Los tubos laminados de polipropileno se dilatan más que sus homólogos de acero cuando aumenta la temperatura del medio. Además, el coeficiente de dilatación lineal de los tubos de polipropileno es más pronunciado a lo largo de su longitud.
Estas propiedades deben tenerse en cuenta durante la instalación. De lo contrario, se producirán deformaciones y pérdida de integridad en la tubería.
¡IMPORTANTE! En el sistema de suministro de agua fría no se producen cambios de temperatura significativos, por lo que el coeficiente de dilatación térmica de las tuberías de polipropileno no es relevante en este caso. Esto es importante para las redes de calefacción y agua caliente, especialmente para las tuberías principales largas.
- ¿Cómo afecta la temperatura a estos materiales?
- valor del coeficiente de expansión térmica
- Incremento lineal en productos reforzados
- Refuerzo con aluminio y fibra de vidrio.
- Por qué es importante conocer el coeficiente de dilatación térmica.
- Los matices de la instalación de tuberías
- Algunas características de elección
- Juntas de expansión para tuberías de polipropileno
- Tipos de compensadores
- Cálculos de coeficientes
- Cálculo aproximado
¿Cómo afecta la temperatura a estos materiales?
A pesar de que los productos de PP pueden soportar temperaturas de hasta +170 grados, se ablandan a +140 grados.
Durante la instalación, se tiene en cuenta la deformación severa que pueden sufrir estos productos de tubería laminada.
Instalar este tipo de tuberías en una pared puede, con el tiempo, comprometer su integridad. Esto no ocurre con los materiales reforzados, pero estos tienen otro inconveniente: pueden reventar.
valor del coeficiente de expansión térmica
Es importante tener en cuenta que los productos sin refuerzo tienen un coeficiente de dilatación térmica mayor que los reforzados. Esto también debe considerarse.
Si no se tiene en cuenta el coeficiente de dilatación térmica de las tuberías de polipropileno, bajo la influencia de la temperatura, las abrazaderas de sujeción pueden desprenderse y aparecerá una deformación sinusoidal en la sección recta de la tubería.
En esta zona se acumula aire, lo que reduce la capacidad de flujo. Esto provoca una caída de la temperatura de los radiadores en la red de calefacción, causando roturas en las conexiones.
Los productos no reforzados tienen un coeficiente de dilatación térmica de 0,1500 mm/mK, mientras que Las tuberías de polipropileno reforzado con fibra de vidrio son De 0,03 a 0,05 mm/mK. Evidentemente, esta diferencia es bastante significativa, y es importante tenerla en cuenta al trabajar.
En la práctica, se verificó que un tubo de PP de 5 metros de longitud se expande de 11 a 17 mm cuando se expone al calor.
Incremento lineal en productos reforzados
El polipropileno es un material con un coeficiente de dilatación térmica relativamente alto. Si se expone a alta presión y agua caliente durante un tiempo prolongado, se deformará, afectando significativamente la apariencia de la habitación.
Para reducir la dilatación lineal y aumentar la resistencia, estos materiales laminados en frío se refuerzan con fibra de vidrio o aluminio.
Existen varios tipos de refuerzo. El refuerzo con aluminio se realiza de tres maneras diferentes: la pared exterior de la pieza se adhiere a una lámina de aluminio maciza; la pared interior se refuerza con una lámina de aluminio; y el último método consiste en el refuerzo con aluminio perforado.
Cada uno de estos métodos consiste en unir tubos de PP con papel de aluminio. Sin embargo, este método no siempre es eficaz, ya que el material se delamina, lo que afecta significativamente la calidad del trabajo.
El refuerzo de tuberías con fibra de vidrio es un método más fiable. La parte superior e interior de la tubería se recubren con polipropileno, mientras que el centro se rellena con fibra de vidrio. Este refuerzo se suele realizar en tres capas, lo que evita que la tubería se deforme.
Así es como se ve el indicador de coeficiente antes y después del refuerzo:
- Productos sin refuerzo: 0,15 mm/mK. Esto equivale aproximadamente a 10 mm por metro para un aumento de temperatura de 70 grados.
- El refuerzo de aluminio aumenta este valor en 0,03 mm/mK, y el incremento lineal es de aproximadamente 3 mm por metro.
- El coeficiente de dilatación térmica lineal de los productos de polipropileno reforzado con fibra de vidrio es de 0,035 mm/mK.
Los tubos laminados de polipropileno reforzado son una de las opciones de materiales de construcción disponibles en el mercado actual.
Estas tuberías son más ligeras que sus homólogas metálicas, flexibles y altamente resistentes a la corrosión. Soportan fácilmente la exposición a productos químicos y son respetuosas con el medio ambiente.
Expansión lineal tuberías de polipropileno reforzado con fibra de vidrioMerece especial atención. El problema radica en que el polipropileno es un plástico con un alto coeficiente de dilatación térmica.
En combinación con el exceso de presión y el líquido caliente, esto provoca cambios de deformación en el material.
Para reducir la dilatación lineal y aumentar la resistencia, los tubos laminados de polipropileno se refuerzan con papel de aluminio o fibra de vidrio.
Refuerzo con aluminio y fibra de vidrio.
Esto se hace con lámina sólida o perforada, espesor 0,01 – 0,005 cmSe coloca en el borde exterior o interior entre capas de polipropileno. Las capas se unen con un adhesivo especial.
Una capa continua de lámina metálica impide que el oxígeno llegue al fluido caloportador. Los niveles excesivos de oxígeno provocan corrosión en los dispositivos de calefacción.
La dilatación lineal de estas tuberías es de 0,03 mm/mK, aproximadamente 0,3 cm por metro.
Las tuberías de PP reforzado con fibra de vidrio son un compuesto de tres capas.En este proceso, una capa intermedia de fibra de vidrio se suelda con partículas de polipropileno de las capas adyacentes.
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Al comparar este tipo de polipropileno con materiales similares, la fibra de vidrio presenta una ventaja. Su naturaleza monolítica evita la delaminación de las tuberías de polipropileno, algo que no ocurre con el aluminio.
También Los productos fabricados con polipropileno reforzado con fibra de vidrio se distinguen un indicador grande elasticidad, esto los hace muy flexible.
Esta última característica es en gran medida Simplifica la instalación y reduce su tiempo, al igual que antes de soldar. No es necesario limpiar la capa de aluminio.
Por qué es importante conocer el coeficiente de dilatación térmica.
Siempre se debe tener en cuenta el aumento lineal, de lo contrario la red de tuberías podría ser destruido por cambios de temperatura, el medio transportado. Esto es especialmente importante para los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente.
Esto se aplica, en menor medida, a los sistemas de calefacción por suelo radiante. Al instalar tuberías de polipropileno, tenga en cuenta este detalle. Cada metro de tubería experimentará posteriormente una dilatación lineal de casi 1,5 mm.
Los productos reforzados con fibra de vidrio reducen esta cifra casi seis veces. Esto es crucial, ya que las deformaciones debidas a la dilatación térmica provocan un aumento del ruido durante el paso del fluido. Esto también repercute negativamente en la estabilidad del sistema en su conjunto.
Sobre la base de lo anterior, se formula la primera regla para las acciones de instalación: “Para un sistema de laminado de tuberías que esté sujeto a altas temperaturas, se recomienda seleccionar una gama de productos con un indicador de cambio térmico mínimo.
Los matices de la instalación de tuberías
La fibra de vidrio se ha empezado a utilizar recientemente. La fibra de vidrio se caracteriza por un coeficiente de cambio lineal muy bajo, que es 0,009 mm/mK.
Cabe destacar también que este aditivo se caracteriza por una excelente resistencia bajo diversas cargas.
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En comparación con el acero, es tres veces más grande. Esto significa que los productos tubulares reforzados con fibra de vidrio combinan elasticidad y resistencia, lo que resulta en un coeficiente de expansión más bajo.
Parece plausible que este aditivo para el polipropileno sea simplemente ideal. Sin embargo, la fibra de vidrio tiene un inconveniente importante: su fragilidad.
Este inconveniente se mitigó mediante la creación de piezas en bruto de tres capas, donde los materiales se unen a nivel molecular. Este número de capas se eligió por una razón. La lógica es la siguiente:
- Ni la capa interna ni la externa pueden contener fibras añadidas.
- En el caso de la capa interior, esto no está permitido por razones de higiene, para que las fibras no acaben en el agua suministrada.
El objetivo principal en la producción en masa de este tubo laminado era mantener un coeficiente de expansión estable. La idea de que la expansión lineal de este tubo laminado depende únicamente del contenido de fibra es incorrecta.
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Al realizar cálculos prácticos para la instalación de estas tuberías y número de compensadores para ellosSe recomienda tener en cuenta las cifras de 0,05 mm/mK.
Algunas características de elección
La gran popularidad de los productos reforzados ha llevado a algunos fabricantes a utilizar materias primas de baja calidad para reducir los costes de producción.
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Es difícil distinguir este tipo de producto por su apariencia. La fibra de vidrio puede presentarse en una variedad de tonalidades, por lo que no se recomienda basarse únicamente en el color. Solicite un certificado al vendedor; esto no debería impedir que el comprador inspeccione el producto detenidamente.
Solo se unen productos de alta calidad mediante uniones resistentes, que además poseen las propiedades anticorrosivas requeridas.
Al instalar una línea principal de calefacción, el consumidor moderno da preferencia a polipropileno reforzado con fibraEl alto rendimiento técnico de este tipo de dispositivos permite crear redes de cualquier complejidad.
Lo más importante es elegir las tuberías adecuadas para cada situación. Si tiene alguna duda al respecto, lo mejor es consultar con un profesional. De lo contrario, el resultado será desastroso.
La solución a este problema debe abordarse con detenimiento, y entonces la red diseñada funcionará durante un período muy prolongado y no se verá afectada por fallos frecuentes.
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Sin embargo, para aprovechar al máximo sus mejores cualidades, es fundamental seguir las recomendaciones del fabricante. Y no olvide evitar el contacto de líquidos con la capa central de refuerzo; para ello, utilice una herramienta especial durante la instalación.
Juntas de expansión para tuberías de polipropileno
Una desventaja importante de los productos de PP, la deformación debida a las altas temperaturas, provoca el alargamiento y la flacidez de los componentes con el tiempo. Por este motivo, se utilizan juntas de expansión flexibles en tuberías de más de 10 metros de longitud.
El compensador de expansión para tuberías de polipropileno es una pieza de conexión sencilla., que tiene una forma flexible y se asemeja a un lazo enrollado.
Este dispositivo desempeña un papel muy importante. Compensa la dilatación térmica durante las fluctuaciones de temperatura dentro de la línea. También actúa de forma similar durante los aumentos de presión.
El compensador es económico y fácil de instalar en la tubería. Su uso aumenta la fiabilidad y el tiempo de actividad de la red.
Tipos de compensadores
Los siguientes tipos de dispositivos están disponibles para su instalación en una red de suministro de agua:
- Axial. Estas juntas de dilatación están equipadas con guías de montaje y sirven como soporte fijo, lo que facilita enormemente su instalación.
- Cortar. Estos dispositivos pueden moverse en ambas direcciones. Están equipados con un conducto de fuelle simple o doble, fabricado en acero inoxidable, y se fijan entre sí mediante un acoplamiento.
- Giratorio. Estos dispositivos ayudan a eliminar la dilatación lineal en el punto donde la tubería gira y a mantener el ángulo de la curva. Se utilizan cuando es necesario cambiar la dirección de la tubería a un ángulo recto.
- Universal. Estos dispositivos cuentan con tres tipos de recorrido: angular, transversal y axial. Este mecanismo se utiliza con mayor frecuencia para el ensamblaje de tuberías pequeñas o en situaciones donde la instalación de juntas de expansión de fuelle es limitada.
- Con brida. Se trata de fuelles de goma que se utilizan para amortiguar las ondas de choque generadas por un aumento repentino de la presión interna de funcionamiento. Estos mecanismos también pueden utilizarse para compensar las imperfecciones axiales de la tubería.
Estos compensadores se fijan de dos maneras: soldado o con bridas.
Beneficios del uso de compensadores:
- Eliminación del flujo vorticial e igualación de la presión de funcionamiento en el centro de los productos de tubería laminada de polipropileno.
- Garantizar la tensión necesaria.
- Extensión de la vida útil del oleoducto.
Cálculos de coeficientes
La dilatación de las tuberías de calefacción de polipropileno depende de su tipo, como se describió anteriormente. Para evitar muchos de los inconvenientes asociados con esta característica del PP, se puede utilizar una fórmula para realizar los cálculos.
Vídeo — Compensador de Kozlov
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Para determinar las posibles deformaciones de una tubería en centímetros, es necesario conocer su coeficiente de dilatación exacto y la longitud del tubo utilizado. La temperatura de funcionamiento se ajusta entonces a temperatura ambiente.
En primer lugar, se calcula la diferencia en las lecturas de temperatura, luego se multiplica por la longitud de la tubería y el valor resultante se multiplica por el coeficiente de expansión.
Cálculo aproximado
Si el coeficiente de dilatación lineal calculado es de 20 mm, esto significa que durante el funcionamiento de la tubería principal de calefacción, la dilatación lineal de las tuberías de polipropileno reforzado con fibra de vidrio será de 2 cm. Esto debe tenerse en cuenta al instalar dicha tubería.
Estos centímetros adicionales pueden compensarse de las siguientes maneras:
- Coloca las baldosas en ángulo recto. Se recomienda dejar un pequeño espacio en la parte posterior de uno de los lados, ya que la estructura se inclinará durante la deformación, creando ángulos más agudos.
- También se añaden varios elementos en forma de bucle para compensar el espacio que falta.
- Instalación de tuberías en forma de U. Este método combina soportes fijos y deslizantes, reduciendo así la dilatación lineal.
Conociendo estos tres métodos, podrá calcular correctamente el espacio y elegir el método más óptimo para una situación dada.
Si tiene alguna duda sobre la elección correcta o sobre si la dilatación térmica de las tuberías de polipropileno se ha calculado correctamente, puede solicitar ayuda a especialistas y recibir asesoramiento experto.
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Antes de comprar, es recomendable consultar con un plomero. Él podrá recomendarle productos adecuados y facilitarle la instalación. En la tienda, revise cuidadosamente los productos para detectar daños o grietas. Preste especial atención al tipo de producto que elija.
Desde luego no soy ningún experto, pero me lo explicaron todo con gran detalle. Llevo mucho tiempo interesado en este tema.