I tubi in polipropilene laminato si espandono maggiormente rispetto alle loro controparti in acciaio all'aumentare della temperatura del fluido. Inoltre, il coefficiente di dilatazione lineare dei tubi in polipropilene è più pronunciato lungo la loro lunghezza.
Queste caratteristiche devono essere prese in considerazione durante l'installazione. In caso contrario, si verificheranno deformazioni e perdita di integrità della tubazione.
IMPORTANTE! Non si verificano variazioni di temperatura significative nel sistema di distribuzione dell'acqua fredda, pertanto il coefficiente di dilatazione termica dei tubi in polipropilene non è rilevante in questa situazione. Ciò è importante per le reti di riscaldamento e acqua calda, soprattutto per le condotte principali di lunga lunghezza.
- In che modo la temperatura influisce su questi materiali?
- valore del coefficiente di dilatazione termica
- Aumento lineare dei prodotti rinforzati
- Rinforzo con alluminio e fibra di vetro
- Perché è importante conoscere il coefficiente di dilatazione termica
- Le sfumature della posa delle condotte
- Alcune caratteristiche della scelta
- Giunti di dilatazione per tubi in polipropilene
- Tipi di compensatori
- Calcolo dei coefficienti
- Calcolo approssimativo
In che modo la temperatura influisce su questi materiali?
Nonostante i prodotti in PP possano resistere a temperature fino a +170 gradi, si ammorbidiscono a +140 gradi.
Durante l'installazione si tiene conto delle gravi deformazioni che questi prodotti tubolari laminati possono subire.
L'installazione di tali tubi all'interno di una parete può, nel tempo, comprometterne l'integrità. Questo non accade con i materiali rinforzati, che però presentano un altro svantaggio: possono rompersi.
valore del coefficiente di dilatazione termica
È importante notare che i prodotti non rinforzati presentano un coefficiente di dilatazione termica più elevato rispetto a quelli rinforzati. Anche questo aspetto deve essere preso in considerazione.
Se non si tiene conto del coefficiente di dilatazione termica dei tubi in polipropilene, sotto l'influenza della temperatura le clip di fissaggio potrebbero strapparsi e nella sezione rettilinea della tubazione potrebbe comparire una deformazione sinusoidale.
In quest'area si accumula aria, riducendo la capacità di flusso. Ciò provoca un calo della temperatura dei radiatori nella rete di riscaldamento, con conseguente rottura dei collegamenti.
I prodotti non rinforzati hanno un coefficiente di dilatazione termica di 0,1500 mm/mK, mentre I tubi in polipropilene rinforzato con fibra di vetro sono Da 0,03 a 0,05 mm/mK. Chiaramente, questa differenza è piuttosto significativa ed è importante tenerlo presente durante il lavoro.
In pratica, è stato verificato che un tubo in PP lungo 5 metri si espande da 11 a 17 mm se esposto al calore.
Aumento lineare dei prodotti rinforzati
Il polipropilene è un materiale con un coefficiente di dilatazione termica relativamente elevato. Se esposto a pressione elevata e acqua calda per lungo tempo, si deforma, compromettendo significativamente l'aspetto dell'ambiente.
Per ridurre la dilatazione lineare e aumentare la resistenza, questi materiali tubolari vengono rinforzati con fibra di vetro o alluminio.
Esistono diversi tipi di rinforzo. Il rinforzo in alluminio viene eseguito in tre modi diversi: la parete esterna del grezzo viene incollata a una lamiera di alluminio piena; la parete interna viene rinforzata con una lamiera di alluminio; e il metodo finale consiste nel rinforzo con alluminio perforato.
Ciascuno di questi metodi prevede l'incollaggio di tubi in PP con fogli di alluminio. Tuttavia, questo metodo non è sempre efficace perché il materiale tende a delaminarsi, compromettendo significativamente la qualità del lavoro.
Rinforzare i tubi con la fibra di vetro è un metodo più affidabile. La parte superiore e interna del tubo vengono rivestite con polipropilene, mentre la parte centrale viene riempita con fibra di vetro. Questo rinforzo viene generalmente eseguito in tre strati, impedendo così la deformazione del tubo.
Ecco come si presenta l'indicatore del coefficiente prima e dopo il rinforzo:
- Prodotti non rinforzati – 0,15 mm/mK. Ciò corrisponde a circa 10 mm per metro per un aumento di temperatura di 70 gradi.
- Il rinforzo in alluminio aumenta questo valore di 0,03 mm/mK, e l'incremento lineare è di circa 3 mm al metro.
- Il coefficiente di dilatazione termica lineare dei prodotti in polipropilene rinforzato con fibra di vetro è pari a 0,035 mm/mK.
I tubi in polipropilene rinforzato, realizzati in rotoli, rappresentano una delle opzioni di materiali da costruzione disponibili sul mercato moderno.
Questi tubi sono più leggeri delle loro controparti metalliche, flessibili e altamente resistenti alla corrosione. Sopportano facilmente l'esposizione a sostanze chimiche e sono ecocompatibili.
espansione lineare tubi in polipropilene rinforzato con fibra di vetro, merita particolare attenzione. Il punto è che il polipropilene è una plastica con un elevato coefficiente di dilatazione termica.
In combinazione con la pressione eccessiva e il liquido caldo, ciò provoca deformazioni nel materiale.
Per ridurre l'espansione lineare e aumentare la resistenza, i tubi in polipropilene arrotolato vengono rinforzati con fogli di alluminio o fibra di vetro.
Rinforzo con alluminio e fibra di vetro
Questo viene fatto con fogli solidi o perforati, spessore 0,01 – 0,005 cmViene posizionato sul bordo esterno o interno tra strati di polipropilene. Gli strati vengono uniti con un adesivo speciale.
Uno strato continuo di lamina impedisce all'ossigeno di raggiungere il fluido termovettore. Livelli eccessivi di ossigeno provocano corrosione nei dispositivi di riscaldamento.
La dilatazione lineare di questi tubi è di 0,03 mm/mK, ovvero circa 0,3 cm al metro.
I tubi in PP rinforzato con fibra di vetro sono un composito a tre stratiIn questo processo, uno strato intermedio di fibra di vetro viene saldato con particelle di polipropilene provenienti dagli strati adiacenti.
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Nel confronto tra questo tipo di polipropilene e materiali simili, la fibra di vetro presenta un vantaggio. La sua natura monolitica impedisce la delaminazione dei tubi in polipropilene, cosa che non avviene con l'alluminio.
Anche I prodotti realizzati in polipropilene rinforzato con fibra di vetro si distinguono un indicatore importante elasticità, questo li rende molto flessibile.
Quest'ultima caratteristica è in gran parte semplifica l'installazione e ne riduce i tempi, proprio come prima della saldatura. Non è necessario pulire lo strato di alluminio.
Perché è importante conoscere il coefficiente di dilatazione termica
L'aumento lineare deve sempre essere preso in considerazione, altrimenti la rete di condotte potrebbe essere distrutti dai cambiamenti di temperatura, il mezzo trasportato. Ciò è particolarmente importante per gli impianti di riscaldamento e di produzione di acqua calda.
Questo vale, seppur in misura leggermente minore, anche per i sistemi di riscaldamento a pavimento. Quando si posano tubi in polipropilene, è importante tenere presente questo dettaglio. Ogni metro di tubo subirà infatti una dilatazione lineare di quasi 1,5 mm.
I prodotti rinforzati con fibra di vetro riducono questo valore di quasi sei volte. Ciò è fondamentale perché le variazioni di deformazione dovute alla dilatazione termica provocano un aumento della rumorosità durante il passaggio del fluido. Questo, inoltre, influisce negativamente sulla stabilità dell'intero sistema.
Sulla base di quanto sopra, si formula la prima regola per le operazioni di installazione: "Per un sistema di rullatura di tubi soggetto ad alte temperature, si raccomanda di selezionare una gamma di prodotti con un indicatore di variazione termica minimo.
Le sfumature della posa delle condotte
La fibra di vetro è entrata in uso solo di recente. La fibra di vetro è caratterizzata da un coefficiente di variazione lineare molto basso, che è 0,009 mm/mK.
Va inoltre sottolineato che questo additivo è caratterizzato da un'eccellente resistenza sotto vari carichi.
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Rispetto all'acciaio, è tre volte più grande. Ciò significa che i prodotti tubolari rinforzati con fibra di vetro combinano elasticità e resistenza, risultando in un coefficiente di dilatazione termica inferiore.
Sembra plausibile che questo additivo per il polipropilene sia semplicemente ideale. Tuttavia, la fibra di vetro presenta un inconveniente significativo: la fragilità.
Questo inconveniente è stato attenuato creando dei blocchi a tre strati, in cui i materiali sono legati tra loro a livello molecolare. Questo numero di strati è stato scelto per un motivo preciso. La logica è la seguente:
- Né lo strato interno né quello esterno possono contenere fibre aggiunte.
- Per lo strato interno, ciò non è consentito per motivi igienici, affinché le fibre non finiscano nell'acqua di alimentazione.
L'obiettivo principale nella produzione in serie di questo prodotto di tubi laminati era quello di mantenere un coefficiente di espansione stabile. L'idea che l'espansione lineare di questo prodotto di tubi laminati dipenda esclusivamente dal contenuto di fibre è errata.
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Quando si eseguono calcoli pratici per l'installazione di questi tubi e numero di compensatori per loro, si raccomanda di tenere conto dei valori – 0,05 mm/mK.
Alcune caratteristiche della scelta
La crescente popolarità dei prodotti rinforzati ha indotto alcuni produttori a utilizzare materie prime di bassa qualità per ridurre i costi di produzione.
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È difficile distinguere un prodotto del genere solo dall'aspetto. La fibra di vetro può presentarsi in diverse tonalità, quindi non è consigliabile basarsi esclusivamente sul colore. Richiedete al venditore un certificato; ciò non dovrebbe impedire all'acquirente di ispezionare il prodotto in dettaglio.
Solo i prodotti di alta qualità vengono uniti in giunzioni robuste e sono caratterizzati dalle necessarie proprietà anticorrosione.
Quando si installa una condotta principale di riscaldamento, il consumatore moderno dà la preferenza a polipropilene rinforzato con fibreLe elevate prestazioni tecniche di queste tipologie consentono di creare reti di qualsiasi complessità.
La cosa più importante è che i tubi vengano scelti correttamente e siano adatti alla situazione specifica. In caso di dubbi, è meglio rivolgersi a un professionista. Altrimenti, il lavoro potrebbe avere risultati disastrosi.
La soluzione a questo problema deve essere affrontata con attenzione, in modo che la rete progettata funzioni per un periodo molto lungo e non sia soggetta a frequenti guasti.
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Tuttavia, per sfruttare appieno le loro migliori qualità, è essenziale seguire le raccomandazioni del produttore. E non dimenticate di evitare il contatto dei liquidi con lo strato di rinforzo interno; a tale scopo, utilizzate un apposito taglierino durante l'installazione.
Giunti di dilatazione per tubi in polipropilene
Un inconveniente significativo dei prodotti in PP è la deformazione dovuta alle alte temperature, che nel tempo provoca allungamento e cedimento dei componenti. Per questo motivo, sui tubi di lunghezza superiore a 10 metri si utilizzano giunti di dilatazione flessibili.
Il compensatore di dilatazione per tubi in polipropilene è un semplice raccordo.che ha una forma flessibile e assomiglia a un anello avvolto.
Questo dispositivo svolge un ruolo molto importante. Compensa la dilatazione termica durante le fluttuazioni di temperatura all'interno della tubazione. Agisce in modo analogo anche in caso di aumenti di pressione.
Il compensatore è economico e facile da installare nella tubazione. Il suo utilizzo aumenta l'affidabilità e la disponibilità della rete.
Tipi di compensatori
Per l'installazione in una rete idrica sono disponibili le seguenti tipologie di dispositivi:
- Assiale. Questi giunti di dilatazione sono dotati di guide di montaggio e fungono da supporto fisso, rendendone l'installazione molto semplice.
- Taglio. Questi dispositivi possono muoversi in entrambe le direzioni. Sono dotati di un condotto a soffietto singolo o doppio, realizzato in acciaio inossidabile, e sono fissati insieme mediante un raccordo.
- Rotante. Questi dispositivi aiutano a eliminare la dilatazione lineare nel punto in cui una tubazione curva e a mantenere l'angolo di curvatura. Vengono utilizzati quando è necessario modificare la direzione della tubazione in un angolo retto.
- Universale. Questi dispositivi sono dotati di tre tipi di corsa operativa: angolare, trasversale e assiale. Questo meccanismo viene utilizzato più spesso per l'assemblaggio di piccole condotte o in condizioni in cui l'installazione di giunti di dilatazione a soffietto è limitata.
- Flangiato. Si tratta di dispositivi a soffietto in gomma utilizzati per smorzare le onde d'urto generate da un improvviso aumento della pressione interna di esercizio. Questi meccanismi possono essere utilizzati anche per compensare le imperfezioni assiali della tubazione.
Questi compensatori sono fissati in due modi: saldato o flangiato.
Vantaggi dell'utilizzo di dispositivi compensatori:
- Eliminazione del flusso vorticoso e equalizzazione della pressione di esercizio al centro dei tubi in polipropilene arrotolato.
- Garantire la necessaria tenuta.
- Prolungamento della vita utile della condotta.
Calcolo dei coefficienti
L'espansione dei tubi di riscaldamento in polipropilene dipende dalla loro tipologia, come descritto in precedenza. Per evitare molti degli inconvenienti associati a questa caratteristica dei materiali in PP, è possibile utilizzare una formula per i calcoli.
Video — Compensatore Kozlov
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Per determinare le possibili variazioni di deformazione di un tubo in centimetri, è necessario conoscere il suo coefficiente di dilatazione esatto e la lunghezza del grezzo utilizzato. La temperatura di esercizio viene quindi impostata a temperatura ambiente.
Innanzitutto, si calcola la differenza tra le letture di temperatura, quindi la si moltiplica per la lunghezza della tubazione e il valore risultante viene moltiplicato per il coefficiente di dilatazione.
Calcolo approssimativo
Se il coefficiente di dilatazione lineare calcolato è di 20 mm, ciò significa che durante il funzionamento della rete di riscaldamento, la dilatazione lineare dei tubi in polipropilene rinforzato con fibra di vetro sarà di 2 cm. Questo aspetto deve essere preso in considerazione durante l'installazione di tale rete.
Questi centimetri in più possono essere compensati nei seguenti modi:
- Posate le piastrelle ad angolo retto. Si consiglia di lasciare un po' di spazio sul retro di un lato, poiché la struttura si inclinerà durante la deformazione, creando angoli più acuti.
- Sono stati inoltre aggiunti diversi elementi a forma di anello per compensare lo spazio mancante.
- Installazione di tubazioni a forma di U. Questo metodo combina supporti fissi e scorrevoli, riducendo così la dilatazione lineare.
Conoscendo questi tre metodi, è possibile calcolare correttamente lo spazio e scegliere il metodo più ottimale per una data situazione.
In caso di dubbi sulla scelta corretta o sulla correttezza del calcolo della dilatazione termica dei tubi in polipropilene, è possibile rivolgersi a specialisti e ricevere una consulenza qualificata.
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Prima dell'acquisto, è consigliabile consultare un idraulico. Potrà fornirvi consigli sulla scelta e sull'installazione del prodotto. Inoltre, mentre siete in negozio, ispezionate attentamente i prodotti per verificare la presenza di danni o crepe. Prestate particolare attenzione al tipo di prodotto che scegliete.
Non sono certo un esperto, ma mi è stato spiegato tutto nei minimi dettagli. Mi interesso a questo argomento da molto tempo.