Полиэтиленовые изделия. Характеристики трубы по ГОСТ

Разновидности

В зависимости от технологии производства выделяют несколько разновидностей полиэтилена.

ПНД, ПСД и ПВД

Сокращения означают полиэтилен низкого, среднего и высокого давления.

Разница между ними — в условиях и технологии полимеризации газа этилена:

• ПНД образуется при давлении в 0,1-2 МПа и температуре 120-150С в присутствии катализаторов;
• ПСД производят при примерно той же температуре (100-120С), но уже при давлении 3 — 4 МПа. Катализаторы по-прежнему необходимы для запуска реакции;
• ПВД требует давления до 300 МПа при температуре 200-260 градусов, зато его производство обходится без экзотических добавок: для запуска полимеризации необходим только инициирующий реакцию кислород.

PEX

В отличие от трубы ПНД или ПВД, труба PEX лишена главного недостатка полимера — его низкой термостойкости. За счет чего это достигается?

При определенных видах обработки молекулы полиэтилена, вытянутые в параллельные цепочки, начинают соединяться поперечными связями. При этом растет механическая прочность изделия и его стойкость к температуре
: PEX без разрушения выдерживает нагрев до 180 и более градусов.

Для обработки полимера используется четыре технологии:

1. Нагрев с пероксидами (так получают PE-Xa)
2. Химическая обработка силаном и катализатором (PE-Xb);
3. Облучение пучком высокоэнергетичных электронов (PE-Xc);
4. Обработка азотом (PE-Xd).

Для разных технологий отечественные ГОСТы допускают разную степень сшивки (процент соединенных поперечными связями молекул, определяющий физические характеристики полимера):

Полиэтилен PE-Xa — лидер по степени сшивки.

Казалось бы, максимальную прочность должен иметь PE-Xa. Однако на фактические характеристики реальной трубы оказывает влияние не только количество связей, но и их прочность, а она различается у связей, полученных разными способами.

PERT

Единственная отличительная особенность этой разновидности полиэтилена — в более высокой термостойкости благодаря введению в него активных сополимеров (точнее, актена, C8H16). Пластик превосходит по этому параметру PEX и способен оставаться твердым при температурах вплоть до 200-220С.

Отличительная особенность трубы PERT — высокая термостойкость. В остальном она мало отличается от обычного полиэтилена.

Монтаж

Как монтируются полиэтиленовые трубы?

Раструбы

Герметичность соединения раструбных канализационных труб обеспечивают резиновые уплотнители в раструбах. Труба или фасонина запрессовывается в раструб своими руками или с помощью несложного приспособления из хомута и рычага. С кромки трубы должна быть предварительно снята наружная фаска.

Надвижные муфты

Гофрированные трубы соединяются иначе:

• Между кольцами гофрирования на трубу надевается резиновое уплотнительное кольцо;
• На него с помощью рычага и хомута или с привлечением погрузочной техники надвигается муфта. Ее внутренняя поверхность для лучшего скольжения предварительно смазывается силиконовой смазкой.

Компрессионные фитинги

Этот тип соединений используется на холодной воде. Фитинг представляет собой накидную гайку, обжимающую трубу кольцом (резиновым или полиэтиленовым) конического сечения.

Сборка соединения предельно проста:

1. Ослабьте гайку фитинга;
2. Без перекосов, поступательным движением вставьте в него трубу;
3. Затяните гайку от руки, без использования инструментов.

Электросварные фитинги

Это типичное решение для подземных газовых магистралей. Оно привлекает тем, что сварка выполняется в полностью автоматическом режиме, исключая любые ошибки.

Суть метода — в кратковременной подаче питания на контактные клеммы в муфтовом фитинге с встроенной нагревательной спиралью. При разогреве спирали муфта надежно сваривается с трубой. Данные о температуре и продолжительности нагрева сварочный аппарат считывает из штрих-кода на поверхности фитинга.

На фото — соединение газопровода электромуфтовым фитингом.

Фитинги под муфтовую сварку

Полиэтилен PERT, в отличие от PEX, сохраняет термопластические свойства: он способен плавиться при нагреве и застывать при охлаждении. Эта особенность позволяет использовать для соединения труб предельно дешевые муфтовые фитинги под . Внутренняя поверхность фитинга и наружная сторона конца трубы оплавляются на нагревательном элементе паяльника и совмещаются; после охлаждения они образуют единое целое.

Фитинги-штуцера

У сшитого полиэтилена есть другая интересная особенность — память формы. Если растянуть трубу, она быстро вернется к прежнему размеру.

Именно поэтому для соединения труб PEX используют фитинги со штуцерами-елочками и надвижными гильзами. Конец трубы растягивается экспандером и надевается на штуцер; надвинутая гильза исключает случайную расстыковку при рывке.

Стыковая сварка

Стыковая сварка применяется для монтажа трубопроводов из ПНД и ПВД с толщиной стенок более 4 мм. Торцы торцуются и центруются друг относительно друга, после чего на короткое время прижимаются к плоскому нагревательному элементу.

После удаления нагревательного зеркала торцы с усилием в 1,5 кг/см2 прижимаются друг к другу и фиксируются до застывания полимера.

Виды напорных трубных изделий из полиэтилена

Трубы из ПНД классифицируют по предельному давлению транспортируемой рабочей среды и так называемой весовой категории, поскольку устойчивость к напору зависит от плотности материала, которая прямо пропорциональна массе изделия.

Класс (вид)	Предельный напор, кгс/см²	Предельное давление, бар
легкие	2,5	2,45
средне-легкие	4	3,92
средние	6	5,88
тяжелые	10	9,80

При монтаже трубопровода из ПНД-комплектующих особенно важно правильно выполнить узловые соединения. Специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил соединения напорных труб:

Специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил соединения напорных труб:

• Трубы, имеющие диаметр более 110 мм, лучше соединять сварным методом. Сварные швы – самые прочные, герметичные и устойчивые, но демонтажу не подлежат.
• Если нужно выполнить разъемный узел на трубопроводе с большим диаметром, используют фланцевые фитинги.
• При прокладывании бытовых коммуникаций используют обычно трубы с диаметром до 110 мм – их допустимо соединять при помощи фитингов, возможно даже выполнение разборных соединений. При выполнении сварного шва вдоль него появится грат – наплыв полиэтилена, который уменьшит пропускную способность труб.
• Трубы любого диаметра можно соединять при помощи терморезисторных фитингов – получается гибридный узел, неразъемный, надежный, но без грата внутри.
• Нарезать полиэтилен низкого давления следует мелкозубой пилой или труборезом. Срез выполняют строго поперек трубы, не допуская перекосов.
• Перед соединением полимерных изделий любым методом необходимо выровнять срез трубы, очистить, обезжирить и просушить сопрягаемые поверхности.

Выполнение узлов различными способами также имеет свои особенности:

• Для сварного соединения нужно нагреть торцы труб и аккуратно их сжать, точно совмещая края. Выполнить эту операцию без специального инструмента сложно, но если нужно малое число узлов, вполне возможно. Если требуется выполнить большое количество операций, необходим набор для сварки полимерных труб: зеркальный нагреватель и центратор. Трубы фиксируют в центраторе, вставляют между торцами зеркало, разогревают срезы и, убрав нагреватель, прижимают центратором края труб друг к другу. При использовании такого набора нагревание происходит равномерно, а сопряжение – без перекосов.
• Терморезисторное, или электромуфтовое, соединение выполняется проще, но его без нагревающегося электросварочного оборудования и специального фитинга не выполнить. Фитинги для этого способа изготавливаются из полиэтилена, а внутри корпуса располагается нагревательная спираль. Устанавливают фитинг на трубы, подключают к его внешним клеммам электросварочный аппарат, после чего спираль нагревается, подплавляя корпус фитинга и края труб. Нагретый пластик соединяемых элементов и электрофитинга сваривается.
• Фланцевое соединение также требует наличия сварочного аппарата – для присоединения фланцев к трубам. Фланцевые фитинги для напорных полиэтиленовых труб состоят из самого фланца – пластины с отверстиями для болтов, и буртика – гладкостенного штуцера с торцевой пластиной. Фланец надевают на трубу и сдвигают по ней от края. Затем к трубе приваривают буртик, после остывания шва фланец сдвигают к краю трубы, где он упирается в торцевую пластину буртика. Подготовив таким образом трубы, их соединяют между собой. Для этого совмещают отверстия фланцев, устанавливают в них болты и затягивают попарно: сначала два диаметрально противоположных болта, затем следующую пару.

Нормативная документация

В Российской Федерации полиэтиленовые трубы производятся по нескольким нормативным документам — в зависимости от материала трубы и области ее применения.

Напорные

За производство напорных труб отвечает межгосударственный ГОСТ 18599-2001.

Вот его ключевые пункты:

• Рабочая температура труб — от 0 до +40С. Стандартная — 20С. Номинальное эксплуатационное давление ограничено значением в 2,5 МПа (25 кгс/см2);
• Полиэтиленовая труба предназначена для транспортировки как воды, так и других жидкостей и газов;
• Диаметры полиэтиленовых труб — от 10 до 2000 миллиметров. Таблица, приведенная в тексте стандарта, включает не только номинальный диаметр, но и толщину стенки: она варьируется от 2 до 118,5 мм;

Маркировка трубы наносится на ее внешнюю поверхность и включает:

1. Слово «труба» или обозначение производителя;
2. Сокращенное обозначение вида полиэтилена по плотности (ПЭ 32 — ПЭ 100);
3. SDR — размерное отношение, равное результату деления диаметра на толщину стенки. Чем меньше SDR, тем прочнее труба;
4. Тире;
5. Диаметр;
6. Толщину стенки в миллиметрах;
7. Назначение («питьевая» или «техническая»);
8. Обозначение стандарта.

Газовые

Газовые трубы из полиэтилена производятся по национальному стандарту ГОСТ 50838 — 2009.

Вот его краткое содержание.

Действие стандарта распространяется на все трубы для подземных газопроводов.

Прокладка пластиковых газовых труб по поверхности строго запрещена: полимер горюч и не отличается антивандальными свойствами;

• Линейка размеров — от 16 до 630 мм. Толщина стенки регламентируется и в этом случае. Она составляет от 2,3 до 57,2 мм;
• При диаметре от 200 мм поставка возможна только прямыми отрезками, при меньшем сечении — в катушках или бухтах.

Обозначение включает:

1. Слово «труба»;
2. Обозначения материала (ПЭ 80, ПЭ 100);
3. Указания на назначение трубы для транспортировки газа (слово «газ»);
4. Наружный диаметр;
5. Толщину стенки;
6. Название стандарта.

Канализационные

Полиэтиленовые канализационные трубы производятся по ГОСТ 22689.2-89. К глубокому сожалению, я давно не встречал их в продаже. Почему к сожалению?

Посудите сами:

• В отличие от ПВХ и чугунной, полиэтиленовая канализация прекрасно переносит незначительные деформации и изгибы при укладке;
• Как мы уже выяснили выше, она не боится разморозки;
• Благодаря толстым и эластичным стенкам она мало уступает чугунной трубе по шумоизоляции
  , при этом сохраняя малый вес и характерную для пластика простоту монтажа.

ГОСТ предусматривает всего четыре типоразмера:

Для соединения труб между собой и с фасониной предназначены раструбы с резиновыми уплотнителями.

Особый случай

Гофрированные канализационные трубы (например, отечественная линейка Корсис от компании Полипластик) производятся по техусловиям, а не по ГОСТ, а структура такой трубы заметно отличается от обычной полиэтиленовой канализации.

Корсис делаются двухслойными: гофрированный наружный слой обеспечивает максимальную кольцевую жесткость, а гладкий внутренний — минимальное гидравлическое сопротивление.

Технологии компании Полипластик позволяют изготавливать изделия диаметром до 3000 мм (линейка Корсис Эко) и длиной до 12 метров. Трубы такого размера массово используются при монтаже канализационных коллекторов.

Многослойные для водоснабжения и отопления

Последний на сегодня стандарт — ГОСТ Р 53630-2009.

В перечень регламентируемой им продукции попадают трубы PEX и PERT, но не все, а только многослойные:

Включающие слой воспринимающего гидростатическую нагрузку (М-трубы). Пример — PEX/AL/PEX (сшитый полиэтилен с прослойкой из алюминия);

Включающие более одного слоя полимера (Р — трубы). Пример — PEX/PERT (двухслойная конструкция из сшитого и термомодифицированного полиэтилена).

Требований в тексте ГОСТ немного:

1. Поверхность внутренней и внешней оболочек не должна иметь выраженных неровностей и дефектов;
2. Трубы должны переносить постоянное гидростатическое давление, равное заявленному производителем, без разрушения и деформации;
3. Клеевое соединение между металлической и полимерными оболочками не должно расслаиваться под нагрузкой и без нее.

Где используется труба ПНД 32 мм

Изделия полиэтиленовые, изготовленные из ПНД, рассчитаны на применение в системах:

• питьевого водоснабжения;
• транспортировки горючих газов;
• безнапорных стоков;
• полива и отвода грунтовых вод;
• защиты силовых и слаботочных кабелей.

Полиэтиленовая продукция выпускается в 2 вариантах:

1. Гладкая. Однослойное изделие с ровными внешней и внутренней стенками. Может применяться в системах полива и перекачки химически неактивных жидкостей.
2. Гофрированная. Одно- или двухслойное изделие с гладкой внутренней поверхностью. Такое исполнение обеспечивает большую прочность и жесткость изделия. Гофрированные трубы используются в обустройстве дренажей и системы отвода грязных вод, а также водогона на приусадебном участке, где при прокладке на большой глубине требуется высокая прочность.

Что такое трубы ПНД

Watch this video on YouTube

Согласно санитарным и техническим нормам, безнапорное ПНД изделие не используется в системах горячего водоснабжения, а также в водопроводах, которые транспортируют жидкость под высоким давлением.

В системах отвода грязных вод пластиковая труба диаметром 32 мм применяется для создания новых и ремонта или замены старых трубопроводов. Качественно собранная конструкция будет прочной, надежной и прослужит долгое время.

Часто применяются изделия такого диаметра для защиты разного вида силовых и слаботочных кабелей. В таких ПНД изделиях его можно проложить в земле, бетоне и местах с высоким уровнем грунтовых вод. В водонепроницаемой и прочной оболочке кабель может находиться долгое время, ведь срок службы труб составляет около 50 лет.

SDR полимерных труб

SDR – еще один важный показатель полимерных изделий. Это нелинейная характеристика, которая определяет отношение наружного диаметра патрубка к толщине пластиковых стенок. Естественно, что SDR труб для газа может быть гораздо большим, чем у проводников водоснабжения.

В зависимости от потребностей, этот показатель может иметь отношение от 41 до 6. Например, у трубы с диаметром 1000 мм и минимально допустимой толщиной стенки 25, будет отношение 40. У полиэтилена высокой плотности отношение выдерживается в пределах 15–20. По SDR специалисты рассчитывают максимальное давление, которое допустимо в системе водоснабжения при температуре 20 градусов (для холодной воды) и 40 градусов (для горячей).

Почему это соответствие параметров так важно? Высокий показатель SDR говорит о хорошей проходимости, но тонкости стенок. Тогда, как низкий SDR является признаком низкой проходимости, но высокой прочности и плотности отводов

Здесь S – коэффициент серии. Является стандартным показателем, который определяется по таблице типовых размеров. Для расчета используется параметрический ряд R10.

Области применения

Есть ли какие-то ограничения у применения полиэтиленовых труб?

Холодное водоснабжение

Без ограничений. Если прочность трубы соответствует расчетному давления в водопроводе, ее можно смело использовать для монтажа стояков и разводки ХВС: рабочая температура круглый год не превышает максимальных для ПНД и ПВД 40 градусов.

Горячее водоснабжение

Теоретически параметры ГВС (70С при давлении до 6-7 кгс/см2) укладываются в рекомендованные для PEX и PERT значения. Можно ли использовать эти трубы для разводки ГВС в квартире или коттедже?

Ответ зависит от источника горячей воды. Если вы подключены к собственному бойлеру — все в порядке. А вот с системой ГВС, запитанной от элеваторного узла и далее от теплотрассы, все куда сложнее.

Режим ее работы полностью определяется так называемым человеческим фактором:

• Если в пик холодов ГВС не будет переведено на обратный трубопровод в элеваторном узле, температура воды может заметно превысить 100 градусов. PEX и PERT при температурах свыше 90С быстро деградируют: при 100С срок службы трубы PEX сокращается с 25-50 лет до… та-дам… 100-200 часов;
• Если во время весенних испытаний теплотрассы на температуру ответственный за ваш дом слесарь не перекроет горячее водоснабжение, результат будет тем же: в систему ГВС пойдет вода, перегретая до 100 — 130 градусов;

Выводы очевидны. В домах с централизованной подачей ГВС лучше использовать металлические трубы — медные, стальные (в том числе оцинкованные) и гофрированные нержавеющие.

Отопление

Можно ли использовать полиэтилен на отоплении?

И здесь простая и однозначная инструкция не усладит внимание читателя. Вначале давайте отделим мух от котлет

Существуют два вида отопления, заметно различающиеся характеристиками теплоносителя:

• Конвекционное. Отопительные приборы (конвекторы, радиаторы, регистры) нагреваются до 75С в автономном контуре и до 95 в системе ЦО;
• Низкотемпературное внутрипольное (теплый пол). Здесь температура теплоносителя не превышает 40 градусов.

Применение полиэтилена в системе ЦО, думаю, можно не комментировать: здесь действуют те же факторы, что и в системах централизованного горячего водоснабжения. Будет ли PERT или PEX долго и счастливо служить на автономном конвекционном отоплении?

При постоянной температуре 70 градусов расчетное время службы PEX составит… всего 2,5 года. Очевидно, что и здесь полимерные трубы не станут лучшим выбором.

Зато в качестве водяного теплого пола они идеальны. При +40 ожидаемое время службы составит не менее четверти века.

Канализация

Есть ли какие-то ограничения по применению полиэтиленовой трубы для утилизации стоков?

Только одно — их рабочая температура. Горячие стоки со временем приводят к деформации полиэтиленовых стенок. Если постоянная рабочая температура канализации не превышает 50 градусов, использовать трубы можно без ограничений.

При надземной прокладке (по стене, потолку подвала и т.д.) труба должна крепиться с шагом не больше 8 диаметров. Полиэтилен даже более, чем ПВХ, склонен к деформации под собственной тяжестью. Это хорошо заметно по состоянию полиэтиленовых гребенок (внутриквартирной канализации) в домах постройки 70х — 80х годов прошлого века.

Канализация из ПВХ крепится с шагом не больше 10 диаметров, из полиэтилена — не больше 8.

Преимущества использования ПЭ труб

Большой диапазон применения этих изделий объясняется многими преимуществами перед их аналогами, выполненными из металла, такими как:

• изделия из полиэтилена имеют гарантийный срок работы порядка 50 лет;
• они не подвержены воздействию влаги, агрессивной среды, коррозии, блуждающих токов, не нуждаются в катодной защите;
• имеют небольшой вес;
• монтаж прост, при этом достигается максимальная герметичность, и нет необходимости в профессиональном оборудовании;
• трубы морозоустойчивы, не лопаются даже при замерзании в них воды;
• благодаря идеальной внутренней поверхности трубы на стенках не образуются отложения;
• цены на приобретение и монтаж труб приемлемые.

Основным параметром выбора пластиковых отводов для дома являются их размеры. Все диаметры полиэтиленовых труб стандартизированы. В зависимости от типа изготовления и используемых примесей, допустимые габаритные размеры могут существенно разниться.

Основные требования по размерам труб из полиэтилена для холодной и горячей воды, приведены в документе ГОСТ 18599-2001 для России и ДСТУ Б В.2.7–151:2008 для Украины. Оба этих стандарта полностью соответствуют международному ISO 4427-1:2007. Его требования распространяются на любые пластиковые напорные трубные пластиковые изделия.

Основные параметры:

Таблица диаметров и ее пояснение (в качестве таблица я возьму — http://trubyplastic.ru/truba-polietilen/tablitsa-razmerov.html — ты просто напиши пояснение для нее в нижеследующих подзаголовках)

Диаметр полимерных труб

Диаметры полиэтиленовых труб также строго стандартизированы. В отличие от газопроводных патрубков, системы водоснабжения изготавливаются в диапазоне от 10 до 300 мм. В отдельных случаях также возможно использование трубы 600 мм, но исключительно в качестве наружной безнапорной канализационной системы.

Наиболее распространенными являются полиэтиленовые трубы низкого давления 20 мм, 25 мм, 50 мм, 100 мм и 160 мм. Чтобы рассчитать их внутренний диаметр, который, к слову, не указывается в стандартной маркировке, нужно толщину стенок отнять от наружного диаметра. Похожим способом рассчитываются фитинги.

Полученная разница и будет внутренним диаметром. Естественно, имея все эти данные также без усилий можно рассчитать SDR для патрубков. Для диаметра 20, минимальное отношение между диаметром и стенкой должно быть 2,8.