تتمدد أنابيب البولي بروبيلين المدرفلة بشكل أكبر من نظيراتها الفولاذية عند ارتفاع درجة حرارة الوسط. علاوة على ذلك، يكون معامل التمدد الطولي لأنابيب البولي بروبيلين أكثر وضوحًا على امتدادها.
يجب مراعاة هذه الخصائص أثناء التركيب. وإلا سيحدث تشوه وفقدان لسلامة خط الأنابيب.
هام! لا توجد تغيرات ملحوظة في درجة حرارة نظام إمداد المياه الباردة، لذا فإن معامل التمدد الحراري لأنابيب البولي بروبيلين غير ذي صلة في هذه الحالة. وهذا مهم لشبكات التدفئة وإمدادات المياه الساخنة، وخاصةً للخطوط الرئيسية الطويلة.
كيف تؤثر درجة الحرارة على هذه المواد؟
على الرغم من أن منتجات البولي بروبيلين يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى +170 درجة، إلا أنها تصبح لينة عند +140 درجة.
يتم أخذ التشوه الشديد لمنتجات الأنابيب الملفوفة هذه في الاعتبار أثناء التركيب.
قد يؤدي تركيب هذه الأنابيب داخل الجدار، مع مرور الوقت، إلى إضعاف سلامته. لا يحدث هذا مع المواد المقواة، ولكن لها عيب آخر: إمكانية انفجارها.
قيمة معامل التمدد الحراري
من المهم ملاحظة أن المنتجات غير المدعمة تتميز بمعامل تمدد حراري أعلى مقارنةً بالمنتجات المدعمة. وينبغي أخذ ذلك في الاعتبار أيضاً.
إذا لم يؤخذ معامل التمدد الحراري لأنابيب البولي بروبيلين في الاعتبار، فقد تتمزق مشابك التثبيت تحت تأثير درجة الحرارة، وسيظهر تشوه جيبي على الجزء المستقيم من خط الأنابيب.
يتراكم الهواء في هذه المنطقة، مما يقلل من قدرة التدفق. وهذا بدوره يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة المشعات في شبكة التدفئة، مما يتسبب في انقطاع الوصلات.
يبلغ معامل التمدد الحراري للمنتجات غير المقواة 0.1500 مم/م.ك، بينما أنابيب البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجية هي من 0.03 إلى 0.05 مم/م.ك. من الواضح أن هذا الفرق كبير جدًا، ومن المهم مراعاة ذلك عند العمل.
من الناحية العملية، تم التحقق من أن أنبوب البولي بروبيلين الذي يبلغ طوله 5 أمتار يتمدد من 11 إلى 17 ملم عند تعرضه للحرارة.
زيادة خطية في المنتجات المقواة
البولي بروبيلين مادة ذات معامل تمدد حراري مرتفع نسبياً. إذا تعرضت لضغط عالٍ وماء ساخن لفترة طويلة، فإنها ستتشوه، مما يؤثر بشكل كبير على مظهر الغرفة.
من أجل تقليل التمدد الخطي وزيادة القوة، يتم تقوية هذه المواد الملفوفة بالأنابيب بالألياف الزجاجية أو الألومنيوم.
توجد عدة أنواع من التدعيم. يتم تدعيم الألومنيوم بثلاث طرق مختلفة: يتم ربط الجدار الخارجي للقطعة الخام بصفيحة ألومنيوم صلبة؛ يتم تدعيم الجدار الداخلي بصفيحة ألومنيوم؛ والطريقة الأخيرة هي التدعيم بالألومنيوم المثقب.
تتضمن كل من هذه الطرق لصق أنابيب البولي بروبيلين برقائق الألومنيوم. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة ليست فعالة دائمًا لأن المادة تنفصل، مما يؤثر بشكل كبير على جودة العمل.
يُعدّ تدعيم الأنابيب بالألياف الزجاجية طريقةً أكثر موثوقية. يُبطّن الجزء العلوي والداخلي من الأنبوب بمادة البولي بروبيلين، بينما يُملأ مركزه بالألياف الزجاجية. ويتم هذا التدعيم عادةً على ثلاث طبقات، مما يمنع الأنبوب من التشوه.
هذا هو شكل مؤشر المعامل قبل وبعد التعزيز:
- المنتجات غير المقواة – 0.15 مم/م.ك. وهذا يعادل تقريبًا 10 مم لكل متر لزيادة درجة الحرارة بمقدار 70 درجة.
- يؤدي تقوية الألومنيوم إلى زيادة هذه القيمة بمقدار 0.03 مم/م.ك، والزيادة الخطية تبلغ حوالي 3 مم لكل متر.
- معامل التمدد الحراري الخطي لمنتجات البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجية هو 0.035 مم/م.ك.
تُعد الأنابيب الملفوفة المصنوعة من البولي بروبيلين المقوى أحد خيارات مواد البناء المتاحة في السوق الحديثة.
تتميز هذه الأنابيب بخفة وزنها مقارنةً بنظيراتها المعدنية، ومرونتها، ومقاومتها العالية للتآكل. كما أنها تتحمل التعرض للمواد الكيميائية بسهولة، وتُعدّ صديقة للبيئة.
التمدد الخطي أنابيب البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجيةيستحق هذا الأمر اهتماماً خاصاً. والنقطة الأساسية هي أن البولي بروبيلين مادة بلاستيكية ذات معامل تمدد حراري عالٍ.
يؤدي هذا، بالإضافة إلى الضغط الزائد والسائل الساخن، إلى تغييرات في تشوه المادة.
لتقليل مقدار التمدد الخطي وزيادة القوة، يتم تقوية الأنابيب الملفوفة المصنوعة من البولي بروبيلين برقائق الألومنيوم أو الألياف الزجاجية.
التعزيز بالألمنيوم والألياف الزجاجية
يتم ذلك باستخدام رقائق صلبة أو مثقبة، بسماكة 0.01 – 0.005 سميتم وضعها على الحافة الخارجية أو الداخلية بين طبقات البولي بروبيلين. يتم ربط الطبقات بمادة لاصقة خاصة.
تمنع طبقة رقائق معدنية متصلة وصول الأكسجين إلى ناقل الحرارة. وتؤدي المستويات الزائدة من الأكسجين إلى تآكل أجهزة التسخين.
يبلغ التمدد الخطي لهذه الأنابيب 0.03 مم/م.ك، أي ما يقارب 0.3 سم لكل متر.
أنابيب البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجية عبارة عن مركب ثلاثي الطبقاتفي هذه العملية، يتم لحام طبقة وسطى من الألياف الزجاجية بجزيئات البولي بروبيلين من الطبقات المجاورة.
فيديو
عند مقارنة هذا النوع من البولي بروبيلين بالمواد المماثلة، يتميز الألياف الزجاجية بميزة إضافية. فطبيعتها المتجانسة تمنع انفصال طبقات أنابيب البولي بروبيلين، وهو ما لا يحدث مع الألومنيوم.
أيضًا تتميز المنتجات المصنوعة من البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجية مؤشر كبير مرونةوهذا يجعلها مميزة للغاية مرن.
السمة الأخيرة هي إلى حد كبير يُسهّل عملية التركيب ويقلل من وقتها، تمامًا كما كان الحال قبل اللحام. لا حاجة لتنظيف طبقة الألومنيوم.
لماذا تحتاج إلى معرفة معامل التمدد الحراري
يجب دائمًا مراعاة الزيادة الخطية، وإلا فقد تتعطل شبكة خطوط الأنابيب تتلف بفعل تغيرات درجة الحرارة، الوسط المنقول. وهذا أمر بالغ الأهمية لأنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة.
ينطبق هذا الأمر، بدرجة أقل، على أنظمة التدفئة الأرضية. عند تركيب أنابيب البولي بروبيلين، ضع هذه المعلومة في اعتبارك. سيتعرض كل متر من الأنبوب لتمدد خطي يقارب 1.5 مم.
تُقلل المنتجات المُدعمة بالألياف الزجاجية هذا الرقم بنحو ستة أضعاف. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن تغيرات التشوه الناتجة عن التمدد الحراري ستؤدي إلى زيادة الضوضاء أثناء مرور السوائل، مما يؤثر سلبًا على استقرار النظام ككل.
وبناءً على ما سبق، تم صياغة القاعدة الأولى لإجراءات التركيب: "بالنسبة لنظام لف الأنابيب الذي يتعرض لدرجات حرارة عالية، يوصى باختيار مجموعة منتجات ذات مؤشر تغيير حراري أدنى."
تفاصيل مدّ خطوط الأنابيب
لم يُستخدم الألياف الزجاجية إلا مؤخرًا. وتتميز الألياف الزجاجية بمعامل تغير خطي منخفض للغاية، وهو 0.009 مم/م كلفن.
تجدر الإشارة أيضاً إلى أن هذه المادة المضافة تتميز بقوة ممتازة تحت أحمال مختلفة.
شاهد الفيديو
[sociallocker]
بالمقارنة مع الفولاذ، فهو أكبر بثلاث مرات. وهذا يعني أن المنتجات الأنبوبية المقواة بالألياف الزجاجية تجمع بين المرونة والقوة، مما ينتج عنه معامل تمدد أقل.
يبدو من المعقول أن تكون هذه المادة المضافة إلى البولي بروبيلين مثالية. ومع ذلك، فإن للألياف الزجاجية عيبًا رئيسيًا واحدًا: الهشاشة.
تم التغلب على هذا العيب من خلال إنشاء قوالب ثلاثية الطبقات، حيث ترتبط المواد معًا على المستوى الجزيئي. وقد تم اختيار هذا العدد من الطبقات لسبب وجيه، وهو كالتالي:
- لا يجوز إضافة ألياف إلى الطبقات الداخلية أو الخارجية.
- أما بالنسبة للطبقة الداخلية، فهذا غير مسموح به لأسباب تتعلق بالنظافة، حتى لا ينتهي المطاف بالألياف في المياه الموردة.
كان الهدف الأساسي من الإنتاج الضخم لهذا المنتج من الأنابيب المدرفلة هو الحفاظ على معامل تمدد ثابت. إن الاعتقاد بأن التمدد الخطي لهذا المنتج يعتمد فقط على محتوى الألياف هو اعتقاد خاطئ.
فيديو
عند إجراء الحسابات العملية لتركيب هذه الأنابيب و عدد المعوضات لهم، يوصى بأخذ الأرقام في الاعتبار - 0.05 مم/م.ك.
بعض الميزات المختارة
أدى الانتشار الواسع للمنتجات المقواة إلى لجوء بعض المصنعين إلى استخدام مواد خام منخفضة الجودة لتقليل تكاليف الإنتاج.
شاهد الفيديو
[sociallocker]
يصعب تمييز هذا المنتج من خلال مظهره. يتوفر الفيبرجلاس بألوان متعددة، لذا لا يُنصح بالاعتماد على اللون وحده. اطلب من البائع شهادة، ولا ينبغي أن يمنع ذلك المشتري من فحص المنتج بدقة.
يتم ربط المنتجات عالية الجودة فقط في وصلات قوية وتتميز بخصائص مقاومة التآكل المطلوبة.
عند تركيب خط التدفئة الرئيسي، يفضل المستهلك الحديث ما يلي: البولي بروبيلين المقوى بالأليافإن الأداء التقني العالي لهذه الأنواع يجعل من الممكن إنشاء شبكة بأي درجة من التعقيد.
الأهم هو اختيار الأنابيب المناسبة والملائمة للوضع القائم. إذا كان لديك أي شك في ذلك، فمن الأفضل طلب المساعدة من متخصص. وإلا، ستكون النتائج كارثية.
ينبغي التعامل مع حل هذه المشكلة بعناية، وعندها ستعمل الشبكة المصممة لفترة طويلة جدًا ولن تتعرض للإحباط بسبب الأعطال المتكررة.
فيديو
مع ذلك، وللاستفادة القصوى من أفضل خصائصها، من الضروري اتباع توصيات الشركة المصنعة. ولا تنسَ منع ملامسة السوائل لطبقة اللب المقواة؛ ولتحقيق ذلك، استخدم أداة تشذيب خاصة أثناء التركيب.
وصلات تمدد لأنابيب البولي بروبيلين
من أبرز عيوب منتجات البولي بروبيلين، تشوهها بفعل درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى استطالة المكونات وترهلها مع مرور الوقت. ولهذا السبب، تُستخدم وصلات التمدد المرنة في خطوط الأنابيب التي يزيد طولها عن 10 أمتار.
مُعَوِّض التمدد لأنابيب البولي بروبيلين هو قطعة توصيل بسيطة، والتي لها شكل مرن وتشبه حلقة ملفوفة.
يؤدي هذا الجهاز دورًا بالغ الأهمية، فهو يعوض التمدد الحراري الناتج عن تقلبات درجة الحرارة داخل الخط، كما أنه يعمل بشكل مماثل عند ارتفاع الضغط.
يُعدّ جهاز التعويض غير مكلف وسهل التركيب في خط الأنابيب. ويؤدي استخدامه إلى زيادة موثوقية الشبكة ووقت تشغيلها.
أنواع المعوضات
تتوفر الأنواع التالية من الأجهزة للتركيب في شبكة إمداد المياه:
- محوري. تم تجهيز وصلات التمدد هذه بمجموعات توجيه التركيب وتعمل كدعامة ثابتة، مما يجعل تركيبها سهلاً للغاية.
- قص. يمكن لهذه الأجهزة أن تتحرك في كلا الاتجاهين. وهي مزودة بأنبوب منفاخ أحادي أو مزدوج، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، ويتم تثبيتها معًا بواسطة وصلة.
- روتاري. تساعد هذه الأجهزة على منع التمدد الخطي عند نقطة انعطاف خط الأنابيب، وتثبيت زاوية الانعطاف. وتُستخدم هذه الأجهزة عندما يلزم تغيير اتجاه خط الأنابيب إلى زاوية قائمة.
- عالمي. تُجهز هذه الأجهزة بثلاثة أنواع من أشواط التشغيل: الزاوي، والعرضي، والمحوري. ويُستخدم هذا النظام غالبًا لتجميع الأنابيب الصغيرة أو في الظروف التي يكون فيها تركيب وصلات التمدد ذات المنفاخ محدودًا.
- ذو حواف. هذه أجهزة مطاطية مرنة تُستخدم لتخفيف موجات الصدمة الناتجة عن الزيادة المفاجئة في ضغط التشغيل الداخلي. ويمكن استخدام هذه الآليات أيضًا للتعويض عن العيوب المحورية في خط الأنابيب.
يتم تثبيت هذه المعوضات بطريقتين: ملحومة أو ذات حواف.
فوائد استخدام أجهزة التعويض:
- القضاء على تدفق الدوامات ومعادلة ضغط التشغيل في منتصف منتجات الأنابيب الملفوفة المصنوعة من البولي بروبيلين.
- ضمان الإحكام اللازم.
- إطالة عمر خدمة خط الأنابيب.
حسابات المعاملات
يعتمد تمدد أنابيب التدفئة المصنوعة من البولي بروبيلين على نوعها، كما هو موضح أعلاه. ولتجنب العديد من المشاكل المرتبطة بهذه الخاصية في مواد البولي بروبيلين، يمكنك استخدام معادلة حسابية.
فيديو - مُعَوِّض كوزلوف
[sociallocker]
لتحديد التغيرات المحتملة في تشوه الأنبوب بالسنتيمترات، من الضروري معرفة معامل التمدد الدقيق وطول القطعة المستخدمة. ثم تُضبط درجة حرارة التشغيل على درجة حرارة الغرفة.
أولاً، يتم إيجاد الفرق في قراءات درجة الحرارة، ثم يتم ضربه بطول خط الأنابيب، ويتم ضرب القيمة الناتجة بمعامل التمدد.
حساب تقريبي
إذا كان معامل التمدد الخطي المحسوب 20 مم، فهذا يعني أنه أثناء تشغيل خط التدفئة الرئيسي، سيكون التمدد الخطي لأنابيب البولي بروبيلين المقوى بالألياف الزجاجية 2 سم. يجب أخذ ذلك في الاعتبار عند تركيب هذا الخط الرئيسي.
يمكن تعويض هذه السنتيمترات الإضافية بالطرق التالية:
- ضع البلاط بزوايا قائمة. يُنصح بترك مسافة في الجزء الخلفي من أحد الجوانب، لأن الهيكل سيميل أثناء التشوه، مما يخلق زوايا أكثر حدة.
- كما تمت إضافة العديد من العناصر الشبيهة بالحلقات لتعويض المساحة المفقودة.
- تركيب الأنابيب على شكل حرف U. تجمع هذه الطريقة بين الدعامات الثابتة والمنزلقة، مما يقلل من التمدد الخطي.
بمعرفة هذه الطرق الثلاث، يمكنك حساب المساحة بشكل صحيح واختيار الطريقة الأمثل لحالة معينة.
إذا كانت لديك أي شكوك حول الاختيار الصحيح، أو ما إذا تم حساب التمدد الحراري لأنابيب البولي بروبيلين بشكل صحيح، فيمكنك طلب المساعدة من المتخصصين والحصول على مشورة الخبراء.
فيديو
قبل الشراء، يُنصح باستشارة سباك. بإمكانه تقديم توصيات بشأن اختيار المنتج وتركيبه. وأثناء وجودك في المتجر، افحص المنتجات جيدًا بحثًا عن أي تلف أو تشققات. انتبه جيدًا لنوع المنتج الذي تختاره.
لستُ خبيراً بالتأكيد، لكن كل شيء شُرح لي بتفصيل كبير. لقد كنت مهتماً بهذا الموضوع منذ فترة طويلة.