Тепловое расширение и способы его компенсации

Полипропиленовые трубы, по сравнению с металлическими, сущест­венно больше меняют свою длину при колебаниях температуры. Это явление следует учитывать при проектировании трубопровода, в осо­бенности при использовании неармированных труб в системах горячего водоснабжения и отопления.

Изменение длины PPRC-трубопровода при перепадах температуры определяется по формуле AL = eLAt, где AL – изменение длины трубы, мм; s – коэффициент линейного расширения трубы; L – длина расчетного участка, м; At – расчетная разность температур, °С.

Для неармированных труб коэффициент линейного расширения со­ставляет -0,15 мм/м°С, а для армированных -0,03мм/м°С.

Например, если на участке неармированного трубопровода длиной 6,5м предполагается колебание температуры от 20 до 75°С, то колебание длины на этом участке составит: 0,15 мм/м°С’ 6,5м • 55°С

= 54 мм.

Величину температурного удлинения труб можно определять также по номограммам (см. рис. 4 и 5).

⁰ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Температурные изменения длины трубы д L, мм

Рис. 4. Номограмма для определения температурного удлинения труб PN 10uPN20

ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА И КРЕПЕЖ

ТРУБЫ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ

Трубы

Муфты

Разъемные соединения

Уголки, тройники

1м

2и-

3м

4м

5м

6м

7м

8м

9м

10м

1м

2и-

3м

4м

5м

6м

7м

8м

9м

10м

1м 2м 3м 4м 5м 6м 7м 8м 9м 10м

1м

2и-

3м

4м

5м

6м

7м

8м

9м

10м

Рис. 5. Номограмма для определения температурного удлинения армиро­ванных труб (PN 25)

Линейные расширения трубопровода могут быть скомпенсированы в местах поворотов. Если этого недостаточно, оборудуют специальные П-образные компенсаторы или устанавливают компенсирующие детали типа «омега», т.е. петлеобразные компенсаторы (см. рис. 6 – 8). При этом часть креплений делают неподвижными, или фиксирующими: они на­правляют удлинение через подвижные (скользящие) крепления в сторо­ну компенсирующих элементов.

Конструкция скользящейопоры должна обеспечивать перемещение трубы в осевом направлении. Для оборудова­ния неподвижной опоры можно установить по обеим сторонам скользящей опоры две муфты или муфту и тройник. Непод­вижное крепление трубопровода на опоре путем сжатия трубы не допускается

Рис. 6. Компенсация температурных удлинений на PPRC-трубопроводе

Рис. 7. П-образный компенсатор

Необходимая длина подвижного участка Ls компенсатора (см. рис. 6-8) рассчитывается по формуле Ls =25 VdAL , где d – наружный диаметр трубы; AL – линейное удлинение

Дополнительную компенсацию температурных удлинений трубопро­вода можно обеспечить предварительным напряжением трубы в соответствующем направлении. Для компенсации предварительно напряженного участка подвижный участок

L_s может быть на 30% короче.

Температурные колебания длины стояков также необходимо учитывать. Рекомендуется предусматривать необходимую длину L_s отводящей трубы (рассчитывается по приведенной выше формуле), либо расширенный проем в стене, сквозь которую проходит отвод (см. рис. 9). Возможна и фиксированная установка стояка, не требующая учета температурных удлинений и оборудования компенсаторов, при условии, что неподвижные опоры располагаются непосредственно до и после отвода.

Рис. 9. Способы обустройства отвода от стояка

Температурные изменения длины трубы Д L, мм

Рис. 10. Номограмма для определения длины подвижного элемента

Ly компенсирующего линейное удлинение AL на трубах различного диаметра

Компенсация удлинений PPRC-труб может обеспечиваться также предварительным прогибом труб при прокладке их в виде «змейки» на сплошной опоре, ширина которой допускает возможность изменения формы прогиба трубопровода при изменении температуры.

При закладке PPRC-трубопровода в бетон или штукатурку специаль­ных компенсаторов, как правило, не требуется: температурные колеба­ния размеров компенсируются эластичностью материала труб и фитин­гов. Тем не менее, если длина заложенной трубы превышает 2 м, для компенсации линейных удлинений рекомендуется помещать между трубой и бетоном слой эластичного материала, например теплоизоляции (см. рис. 11).

Рис. 13. Приваривание седельной муфты.

В труднодоступных местах для сборки PPRC-трубопровода или ремонта поврежденного участка можно использовать электросварную муфту. Специфика работы с такой муфтой состоит в том, что в процессе сварки труба может выталкиваться из муфты вследствие расширения деталей

Рис. 14. Использование ремонтного штыря для заделки отверстия

Резьбу комбинированных фитингов можно уплотнять лентой ФУМ и другими герметиками. Следует помнить об относительно невысокой прочности пластиковых деталей и не прикладывать чрезмерного усилия при затяжке резьбы. При работе с диаметрами до 32-40 мм надо обхо­диться без использования гаечных ключей.

Специалисты фирмы COES рекомендуют для соединения с металли­ческим трубопроводом использовать комбинированные фитинги только с наружной резьбой. Соединение с металлической трубой при этом осуществляется при помощи сгона.

Рис.

15. Применение электросварной муфты

После соединения деталей рекомендуется зафиксировать их на время, примерно равное времени нагрева. В период охлаждения (см. таблицу 5) нельзя корректировать взаимное расположение деталей и охлаждать сваренный узел водой. По истечении времени охлаждения соединение можно подвергать умеренной механической нагрузке. Заполнять трубо­провод водой рекомендуется не ранее чем через 1 час после сварки.

Качественно сделанное соединение может иметь расхождение осей трубы и раструба не более 5°. Раструбная деталь не должна иметь тре­щин, складок или других дефектов, вызванных перегревом, а на трубе у кромки раструба соединительной детали должен быть виден сплошной (по всей окружности) валик оплавленного материала.

Сварку полипропиленовых труб и соединительных деталей следует проводить при температуре окружающей среды не ниже 0°С. Место сварки надо защищать от атмосферных осадков и пыли.

Температура окружающего воздуха при монтаже имеет очень важное значение. Время сварки необходимо увеличивать при по­ниженной температуре (до 50% при температуре 5°С) и уменьшать в условиях жары. Следует также учитывать охла­ждение поверхности сварочного аппарата. Для более точного соблюдения температурного режима рекомендуется использо­вать контактный датчик температуры, позволяющий убедить­ся, что нагревательная поверхность достигла 260±5°С.

Нагревательные элементы и сварочный аппарат следует содержать в чистоте, налипший материал сразу счищать грубой салфеткой, избе­гать повреждения тефлонового покрытия нагревательных элементов. Нельзя охлаждать аппарат водой!

Wavin Ekoplastik поставка полипропиленовых труб по России

ООО «Экопластик» является поставщиком полипропиленовых труб и фитингов всемирно известного производителя — компании Wavin Ekoplastik (Чехия).

Компания Wavin Ekoplastik появилась на рынке полипропиленовых трубопроводных систем в 1990 году.  Главная производственная программа охватывает выпуск целого ряда трубопроводных систем из полипропилена для сетей напорного трубопровода, в частности, для водоснабжения и отопления. Wavin Ekoplastik является крупнейшим производителем указанных систем и занимает одну из лидирующих позиций.  Компания Wavin Ekoplastik является не только первопроходцем в области материалов для производства трубопроводов, но некоторые ею разработанные и внедрённые фитинги являются уникальными разработками в области промышленного производства трубопроводной арматуры из полипропилена даже по сравнению с продукцией известных фирм, обладающих более продолжительным опытом. Продукция Wavin Ekoplastik успешно конкурируют с продукцией самых известных производителей. Таким образом, компания Wavin Ekoplastik в рекордно короткий срок не только значительно расширила свои производственные мощности, но и заняла достойное место в ряду лидирующих в своей отрасли европейских производителей.

Новинки компании Wavin Ekoplastik

EVO. ЦЕЛЬНОПЛАСТИКОВАЯ ТРУБА ИЗ PP-RCT. НОВЫЙ СТАНДАРТ ДЛЯ СИСТЕМ ХОЛОДНОЙ И ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ. PP-RCT — полипропилен нового поколения, тип 4, который до сих пор применялся только в многослойных трубах премиум-класса.

Преимущества новых труб EVO:

— пропускная способность на 37 % больше чем у труб из PPR<
— повышенная устойчивость к давлению при высоких температурах
— на 28 % меньший вес трубы = меньше трудоёмкость
— стойкость к температурам и давлению: 20 °C / 50 лет/ 19,3 бар
— стойкость к температурам и давлению: 70 °C / 50 лет/ 8,5 бар
— экономия средств – используются меньшие диаметры
— полная совместимость с современной системой Ekoplastik PPR

Труба Stabi Plus —  Труба с кислородным барьером из полипропилена нового поколения PP-RCT. Трёхслойная труба, армированная алюминиевой фольгой. Можно применять для систем отопления. >

Преимущества новых труб STABI PLUS:

— 100% кислородный барьер
— выше пропускная способность
— выше устойчивость к давлению при высоких температурах
— в 3 раза меньше линейное тепловое расширение, чем у труб PPR
— срок эксплуатации не менее 50 лет

FIBER BASALT PLUS — уникальная 3-слойная труба с базальтовым волокном и полипропиленом нового поколения PP-RCT. Повышенная устойчивость к давлению при высоких температурах, более высокая пропуская способность, быстрый и простой монтаж.

Ekoplastik Therm Plus — инновационная система для отопления (полипропилен нового поколения PP-RCT – тип 4)

Характеристика и преимущества системы

— полипропиленовые трубы и фитинги Ekoplastik (Экопластик) используются для внутренней разводки холодной и теплой воды, для подпольного и центрального отопления, для распределения воздуха, а также для других способов применения в промышленности и сельском хозяйстве

— пластиковые водопроводные трубы и фитинги Ekoplastik соответствуют требованиям гигиены и санитарных норм

— пластиковые трубы водопровода Ekoplastik (Экопластик) не ржавеют и не зарастают

— полипропиленовые труб для отопления и водоснабжения Ekoplastik (Экопластик) имеют длительный срок эксплуатации при сохранении высоких потребительских качеств

— эксплуатация полипропиленовых труб для отопления и водоснабжения Ekoplastik (Экопластик) не создает проблем и имеет пониженный шумовой уровень

— потери в результате трения у полипропиленовых труб и фитингов Ekoplastik (Экопластик) ниже, чем в случае использования традиционных материалов

— трубопроводная арматура Ekoplastik (Экопластик) монтируется быстро, просто и чисто

— пластиковые водопроводные трубы Ekoplastik (Экопластик) имеют стойкость к агрессивной среде (применимы в химической, пищевой промышленности)

Экологический аспект
Полипропиленовые трубы для отопления PPR (трубы ППР) — полностью перерабатываемое изделие, в ходе его производства и применения не используются ни токсичные, ни какие — либо другие вредные вещества.

Ассортимент
— пластиковые трубы водопровода PN 10, PN 16, PN 20 — трубы PPR (Ekoplastik)

— пластиковые трубы для отопления многослойные PN 20 (пластик + алюминиевая фольга внутри пластика) — трубы ЭКОПЛАСТИК СТАБИ

— полипропиленовые трубы и фитинги цельнопластиковые (применяются для всех напорных серий в рамках PN 20)

— полипропиленовые трубы и фитинги комбинированные (пластик + никелированная латунь — PN 20)

Декларированное применение
Пластиковые трубы Ekoplastik (Экопластик) применяются для разводки холодной и теплой воды, подпольного и центрального отопления, для разводки воздуха.

Пластиковые трубы PN 10 — разводка холодной воды, подпольное отопление.

Пластиковые трубы PN 16 — разводка холодной воды повышенного давления и трубопроводы центрального отопления пониженного давления.

Пластиковые трубы PN 20 — разводка теплой воды, центральное отопление.

Технические спецификации

Материал — статистический сополимер полипропилена (Random — сополимер) для обработки по методу инжекционной прессовки и экструзии, обладающий отличной свариваемостью, у комбинированных фитингов — никелированная латунь.

Технология производства трубопроводной арматуры Ekoplastik (Экопластик) — полипропиленовые трубы по методу экструзии, фитинги по методу инжекционной прессовки.

Описание формы — трубы в штангах определенной длины или в бухтах.

Комплектование — ассортимент и состав изделий соответствует требованиям трубопроводов для внутреннего водоснабжения, а также трубопроводным системам отопления, подробный ассортимент приводится в каталоге изделий.

Переход на другой материал трубопровода — осуществляется посредством механических резьбовых соединений, (то есть, с помощью комбинированных переходников) или при помощи фланцевого соединения.

Соединение — с помощью метода полифузионной сварки, с помощью электрофитинга , трубы больших диаметров — методом торцевой сварки, что распространяется как на соединение труб системы ЭКОПЛАСТИК PPR так и ЭКОПЛАСТИК СТАБИ.

Поверхностная отделка

— элементы серого и зеленого цвета без поверхностной отделки

— свободные металлические части — никелированная латунь

— поверхность труб обозначена черным идентификационным оттиском

Технические характеристики

размеры: внешний диаметр труб — 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 и 125 мм; напорные серии PN 10, PN 16 и PN 20

Физические характеристики полипропиленовых труб

— масса: 0,9 кг/м ³

— коэффициент теплового расширения: для труб ЭКОПЛАСТИК PPR 0,12мм/мК

— коэффициент теплового расширения: для труб ЭКОПЛАСТИК СТАБИ 0,05мм/мК

— комбинация тепловой и напорной нагрузки в соответствии с кривыми прочности по монтажному предписанию

— теплопроводность 0,22 W/mK, пожарная классификация — класс C3

— стойкость к химикатам — трубопроводная система из PPR предназначена, главным образом, для разводки воды (питьевой холодной, теплой технической, для орошения и т. д.) — возможно также и применение для разводки других сред, причем конкретный способ применения определяется по стандарту DIN 8078 Bb

Строительная реализация

— свободно в желобах

— на консольном креплении

— в пластиковых зажимах или металлических хомутах

— в свободных пазах кладки

— вдоль строительной конструкции в кожухе

— в полу

Необходимым условием является соблюдение монтажной инструкции!

Не рекомендуется применять сварочное соединение трубопроводной арматуры Ekoplastik (Экопластик) с другой пластиковой системой.

Рекомендуется изоляция при помощи пенистого полиэтилена, полиуретана, полистирола.

Как учитывать тепловое расширение при проектировании трубопроводной системы

Прочтите полный текст сообщения ниже или ознакомьтесь с инфографикой по тепловому расширению, чтобы получить краткий обзор этого сообщения в блоге.

Всем материалам присущи тепловые свойства, которые влияют на их характеристики в зависимости от количества тепла или холода, которым он подвергается. Чем больше тепла применяется, тем больше материалы имеют тенденцию к расширению и размягчению. Чем холоднее условия, тем больше материалов склонны сжиматься и затвердевать.

В случае систем трубопроводов нас больше всего беспокоит линейное расширение и сжатие, которое влияет как на металлические, так и на термопластичные материалы трубопроводов. Если не учесть при проектировании системы трубопроводов колебания длины, это может привести к дорогостоящим проблемам. Это особенно актуально для систем промышленных предприятий, где трубы часто подвергаются воздействию экстремальных температур и давлений.

Например, если участок трубы ограничен с обоих концов, линейное расширение при нагревании вызовет сжимающее напряжение в материале. Когда эта чрезмерная сила превышает допустимую нагрузку на материал, это может привести к повреждению трубы и, возможно, кронштейнов, фитингов и клапанов.

В зависимости от масштаба этого повреждения заводы могут быть вынуждены проводить частые ремонты, останавливать процессы и, возможно, преждевременно заменять систему трубопроводов.

К счастью, несмотря на то, что расширение и сжатие неизбежны, возникающие в результате проблемы можно легко обойти, если учесть надлежащие проектные решения. В частности, с помощью одного из следующих механизмов отклонения:

• Петли расширения
• Расширение смещения
• Изменения направления
• Компенсаторы

Прежде чем мы объясним, как развертывать каждый механизм, нам нужно рассмотреть четыре фактора, влияющих на их конструкцию.

 

 

 

1. Величина линейного расширения

Степень расширения и сжатия трубы зависит от трех факторов:

Коэффициент линейного расширения3 900,2 что просто говорит о том, что на градус изменения температуры у вас будет X степень линейного расширения. Для определения этого коэффициента проводятся эмпирические испытания всех материалов трубопроводов.

В приведенной ниже таблице вы можете увидеть, насколько изменяется длина труб из различных материалов при изменении температуры.

 

 

Перепад температур

Перепад температур — это диапазон температур, которому будет подвергаться труба. Другими словами, разница между самой холодной и самой горячей трубой будет от времени установки до срока ее службы. Чтобы определить перепад температур вашей трубы, учтите следующее:

• Какая температура при установке? В кондиционируемом помещении это может быть одна из экстремальных температур.
• Какова температура жидкости, протекающей по трубе, и будет ли эта температура постоянной?
• Если труба находится на открытом воздухе, каковы сезонные изменения климата?

Длина трубы

Чем длиннее труба, тем больше она будет расширяться или сужаться. По сути, каждый дополнительный фут материала оказывает дополнительное влияние на то, как долго труба будет расширяться или сжиматься.

 

2. Рабочее напряжение

Рабочее напряжение — это максимальное напряжение, которому может подвергаться материал при использовании. Любой материал трубопровода может выдерживать некоторую степень деформации без ущерба для его структурной целостности.

 

3. Модуль упругости

Модуль упругости является мерой жесткости. Это неотъемлемое свойство материала трубы, которое выражает способность материала удлиняться или сжиматься при приложении силы.

 

4. Внешний диаметр трубы

Внешний диаметр трубы влияет на способность трубы выдерживать нагрузку. Например, участок трубы из ХПВХ длиной 100 футов подвергается воздействию макс. температура 120°F и мин. температура 80 ° F расширится на 1,6 дюйма, независимо от внешнего диаметра трубы. Но, 1-в. труба может отклонять большее напряжение, чем 6-дюймовая труба. трубы, поэтому отклоняющий механизм (общая длина петли) должен быть только 2,47 фута в длину для 1-дюймового. трубка. В той же ситуации 6-в. трубе потребуется отклоняющий механизм длиной 5,55 фута.

 

В зависимости от области, через которую будет проходить труба, инженеры могут использовать четыре варианта механизма отклонения для учета теплового расширения и сжатия. Каждый допускает некоторую степень движения трубы, чтобы помочь предотвратить сжимающие напряжения.

Чтобы проиллюстрировать каждый механизм, мы включили сценарий участка трубопровода со следующими размерами:

• Материал трубы: ХПВХ
• Диаметр трубы: 4 дюйма.
• Длина трубы: 100 футов
• Разность температур: 40°
  • Максимальная температура: 120°F
  • Минимальная температура: 80°F

Для этой ситуации линейное расширение трубы составляет 1,6 дюйма.

 

1. Расширительная петля

Этот механизм, как правило, является предпочтительным выбором инженеров.

Принцип работы:  В середине участка трубы устанавливается буква «U», центр которой удерживается скобой. Каждая сторона участка трубы, входящего в U, подвешена подвеской или направляющей, что позволяет трубе двигаться вперед и назад. По мере расширения трубы U-образное отверстие сужается, а при сжатии трубы U-образное отверстие расширяется.

Используя пример и предоставленное изображение:  L представляет собой общую длину петли, где 2/5L представляет каждую вертикальную часть, а 1/5L представляет собой горизонтальное поперечное сечение, где размещается ограничитель.

• Д = 54,8 дюйма
• 1/5 л = 11,0 дюймов
• 2/5 л = 21,9 дюйма

 

2. Смещение компенсатора

Этот механизм используется, когда трубу необходимо обойти неподвижные конструкции.

Как это работает:  Помещенное в центр участка трубы, каждое колено допускает некоторую степень отклонения, как и вертикальная длина трубы. Конец каждого участка трубы устанавливается с помощью подвесок или направляющих, расположенных на определенном расстоянии от колена. Используя приведенную выше диаграмму, по мере расширения трубы верхние и нижние колена будут вдавливаться внутрь, в результате чего вертикальная длина отклоняется вправо. При сжатии вертикальная труба наклоняется влево.

Используя пример и предоставленное изображение: L представляет собой общую длину смещения от подвески или направляющей на одном конце до противоположного. 1/4L означает расстояние от подвески или направляющей до ближайшего колена. 1/2L представляет собой перпендикулярное сечение трубы.

• Д = 54,8 дюйма
• 1/4 л = 13,7 дюйма
• 1/2 л = 27,4 дюйма

 

3. Изменение направления

Все трубопроводные системы естественным образом включают изменения направления, которые также можно использовать в качестве механизмов отклонения.

Как это работает:  В конце длинного участка трубы угловое колено и примыкающая труба могут допускать некоторое перемещение. Если примыкающая труба достаточно длинная, инженеры могут разместить подвеску или направить ее на определенное расстояние от колена, чтобы учесть как расширение, так и сжатие.

На примере и представленном изображении:  L представляет собой расстояние от колена до подвески или направляющей.

• Д = 54,8 дюйма

Примечание. Минимальное расстояние между опорами труб необходимо учитывать при рассмотрении возможности использования изменения направления для компенсации расширения и сжатия.

 

4. Компенсатор

Этот механизм часто используется в узких закрытых помещениях, где сложно установить компенсационные петли или смещения.

Компенсаторы представляют собой специальные узлы, которые действуют как амортизатор, позволяя трубе свободно перемещаться внутри другой трубы, сохраняя при этом необходимое уплотнение. Часто это более дорогой вариант и используется в крайнем случае.

 

Чтобы помочь инженерам в проектировании трубопроводных систем Corzan ® из ХПВХ, мы разработали калькулятор расширения трубы. Просто введите длину и диаметр трубы, а также максимальную и минимальную температуру системы, и калькулятор предоставит необходимые размеры для расширительного контура, компенсационного смещения и изменения направления с использованием трубы Corzan из ХПВХ. Помните, никогда не помешает скруглить и установить петлю большего размера, чем требуется.

 

Тепловое расширение трубы Aquatherm под землей

1 ноября 2012 г.

201211A – AQTTB

Дата выпуска: 6 декабря 2012 г. или контракт из-за изменения температуры материала трубы. Это расширение может быть направлено либо в определенное место (например, компенсатор), закрепив трубу вдали от стыка и позволив ей расширяться/перемещаться в направлении стыка, либо позволяя трубе двигаться по всей ее длине в обоих направлениях. .

Для систем трубопроводов из полипропилена (PP-R и RP (RCT)) альтернативой этому подходу является ограничение длины трубы таким образом, чтобы она не могла расширяться или сжиматься. Обычно это не вариант для стальных труб, потому что силы, развиваемые в стальных трубах, намного выше (примерно в 300 раз), чем в PP-R или RP (RCT). Например, при изменении температуры на 100°F отрезок трубы Faser Aquatherm SDR 11 длиной 100 футов расширится на 2,3 дюйма, тогда как стальная труба сортамента 40 расширится на 1,0 дюйм. Для трубы с номинальным диаметром 8 дюймов это соответствует осевому усилию приблизительно 201 600 фунтов силы для стальной трубы, в то время как для трубы Aquatherm осевое усилие составляет всего 4 800 фунтов силы для SDR 7,4; 3400 фунтов силы для SDR 11 и 2180 фунтов силы для SDR 17,6.

Для заглубленных труб сила трения на границе между грунтом и поверхностью трубы будет удерживать трубу до тех пор, пока осевая сила, создаваемая тепловым расширением, не станет достаточной для преодоления силы трения. Как только это произойдет, труба начнет двигаться в почве. Силу трения можно рассчитать по модифицированному уравнению Кулона, основанному на работе Potyondy (1961) ¹ .

Экв. 1: F = A _p C ƒ _c  + L _p Wtan(ƒ _Ø Ø)

Где: A _p  = π ( ODp )/2  Lp , ft ²  ; площадь поверхности трубы, опирающейся на грунт
C = сцепление грунта, фунт/фут ²
ƒ  _c  = константа пропорциональности, основанная на испытаниях на сдвиг между поверхностью и грунтом
L _p  = длина трубы, футы .
OD _p  = Внешний диаметр трубы, футы
W = 2W _e  + W _p  + W _w  , фунт/фут; нормальная сила на единицу длины
W _e  = вертикальная нагрузка на верхнюю и нижнюю поверхности (призматическая нагрузка), фунт/фут
W _p  = вес трубы, фунт/фут
Ww = вес воды в трубе, фунт/фут

Значения для ƒ _c , ƒ _Ø  и Ø указаны в таблице ниже, взяты из AWWA M23, Таблица 4-12 ² .

1 Таблица 1 – Свойства грунтов, используемых для подстилки
Группа почв*	ф в	С, фунт/фут 2	f Ø	Ø, град
ГВ и ПО	0	0	0,7	35
GP и SP	0	0	0,7	31
ГМ и СМ	0	0	0,6	30
ГХ и СК	0,2	225	0,6	25
Класс	0,3	250	0,5	20
МЛ	0	0	0,5	29
*Группа почвы согласно ASTM D2487 (таблица 4-6)

Минимальная сила трения по уравнению (1) будет иметь место, когда сцепление грунта незначительное или отсутствует (C~0), низкая плотность грунта (W~100 lb/ft ³ ) и (ƒ _Ø  Ø) составляет минимум. Как видно из Таблицы 1, критерию наименьшей силы трения соответствуют илистый гравий (GM) или илистый песок (SM).

Использование этой наихудшей нагрузки на грунт для 13-футового (4 м) участка трубопровода Aquatherm SDR 7.4 PP-R приводит к силе трения 5 634 фунта _f  при глубине залегания 1 фут. осевая сила, вызванная тепловым расширением (4800 фунтов _f для SDR 7,4; 3400 фунтов _f для SDR 11 и 2180 фунтов _f для SDR 17,6), и будет легко удерживать трубу от перемещения. Обратите внимание, что при глубине залегания 3 фута эта сила трения увеличивается до 16 350 фунтов 9 .0231 f  над этим же участком трубопровода.

На любой глубине залегания сила трения значительно ниже осевой силы, развиваемой в стальной трубе (201 600 фунтов _f ), и поэтому стальная труба будет расширяться, что потребует использования компенсаторов для компенсации расширения.

Последний вопрос заключается в том, не вызовет ли такое ограничение трубопровода Aquatherm какое-либо повреждение самого материала трубы. Осевое напряжение в стенке трубы из-за ограничения будет составлять 210 фунтов на квадратный дюйм. Долговременная экстраполированная прочность материала трубы составляет 575 фунтов на квадратный дюйм при 180°F 9 .0227 3 .

Стоит также отметить, что в работе, выполненной Аламом и Аллоушем ⁴  фактическая сила трения, сдерживающая движение трубы, в ходе лабораторных испытаний оказалась в хорошем соответствии с Потенди для связных и мелкозернистых грунтов и выше, чем прогнозировалось для крупнозернистых грунтов. зернистый материал и мелкий гравий (т.е. более консервативный).

---

¹ Потёнди, Дж. Г., 1961. Кожное трение между различными грунтами и строительными материалами, Геотехника, Том. XI, № 4, стр. 339.-353
² Труба из ПВХ – Проектирование и монтаж, Руководство AWWA M23, 2-е изд., Американская ассоциация водопроводных сооружений
³  ISO 15874-2003, Системы пластиковых трубопроводов для систем горячего и холодного водоснабжения – полипропилен (ПП)
⁴ Алам, С.