Os tubos laminados de polipropileno expandem-se mais do que os seus equivalentes em aço quando a temperatura do fluido aumenta. Além disso, o coeficiente de expansão linear dos tubos de polipropileno é mais acentuado ao longo do seu comprimento.
Essas propriedades devem ser levadas em consideração durante a instalação. Caso contrário, ocorrerão deformações e perda de integridade da tubulação.
IMPORTANTE! Não há variações significativas de temperatura no sistema de abastecimento de água fria, portanto o coeficiente de expansão térmica dos tubos de polipropileno não é relevante nessa situação. Isso é importante para redes de aquecimento e abastecimento de água quente, especialmente em tubulações principais de longa extensão.
- Como a temperatura afeta esses materiais?
- Valor do coeficiente de expansão térmica
- Aumento linear nos produtos reforçados
- Reforço com alumínio e fibra de vidro.
- Por que você precisa saber sobre o coeficiente de expansão térmica?
- As nuances da instalação de dutos
- Algumas características de escolha
- Juntas de expansão para tubos de polipropileno
- Tipos de compensadores
- Cálculos de coeficientes
- Cálculo aproximado
Como a temperatura afeta esses materiais?
Apesar de os produtos de PP suportarem temperaturas de até +170 graus, eles amolecem a +140 graus.
A deformação severa desses produtos de tubos laminados é levada em consideração durante a instalação.
A instalação desses tubos em uma parede pode, com o tempo, comprometer sua integridade. Isso não acontece com materiais reforçados, mas eles têm outra desvantagem: podem estourar.
Valor do coeficiente de expansão térmica
É importante observar que os produtos não reforçados têm um coeficiente de expansão térmica maior em comparação com os tipos reforçados. Isso também deve ser levado em consideração.
Se o coeficiente de expansão térmica dos tubos de polipropileno não for levado em consideração, sob a influência da temperatura, os grampos de fixação podem se soltar e uma deformação sinusoidal aparecerá no trecho reto da tubulação.
O ar se acumula nessa área, reduzindo a capacidade de fluxo. Isso faz com que a temperatura do radiador na rede de aquecimento caia, causando a quebra das conexões.
Os produtos não reforçados têm um coeficiente de expansão térmica de 0,1500 mm/mK, enquanto Tubos de polipropileno reforçado com fibra de vidro são De 0,03 a 0,05 mm/mK. Claramente, essa diferença é bastante significativa e é importante tê-la em mente ao trabalhar.
Na prática, verificou-se que um tubo de PP de 5 metros de comprimento expande de 11 para 17 mm quando exposto ao calor.
Aumento linear nos produtos reforçados
O polipropileno é um material com um coeficiente de expansão térmica relativamente alto. Se exposto a alta pressão e água quente por um longo período, ele se deformará, afetando significativamente a aparência do ambiente.
Para reduzir a expansão linear e aumentar a resistência, esses materiais laminados em forma de tubo são reforçados com fibra de vidro ou alumínio.
Existem vários tipos de reforço. O reforço com alumínio é realizado de três maneiras diferentes: a parede externa da peça bruta é colada a uma chapa de alumínio maciça; a parede interna é reforçada com uma chapa de alumínio; e o último método é o reforço com alumínio perfurado.
Cada um desses métodos envolve a colagem de tubos de PP com folha de alumínio. No entanto, esse método nem sempre é eficaz, pois o material se desprende, afetando significativamente a qualidade do trabalho.
Reforçar tubos com fibra de vidro é um método mais confiável. A parte superior e interna do tubo são revestidas com polipropileno, enquanto o centro é preenchido com fibra de vidro. Esse reforço é normalmente feito em três camadas. Isso impede que o tubo se deforme.
Eis como o indicador de coeficiente se apresenta antes e depois do reforço:
- Produtos não reforçados – 0,15 mm/mK. Isso corresponde a aproximadamente 10 mm por metro para um aumento de temperatura de 70 graus.
- O reforço com alumínio aumenta esse valor em 0,03 mm/mK, e o aumento linear é de aproximadamente 3 mm por metro.
- O coeficiente de expansão térmica linear de produtos de polipropileno reforçado com fibra de vidro é de 0,035 mm/mK.
Tubos laminados de polipropileno reforçado são uma das opções de materiais de construção disponíveis no mercado atual.
Esses tubos são mais leves que seus equivalentes metálicos, flexíveis e altamente resistentes à corrosão. Suportam facilmente a exposição a produtos químicos e são ecologicamente corretos.
Expansão linear tubos de polipropileno reforçado com fibra de vidroMerece atenção especial. A questão é que o polipropileno é um plástico com um alto coeficiente de expansão térmica.
A combinação de pressão excessiva e líquido quente leva a alterações de deformação no material.
Para reduzir a expansão linear e aumentar a resistência, os tubos laminados de polipropileno são reforçados com folha de alumínio ou fibra de vidro.
Reforço com alumínio e fibra de vidro.
Isso é feito com folha sólida ou perfurada, de espessura 0,01 – 0,005 cmÉ colocado na borda externa ou interna entre camadas de polipropileno. As camadas são unidas com um adesivo especial.
Uma camada contínua de folha metálica impede que o oxigênio atinja o fluido de aquecimento. Níveis excessivos de oxigênio levam à corrosão em dispositivos de aquecimento.
A expansão linear desses tubos é de 0,03 mm/mK, aproximadamente 0,3 cm por metro.
Os tubos de PP reforçados com fibra de vidro são um compósito de três camadas.Nela, uma camada intermediária de fibra de vidro é soldada com partículas de polipropileno das camadas adjacentes.
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Ao comparar esse tipo de polipropileno com materiais similares, a fibra de vidro leva vantagem. Sua natureza monolítica impede a delaminação dos tubos de polipropileno, o que não ocorre com o alumínio.
Também Os produtos fabricados com polipropileno reforçado com fibra de vidro distinguem-se por outros materiais. um grande indicador elasticidadeIsso os torna muito flexível.
Esta última característica é em grande parte Simplifica a instalação e reduz o tempo necessário, tal como acontecia antes da soldagem. Não é necessário limpar a camada de alumínio.
Por que você precisa saber sobre o coeficiente de expansão térmica?
O aumento linear deve sempre ser levado em consideração, caso contrário a rede de gasodutos pode ser destruído por mudanças de temperatura, o meio transportado. Isso é especialmente importante para sistemas de aquecimento e fornecimento de água quente.
Isso se aplica, em menor grau, aos sistemas de aquecimento de piso. Ao instalar tubos de polipropileno, leve esse detalhe em consideração. Cada metro do tubo sofrerá uma expansão linear de aproximadamente 1,5 mm.
Os produtos reforçados com fibra de vidro reduzem esse valor em quase seis vezes. Isso é crucial porque as alterações na deformação devido à expansão térmica levam a um aumento do ruído durante a passagem do fluido. Isso também impacta negativamente a estabilidade do sistema como um todo.
Com base no exposto, formula-se a primeira regra para as ações de instalação: “Para um sistema de laminação de tubos sujeito a altas temperaturas, recomenda-se selecionar uma gama de produtos com um indicador mínimo de variação térmica.
As nuances da instalação de dutos
A fibra de vidro só começou a ser utilizada recentemente. Ela se caracteriza por um coeficiente de variação linear muito baixo, que é 0,009 mm/mK.
Vale ressaltar também que esse aditivo se caracteriza por uma excelente resistência sob diversas cargas.
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Em comparação com o aço, é três vezes maior. Isso significa que os produtos tubulares reforçados com fibra de vidro combinam elasticidade e resistência, resultando em um coeficiente de expansão menor.
Parece plausível que esse aditivo ao polipropileno seja simplesmente ideal. No entanto, a fibra de vidro tem uma desvantagem significativa: a fragilidade.
Essa desvantagem foi atenuada pela criação de peças em branco de três camadas, onde os materiais são unidos em nível molecular. Esse número de camadas foi escolhido por um motivo. A lógica é a seguinte:
- Nem a camada interna nem a externa podem conter adições de fibras.
- Para a camada interna, isso não é permitido por razões de higiene, para que as fibras não acabem na água fornecida.
O principal objetivo na produção em massa deste tubo laminado era manter um coeficiente de expansão estável. A ideia de que a expansão linear deste tubo laminado depende exclusivamente do teor de fibras é incorreta.
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Ao realizar cálculos práticos para a instalação desses tubos e número de compensadores para elesRecomenda-se levar em consideração os valores – 0,05 mm/mK.
Algumas características de escolha
A popularidade generalizada de produtos reforçados levou alguns fabricantes a utilizarem matérias-primas de baixa qualidade para reduzir os custos de produção.
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É difícil distinguir um produto desse tipo apenas pela aparência. A fibra de vidro pode apresentar diversas tonalidades, portanto, não é recomendável confiar somente na cor. Solicite um certificado ao vendedor, e isso não deve impedir o comprador de inspecionar o produto detalhadamente.
Somente produtos de alta qualidade são unidos em juntas resistentes e apresentam as propriedades anticorrosivas necessárias.
Ao instalar uma tubulação principal de aquecimento, o consumidor moderno dá preferência a polipropileno reforçado com fibraO elevado desempenho técnico destes tipos permite criar uma rede de qualquer complexidade.
O mais importante é que os tubos sejam escolhidos corretamente e sejam adequados para a situação em questão. Em caso de dúvidas, o melhor é procurar ajuda profissional. Do contrário, o trabalho poderá ter resultados desastrosos.
A solução para esse problema deve ser abordada com cuidado, e então a rede projetada funcionará por um longo período e não será prejudicada por falhas frequentes.
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No entanto, para aproveitar ao máximo suas qualidades, é essencial seguir as recomendações do fabricante. E não se esqueça de evitar o contato de líquidos com a camada de reforço do núcleo; para isso, utilize uma espátula especial durante a instalação.
Juntas de expansão para tubos de polipropileno
Uma desvantagem significativa dos produtos de PP, a deformação devido a altas temperaturas, leva ao alongamento e à flacidez dos componentes ao longo do tempo. Por esse motivo, juntas de expansão flexíveis são utilizadas em tubulações com mais de 10 metros de comprimento.
O compensador de expansão para tubos de polipropileno é uma peça de conexão simples., que possui um formato flexível e se assemelha a um laço enrolado.
Este dispositivo desempenha um papel muito importante. Ele compensa a expansão térmica durante as flutuações de temperatura na tubulação. Ele também atua de forma semelhante durante aumentos de pressão.
O compensador é barato e fácil de instalar no gasoduto. Seu uso aumenta a confiabilidade e o tempo de atividade da rede.
Tipos de compensadores
Os seguintes tipos de dispositivos estão disponíveis para instalação em uma rede de abastecimento de água:
- Axial. Essas juntas de dilatação são equipadas com guias de montagem e servem como suporte fixo, o que facilita muito a sua instalação.
- Cisalhamento. Esses dispositivos podem se mover em ambas as direções. Eles são equipados com um conduto de fole simples ou duplo, feito de aço inoxidável, e são fixados com uma conexão.
- Rotativo. Esses dispositivos ajudam a eliminar a expansão linear no ponto de curvatura da tubulação e a garantir o ângulo da curva. São utilizados quando a direção da tubulação precisa ser alterada para um ângulo reto.
- Universal. Esses dispositivos são equipados com três tipos de curso de operação: angular, transversal e axial. Esse mecanismo é mais frequentemente usado para montagem de tubulações de pequeno diâmetro ou em condições onde a instalação de juntas de expansão de fole é limitada.
- Com flange. Esses são dispositivos de fole de borracha usados para amortecer ondas de choque geradas por um aumento repentino na pressão interna de operação. Esses mecanismos também podem ser usados para compensar imperfeições axiais na tubulação.
Esses compensadores são fixados de duas maneiras: soldado ou flangeado.
Benefícios da utilização de compensadores:
- Eliminação do fluxo vorticoso e equalização da pressão de operação no meio de tubos laminados de polipropileno.
- Garantir o aperto necessário.
- Prolongar a vida útil do oleoduto.
Cálculos de coeficientes
A dilatação dos tubos de aquecimento de polipropileno depende do seu tipo, conforme descrito acima. Para evitar muitos dos inconvenientes associados a essa característica dos materiais de PP, você pode usar uma fórmula para os cálculos.
Vídeo — Compensador Kozlov
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Para determinar as possíveis alterações de deformação de um tubo em centímetros, é necessário conhecer seu coeficiente de expansão exato e o comprimento da chapa utilizada. A temperatura de operação é então definida como a temperatura ambiente.
Primeiro, calcula-se a diferença nas leituras de temperatura, depois multiplica-se esse valor pelo comprimento da tubulação e, por fim, multiplica-se o resultado pelo coeficiente de expansão.
Cálculo aproximado
Se o coeficiente de dilatação linear calculado for de 20 mm, isso significa que, durante o funcionamento da tubulação principal de aquecimento, a dilatação linear dos tubos de polipropileno reforçado com fibra de vidro será de 2 cm. Isso deve ser levado em consideração na instalação desse tipo de tubulação.
Esses centímetros extras podem ser compensados das seguintes maneiras:
- Disponha os ladrilhos em ângulos retos. Recomenda-se deixar um espaço na parte de trás de um dos lados, pois a estrutura irá inclinar durante a deformação, criando ângulos mais agudos.
- Vários elementos em forma de laço também são adicionados para compensar o espaço faltante.
- Instalação de tubulação em formato de U. Este método combina suportes fixos e deslizantes, reduzindo assim a expansão linear.
Conhecendo esses três métodos, você pode calcular corretamente o espaço e escolher o método mais adequado para uma determinada situação.
Caso tenha dúvidas sobre a escolha correta ou se o cálculo da expansão térmica dos tubos de polipropileno foi feito corretamente, você pode procurar a ajuda de especialistas e receber aconselhamento técnico.
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Antes de comprar, é uma boa ideia consultar um encanador. Ele poderá dar recomendações sobre a seleção e instalação do produto. E, enquanto estiver na loja, inspecione cuidadosamente os produtos em busca de danos e rachaduras. Preste atenção especial ao tipo de produto que você escolher.
Certamente não sou especialista, mas tudo me foi explicado com muitos detalhes. Tenho interesse nesse assunto há muito tempo.