На сколько удлиняется полипропиленовая труба при нагреве

Что из себя представляет армированная труба

Полипропилен – это органический полимер, из которого изготавливают безопасные в эксплуатации, дешевые (в сравнении с металлом) трубы с большим сроком службы. Существенным недостатком трубопроводов из простого полипропилена является их провисание и деформация при повышении температуры транспортируемой жидкости.

Второе качество полипропилена, которое создает проблемы при эксплуатации трубопроводов, это линейное (в длину) их расширение при эксплуатации в отоплении или горячем водоснабжении. Удлинение трубы достигает 10 см на 1 погонный метр и требует установки компенсаторов.

При открытом монтаже это ухудшает эстетику, добавляет стоимости. При закрытом – хождение трубопровода может служить причиной разрушения штукатурки.

Армирование – это добавление в стенку трубы укрепляющего полипропилен материала: алюминия или стекловолокна.

Армирование пластиковых материалов стекловолокном является последней разработкой в этой сфере и учитывает недостатки армирования металлом. Дополнительный внутренний слой стабилизирует пластичную органику, делая трубы более прочными.

Усиленные пластиковые трубопроводы приближаются по возможностям к металлическим, сохраняя при этом все преимущества органического полимера.

Труба полипропиленовая армированная имеет следующие качества:

• остается инертной к химическому воздействию;
• не выделяет вредных веществ, пригодна для использования в пищевой промышленности;
• сохраняет гладкость внутренней стенки, не «зарастает» осадками и накипью;
• являются диэлектриками, обладают малой шумо и теплопроводностью;
• обладает ценой ниже, чем изделия из металла;
• имеет малый вес, легкость транспортировки;
• коэффициент линейного расширения уменьшается в 5 раз в сравнении с обычным полипропиленом;
• выдерживает более значимые температурные и силовые нагрузки;
• остается доступной для самостоятельного монтажа.

Маркировка и характеристики

Все о качестве и технических показателях трубы можно узнать, изучив надпись на ней (маркировку). Буквенно-цифровые обозначения на трубах начинаются обычно с названия компании производителя.

Далее идет обозначение структуры:

1. На трубе из полипропилена без армирования должна быть буквенная аббревиатура — PPR.
2. армирование стекловолокном обозначено кодом — PPR-FB-PPR.
3. PPR-GF — труба, армированная композитом, в составе которого стекловолокно и полипропилен, другой вариант обозначения — PPR/ PPR-GF/ PPR.
4. Армирование трубы алюминием — PPR-Al-PPR.
5. Если при армировании применялись различные материалы, это обозначается следующим образом — PP- RCT-AL-PPR (три слоя трубы — полипропилен улучшенный, алюминий, полипропилен).

Кроме того, цифровые обозначения указывают на номинальное давление, которое такие трубы могут выдерживать.

Аббревиатура PN — указывает на номинальное значение давления рабочей среды. Например, PN10, PN-16,PN-20, PN-25.

Реальное давление, которое выдерживает труба, зависит от температуры рабочей среды. Так, для труб PN 25, в системах с холодной водой рабочее давление — 25 кгс/см2, хотя реально она начинает разрушаться при показателях, превышающих эту цифру вдвое. А для трубы, в которой t = 900, рабочее давление снижается уже до 9 кгс/см2.

Производство армированных труб из полипропилена

В производстве армированной продукции из полипропилена используется технология сдвоенной соэкструзии. Эта операция предполагает одновременное выдавливание внешнего и внутреннего слоя трубы из похожего на мясорубку аппарата. Причем, в процессе выдавливания внешний слой налипает на внешнюю поверхность армирующего каркаса, а внутренний слой – на внутреннюю часть каркаса. На воздухе слои твердеют, образуя очень прочную связь с жестким каркасом. После чего труба делится на мерные отрезки или скатывается в бухты.

Подобный способ производства характерен для всех термопластичных полимеров. И такой способ армирования пластиковых труб можно распространить и на полиэтилен, и на поливинилхлорид, и на другие сорта пластмасс.

Несмотря на абсолютную идентичность производственного процесса, полипропиленовые трубы от разных производителей обладают различными эксплуатационными характеристиками.  Подобный разброс свойств и качеств можно объяснить только одним фактором – типом конструкционного материала армирующего каркаса.

Причем, чаще всего, производители полипропиленовых труб используют в качестве каркаса либо алюминиевую фольгу, либо стекловолокно. Понять, что лучше – стекловолокно или алюминий – очень сложно. Поэтому мы просто сравним характеристики и свойства изделий, в каркасах которых использовался алюминий или стекловолокно.

Полипропиленовая труба армированная алюминием

Алюминиевый каркас может располагаться и между внутренним и внешним слоями трубы, и поверх внутреннего слоя полипропилена. В качестве основного материала каркаса используется алюминиевая фольга толщиной в 0,5 миллиметра. Полипропиленовые армированные алюминием трубы обладают массой достоинств, наиглавнейшим из которых является высокая жесткость конструкции. Такая труба держит нагрузку не хуже тонкостенных аналогов из стали.

К недостаткам полипропиленовых труб с алюминиевым каркасом можно причислить только ограниченный радиус поворота изделия.

Кроме того, к недостаткам таких труб относится и взаимосвязь характеристик с качеством процесса изготовления трубы. Проще говоря, нерадивые производители выпускают плохие трубы, которые могут расслоиться по составляющим еще в процессе монтажа. Но кто заставляет нас покупать плохую продукцию?  Приобретайте качественные трубы и забудьте об этом недостатке навсегда!

Полипропиленовая труба армированная стекловолокном

Стекловолокно в полипропиленовых трубах используется в виде волокон, внедряемых в промежуточный слой из аналогичного материала, который и является армирующим каркасом.

Поэтому армированные стекловолокном полипропиленовые трубы являются трехслойными конструкциями, состоящими из:

• внешнего слоя пропилена,
• армирующего слоя стекловолокна,
• внутреннего слоя пропилена.

Причем, если на внутренний и внешний слой расходуют «чистый» полипропилен, то армирующий слой производят из смеси полипропилена с волокнами фибры (стекловолокна).

В итоге, у производителей получается более прочная конструкция трубы. Ведь после выхода из экструдера все слои полипропилена спекаются в единую корку, образующую тело трубы.

Плюсом подобных конструкций является минимальная зависимость свойств изделия от точности и качества процесса изготовления трубы. Ведь полипропиленовые слои слипнутся в одну корку в любом случае. Да и радиус поворота у таких труб – минимален. Ведь полипропилен намного пластичнее алюминиевой фольги.

К недостаткам таких труб можно отнести уменьшенную, по сравнению с армированным алюминием полипропиленом, сопротивляемость внутреннему давлению. Да и внешняя жесткость труб со стекловолокном будет немного меньше, чем у аналогов с алюминиевым каркасом. Поэтому при монтаже трубы с каркасом из стекловолокна необходимо задействовать больше крепежных элементов. Иначе труба просто провиснет между опорами.

Особенности монтажа изделий

Монтаж армированной трубы выполняется аналогично пайке обычных полипропиленовых аналогов:

• Нарезка труб на необходимые размеры. Для этого используется схема будущего трубопровода.
• На следующем этапе выполняется нагрев фитингов и труб с помощью специального паяльника.
• Размягченные элементы соединяются и удерживаются в нужном положении на протяжении установленного времени. В результате этого получается надежное соединение.

Но, есть одно отличие, которое заключается в наличие дополнительного процесса. Его суть заключается в проведении зачистки алюминиевого слоя. Это выполняется перед выполнением спайки армированных труб. При проведении очистки стоит учитывать месторасположение армированного слоя. Так, если он расположен снаружи, то работа проводится следующим образом:

• Армированную трубу вставить в муфту с ножами.
• Несколько раз вручную провернуть инструмент.
• Выполнить спайку труб.

Если армированный слой расположен внутри, то работа по зачистке будет проводиться несколько иначе. Прежде всего, стоит отметить, что для этого используется специальный инструмент – торцеватель. С его помощью выполняется устранение внутреннего слоя. Таким образом, обеспечивается нормальное стыкование армированных труб.

С помощью данного инструмента можно решить следующие проблемы:

• Расслаивание труб в системе.
• Разрушение армированного слоя, вызванного электрохимическими процессами.

Стоит отметить, что трубы со стекловолокнистым армированием спаиваются так же, как и обычные полипропиленовые изделия.

Армированные трубы пользуются особой популярностью у населения. Это связано с тем, что такие изделия обладают многими достоинствами. Среди них стоит выделить высокая прочность материала, а также простота монтажа. Выполнить сооружение новой инженерной коммуникацию можно легко своими руками. Для этого понадобится паяльник и инструмент, с помощью которого выполняется торцевание армированных изделий.

Для чего армируют полипропиленовые трубы. Способы армирования

При производстве работ по армированию полипропиленовых труб с помощью алюминиевой фольги, ее края чаще всего крепятся на трубах внахлест.

Такая технология применяется для элементов из полипропилена большим числом отечественных производителей, хотя на сегодняшний день получила свое достаточное развитие сварка лазером края фольги встык. Армирование фольгой внахлест требует зачистки фольги перед тем, как произойдет сварка с соединительной арматурой.

Существует два способа по армированию полипропиленовых труб алюминиевой фольгой: края крепятся встык или внахлест.

При таком исполнении теплоноситель не входит в контакт с фольгой, а сварка соединения фитинга и трубы не становится менее качественной. Для систем типа РЕХ/Аl/РЕХ традиционным считается соединение фольги способом «встык».

В самом начале технологического развития армирования полипропиленовых труб применялась алюминиевая фольга в сплошном варианте. Такое армирование не допускает попадания кислорода в теплоноситель и наделяет внешнюю поверхность трубы свойством гладкости. Но при этом затрудняется ее соединение с полипропиленовыми слоями.

В связи с этими особенностями фольги, к качеству клея, а также к температурному и влажностному режимам при осуществлении производственных работ предъявляются особые требования.

Если же допускаются технологические нарушения либо отступления от общепринятых качественных стандартов используемого сырья при изготовлении труб, армированных алюминием, становится возможной следующая ситуация: влага проникает через стенку полипропиленовой конструкции (так как этот материал является гигроскопичным), а дальше, встречая на пути слой фольги, пройти не может. Влага накапливается между слоями алюминия и полипропилена, что способствует ненужному образованию вздутий на поверхностном слое.

Расслоение многослойной трубы может быть связано с тем, что при сварке только наружного слоя, вода воздействует на торцевую часть трубы, и со временем расслаивает ее.

Во избежание таких ситуаций в настоящее время полипропиленовые трубы подвергаются армированию при помощи алюминиевой фольги с перфорацией, то есть с равномерно расположенными по всей поверхности фольги круглыми отверстиями.

Такой способ производства армированных полипропиленовых изделий обеспечивает прочное склеивание двух слоев полипропилена (декоративного и базового) между собой по всей площади поверхности.

Гарантированный срок службы для полипропиленовых армированных элементов обозначается как 25 лет при взаимодействии с горячей водой, 50 лет – для конструкций с холодной водой.

Особенности стекловолокна, как материала для армирования

Материал для армирования применяют сравнительно недавно. У стекляннной фибры самый низкий уровень расширения, равен 0.009 мм / мК.

Материал отличается прочностью во время нагрузок. Показатель в отличие от стали достигает значения до трех раз больше. Трубы со слоем из стекловолокна имеют достаточную прочность, эластичность, что снижает уровень теплового изменения.

Внимание! Стекловолокно добавляет полипропилену хорошие свойства, но сам материал имеет минус: хрупкость. Учитывая данный недостаток стекловолокно стали укладывать между полипропиленом, материалы соединяют на уровне молекул

Учитывая данный недостаток стекловолокно стали укладывать между полипропиленом, материалы соединяют на уровне молекул.

Важно! Данный тип армирования обеспечивает стабильный показатель коэффициента изменения. Утверждение: на значение коэффициента трубы влияет количество фибровых частиц, не является верным

На коэффициент влияет объем прослойки, содержащая стекловолокно. У различных марок обозначение коэффициента достигает до 10-ти процентов.

Выполняя разные расчеты для сборки систем из этих изделий, определяя количество компенсаторов, советуют учитывать среднее значение расширения, равное 0.05 мм / мК.

Особенности армированных полипропиленовых труб

Достоинства армированных полипропиленовых труб

• неармированные полипропиленовые трубы ввиду своей высокой пластичности могут резко увеличить свои габариты при контакте с высокотемпературной средой. В открытом пространстве это большой беды не принесёт, но вот вмонтированная в твёрдое основание стены или пола полипропиленовая труба, увеличившаяся в размерах, может вызвать трещину опорной поверхности. Стенки армированной трубы в таком случае будут защищены твёрдым каркасом.
• при высоких температурах полипропиленовые неармированные трубы теряют свою жёсткость, не выдержав давления. Армированные трубы выдерживают гораздо большее давление.
• неармированные полипропиленовые трубы под воздействием высоких температур начинают менять свои размеры, поэтому в системе парового отопления и применяют армированные полипропиленовые трубы. Они начинают расширяться при температуре 175С, причём даже в таком случае армированная труба не лопнет, а просто потеряет форму и повиснет на крепежах.
• коэффициент расширения армированных труб на 75% меньше, чем у обычных полипропиленовых труб, т. е. они при температуре свыше 70С расширяются на 1 см на один метр длины трубы, а неармированные трубы при той же температуре расширятся на 10 см на 1 м трубы.
• армированные стекловолокном полипропиленовые трубы не надо зачищать и калибровать перед монтажом, в отличие от армированных алюминием труб
• более высокая устойчивость к коррозии и механическая прочность.

Недостатки полипропиленовых труб

• солнечные лучи отрицательно влияют на структуру полимеров, поэтому полипропиленовые трубы нельзя использовать на открытом пространстве
• линейное расширение полимерных армированных труб в 2 раза больше расширения металлических труб

В связи с этим армированные полипропиленовые трубы используют в системе горячего водоснабжения. Их производят путём сдвоенной соэкструзии. На армирующий каркас под высоким давлением с внешней и внутренней стороны наносится слой термопластичного полимера. На воздухе пластмасса твердеет, в результате чего образуется прочная связь с твёрдым каркасом.

Это касается всех видов полимеров, и на ПВХ, и на полипропилен и на другие разновидности. Тем не менее, технологические свойства армирующих труб значительно разнятся. Это зависит от того, из какого материала сделан армирующий каркас. Чаще всего в качестве каркаса используется либо алюминиевая фольга, либо стекловолокно. У труб, армированных алюминием, меньше тепловое расширение. Диффузионные барьер предотвращает проникновение свободного кислорода сквозь стенки труб, соответственно, кальций не оседает, а, значит, не окисляются стенки котла и радиаторов.

более пластичны,

Единственным минусом армированных стекловолокном труб является их меньшая, чем у армированных алюминием труб, сопротивляемость внутреннему давлению. В связи с этим для их крепежа надо использовать большее количество крепёжных элементов. Производить монтаж полипропиленовых труб можно при помощи клееных муфт (клей наносится на муфту и часть трубы, а затем в течение 15 секунд клей «прихватывает» муфту), но такой способ не считается надёжным. Можно применить пресс фитинги для металлопластиковых труб, но самым надёжным способом считается диффузионная сварка, когда труба и оплавленная муфта образуют единое тело.

В связи с высокой популярностью армированных труб у потребителей, некоторые производители ради снижения себестоимости конечного продукта применяют в процессе производства низкокачественное сырьё. Причём по внешнему виду отличить качественное изделие от подделки практически невозможно. Стекловолокно бывает разных цветов, поэтому на его оттенок не стоит ориентироваться. Продавец полипропиленовых армированных труб обязан иметь сертификат, а также он должен разрешить покупателю проверить внешним осмотром состояние изделия. Крепёжные элементы также обязаны быть высокого качества, в частности, в их состав должна входить латунь. Только полипропиленовые трубы высокого качества обладают прочным соединением и антикоррозийными свойствами.

На что обратить внимание при выборе полипропиленовых труб

Основными критериями выбора таких изделий должны быть их технические характеристики.

Рабочее давление

Маркируется на внешней поверхности в виде надписи «PN». Величина давления подбирается в соответствии с индивидуальными особенностями отопительной системы. Если будут наблюдаться постоянные гидроудары или нужно будет часто спрессовывать систему трубопроводов, оптимальным будет полипропиленовое изделие «PN20».

Если в отопительной системе нагрев теплоносителя будет превышать 70 градусов, более подходящими будут трубы «PN25», армированные стекловолокном. Когда применяется автономное отопление, обычно давление не превышает 10 атмосфер. Чтобы смонтировать такую отопительную систему, можно воспользоваться полипропиленовыми трубопроводами «PN20», имеющие цельное алюминиевое армирование.

Теплоноситель и его нормальная температура

В зависимости от установленной системы отопления подбираются соответствующие полипропиленовые трубы. Так как в «теплом полу» температура теплоносителя не превышает 40 градусов, можно устанавливать изделия, имеющие любое армирование. Можно воспользоваться изделиями из моносостава.

Там, где установлены радиаторы, а нагрев теплоносителя достигает 85 градусов, можно смело устанавливать полипропиленовые трубы с любым видом армирования.

Диаметр трубопровода

Этот параметр очень важен для нормальной работы системы отопления. Он должен полностью удовлетворять требования системы. Внутреннее отверстие трубы должно свободно пропускать соответствующий поток теплоносителя за определенное время.

В очень больших помещениях, например, гостиницах, монтируются трубы, диаметр которых превышает 200 мм.

В индивидуальных постройках достаточно установить ПП трубы сечением 20-32 мм. Они легко монтируются с образованием нужного изгиба.

ПП трубы для отопления армированные часто устанавливают в системах горячего водоснабжения. Прекрасно выдерживает большую температуру полипропилен с сечением 20 мм. Стояки изготавливаются из полипропиленовых изделий диаметром 25-32 мм.

При подключении к центральному отоплению применяются 25 мм ПП трубы.

Для нормального функционирования теплого пола монтируют 16 мм изделия.

Сборная автономная отапливающая система монтируется из труб разного диаметра.

Описанные выше советы необходимо брать за основу, и прежде, чем покупать и устанавливать ПП трубы отопления, нужно учесть индивидуальные особенности объекта, а иногда даже особенности отдельных участков системы.

К примеру, когда делается монтаж отопления однотрубной системы, подключение радиаторов выполняется последовательно. Чтобы смонтировать подобное кольцо, нужно воспользоваться трубами с диаметром 32-40 мм. Дополнительные отводы к радиаторам делаются из диаметра менее 26 мм.

Если установлена двухтрубная система, то отопление осуществляется совсем по другому принципу. Линия подачи совместно с обраткой уменьшает давление в трубопроводе. Поэтому можно установить трубы с диаметром менее 30 мм.

Как монтируются ПП трубы, армированные стекловолокном

Такая работа аналогична соединению цельных пропиленовых изделий. Установка ПП труб с армированием из стекловолокна не отличается от соединения цельных изделий из полипропилена. Монтаж таких конструкций подразделяется на несколько видов:

1. С резьбовыми фитингами.
2. Холодной сваркой.
3. Диффузной сваркой.

Если используются резьбовые фитинги, выполняется круговое обжимание монтажной гайки. Полипропиленовая труба надевается сверху на штуцер и сильно прижимается. Получается очень надежное и плотное соединение. Такой вариант можно использовать даже при создании напорного трубопровода. Сложности могут возникнуть только при давлении на фитинг. При очень большом усилии возможно разрушение гайки.

При использовании холодной сварки применяется специальный клей. Но такое соединение нельзя назвать очень надежным. Стык может потечь. Поэтому чтобы такого не происходило, используют полипропиленовые муфты, внутренняя поверхность которых смазывается клеем. Муфту вставляют в трубу и выжидают некоторое время, пока клей хорошо схватится.

Прочность диффузной сварки сравнима с прочностью, создаваемой резьбовым соединением. Недостатком такой технологии является необходимость иметь сварочный аппарат. Подбор температуры для паяльных работ зависит от толщины стенки ПП трубы, а также ее диаметра.

Несколько слов в завершение

В заключение темы хотелось бы порекомендовать, не приобретать трубы неизвестных производителей, которые даже не упоминают название своей фирмы в маркировке изделий. Немного сэкономив, можно купить товар, который не прослужит и одного отопительного сезона, подведя в самый неподходящий момент. В такой ситуации придется выложить гораздо более серьезную сумму на замену труб отопительной системы, ремонт своей и, возможно, соседской квартиры.

Еще одна маленькая ремарка. Одним из наиболее часто задаваемых вопросов является следующий: «Какую информацию несет цвет расположенной в стенке трубы армирующей прослойки». Ответ на него прост – никакую. Цвет армирования – это, скорее «каприз» производителя, желание выделить свою продукцию на общем фоне.

Цвет армирующего пояса в толще стенки полипропиленовой трубы никакой полезной информации вам не подскажет

По большому счету, любая армированная стекловолокном полипропиленовая труба уже сама по себе рассчитана на эксплуатацию в режиме повышенных температур. Так что будет армирующее «колечко» красным, зеленым, синим или серым – никакого значения это не имеет. Главная информация – в буквенно-цифровой маркировке трубы и в ее технической документации, с которой, кстати, не забывайте знакомиться в магазине при выборе материала.

И, наконец, для «закрепления» полученных сведений о полипропиленовых трубах – посмотрите приложенный ниже видеосюжет: