Жоден об'єкт в сучасному світі, від однокімнатної квартири до великого промислового комплексу, не обходиться без інженерних комунікацій - зокрема, без системи трубопроводів. Всі відомі труби промислового і побутового призначення можна розділити на дві групи: металеві та неметалеві. Головна відмінна риса перших - міцність, друге - довговічність. Пропоновані на сьогоднішній день неметалеві труби дозволяють задовольнити вимоги надійності в експлуатації, стійкості до коливань температури і механічних впливів. З урахуванням зростаючих цін на метал полімерні трубопроводи виявляються істотно вигідніше традиційних металевих. Як показує світовий досвід, полімерні системи більш надійні, довговічні, дешеві і екологічно чисті, ніж металеві.
При будівництві сучасних будівель і реконструкції старих в системах гарячого і холодного водопостачання, а також в системах опалення все частіше знаходять застосування поліпропіленові труби. Вони відрізняються зниженим рівнем шуму, легкістю транспортування і простотою монтажу. Початок застосування поліпропіленових труб в Росії відноситься до 1960-м рр. а вже в середині 80-х був розроблений статичний сополімер пропілену з етиленом (PPR-random copolymer, тип 3). Особливістю сополимера PPR є велика стійкість до впливу горя¬чей води, завдяки чому він став застосовуватися в системах гарячого водопостачання та опалення, витісняючи сталь. Фітинги та труби з поліпропілену можуть підлягати періодичному або тривалому впливу різних агресивних середовищ (зокрема, кислот і лугів), а при транспортуванні питної води не порушують її смак, колір і запах сторонніми домішками.
При проектуванні і проведенні монтажних робіт необхідно враховувати теплове подовження трубопроводів. Неармовані поліпропіленові труби мають значну теплове розширення. У поліпропіленових труб, армованих алюмінієм або скловолокном, коефіцієнт лінійного розширення в п'ять разів менше в порівнянні з неармованими трубами. Про це потрібно пам'ятати завжди, приступаючи до монтажу тієї чи іншої системи.
Коефіцієнт лінійного розширення, мм / м ° С
Порівняльна таблиця лінійного розширення труб з різних матеріалів
Сталь чорна і оцинкована
Поліпропілен (PR-R 80 PN10 і PN20)
Поліпропілен (PR-R 80 PN25 алюміній)
Поліпропілен (PR-R 80 PN20 скловолокно)
Зшитий поліетилен (PEX)
Питання теплового розширення багато в чому вирішується правильним використанням опор і вибором конфігурації трубопроводу. Одним із загальних правил монтажу є прагнення створити якомога більш гнучку еластичну систему з мінімумом жорстких коротких вузлів, що мають малу здатність до деформації. Ігнорування вказівок по компенсації лінійних розширень трубопроводу викликає високі поздовжні напруження в стінках труб і тим самим істотно скорочує термін служби системи. Невірно обрані відстані між кріпленнями трубопроводу також негативно позначаються на терміні служби. Довільне збільшення відстані між опорами може спричинити збільшення прогину труби і защемлення її на опорах, що виключає прямолінійність і можливість вільного подовження або укорочення трубопроводу в період експлуатації, а також створює додаткові зусилля на конструкцію опор. На рис. 1 видно результат ігнорування нормативних вимог щодо проведення монтажних робіт поліпропіленових труб.
Мал. 1. Монтаж поліпропіленових труб в переході біля метро «Павелецька кільцева»
Теплове подовження / скорочення трубопроводу δl, мм, незалежно від його діаметра визначають за формулою δl = α / δt, де α - коефіцієнт лінійного подовження, δt - різниця між температурами при експлуатації і при монтажі.
Якщо температура трубопроводу при експлуатації вище температури монтажу, то довжина трубопроводу збільшується, і навпаки.
Щоб виключити появу помилки в розрахунках, доцільно позначати подовження зі знаком плюс (+ δl), а вкорочення зі знаком мінус (-δl).
Поздовжнє зусилля, що виникає в жорстко закріпленій ділянці трубопроводу, не залежить від його довжини, тому необхідно враховувати вплив теплових напружень в будь-якому закріпленій ділянці трубопроводу.
Трубопровід повинен вільно подовжуватися або скорочуватися без перенапруги матеріалу труб, сполучних деталей, шва трубопроводу, а також рухомих (ковзають) і нерухомих (мертвих) опор. Це забезпечується завдяки компенсує здібності елементів трубопроводу (самокомпенсацією) і компенсаторів, а також правильної розстановки рухомих і нерухомих опор.
Мал. 2. Деформація поліпропіленової труби через неправильне монтажу
При проектуванні напірних трубопровідних систем визначальне значення мають їх гідравлічні розрахунки. Вони служать основою для обчислення діаметра труб і підбору насосного обладнання, які забезпечують необхідний режим роботи цих систем протягом усього терміну експлуатації. Якість виконаних гідравлічних розрахунків визначає економічність як самого трубопроводу, так і всього комплексу пов'язаних з ним споруд. Полімерні труби мають дуже гладку внутрішню поверхню і малі гідравлічні втрати, що дозволяє використовувати труби меншого діаметру, ніж сталеві. Монтаж стає більш компактним і економічним. З наведеної нижче таблиці видно, що коефіцієнт еквівалентної шорсткості поліпропіленової труби на два порядки нижче в порівнянні зі сталевою трубою. Тому, коли у замовника з'являється питання: «Чому при заміні сталевої труби на поліпропіленову був обраний менший діаметр?», Можна привести цю таблицю, навіть якщо у вас немає під рукою гідравлічного розрахунку системи.
Коефіцієнт еквівалентної шорсткості К, мм