Les tubes laminés en polypropylène se dilatent davantage que leurs homologues en acier lorsque la température du fluide augmente. De plus, le coefficient de dilatation linéaire des tubes en polypropylène est plus important dans le sens de leur longueur.
Ces propriétés doivent être prises en compte lors de l'installation. Dans le cas contraire, la canalisation risque de se déformer et de perdre son intégrité.
IMPORTANT ! En l’absence de variations de température significatives dans le réseau d’eau froide, le coefficient de dilatation thermique des tuyaux en polypropylène est sans incidence. Ceci est important pour les réseaux de chauffage et d’eau chaude sanitaire, notamment pour les canalisations principales de grande longueur.
- Comment la température affecte-t-elle ces matériaux ?
- valeur du coefficient de dilatation thermique
- Augmentation linéaire des produits renforcés
- Renforcement en aluminium et en fibre de verre
- Pourquoi est-il important de connaître le coefficient de dilatation thermique ?
- Les subtilités de la pose de pipelines
- Certaines fonctionnalités au choix
- Joints de dilatation pour tuyaux en polypropylène
- Types de compensateurs
- Calculs des coefficients
- Calcul approximatif
Comment la température affecte-t-elle ces matériaux ?
Bien que les produits en PP puissent résister à des températures allant jusqu'à +170 degrés, ils ramollissent à +140 degrés.
La déformation importante de ces produits tubulaires laminés est prise en compte lors de l'installation.
L'installation de tels tuyaux dans un mur peut, à la longue, compromettre son intégrité. Ce problème ne se pose pas avec les matériaux renforcés, mais ces derniers présentent un autre inconvénient : ils peuvent éclater.
valeur du coefficient de dilatation thermique
Il est important de noter que les produits non renforcés ont un coefficient de dilatation thermique plus élevé que les produits renforcés. Il convient d'en tenir compte.
Si le coefficient de dilatation thermique des tuyaux en polypropylène n'est pas pris en compte, alors sous l'effet de la température, les clips de fixation peuvent se déchirer et une déformation sinusoïdale apparaîtra sur la section droite du pipeline.
L'air s'accumule dans cette zone, réduisant le débit. Cela entraîne une baisse de la température des radiateurs dans le réseau de chauffage, ce qui peut provoquer des ruptures de connexions.
Les produits non renforcés ont un coefficient de dilatation thermique de 0,1500 mm/mK, tandis que Les tuyaux en polypropylène renforcé de fibre de verre sont De 0,03 à 0,05 mm/mK. Il est clair que cette différence est assez significative et qu'il est important d'en tenir compte lors de vos travaux.
En pratique, il a été vérifié qu'un tuyau en PP de 5 mètres de long se dilate de 11 à 17 mm lorsqu'il est exposé à la chaleur.
Augmentation linéaire des produits renforcés
Le polypropylène est un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique relativement élevé. Exposé de façon prolongée à une pression élevée et à de l'eau chaude, il se déforme, ce qui altère considérablement l'aspect de la pièce.
Afin de réduire la dilatation linéaire et d'augmenter la résistance, ces matériaux tubulaires laminés sont renforcés par de la fibre de verre ou de l'aluminium.
Il existe plusieurs types de renforcement. Le renforcement en aluminium est réalisé de trois manières différentes : la paroi extérieure de l’ébauche est collée à une feuille d’aluminium pleine ; la paroi intérieure est renforcée par une feuille d’aluminium ; et la dernière méthode consiste en un renforcement par aluminium perforé.
Chacune de ces méthodes consiste à coller des tubes en PP avec une feuille d'aluminium. Cependant, cette méthode n'est pas toujours efficace car le matériau se délamine, ce qui affecte considérablement la qualité du travail.
Le renforcement des canalisations par la fibre de verre est une méthode plus fiable. L'extérieur et l'intérieur du tuyau sont revêtus de polypropylène, tandis que le centre est rempli de fibre de verre. Ce renforcement est généralement réalisé en trois couches. Cela empêche le tuyau de se déformer.
Voici à quoi ressemble l'indicateur de coefficient avant et après le renforcement :
- Produits non renforcés – 0,15 mm/mK. Cela correspond approximativement à 10 mm par mètre pour une augmentation de température de 70 degrés.
- Le renforcement en aluminium augmente cette valeur de 0,03 mm/mK, et l'augmentation linéaire est d'environ 3 mm par mètre.
- Le coefficient de dilatation thermique linéaire des produits en polypropylène renforcé de fibres de verre est de 0,035 mm/mK.
Les tubes enroulés en polypropylène renforcé font partie des matériaux de construction disponibles sur le marché moderne.
Ces tuyaux sont plus légers que leurs homologues métalliques, flexibles et très résistants à la corrosion. Ils supportent facilement l'exposition aux produits chimiques et sont respectueux de l'environnement.
Expansion linéaire tuyaux en polypropylène renforcé de fibres de verreCela mérite une attention particulière. En effet, le polypropylène est un plastique présentant un coefficient de dilatation thermique élevé.
Conjuguée à une pression excessive et à un liquide chaud, cette situation entraîne des déformations du matériau.
Pour réduire la dilatation linéaire et augmenter la résistance, les tubes laminés en polypropylène sont renforcés par une feuille d'aluminium ou de la fibre de verre.
Renforcement en aluminium et en fibre de verre
Cela se fait avec une feuille d'aluminium pleine ou perforée, d'épaisseur 0,01 – 0,005 cmIl est placé sur le bord extérieur ou intérieur entre des couches de polypropylène. Les couches sont assemblées à l'aide d'un adhésif spécial.
Une couche de feuille continue empêche l'oxygène d'atteindre le fluide caloporteur. Un excès d'oxygène provoque la corrosion des dispositifs de chauffage.
La dilatation linéaire de ces tuyaux est de 0,03 mm/mK, soit environ 0,3 cm par mètre.
Les tuyaux en PP renforcé de fibres de verre sont un composite à trois couchesDans ce procédé, une couche intermédiaire de fibre de verre est soudée à des particules de polypropylène provenant des couches adjacentes.
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Comparé à d'autres matériaux similaires, le polypropylène en fibre de verre présente un avantage. Sa nature monolithique empêche le délaminage des tuyaux en polypropylène, contrairement à l'aluminium.
Aussi Les produits fabriqués à partir de polypropylène renforcé de fibres de verre se distinguent un indicateur important élasticité, cela les rend très flexible.
Cette dernière caractéristique est largement simplifie l'installation et en réduit le temps, comme avant le soudage Il n'est pas nécessaire de nettoyer la couche d'aluminium.
Pourquoi est-il important de connaître le coefficient de dilatation thermique ?
Il faut toujours tenir compte de l'augmentation linéaire, sinon le réseau de canalisations risque de… être détruits par les changements de température, le fluide transporté. Ceci est particulièrement important pour les systèmes de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire.
Cela s'applique, dans une moindre mesure, aux systèmes de chauffage au sol. Lors de la pose de tuyaux en polypropylène, il est important d'en tenir compte. Chaque mètre de tuyau subira une dilatation linéaire d'environ 1,5 mm.
Les produits renforcés de fibres de verre réduisent ce chiffre de près de six fois. Ceci est crucial car les déformations dues à la dilatation thermique entraînent une augmentation du bruit lors du passage du fluide. Cela nuit également à la stabilité globale du système.
Sur la base de ce qui précède, la première règle pour les actions d'installation est formulée : « Pour un système de laminage de tuyaux soumis à des températures élevées, il est recommandé de sélectionner une gamme de produits avec un indicateur de changement thermique minimal.
Les subtilités de la pose de pipelines
La fibre de verre n'est utilisée que depuis peu de temps. Elle se caractérise par un très faible coefficient de variation linéaire. 0,009 mm/mK.
Il convient également de noter que cet additif se caractérise par une excellente résistance sous différentes charges.
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Comparé à l'acier, il est trois fois plus volumineux. Cela signifie que les produits tubulaires renforcés de fibres de verre allient élasticité et résistance, ce qui se traduit par un coefficient de dilatation plus faible.
Il semble plausible que cet additif au polypropylène soit tout simplement idéal. Cependant, la fibre de verre présente un inconvénient majeur : sa fragilité.
Ce désavantage a été atténué par la création de supports à trois couches, où les matériaux sont liés entre eux au niveau moléculaire. Ce nombre de couches a été choisi pour une raison précise :
- Ni les couches intérieure ni les couches extérieures ne doivent contenir d'ajout de fibres.
- Pour la couche intérieure, cela n'est pas autorisé pour des raisons d'hygiène, afin que les fibres ne se retrouvent pas dans l'eau fournie.
L'objectif principal de la production en série de ce tube laminé était de maintenir un coefficient de dilatation stable. L'idée selon laquelle la dilatation linéaire de ce tube laminé dépend uniquement de sa teneur en fibres est erronée.
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Lors de l'exécution des calculs pratiques pour l'installation de ces tuyaux et nombre de compensateurs pour eux, il est recommandé de prendre en compte les chiffres – 0,05 mm/mK.
Certaines fonctionnalités au choix
La popularité croissante des produits renforcés a conduit certains fabricants à utiliser des matières premières de faible qualité afin de réduire les coûts de production.
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Il est difficile de distinguer ce type de produit à l'œil nu. La fibre de verre se décline en de nombreuses teintes ; il est donc déconseillé de se fier uniquement à la couleur. Demandez un certificat au vendeur, et cela ne devrait pas empêcher l'acheteur d'examiner le produit en détail.
Seuls les produits de haute qualité sont assemblés en joints solides et présentent les propriétés anticorrosion requises.
Lors de l'installation d'une conduite de chauffage principale, le consommateur moderne privilégie polypropylène renforcé de fibresLes hautes performances techniques de ces types d'équipements permettent de créer un réseau de toute complexité.
Le plus important est de choisir correctement les tuyaux et de s'assurer qu'ils sont adaptés à la situation. En cas de doute, il est préférable de faire appel à un professionnel. Autrement, les travaux risquent d'avoir des conséquences désastreuses.
La solution à ce problème doit être abordée avec soin, et alors le réseau conçu fonctionnera pendant une très longue période et ne sera pas perturbé par des pannes régulières.
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Toutefois, pour exploiter pleinement leurs qualités, il est essentiel de suivre les recommandations du fabricant. Veillez également à éviter tout contact de liquide avec la couche de renfort centrale ; à cet effet, utilisez un outil de découpe spécial lors de la pose.
Joints de dilatation pour tuyaux en polypropylène
Un inconvénient majeur des produits en polypropylène (PP) est leur déformation sous l'effet des hautes températures, entraînant un allongement et un affaissement des composants au fil du temps. C'est pourquoi des joints de dilatation flexibles sont utilisés sur les canalisations de plus de 10 mètres de long.
Le compensateur de dilatation pour tuyaux en polypropylène est une pièce de raccordement simple., qui a une forme flexible et ressemble à une boucle enroulée.
Ce dispositif joue un rôle essentiel. Il compense la dilatation thermique lors des variations de température dans la conduite. Il agit également de la même manière lors des augmentations de pression.
Le compensateur est peu coûteux et facile à installer sur la canalisation. Son utilisation améliore la fiabilité et la disponibilité du réseau.
Types de compensateurs
Les types d'appareils suivants peuvent être installés dans un réseau d'adduction d'eau :
- Axial. Ces joints de dilatation sont équipés de guides de montage et servent de support fixe, ce qui les rend très faciles à installer.
- Tondre. Ces appareils peuvent se déplacer dans les deux sens. Ils sont équipés d'un conduit à simple ou double soufflet, en acier inoxydable, et sont fixés ensemble par un raccord.
- Rotatif. Ces dispositifs permettent d'éliminer la dilatation linéaire au niveau des coudes d'une canalisation et de garantir l'angle de ce coude. Ils sont utilisés lorsque la direction de la canalisation doit être modifiée à angle droit.
- Universel. Ces dispositifs sont dotés de trois types de course : angulaire, transversale et axiale. Ce mécanisme est principalement utilisé pour l’assemblage de petits pipelines ou lorsque l’installation de joints de dilatation à soufflets est difficile.
- À bride. Il s'agit de soufflets en caoutchouc servant à amortir les ondes de choc générées par une augmentation soudaine de la pression de service interne. Ces mécanismes peuvent également compenser les imperfections axiales de la canalisation.
Ces compensateurs sont fixés de deux manières : soudé ou à brides.
Avantages liés à l'utilisation de compensateurs :
- Élimination des écoulements tourbillonnaires et égalisation de la pression de service au milieu des produits tubulaires roulés en polypropylène.
- Assurer l'étanchéité nécessaire.
- Prolongation de la durée de vie du pipeline.
Calculs des coefficients
La dilatation des tubes chauffants en polypropylène dépend de leur type, comme indiqué précédemment. Pour éviter de nombreux inconvénients liés à cette caractéristique des matériaux PP, il est possible d'utiliser une formule de calcul.
Vidéo — Compensateur Kozlov
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Pour déterminer les variations de déformation possibles d'un tuyau en centimètres, il est nécessaire de connaître son coefficient de dilatation exact et la longueur de l'ébauche utilisée. La température de fonctionnement est alors fixée à température ambiante.
On détermine d'abord la différence entre les relevés de température, puis on la multiplie par la longueur du pipeline, et la valeur résultante est multipliée par le coefficient de dilatation.
Calcul approximatif
Si le coefficient de dilatation linéaire calculé est de 20 mm, cela signifie que lors du fonctionnement de la conduite de chauffage, la dilatation linéaire des tuyaux en polypropylène renforcé de fibres de verre sera de 2 cm. Il convient d'en tenir compte lors de l'installation d'une telle conduite.
Ces centimètres supplémentaires peuvent être compensés de la manière suivante :
- Posez les carreaux à angle droit. Il est recommandé de laisser un espace à l'arrière d'un côté, car la structure s'inclinera lors de la déformation, créant ainsi des angles plus aigus.
- Plusieurs éléments en forme de boucle sont également ajoutés pour compenser l'espace manquant.
- Installation de tuyaux en forme de U. Cette méthode combine supports fixes et coulissants, réduisant ainsi la dilatation linéaire.
La connaissance de ces trois méthodes vous permettra de calculer correctement l'espace et de choisir la méthode la plus optimale pour une situation donnée.
Si vous avez des doutes sur le choix approprié, ou si vous vous demandez si la dilatation thermique des tuyaux en polypropylène a été correctement calculée, vous pouvez demander l'aide de spécialistes et recevoir des conseils d'experts.
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Avant tout achat, il est conseillé de consulter un plombier. Il pourra vous guider dans le choix et l'installation des produits. En magasin, inspectez soigneusement les produits afin de repérer d'éventuels dommages ou fissures. Portez une attention particulière au type de produit que vous choisissez.
Je ne suis certainement pas expert, mais tout m'a été expliqué en détail. Ce sujet m'intéresse depuis longtemps.