Меню

Коэффициент шероховатости труб из сшитого полиэтилена

Шероховатость полиэтиленовых труб. Расчет гидравлических потерь давления в трубопроводе из пластмасс

Гидравлический расчет является важной составляющей процесса выбора типоразмера трубы для строительства трубопровода. В нормативной литературе по проектированию этот ясный с точки зрения физики вопрос основательно запутан. На наш взгляд, это связано с попыткой описать все варианты расчета коэффициента трения, зависящего от режима течения, типа жидкости и ее температуры, а также от шероховатости трубы, одним (на все случаи) уравнением с вариацией его параметров и введением всевозможных поправочных коэффициентов. При этом краткость изложения, присущая нормативному документу, делает выбор величин этих коэффициентов в значительной степени произвольным и чаще всего заканчивается номограммами, кочующими из одного документа в другой.
С целью более подробного анализа предлагаемых в документах методов расчета представляется полезным вернуться к исходным уравнениям классической гидродинамики [1].

Потеря напора, связанная с преодолением сил трения при течении жидкости в трубе, определяется уравнением:

где: L и D длина трубопровода и его внутренний диаметр, м; ? — плотность жидкости, кг/м3; w — средняя объемная скорость, м/сек, определяемая по расходу Q, м3/сек:

λ — коэффициент гидравлического трения, безразмерная величина, характеризующая соотношение сил трения и инерции, и именно ее определение и есть предмет гидравлического расчета трубопровода. Коэффициент трения зависит от режима течения, и для ламинарного и турбулентного потока определяется по-разному.
Для ламинарного (чисто вязкого режима течения) коэффициент трения определяется теоретически в соответствии с уравнением Пуазейля:
λ = 64/Re (2)
где: Re — критерий (число) Рейнольдса.
Опытные данные строго подчиняются этому закону в пределах значений Рейнольдса ниже критического (Re 100000 предложено много расчетных формул, но практически все они дают один и тот же результат [1 — 3].

На рис.1 показано, как «работают» уравнения (2) — (4) в указанном диапазоне чисел Рейнольдса, который достаточен для описания всех реальных случаев течения жидкости в гидравлически гладких трубах.
Рис.1

Шероховатость стенки трубы влияет на гидравлическое сопротивление только при турбулентном потоке, но и в этом случае, из-за наличия ламинарного пограничного слоя существенно сказывается только при числах Рейнольдса, превышающих некоторое значение, зависящее от относительной шероховатости ξ/D, где ξ — расчетная высота бугорков шероховатости, м.
Труба, для которой при течении жидкости выполняется условие:

считается гидравлически гладкой, и коэффициент трения определяется по уравнениям (2) — (4).
Для чисел Re больше определенных неравенством (5) коэффициент трения становится величиной постоянной и определяется только относительной шероховатостью по уравнению:

которое после преобразования дает:

Гидравлическое понятие шероховатости не имеет ничего общего с геометрией внутренней поверхности трубы, которую можно было бы инструментально промерить. Исследователи наносили на внутреннюю поверхность модельных труб четко воспроизводимую и измеряемую зернистость, и сравнивали коэффициент трения для модельных и реальных технических труб в одних и тех же режимах течения. Этим определяли диапазон эквивалентной гидравлической шероховатости, которую следует принимать при гидравлических расчетах технических труб. Поэтому уравнение (6) точнее следует записать:

где: ξ э — нормативная эквивалентная шероховатость (Таблица 1).

Таблица 1 [1, 2]

Данные таблицы 1 получены для традиционных на тот период материалов трубопроводов.
В период 1950-1975 годов западные гидродинамики аналогичным способом определили ξ э труб из полиэтилена и ПВХ разных диаметров, в том числе и после длительной эксплуатации. Получены значения эквивалентной шероховатости в пределах от 0,0015 до 0,0105 мм для труб диаметром от 50 до 300 мм [3]. В США для собранного на клеевых соединениях трубопровода из ПВХ этот показатель принимается 0,005 мм [3]. В Швеции, на основе фактических потерь давления в пятикилометровом трубопроводе из сваренных встык полиэтиленовых труб диаметром 1200 мм, определили, что ξ э = 0,05 мм [3]. В российских строительных нормах в случаях, относящихся к полимерным (пластиковым) трубам, их шероховатость либо совсем не упоминается [5 — 8], либо принимается: для водоснабжения и канализации — «не менее 0,01 мм» [9], для газоснабжения ξ э = 0,007 мм [10]. Натурные измерения потерь давления на действующем газопроводе из полиэтиленовых труб наружным диаметром 225 мм длиной более 48 км показали, что ξ э 100000 следует пользоваться модификацией уравнения (4).
В ISO TR 10501 [4] для пластмассовых труб при 4000 г = J*L, м).

Пример:
Определить внутренний диаметр пластмассового трубопровода длиной 1000 м, при w макс = 2 м/сек и ∆ Н г = 10 м (1 бар), то есть J = 10/1000 = 0,01 м.
Выбрав, например, коэффициенты уравнения (11), получаем:

При этом расход составит Q=460 м3/час. Если полученный расход велик или мал, достаточно скорректировать значение скорости. Взяв, например, w=1,5 м/сек, получим D=0,188 м и Q=200 м3/час.
Расход в трубопроводе определяется потребностями потребителя и устанавливается на этапе проектирования сети. Оставив этот вопрос проектировщикам, сравним удельные потери давления в стальном (новом и старом) и пластмассовом трубопроводах при равных расходах для различных диаметров труб.

Как видно из таблицы 4, учитывая неизбежное старение стальной трубы в процессе эксплуатации, для труб малых и средних диаметров полиэтиленовую трубу можно выбирать на одну ступень наружного диаметра меньше. И только для труб диаметром 800 мм и выше, вследствие относительно меньшего влияния абсолютной эквивалентной шероховатости на потери напора, диаметры труб нужно выбирать из одного ряда.

Литература.
1. Н.З.Френкель, Гидравлика, Госэнеогоиздат, 1947.
2. И.Е.Идельчик, Справочник по гидравлическому сопротивлению фасонных и прямых частей трубопроводов, ЦАГИ, 1950.
3. L.-E. Janson, Plastics pipes for water supply and sewage disposal. Boras, Borealis, 4th edition, 2003.
4. ISO TR 10501 Thermoplastics pipes for the transport of liquids under pressure — Calculation of head losses.
5. СП 40-101-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «рандом сополимер».
6. СНиП 41-01-2003 (2.04.05-91) Отопление, вентиляция и кондиционирование.
7. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
8. СНиП 2.04.02-84 водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
9. СП 40-102-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов.
10. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.
11. Е.Х.Китайцева, Гидравлический расчет стальных и полиэтиленовых газопроводов, Полимергаз, №1, 2000.

Читайте также:  Как сделать клапан для выхода воздуха из канализационной трубы

Авторы: Владимир Швабауэр, Игорь Гвоздев, Мирон Гориловский
Источник: (Журнал «Полимерные трубы»)

Источник

Параметры полиэтиленовых труб: шероховатость, прочность, пропускная способность, срок службы

Как определить коэффициент шероховатости труб

Рисунок 415. Шероховатость и зарастание трубопровода

Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается, вследствие коррозии и образования отложений на трубах. При этом происходит изменение шероховатости трубопровода и его зарастание (уменьшение поперечного сечения). Увеличение шероховатости и зарастание приводит к уменьшению диаметра трубопровода и как следствие к увеличению потерь напора. Меньше всего этому явлению подвержены асбоцементные, стеклянные и пластмассовые трубы. Сложность физических, химических и биологических явлений, определяющих изменение шероховатости труб и их зарастание, приводит к необходимости ориентироваться на некоторые средние показатели, которые в первом приближении можно оценить по формуле [5]:

Рисунок 416. (19)

— коэффициент эквивалентной шероховатости для новых труб в начале эксплуатации, мм; — коэффициент эквивалентной шероховатости через
t лет эксплуатации, мм; — ежегодный прирост абсолютной шероховатости, мм в год, зависящий от физико-химических свойств подаваемой по ним воды.
По А.Г. Камерштейну, природные воды разбиваются на пять групп, каждая из которых определяет характер и интенсивность снижения пропускной способности трубопровода:

Коррозионное

воздействие

Зарастание трубопровода можно измерять при выполнении реконструкции трубопроводов или ежегодных ремонтах при помощи обычной линейки (рисунок выше), а увеличение шероховатости определять по выше изложенной методике.

Значения коэффициента эквивалентной шероховатости для новых труб приведены в таблице ниже.

Тип трубы Состояние трубы Коэффициент эквивалентной шероховатости трубы, мм Среднее значение коэффициента эквивалентной шероховатости трубы, мм
Бесшовные стальные трубы Новые и чистые 0.01 – 0.02 0.014
Стальные сварные трубы Новые и чистые 0.03 – 0.1 0.06
Чугунные трубы Новые асфальтированные 0 – 0.16 0.12
Чугунные трубы Новые без покрытия 0.2 – 0.5 0.3
Асбестоцементные Новые 0.05 – 0.1 0.085
Железобетонные Новые виброгидропрессованные 0 – 0.05 0.03
Железобетонные Новые центрифугированные 0.15 – 0.3 0.2
Пластмассовые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Стеклянные Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001
Алюминиевые Новые, технически гладкие 0 – 0.002 0.001

Общие потери в трубопроводе, с учетом потерь в местных сопротивлениях могут быть определены по формуле:

Материал

В наибольшей степени свойства любого предмета определяются тем, из чего он сделан. Полиэтиленовые трубы не исключение.

Полиэтиленовые трубы не боятся ни света, ни непогоды

А сделаны они из материала, который является самым распространенным из существующих пластиков.

Его физические свойства таковы:

  • Полиэтилен не вступает в реакцию с кислотами, щелочами и спиртами. Зато его могут разрушить жидкие хлор и фтор. Впрочем, бдительному владельцу полиэтиленового водопровода это обычно не грозит: вероятность встретить фтор и хлор в свободном состоянии куда меньше, чем вероятность встретить в уборной автовокзала Жмеринки британскую королеву.
  • Полиэтилен несколько легче воды. Его плотность примерно 0,94-0,96 г/см3. Заметьте: тот факт, что он не тонет в воде, не характеризует его с плохой стороны. Это всего лишь легкий пластик. Вес полиэтиленовой трубы малого и среднего диаметра покажется посильным даже человеку, далекому от мирового рекорда в силовом троеборье.
  • Размягчаться и утрачивать начальную форму полиэтилен начинает при температуре 80 С.
  • Он боится света. В естественных условиях полимеризованный этилен примерно за год превращается в пыль. Не спешите оплакивать свою новую канистру: чтобы этого не произошло, промышленность использует специальные модификаторы, делающие полиэтилен почти вечным. Экологи в этом месте рыдают.

Насколько было бы чище вокруг, если бы весь полиэтилен разлагался за год…

  • Наконец, полиэтилен крайне эластичен. Его максимальное растяжение при разрыве достигает 600 процентов, а раз так — образовавшаяся ледяная пробка не разорвет полиэтиленовую трубу, лишь немного растянет. Это делает, кстати, полиэтиленовые трубы наряду с неармированным полипропиленом идеальным выбором для водопровода загородного дома.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Фитинги для капельного полива

Полиэтилену это не грозит

Совет: все-таки ввод в дом желательно заглубить ниже точки промерзания грунта. Если внутренний водопровод отогреется, едва температура в помещении поднимется выше нуля, то отогревать пластиковую трубу в сугробах при -30 на улице — удовольствие то еще.

Кроме того, на время зимнего отсутствия воду из труб желательно сбросить еще по одной причине: трубам лед не страшен, а вот смесители он порвет.

h t = λ(L/d)(v 2 /2g).

  • где L –длина трубопровода.
  • d -диаметр участка трубопровода.
  • v — средняя скорость перемещения жидкости.
  • λ -коэффициент гидравлического сопротивления, который в общем случае зависит от числа Рейнольдса (Re=v*d/ν), и относительной эквивалентной шероховатости труб (Δ/d).

Значения эквивалентной шероховатости Δ внутренней поверхности труб разных типов и видов указаны в таблице 2. А зависимости коэффициента гидравлического сопротивления λ от числа Re и относительной шероховатости Δ/d указаны в таблице 3.

В случае, когда режим движения ламинарный, то для труб некруглого сечения коэффициент гидравлического сопротивления λ находится по персональным для каждого отдельного случая формулам (табл. 4).

Если турбулентное течение развито и функционирует с достаточной степенью точности, то при определении λ можно использовать формулы для круглой трубы с заменой диаметра d на 4 гидравлических радиуса потока Rг (d=4Rг)

Свойства труб

Габариты, вес и маркировка

Сортамент изделий достаточно обширен

Одним из преимуществ описываемых изделия является достаточно обширная размерная секта.

Сортамент деталей включает в себя разновидности диаметром от 10 до 1200 мм:

  • Самые тонкие модели применяются для обустройства водопроводов. К примеру, полиэтиленовая труба 32 мм вполне может быть использована для прокладки основной системы водоснабжения в частном доме, а вот разводку к точкам водозабора удобнее делать из элементов сечением около 20 мм.
  • Более толстые трубы (до 100 – 150 мм) используют для монтажа канализационных систем. При этом чаще всего подобные коммуникации проектируются по напорному типу, поскольку для безнапорной канализации можно применять более дешевые полипропиленовые или поливинилхлоридные модели с фасонным соединением.
  • Полиэтиленовая труба 300 – 1200 мм – отличный выбор для прокладки водонесущих коммуникаций. Главной сложностью в данном случае будет обустройство стыков, потому обычно для решения этой задачи используют профессиональное оборудование.

Схема, демонстрирующая отношение диаметра к толщине стенки

Читайте также:  Труба для газовой колонки 135 мм

Еще один параметр, который нужно принимать во внимание помимо сечения – это SDR. Данная величина показывает отношение диаметра изделия к толщине его стенки. Чем меньше SDR, тем выше прочность трубопровода, но в то же время, выше нагрузка на несущее основание.

Вес полиэтиленовой трубы 1 м во многом зависит именно от этого параметра. Несколько примеров мы приведем в таблице ниже:

SDR -11, давление до 1МПа SDR – 21, давление до 0,5 МПа
Диаметр, мм Толщина стенки, мм Удельный вес, кг Диаметр, мм Толщина стенки, мм Удельный вес, кг
20 2 0,12 40 2 0,23
32 3 0,28 50 2,4 0,42
40 3,7 0,43 75 3,6 0,81
50 4,6 0,67 90 4,3 1,19
75 6,8 1,49 160 7,7 3,79
90 8,2 2,15 280 13,4 11,52
160 14,6 6,79 400 19,1 23,38
280 25,4 20,7 500 23,9 36,5

Маркировка полиэтиленовых труб, которая наносится на наружную поверхность изделий, обязательно включает в себя такие обозначения:

  • Марку использованного полиэтилена.
  • Значение SDR.
  • Наружный диаметр.
  • Толщину стенок.
  • Также может указываться стандарт, по которому труба была изготовлена, и ее назначение.

Нанесение маркировки при производстве

К примеру, изделие с маркировкой «ПЭ80 – SDR11 – 45,4 питьевая ГОСТ 18599-2001» представляет собой трубу для питьевого водоснабжения, изготовленную из полиэтилена ПЭ80. Наружный диаметр составляет 500 мм при толщине стенки 45,4 мм и соответствующем SDR.

Температура и давление

Важнейшими параметрами, на которые специалисты-сантехники рекомендуют обращать самое пристальное внимание, являются температурные показатели и величина выдерживаемого давления.

Что касается температуры, то здесь все зависит от того, какая разновидность материала использовалась:

  • Полиэтилен низкого давления, из которого производится большинство продукции, можно применять в диапазоне от 0 до +400С. При охлаждении до -100С материал становится хрупким, а перегрев приводит к деформации.

Изделия из сшитого полиэтилена можно применять и в отопительных системах

  • Сшитый полиэтилен более прочен, потому трубы из данного материала могут выдерживать рабочую температуру до +90-950С.

Обратите внимание! Для большинства марок характерно плавление при 1300С, но использовать изделия при столь экстремальных температурах не стоит: в первую очередь пострадают узлы соединения.

  • Что касается давления, то здесь в качестве основного параметра вступает уже упоминавшееся выше соотношение SDR. Как правило, массовые модели способны работать в диапазоне от 0,25Мпа (SDR – 41) до 2Мпа (SDR-6).

Чем меньше отношение сечения к толщине стенки, тем большее давление выдержит система

Другие параметры

Выбирая изделия для обустройства водопровода или канализации, нужно учитывать и другие параметры.

К важнейшим в данном случае отнесем такие:

  • Коэффициент шероховатости полиэтиленовых труб обычно составляет не более 0,005 мм. Столь гладкая внутренняя поверхность позволяет достичь необходимой пропускной способности при значительно меньшем диаметре. Вот почему при замене стальных труб на ПЭ-изделия обычно используют сечения на шаг меньше (например, вместо 40 мм устанавливают 32 мм).

Для коммуникаций, проложенных на глубине (на фото), кольцевая жесткость имеет первостепенное значение

  • Для подземных канализационных сетей и водопроводных магистралей ключевое значение имеет кольцевая жесткость полиэтиленовых труб. Эта величина определяет, насколько эффективно изделие сопротивляется сжимающей нагрузке грунта. Данный параметр обозначается индексом SN и в нашем случае может находиться в пределах от 2 до 8. Трубы с SN8 вполне выдерживают давление в 6 м грунта, потому их можно применять в наиболее сложных условиях, например, под автомагистралями.

h м = ζ v 2 /2g.

  • где ζ – коэффициент местного сопротивления, который зависит от конфигурации местного сопротивления и числа Рейнольдса.

При развитом турбулентном режиме ζ = const, что позволяет ввести в расчеты понятие эквивалентной длины местного сопротивления Lэкв. т.е. такой длины прямого трубопровода, для которого ht = hм. В данном случае потери напора в местных сопротивлениях учитываются тем, что к фактической длине трубопровода добавляется сумма их эквивалентных длин

  • где Lпр – приведенная длина трубопровода.

Зависимость потерь напора h1-2 от расхода называется характеристикой трубопровода.

В случаях когда движение жидкости в трубопроводе обеспечивает центробежный насос, то для определения расхода в системе насос – трубопровод выстраивается характеристика трубопровода h =h(Q) с учетом разности отметок ∆z (h1-2 + ∆z при z1 z2) накладывается на напорную характеристику насоса H=H(Q), которая приведена в паспортных данных насоса (смотреть рисунок). Точка пересечения таких кривых указывает на максимально возможный расход в системе.

Особенности монтажа полипропиленовых труб

Ни один объект в современном мире, от однокомнатной квартиры до крупного промышленного комплекса, не обходится без инженерных коммуникаций – в частности, без системы трубопроводов. Все известные трубы промышленного и бытового назначения можно разделить на две группы: металлические и неметаллические. Главная отличительная особенность первых – прочность, вторых – долговечность. Предлагаемые на сегодняшний день неметаллические трубы позволяют удовлетворить требования надежности в эксплуатации, стойкости к колебаниям температуры и механическим воздействиям. С учетом растущих цен на металл полимерные трубопроводы оказываются существенно выгоднее традиционных металлических. Как показывает мировой опыт, полимерные системы более надежные, долговечные, дешевые и экологически чистые, чем металлические.
Емкость российского рынка труб из полипропилена, 2004–2008 гг.

Показатель 2004 г. 2005 г. 2006 г. 2008 г.
Внутреннее производство, т 20 689 27 558 38 206 44 625
Импорт, т 11 485 20 046 30 262 54 904
Экспорт, т 263 128 137 265
Объем рынка, т 31 910,9 47 475,7 68 331 99 264
Доля импорта, % 36 42,2 44,3 55,3
Доля экспорта, % 1,3 0,5 0,4 0,6

При строительстве современных зданий и реконструкции старых в системах горячего и холодного водоснабжения, а также в системах отопления все чаще находят применение полипропиленовые трубы. Они отличаются пониженным уровнем шума, легкостью транспортировки и простотой монтажа. Начало применения полипропиленовых труб в России относится к 1960-м гг., а уже в середине 80-х был разработан статический сополимер пропилена с этиленом (PPR-random copolymer, тип 3). Особенностью сополимера PPR является большая стойкость к воздействию горя¬чей воды, благодаря чему он стал применяться в системах горячего водоснабжения и отопления, вытесняя сталь. Фитинги и трубы из полипропилена могут подвергаться периодическому или длительному воздействию различных агрессивных сред (в частности, кислот и щелочей), а при транспортировке питьевой воды не нарушают ее вкус, цвет и запах посторонними добавками.

Читайте также:  Поворот для трубы пнд 110

Монтаж трубопроводов из полипропилена имеет свои особенности, и ему обязательно должен предшествовать расчет в соответствии с нормативными документами (СНиП 2.04.01-85, СНиП 41-01-2003, СП 40-102-2000 и СП 40-101-96). Трубы выбирают в зависимости от назначения и режима работы трубопро¬водной системы (холодное или горячее водоснабжение, отопление или технические цели), рабочих давлений и температуры транспортируемых веществ с учетом специфики полипропиленовых труб.

Тепловое удлинение

При проектировании и проведении монтажных работ необходимо учитывать тепловое удлинение трубопроводов. Неармированные полипропиленовые трубы имеют значительное тепловое расширение. У полипропиленовых труб, армированных алюминием или стекловолокном, коэффициент линейного расширения в пять раз меньше по сравнению с неармированными трубами. Об этом нужно помнить всегда, приступая к монтажу той или иной системы.
Сравнительная таблица линейного расширения труб из различных материалов

Материал трубопровода Коэффициент линейного расширения, мм/м °С
Чугун 0,0104
Сталь нержавеющая 0,011
Сталь чёрная и оцинкованная 0,0115
Медь 0,017
Латунь 0,017
Алюминий 0,023
Металлопластик 0,026
Поливинилхлорид (PVC) 0,08
Полибутилен (PB) 0,13
Полипропилен (PR-R 80 PN10 и PN20) 0,15
Полипропилен (PR-R 80 PN25 алюминий) 0,03
Полипропилен (PR-R 80 PN20 стекловолокно) 0,035
Сшитый полиэтилен (PEX) 0,024

Вопрос теплового расширения во многом решается правильным использованием опор и выбором конфигурации трубопровода. Одним из общих правил монтажа является стремление создать как можно более гибкую эластичную систему с минимумом жестких коротких узлов, имеющих малую способность к деформации. Игнорирование указаний по компенсации линейных расширений трубопровода вызывает высокие продольные напряжения в стенках труб и тем самым существенно сокращает срок службы системы. Неверно выбранные расстояния между креплениями трубопровода также негативно сказываются на сроке службы. Произвольное увеличение расстояния между опорами может повлечь увеличение прогиба трубы и защемление ее на опорах, что исключает прямолинейность и возможность свободного удлинения или укорочения трубопровода в период эксплуатации, а также создает дополнительные усилия на конструкцию опор. На рис. 1 виден результат игнорирования нормативных требований по проведению монтажных работ полипропиленовых труб.

Рис. 1. Монтаж полипропиленовых труб в переходе у метро «Павелецкая кольцевая»

Тепловое удлинение/укорочение трубопровода Δl, мм, независимо от его диаметра определяют по формуле Δl = α/Δt, где α – коэффициент линейного удлинения, Δt – разность между температурами при эксплуатации и при монтаже.

Если температура трубопровода при эксплуатации выше температуры монтажа, то длина трубопровода увеличивается, и наоборот.

Чтобы исключить появление ошибки в расчетах, целесообразно обозначать удлинение со знаком плюс (+Δl), а укорочение со знаком минус (-Δl).

Продольное усилие, возникающее в жестко закрепленном участке трубопровода, не зависит от его длины, поэтому необходимо учитывать влияние тепловых напряжений в любом закрепленном участке трубопровода.

Трубопровод должен свободно удлиняться или укорачиваться без перенапряжения материала труб, соединительных деталей, шва трубопровода, а также подвижных (скользящих) и неподвижных (мертвых) опор. Это обеспечивается благодаря компенсирующей способности элементов трубопровода (самокомпенсация) и компенсаторов, а также правильной расстановки подвижных и неподвижных опор.

Неподвижные опоры должны направлять линейное тепловое удлинение трубопровода в сторону компенсирующих элементов. Расстояния между опорами рассчитываются на основании нормативных документов (СП 40-101-96, СП 40-102-2001 и технический каталог «Система трубопроводов для водоснабжения и отопления», часть 1) в зависимости от материала, наружного диаметра, толщины стенок трубы, температуры и массы транспортируемых веществ. При этом должно обеспечиваться сохранение прямолинейности трубопровода на весь расчетный период эксплуатации. Если расчет произведен неверно или же он совсем не производился, то негативный результат не заставит себя ждать. На рис. 2 наглядно представлен итог такого игнорирования.

Рис. 2. Деформация полипропиленовой трубы из-за неправильного монтажа

Шероховатость и диаметр

При проектировании напорных трубопроводных систем определяющее значение имеют их гидравлические расчеты. Они служат основой для вычисления диаметра труб и подбора насосного оборудования, которые обеспечивают требуемый режим работы этих систем в течение всего срока эксплуатации. Качество выполненных гидравлических расчетов определяет экономичность как самого трубопровода, так и всего комплекса связанных с ним сооружений. Полимерные трубы имеют очень гладкую внутреннюю поверхность и малые гидравлические потери, что позволяет использовать трубы меньшего диаметра, чем стальные. Монтаж становится более компактным и экономичным. Из приведенной ниже таблицы видно, что коэффициент эквивалентной шероховатости полипропиленовой трубы на два порядка ниже по сравнению со стальной трубой. Поэтому, когда у заказчика появляется вопрос: «Почему при замене стальной трубы на полипропиленовую был выбран меньший диаметр?», можно привести данную таблицу, даже если у вас нет под рукой гидравлического расчета системы.
Коэффициент эквивалентной шероховатости трубопроводов в зависимости от материала труб

Трубопроводы Коэффициент эквивалентной шероховатости К, мм
Стальные новые трубы 0,2
Медные трубы 0,0015
Полипропиленовые трубы 0,003-0,005

Для предотвращения возникновения избыточных напряжений и повреждения полипропиленовых труб о строительные конструкции, их необходимо замоноличивать в изоляции. Чтобы избежать появления конденсата на трубах в системах холодного водоснабжения, монтаж трубопроводов также необходимо производить в изоляции. Изоляция трубопроводов системы горячего водоснабжения обеспечивает снижение тепловых потерь в окружающую среду.

Сварка и крепеж

В трубопроводах из полипропилена сварное соединение практически не снижает надежности системы, количество соединительных и установочных элементов при соблюдении всех правил сварки не имеет значения. При сварке полипропиленовых труб и фитингов необходимо соблюдать рекомендации и требования, изложенные в «Руководстве по монтажу напорных трубопроводных систем из полипропилена».

Коэффициенты сопротивления полипропиленовых фитингов ниже, чем у чугунных. Запорная арматура отличается высокой надежностью, усилия от затяжки резьбы отсутствуют. При размещении труб на стенах и потолках не рекомендуется использовать неподвижные опоры. Неподвижные опоры, как правило, фиксируют тяжелые трубные узлы или тяжелые элементы трубопровода, не имеющие собственных креплений (например, фильтры или краны).

При проведении монтажных работ не допускается использование трубного (газового) ключа для затяжки комбинированных полипропиленовых фитингов. Использование данного ключа приводит к разрушению фитингов. Соблюдение всех этих нормативных правил обеспечит надежную и безаварийную эксплуатацию системы трубопроводов в течение всего расчетного периода ее эксплуатации.

Ю. Д. Олейников, к. т. н., , руководитель направления «Отопление»

Источник

Adblock
detector