Полипропиленовые трубы выгодно отличаются от других видов труб относительной дешевизной и несложной технологией сборки. Как и в любом другом деле, монтаж полипропиленовых труб имеет свои тонкости, которые нужно знать и учитывать. Как показывает практика, трубопроводы из полипропиленовых труб дают протечки относительно редко, но, тем не менее, они бывают, и практически всегда это связанно с нарушением технологии пайки пропиленовых труб.

Общие сведения о полипропиленовых трубах

Полипропиленовые трубы изготовляются из сополимера полипропилена. Они имеют маркировку PP-R и в зависимости от типа труб применяются в быту для:

Комбинированная полипропиленовая труба: 1. внутренняя труба из полипропилена, 2. слой алюминия из перфорированной фольги 0.13 мм, 3. внешний слой из полипропилена— холодного водоснабжения (рабочая температура 20°С, давление 10 атм.);
— горячего водоснабжения (рабочая температура 60°С, давление 10 атм.);
— сетей отопления (рабочая температура 80°С, максимальная температура 90 °С, рабочее давление 6 атм.).

Монтаж полипропиленовых труб своими руками выполняется при помощи ручной полифузионной термической сварки.

Трубы для холодной воды тип PN10 (см. табл. 1) и для горячей воды тип PN16 (см. табл. 2) различаются, прежде всего, толщиной стенки. Для систем отопления с температурой воды выше 60°С и менее 80°С применяются как однородные трубы типа PN20 (см. табл. 3), так и стабилизированные алюминием полипропиленовые трубы (комбинированные трубы) тип PN20 Al (см. табл. 4). Такие трубы, пишет iBud.ua, отличаются меньшим термическим удлинением по сравнению с однородными трубами, но чуть сложнее в сборке, так как требуют специального инструмента для зачистки отрезных соединений.

Таблица 1. Трубы PN10 для холодной воды, рабочая температура 20°С,
давление 10 атм., отрезки 4 м 

Таблица 2. Трубы PN16 для горячей воды, рабочая температура 60°С, 
давление 10 атм., отрезки 4 м

Таблица 3. Трубы PN20 для систем отопления, рабочая температура 80°С, максимальная 90°С,
давление 6 атм., отрезки 4 м

Таблица 4. Трубы PN20 Al для систем отопления, рабочая температура 80°С, максимальная 90°С,
давление 6 атм., отрезки 4 м

Следует отметить, что полипропиленовые трубы, в отличии от металлических труб, благодаря своей пластичности хорошо переносят замораживание, и хотя это не гарантируется производителями, но по своему личному опыту я ни разу не видел лопнувшей полипропиленовой трубы от замершей в ней воды.

Проектирование трубопроводов из полипропиленовых труб

Перед проектированием трубопровода из полипропиленовых всегда встаёт вопрос о выборе диаметра труб. Строго говоря, выбор диаметра труб для систем отопления должен выбираться на основании сложного гидродинамического расчёта трубопровода. Суть этого расчёта — выбрать минимально допустимый диаметр труб на каждом участке для экономии на стоимости труб. В расчёте учитывается схема трубопровода и рабочее давление. Слишком большой диаметр труб не повредит, но дорого. Слишком маленький диаметр трубы — дешево, но в трубах маленького диаметра из-за трения будет сильно снижаться напор.

Что касается систем центрального водоснабжения, то можно подобрать диаметр подводящих труб идущих от центральной трубы упрощенно по табл. 5 в зависимости от условий эксплуатации.

Таблица 5. Выбор наружного диаметра полипропиленовых труб для водоснабжения при рабочих давлениях 1,5-2 атм

Комплектующие для полипропиленовых трубДля монтажа трубопровода из полипропиленовых труб кроме основных труб потребуются такие комплектующие:

— для ровной пайки отрезков труб одинакового диаметра между собой — соединительная муфта (на рисунке под номером 1);

— при переходе с одного диаметра труб на другой — переходник (2);

— если необходимо резьбовое соединение — муфта с внутренней или наружной резьбой (3, 4);

— для поворотов на 90 и 45 ° —  отвод 90° и отвод 45° (5,6);

— возможно сделать отвод с переходом на другой диаметр трубы — отводом ниппельным 90° и отводом ниппельным 45° (7,8);

— при пайке в узел трёх труб — тройник и тройник угловой (9, 10);

— при пайке четырёх труб — крестовина (11);

— возможны варианты пайки нескольких полипропиленовых труб в одной точке, когда одно соединение с внутренней или внешней резьбой — тройник с наружной и тройник с внутренней резьбой (12, 13);

— для устройства разъёмного соединения — соединитель разъёмный (14);

— если требуется закрыть трубопровод — заглушка (15) и втулка (16);

При монтаже полипропиленовых труб учитывается термическое удлинение — при креплении трубопроводов к стенам и конструкциям удобно использовать хомут пластиковый (17), хомут металлический с резиновым вкладышем (18), плитку монтажную (19);
— в качестве запорной арматуры под сваренное соединение с трубами применяются шаровые краны (20).

Если в случае проектирования водопровода холодной воды достаточно только начертить схему трубопровода и рассчитать необходимое количество труб и комплектующих, то в случае проектирования водопровода горячей воды и особенно системы отопления возникает необходимость учитывать температурное расширение труб.

На примере полипропиленовых труб системы KAN-therm PP видно, что при максимальной разнице температур 80°С один метр однородной трубы удлиняется на 12 мм, а комбинированной трубы на 2 мм, при значительной длине участков трубопроводов (более 2-3 метра) тепловое удлинение при нагревании или сжатии при охлаждении может привести к недопустимо сильным напряжениям на стыках. Нужно отметить, что именно термические напряжения от удлинения, а не внутренние от давления воды, наиболее опасны для полипропиленовых труб, особенно в случае однородных полипропиленовых труб.

Гибкая компенсирущая петля для полипропиленовых труб Обвод для полипропиленовых труб

Конструкция неподвижных опор

Для борьбы с тепловым удлинением водопроводов горячей воды и отопления следует устраивать температурные компенсаторы, в виде П и Z-образных отводов из самой трубы, а так же использовать гибкие компенсационные петли, а для обхода вокруг соседних труб — готовые обводы.
 
На рисунке изображена схема водопровода для горячей воды или отопления с тепловыми компенсаторами. Участок трубопровода разбивается на отрезки с помощью неподвижных опор PS, которые жестко закрепляют трубопровод и не дают ему перемещаться. В качестве таких опор используют металлические хомуты с резиновыми накладками между соединительными муфтами.

Между точками неподвижных опор трубопровод крепится подвижными опорами PP (пластиковыми хомутами или скобами), которые не препятствуют линейному перемещению трубопровода, это нужно для того чтобы зафиксировать трубу и предотвратить её деформации от собственного веса или случайных механических воздействий. Максимальное расстояние между подвижными опорами в зависимости от диаметра трубы, максимальной температуры и типа трубы берётся в соответствии с табл. 6 и 7.

Схема трубопровода с температурными компенсаторами

Таблица 6. Максимальное расстояние между подвижными опорами для однородных труб PN10-PN20

Таблица 7. Максимальное расстояние между подвижными опорами для однородных труб PN20 Al

Количество и длина компенсаторов на участках трубопровода между неподвижных опорами рассчитывается следующим образом. Тепловое расширение трубы ΔL равно:

ΔL=k*L*ΔT,

где k — коэффициент термического расширения трубы, мм/м (0,03 для комбинированной трубы PN20 Al и 0,15 для однородной PN20); L — длина трубопровода, м; ΔT разность температур, °С.

Компенсирующая способность ΔLк для П и Z-образного компенсатора (мм) равна:

ΔLк=km*sqrt(d*ΔL),

где km — константа материала (для полипропиленовых труб 30); d — наружный диаметр трубы, мм; sqrt — квадратный корень числа.

Расчёт необходимого количества температурных компенсаторов производится по формуле:

N=L/ΔLк,

где N — количество компенсаторов для участка трубопровода; L — длинна участка трубы, мм; ΔLк — компенсирующая способность П и Z-образных компенсаторов, мм.

Минимальная длинна (мм) плеча компенсатора равна:

А=k*(d*k).

Для примера рассчитаем количество тепловых компенсаторов и длину плеча компенсаторов для участка однородной трубы PN20 длинной 10 м и диаметром 25 мм, если максимальная разность температур составит 80 °С.

Линейное удлинение трубы составит ΔLтруб=k*L*ΔT=0,15*10*80=120 мм. Компенсирующая способность одного компенсатора равна ΔLк=km*sqrt(d*ΔL)=30*sqrt(25*120)=1642 мм. Необходимого количества температурных компенсаторов N=L/ΔLк=10000/1642=6 компенсаторов. Минимальная длинна плеча компенсатора равна А=k*(d*k)=30*(25*0,15)=112,5 мм. Итого, нужно устроить 6 компенсатора в виде П или Z-образных отводов, высотой (длинной плеча) 112 мм.

В случае если трубопровод располагается в бетонной стяжке, в нём при нагревании и охлаждении так же возникают сжимающие и растягивающие усилия. Поэтому так же, как и для наружных трубопроводов, следует позаботиться о свободном температурном перемещении полипропиленовых труб. С этой целью на поворотах труб возле сваренных соединений должны быть оставлены полости, заполненные мягким материалом или воздушные карманы для компенсации температурных расширений.

Аппарат для сварки полипропиленовых трубТехника пайки полипропиленовых трубопроводов

Пайка полипропиленовых труб и работа с ними выполняется с помощью таких инструкментов:

— ручной сварочный аппарат мощностью 600-650 Вт для полипропиленовых труб диаметром 16-50 мм или для труб диаметром 63-110 мм аппарат мощностью 1500-1600 Вт в комплекте с соответствующими насадками и подставкой;

— для резки полипропиленовых труб удобно пользоваться специальными ножницами - роликовым труборезом для труб наружным диаметром 16-40 мм или 16-110 мм;

— при работе с комбинированными трубами потребуется специальный инструмент для зачистки труб стабилизированных алюминиевой фольгой. Инструмент можно взять в аренду, как правило, в магазинах специализирующихся на сантехнике и комплектующих для полипропиленовых труб.

Ножницы для резки полипропиленовых трубИнструмент для зачистки комбинированных полипропиленовых труб

Операция пайки полипропиленовых труб своими руками состоит из следующих шагов:

1. Отрезание необходимой длинны полипропиленовой трубы ножницами. Пользуйтесь хорошо заточенными ножницами, это не только удобнее, но и не приведёт к нежелательной деформации труб, особенно при резке тонкостенных труб для холодной воды.

2. В случае комбинированных труб с алюминиевой фольгой свободные концы трубы перед пайкой следует зачистить специальным инструментом, в результате чего удаляется верхний слой полипропилена и средний слой алюминиевой фольги.

3. Для удобства обозначьте глубину сварки в соответствии.

5. Пайку элементов полипропиленовой трубы, желательно, производить как можно быстрее особенно при работе при пониженной температуре воздуха, поскольку это приводит к охлаждению поверхности расплава соединений и получению недостаточно прочного соединения. Так же важно следить, чтобы элементы соединялись ровно, без перекосов.

6. Зафиксируйте соединение и не прилагайте к нему механических нагрузок до времени выдержки, которое указанно в табл. 8.

В общем можно сказать, что полипропиленовые трубы не терпят халатности при монтаже и не признают авторитетов. Им всё равно, кто с ними работает — новичок, который видит их первый раз в жизни или умудрённый опытом мастер, собравших не одну сотню трубопроводов. Только строгое соблюдение правил монтажа полипропиленовых труб даст гарантию надёжной работы системы водоснабжения или отопления дома.