Расчет трубопровода из полипропиленовой трубы

Полимерные трубы, а также дополнительные фитинги изготавливаются из нескольких материалов:

• Полипропилена — ПП,
• Поливинилхлорида — ПВХ.

Чтобы выполнить трубное соединение применяются специальные переходники. Они очень удобны в обслуживании и установке.

Зачем нужен переходник

Такие детали относятся к трубопроводной арматуре, без которой невозможно провести соединение деталей, разного диаметра. Причем такие переходники способны сделать соединение деталей, изготовленных из различного материала.

Заметим, что переходники применяются при монтаже канализации любого вида, они остаются наиболее незаменимой деталью.

Сегодня для их изготовления используются самые разные материалы. Они могут отличаться формой и габаритами. В основном, для изготовления применяются следующие популярные материалы:

• ПХВ;
• Полипропилен;
• Чугуна;
• Сталь.

Конструкция переходников имеет несколько типов:

1. Концентрические. Применяются только при монтаже вертикальной магистрали;
2. Эксцентрические. Детали применяются, только когда трубы имеют горизонтальное расположение.

Расчет трубопровода из полипропиленовой трубы

Главная > Статьи > Коммуникации > Отопление

Централизованные отопительные системы относятся к основным инженерным коммуникациям любого населенного пункта либо отдельно взятого объекта, включающего несколько сооружений. Их трубопроводы проектируются по отдельным требованиям и выполняются из определенных материалов. В последние годы подтверждена эффективность применения на таких инженерных сетях труб из полипропилена НР TREND PPR PN 20 и НР TREND STABI. Однако остаются отдельные участки коммуникаций, где металл по-прежнему остается незаменимым.

Необходимые исходные данные

Расчет трубопровода из полипропиленовой трубы выполняется по той же методике, что использовалась ранее для трубы из металла. Но он не будет надежным и долговечным, если не учтены условия эксплуатации. Трубы на основе полипропилена не предусматривают открытой прокладки. Исключение составляют лишь технические и монтажные помещения. Поэтому часто при проектировании отопительных сетей прибегают к более экономичным и безопасным решениям.

Разработка подобных проектов начинается с составления принципиальных схем предполагаемой трубной разводки. Там же выбирают оптимальную инженерную систему (однотрубную, двухтрубную, коллекторную, комбинированную и т.д.), а также способы минимизировать механические и иные повреждения. Поэтому правильный расчет себестоимости трубопровода из полипропиленовой трубы должен учитывать затраты на изоляцию отдельных участков, возможность компенсировать линейное расширение в системе и т.п.

Чтобы проектируемая сеть получилась качественной, эстетичной, надежной и долговечной, нужно знать ее эксплуатационные характеристики:

• максимально возможную температуру, 0С;
• максимально допустимое давление (P, Мпа);
• среднюю величину коэффициента безопасности в отопительных системах (k=2,5);
• количество дней эксплуатации системы за год;
• толщину стенок используемых труб (s, мм);
• величину их наружного диаметра (D, мм).

Минимальная продолжительность эксплуатации отопительных систем

Определить эксплуатационные сроки проектируемых труб систем отопления можно по расчетному напряжению в их стенках (QY).

QY = P (D-s) k / 2s

Полученное значение переносим на вертикальную ось графика. Находим, где эту горизонтальную линию пересекает изотерма температуры транспортируемой жидкости (обычно это 80 0С). Далее из полученной точки опускаемся к временной горизонтальной оси (t, час) или (t, лет). Это число актуально для непрерывного использования системы. Составив пропорцию для нашего случая, мы получим эксплуатационную продолжительность трубопровода с заданными параметрами. Срок будет реальным при соблюдении всех монтажных и эксплуатационных норм.

Способы корректировки эксплуатационных сроков для труб из полипропилена

При расхождениях расчетных результатов с требуемыми сроками эксплуатации, для возможности использования труб из PPR в отопительных сетях, установленными нормативами разрешено внесение следующих корректировок:

• Снижение эксплуатационного давления. Разрешается уменьшить исходное значение до проектируемого и обновить проведенные расчеты. Это приведет к увеличению срока эксплуатации.
• Снижение эксплуатационной температуры жидкости. Допускается понизить расчетное значение до минимально необходимого и перестроить график. Это даст возможность увеличить срок эксплуатации.

Внесение изменений допускается при монтаже коммуникаций в закрытых условиях прокладки (теплые полы, подогрев конструкций и т.д.).

Напольное отопление и его особенности

Водяное напольное отопление применяется как в жилом, так и в промышленном строительстве. Его обустраивают в жилых домах, спортивных залах, площадках, стадионах, промышленных предприятиях, складах. Им прогревают мосты, подземные переходы, подъездные пути, открытые лестницы, автостоянки, взлетно-посадочные полосы и т.д.

При устройстве подобных водяных коммуникаций важно соблюдение установленной проектом температуры прогреваемого материала:

• в жилых помещениях 26-29 0С;
• в ванных комнатах 30-33 0С;
• по контуру бассейнов 33-35 0С;
• для ступенек и парапетов – в зависимости от их месторасположения.

Максимально передать тепло от труб с водой обогреваемому массиву (основанию) помогает снижение скорости потока, перемещаемого по трубопроводу, до 0,3 м/с. Расчет давления трубопровода из полипропиленовой трубы в таких случаях выполняется на основании спроектированного значения температуры для данного объекта. Обычно оно не выше 45 0С, что предполагает значение давления в трубах до 0,3 МПа.

Подобные отопительные контуры оборудуются из труб НР TREND PPR PN 10 (PN 16). Их конструктивное исполнение – бухты либо мотки, также наиболее удовлетворяет условиям прокладки, позволяя избежать лишних узлов и соединений. Монтаж выполняется спиралью, в виде петель или комбинированно. Для выбора нужного диаметра трубы и шага при укладке можно провести расчеты.

При реализации напольного отопления учитывается требуемая теплоотдача материала и минимально допустимая температура основания. Их можно также регулировать шагом и длиной используемых контуров. Если отопительный змеевик превышает 100м, выполняется два независимых контура, а массивы с ними разделяются компенсационными швами, для заполнения которых выбираются эластичные материалы. Швы предотвратят разрушение конструкции при тепловом расширении массивов.

Распределительный и приемный коллектор отопительных контуров располагают поблизости друг от друга, в шкафах или нишах. Трубы в массивах крепят на металлической сетке или на специальных изоляционных матах. При выполнении работ нужна осторожность во избежание повреждений трубопровода.

Выполнив расчет трубопровода из полипропиленовой трубы, и осуществив его укладку, систему заполняют водой для принятия заданной формы. Далее укладываются остальные слои пола. Для комфортной эксплуатации напольное отопление должно удовлетворять требованиям отопительной системы всего помещения и дополнять ее.

Основные свойства переходников

Когда самостоятельно прокладываются канализационные трубы, всегда устанавливают переходники ПВХ. Они дают возможность создать любую, самую сложную конфигурацию трубопровода, а также подсоединить к нему нужные сантехнические устройства.

Благодаря канализационным переходникам, можно осуществить несколько технологических операций:

• Поменять направление трубопровода;
• Перейти на другой размер;
• Отвести канализационные стоки, когда их температура не превышает 60 градусов;
• Вывести химические стоки.

Какими бывают переходники

Как уже было сказано выше, для изготовления переходников применяются различные материалы. Детали подразделяются на несколько групп:

1. Муфты переходные. С их помощью выполняется соединение труб, имеющих одинаковый диаметр. Они изготавливаются в виде бочонка. У такой муфты внутренний диаметр равен наружному размеру, используемой трубы;
2. Уголки. Их изгиб находится в диапазоне 45–90 градусов. Промышленность выпускает уголки, с резьбой на одной стороне, чтобы была возможность подключить смеситель;
3. Крестовины, а также их аналоги, тройники. Детали используются на участках, где одновременно подсоединяется несколько труб. Каждая сторона тройника может иметь конкретный диаметр. Существуют металлические тройники, оборудованные с одного конца наружной резьбой. На другом конце нарезана внутренняя резьба.
4. Обводы. Эти специальные приспособления дают возможность уменьшить количество стыковок трубопровода. Благодаря определенному изгибу, с их помощью можно обойти трубу;
5. Компенсаторы. Приспособление для сглаживания температурных перепадов. Детали принимают на себя мощные удары, происходящие в системе;

Свойства переходников устанавливаемых на трубах из чугуна

Во многих домах еще остались чугунные изделия. Поэтому при монтаже канализационной системы довольно часто встречаются ситуации, при которых необходимо провести соединение труб, изготовленных из совершенно разного материала. Чаще всего приходится стыковать пластик с чугуном.

Для выполнения такой технологической операции с высоким качеством, без специального переходника для чугуна, просто невозможно обойтись. Он поможет сделать эту работу быстро с минимальными затратами.

Для осуществления герметичности применяется резиновая манжета. Она устанавливается при любом переходе.

Внутренняя манжета вставляется в раструб из чугуна. Это дает возможность вставить пластиковую трубу, определенного диаметра.

Наружный диаметр манжеты равен диаметру раструба. Поэтому соединение не требует дополнительной обработки герметиком.

При отсутствии раструба, применяется специальный наружный переходник, для осуществления подключения.

Когда подсоединение чугуна завершено, можно продолжать монтаж пластиковой канализации.

Герметизация стыков труб

Рис. 11 Стыковка труб ПВХ в канализации

При монтаже канализационной магистрали из пластиковых труб не требуется специальная герметизация стыков – уплотнение осуществляется за счет встроенных резиновых колец. Для повышения надежности соединений можно воспользоваться нейтральными или кислотными силиконовыми герметиками для труб – ими дополнительно покрывают щели в раструбных соединениях. Можно применять и различные клеящиеся изоляционные ленты для труб (на битумной основе, фольгированный скотч, изолон) – они наматываются снаружи по спирали внахлест на стыковое соединение.

Пластиковые отводы играют важную роль при монтаже канализационной магистрали, позволяя изменять направление линии под широким спектром различных углов, иногда для плавного перехода в группе используются два отводных элемента. Они легко монтируются установкой в трубные раструбы после простейшей подготовки – снятия наружной фаски и смазывания поверхности мыльным раствором или маслом.

Виды компрессионных переходников для ПНД

Заметим, что любые компрессионные фитинги относятся к комплектным изделиям. Такие переходники подразделяются на несколько видов:

1. Муфты. Изготавливаются с разными размерами. Промышленность выпускает компрессионные фитинги, оборудованные металлической резьбой. В конструкции муфт предусматривается нарезка внешней резьбы. Может также нарезаться внутренняя резьба;
2. Угловой отвод. Эта деталь помогает поменять направление магистрали. Изготавливается с разными резьбами;
3. Тройник. Помогает увести трубопровод от первоначального положения, выдержав 90 градусов. Конструкция тройника снабжается муфтами с каждой стороны. На одной из них нарезается нужная резьба;
4. Седелка. Деталь имеет две части, которые обжимают трубу. Она применяется только когда необходимо выполнить врезку в трубопровод;
5. Фланцы. С их помощью легко соединить металлические изделия и трубы ПНД;
6. Заглушка. Устанавливается на конец трубы и герметично закрывает трубу.

Разновидности переходников

В зависимости от способа соединения, переходники подразделяются на определенные группы:

• Сварные;
• Клееные;
• Резьбовые;
• Резиновые.

В принципе конструкция для стыковки пластика и металла может иметь самые разные виды:

• Соединительная муфта. Используется в трубопроводах, где отсутствует раструб;
• Редукция. Деталь, дающая возможность сделать соединение деталей разного диаметра;
• Ревизия. Приспособление оборудовано крышкой. Через это отверстие можно попасть в трубопровод для устранения засора. В случае наружной канализации монтируется колодец;
• Отвод. Деталь дает возможность направить магистраль под нужным углом, в диапазоне 30 – 90 градусов.

Размерный ряд

По способности выдерживать давление

В целом изделия из данного материала по их способности выдерживать определенное давление разделяются на четыре основные группы:

1. PN-10. Обычное рабочее давление равно 1 МПа (допускается небольшое превышение, также как и у прочих групп). Используются для создания водопровода с низкими температурами.
2. PN-16. Обычное рабочее давление равно 1,6 МПа. Могут быть использованы для прокладки системы предназначенной для холодной воды (до 20 ° С), а также той, что предназначена для горячей воды (до 60 ° С).
3. PN-20. Обычное рабочее давление равно 2 МПа. Предназначены для устройства горячего (до 95° С) водоснабжения.
4. PN-25. Обычное рабочее давление равно 2,5 МПа. Наиболее часто используются для монтажа отопительных систем, реже — для горячего водоснабжения.

Размеры полипропиленовых труб и фитингов определяются по трем основным параметрам: диаметр, длина (для труб) и толщина стенок. Длина является второстепенным показателем. К самым важным параметрам относится диаметр (зависит от их метода использования: разводка, подвод к стиральной машине и прочее) и толщина стенок (на нее влияет диаметр изделия и его показатели по максимально допустимому давлению).

По толщине стенок

В зависимости от их диаметра можно разделить на группы:

1. Ø-20 PN-10 — 1.9мм; PN-20 — 3.4мм; PN-25 — 3.4мм.
2. Ø-25 PN-10 — 2.3мм; PN-20 — 4.2мм; PN-25 — 4.2мм.
3. Ø-32 PN-10 — 3.0мм; PN-20 — 5.4мм; PN-25 — 5.4мм.
4. Ø-40 PN-10 — 3.7мм; PN-20 — 6.7мм; PN-25 — 6.7мм.
5. Ø-50 PN-10 — 4.6мм; PN-20 — 8.4мм; PN-25 — 8.4мм.
6. Ø-63 PN-10 — 5.8мм; PN-20 — 10.5мм; PN-25 — 10.5мм.

Специальные переходники для стальных труб

Соединение металлических трубопроводов выполняется с помощью особых конструкций переходников. К ним относятся:

Прямые фитинги. Применяются при наличии резьбы на внутреннем конусе, для резьбового соединения по внутреннему конусу. Деталь помогает стыковать трубы и перейти с 4 мм на 11 мм, с 20 мм на 29 мм.

Прямые фитинги, когда резьба нарезана на внешнем конусе. Стыкуется М8 с переходом М10, М39 с переходом на М45.

Они же могут соединять резьбу внешнего конуса и уплотнительную резину. Таким образом, выполняется соединение резьбы М12 с М16 и больше.

Прямые фитинги у которых концы детали сделаны под возможность использовать резьбовое соединение. Таким образом, проводится соединение медных деталей. Приспособление устанавливают в бытовом и техническом водопроводе. Стыкуются трубы 1/8 — 4 дюйма. Резьбовая стыковка может быть сделана с использованием наружной резьбы. Возможна установка муфты, имеющей внутреннею резьбу.

Переходы. Эта особая деталь предназначена для сварочного соединения деталей диаметром 20 – 1000мм.

Определение переходника, предназначенного для трубопроводов различных диаметров, касается также отводов и тройников, которые соединяют трубы разных габаритов.

Фитинги, о которых было рассказано, изготавливаются из самых разных материалов. Причем все вышеупомянутые фитинги изготавливаются из различных конструкционных материалов и цветных сплавов. Основными считаются:

• Низкоуглеродистые стали;
• Медь;
• Сплавы, на основе меди.

Некоторые переходники имеют свой «естественный вид». Большинство деталей выпускаются со специальным, дополнительным покрытием. К примеру, никелевые переходники. Основным материалом является сталь, покрытая сплавом никеля. В результате намного повышается коррозионная стойкость детали.

Классификация по давлению

Используемые для полипропиленовых конструкций маркировки часто содержат обозначение N25, N10 и т. п. На основании этого показателя можно определить, каковы возможности материала противостоять давлению жидкости, которая циркулирует по магистрали.

Все предлагаемые на рынке полипропиленовые трубные изделия могут быть классифицированы на следующие виды:

РN10

Основными рабочими характеристиками этих изделий является давление на стенку величиной 1 МПа, а также толщина, равная порядка 1,9–10 мм. На их основе часто устраивают теплые полы, а также системы холодного водоснабжения при рабочей температуре, не превышающей 45 градусов. О геометрии этих конструкций можно сказать следующее: величина наружного диаметра составляет 20–110 мм, внутреннего – 16–90 мм.

PN16

Продукция этого типа часто находит применение в основных сферах. Рабочим давлением для нее является уровень 1,6 МПа. Эти изделия можно использовать при устройстве систем холодного и горячего водоснабжения, для которых предел нагрева теплоносителя не составляет 60 градусов.

РN20

В процессе эксплуатации конструкции из полипропилена этой категории выдерживают давление на стенку на уровне 2 МПа, толщина стенок составляет 16–18,4 мм. Чаще всего на основе этого материала создают системы горячего и холодного водоснабжения, в которых температура транспортируемой жидкости не превышает 80 градусов. Продукция изготавливается с наружным диаметром 16–110 мм и внутренним 10,6–73,2 мм.

РN25

Эти изделия из полипропилена рассчитаны на давление 2,5 МПа, отличаются наличием армирующего слоя на основе алюминиевой фольги. Чаще всего их используют при сооружении отопительных систем, а также устройства систем горячего водоснабжения, которые применяются для доставки жидкости температурой до + 95 градусов. Особенностью этих конструкций является многослойная структура, что позволяет им хорошо переносить нагрузки теплового и ударного характера. Готовые изделия имеют диаметр, равный 13,2–50 мм, наружный составляет 21,2-77,9 мм.

Переходники для разных материалов

С несовпадением материалов приходится сталкиваться довольно часто. Например, пластиковая труба и чугун. Справится с такой проблемой очень сложно.

Причин несовпадения материалов трубопровода, может быть несколько:

• Хочется сэкономить на определенном участке магистрали;
• Применение новых технологий;
• Невозможно купить деталь из нужного материала.

К примеру, работающая система водоснабжения была смонтирована много лет назад. Трубопровод был изготовлен из стали.

Чтобы провести модернизацию конструкции, и заменить стальные трубы полипропиленовыми, понадобятся переходники. С их помощью можно будет осуществить соединение различных материалов. Они выполняют соединение любых материалов, между собой. К примеру, резьбовой переходник, дает возможность соединить полипропилен со стальными деталями. Одна часть оборудована латунной резьбой, а друга пластиковой. Иногда вместо такой резьбы переходник оборудуется специальным концом для сварочных работ.