Технические характеристики и особенности монтажа полиэтиленовых труб

Трубы, изготовленные из полимерных материалов, в том числе и ПНД, устанавливаются на всевозможные коммуникационные системы – водопровод, орошение, газоснабжение, канализация и многие другие. Они удовлетворяют всем требованиям предъявляемым к современным трубопроводам, оставаясь самым дешевым вариантом их постройки. Такое широкое применение стало возможно благодаря высоким техническим показателям труб ПНД и их вариативности в зависимости от видов и конструкций.

Состав материалов

Трубы ПНД изготавливаются из полиэтилена – пластика, полученного методом полимеризации низших углеводородов в условиях низкого давления. При этом получается плотное вещество линейной структуры, состоящее из укрупненных молекул со множеством боковых ответвлений.

В зависимости от условий протекания реакции образуемые межмолекулярные связи могут быть слабее либо прочнее, поэтому полиэтилен для производства труб различается на несколько подвидов, маркируемых разными индексами (больший индекс указывает на более «сильный» материал). Из них наиболее применимы для труб следующие два вида:

• ПЭ-80, который характеризуется более слабыми внутренними связями. Он имеет меньшую плотность и температуру плавления, немного менее прочный на разрыв (предел прочности – 700 ч), но более пластичен, в связи с чем трубы из него более гибкие и легче выдерживают небольшие деформации.
• ПЭ-100 имеет большее число внутренних связей, поэтому более плотный, жесткий и прочный на разрыв (предел прочности – 1000 часов). При этом он теряет некоторые свойства пластичности и получает хрупкость при более высоких температурах, чем для ПЭ-80.

ВНИМАНИЕ! Различия видов ПНД становятся значимыми только в крайних точках допустимых диапазонов, для которых выбирают более прочные либо более пластичные материалы. В стандартных «средних» условиях эксплуатации труб эти различия несущественны.

Основные свойства

Материалы ПНД твердые и очень прочные, пластичные и долговечные. А это значит, что трубы из них получаются износостойкими и способными выдерживать значительные нагрузки: они устойчивы к растяжению, сжатию, разрыву, хорошо гнутся и не боятся трещин.

Технические показатели

• Максимальное давление внутри трубы может достигать 16-ти – 20-ти атм,
• Трубы из ПНД инертны к транспортируемым веществам и не изменяют их качественного состава (напр., не меняют вкуса и запаха воды),
• Не пропускают жидкостей и газов сквозь свою структуру,
• Не поддаются коррозированию в любых его видах,
• Стойки к биологическим факторам (не разрушаются микроорганизмами),
• Имеют высокие диэлектрические свойства, поэтому не поддаются действию блуждающих токов,
• Гладкие изнутри, что обеспечивает их малую засоряемость взвесями из содержимого,
• Поглощают шумы, издаваемые жидкостями при их движении по системе,
• Имеют очень большой срок службы – порядка 50-ти – 80-ти лет.

ИНТЕРЕСНО! Даже при изначальной прочности материалов их производство включает обязательные испытания на соответствие конкретным техническим показателям для каждого вида и сорта изделий: на стойкость к разрыву и высоким температурам, повышение давления и т.п.

Конструкционные особенности

Кроме разницы в качестве материала, трубы из полиэтилена низкого давления различаются конструкцией – диаметрами и толщиной стенок, что напрямую влияет на их свойства и возможности использования. В их маркировке указываются эти величины и их отношение в виде индекса SDR, который является прочностной характеристикой трубы и показателем высоты возможных для нее механических нагрузок.

Сейчас выпускаются трубные изделия из ПНД, имеющие диаметры от 10 до 1600 мм и толщину стенок от 2-х до 60-ти мм, для которых допустимо следующее давление содержимого:

Давление для ПЭ-80	3,2 атм	5 атм	6 атм	7,5 атм	10 атм	12,5 атм	16 атм
Давление для ПЭ-100	4 атм	6 атм	8 атм	9,5 атм	12,5 атм	16 атм	20 атм
Диаметр трубы (внешн.), мм	Толщина стенок, мм
20	—	—	—	—	—	2,0	2,3
32	—	—	—	2,0	2,4	3,0	3,6
40	—	—	2,0	2,4	3,0	3,7	4,5
50	—	2,0	2,4	3,0	3,7	4,6	5,6
63	—	2,5	3,0	3,8	4,7	5,8	7,1
75	2,0	2,9	3,6	4,5	5,6	6,8	8,4
90	2,2	3,5	4,3	5,4	6,7	8,2	10,1
160	4,0	6,2	7,7	9,5	11,8	14,6	17,9
225	5,5	8,6	10,8	13,4	16,6	20,5	25,2
315	7,7	12,1	15,0	18,7	23,2	28,6	35,2
400	9,8	15,3	19,1	23,7	29,4	36,3	44,7
SDR 41	SDR 26	SDR 21	SDR 17	SDR 13-14	SDR 11	SDR 9

ВАЖНО! Изделия диаметрами до 160-ти мм чаще всего поставляются катушками или бухтами длиной до 500 метров, хотя могут выпускаться и в виде мерных отрезков. Трубы диаметром более 160-ти мм выпускаются только мерными отрезками.

Применение

В зависимости от состава, толщины и прочности трубы ПНД используются для устройства напорных и безнапорных водо-и газопроводов, канализаций и других систем. Чтобы было проще определить, какая труба предназначена для той или иной системы, на нее может наноситься цветовая полоса – синего цвета для подачи воды и желтого – для транспортировки газа. Кроме этого, через каждый метр на изделия наносится буквенно-цифровая маркировка, содержащая запись об их назначении – для питьевых либо технических целей.

Технические трубы чаще всего делаются:

• Из второсортного либо вторично используемого сырья, поэтому могут быть неоднородными по структуре и распределению свойств по всему объему (содержать инородные включения, пустоты, мелкие дефекты поверхностей). Также они могут иметь в составе инородные токсические вещества, поэтому не годятся к контакту с пищевыми продуктами.
• Из полиэтилена технических марок, в составе которого могут оставаться сопутствующие реакции полимеризации вещества (катализаторы, эфиры) и разные добавки в виде стабилизаторов, применяемых для устойчивости полиэтилена к различным внешним факторам. Эти вещества также делают трубы непригодными для питьевого водоснабжения.

ВНИМАНИЕ! Если полиэтиленовая труба никак не маркирована (нет цветовых и письменных обозначений), то она, скорее всего, предназначается для технических целей. Такие трубы не годятся для питьевой воды и устройства трубопроводов, в которых предполагается большой напор содержимого.

Содержание статьи

Технические характеристики трубы ПНД типа зависят от физических свойств конструкционного материала, использованного в процессе изготовления такой продукции. Причем, в данном случае, в роли материала выступает особый сорт конструкционных полимеров – полиэтилен низкого давления.

Поэтому мы предлагаем нашим читателям изучить свойства этого материала и познакомиться с техническими характеристиками и сортаментом ПНД труб. Эта информация будет интересна тем широкому кругу посетителей нашего ресурса. Ведь ПНД трубы являются достаточно распространенным компонентом безнапорных и напорных трубопроводов промышленного и бытового типа.

↑

Полиэтилен низкого давления (ПНД), как конструкционный материал для труб

Классический полиэтилен изготавливается методом полимеризации органического газа этилена. Молекулы этого газа, в определенных условиях, объединяются в полимерные цепочки. В итоге образуется продукт с уникальными характеристиками. Полиэтилен низкого давления производится по той же схеме, только не в эфемерных «условиях», а при конкретных значениях давления (20 атмосфер) и температуры (150 градусов Цельсия), поддерживаемых в особой барокамере.

В итоге, под воздействием указанного давления и температуры из молекул этилена получается совершенно иной продукт, свойства которого определяют следующие преимущества и недостатки труб ПНД типа:

• Способность выдерживать давление в десятки атмосфер. Предел прочности такой продукции – 3-5 МПа.
• Низкий вес погонного метра трубы. Кубический метр ПНД весит всего 900 килограмм.
• Ограниченный диапазон эксплуатационных температур. Нижняя граница 0°С – при  меньших температурах ПНД стекленеет. Верхняя граница 40°С – при более высоких температурах ПНД труба теряет кольцевую жесткость.
• Относительно небольшое тепловое расширение. Любая ПНД труба при нагреве до максимально допустимой температуры (70°С) увеличится в габаритах всего на три процента.

Разумеется, подобные свойства полиэтилена низкого давления ограничивают применение труб ПНД.

В итоге, изделия из данного материала используются лишь для прокладки «холодных» водоводов или «питьевых» трубопроводов. Причем указанные линии монтируются либо внутри дома, либо в траншее, на глубинах ниже точки промерзания грунта.

↑

Трубы ПНД — технические характеристики и параметры эксплуатации

Согласно производственным стандартам и строительным нормативам ПНД трубы можно использовать лишь в четырех случаях, а именно:

• Для транспортировки холодной (до 40°С ) питьевой воды;
• Для транспортировки холодной (до 40°С ) технической воды;
• Для транспортировки жидкой или газообразной среды, температура, которой не превышает все тех же до 40°С (при условии, что указанные среды инертны к полиэтилену);
• Для обустройства слоя изоляции или короба для электрического кабеля.

Подобные ограничения на такую продукцию накладывают ее технические характеристики — для труб ПНД типа иного варианта применения просто не существует. Ведь, как говорилось выше, ПНД труба способна сохранять свою целостность в диапазоне между нулем и 40°С. И если труба удержится в этом температурном промежутке, то гарантированный срок эксплуатации изделия составит, как минимум, 50 лет.

Помимо температурного режима, на условия эксплуатации труб влияет еще один параметр – сорт полимера. Ведь переносимость внутреннего давления зависит от сорта ПНД.

Характеристики ПНД труб по стойкости стенки взаимосвязаны с типом конструкционного материала точно так же, как и характеристики температурных режимов эксплуатации.

Причем в данный момент для изготовления труб задействуют такие сорта, как ПЭ 100 (предел стойкости – 10 МПа), ПЭ  80 (может эксплуатироваться в системах с давлением до  75 атмосфер) и РЕ 63 (предел – 6,3 МПа). Ну а такая разновидность конструкционных полимеров, как РЕ 33, эксплуатируемая при давлении меньше 3,3 МПа, в современных водоводах уже практически не встречается.

Другие эксплуатационные характеристики труб ПНД типа зависят не от технических параметров изделия, а от габаритов сортамента, определяющих пропускную способность, допустимый напор, вес и прочие качества продукции.

Поэтому далее по тексту мы исследуем типоразмеры таких труб.

↑

Сортамент ПНД труб

Параметры сортамента для полиэтиленовых труб указаны в особом документе – ГОСТе номер 18599 от 2001 года. И ключевыми параметрами сортамента таких изделий по данному нормативному документу являются толщина стенки и диаметры ПНД трубы. Причем эти показатели привязаны к типу полимера использованного для производства труб и фитингов. Так, минимальный диаметры труб ПНД из полиэтилена РЕ 33 равен 10 миллиметрам, а максимальный – 160 миллиметрам. Толщина стенки для РЕ 33 труб изменяется от 2 до 12 миллиметров. Такие трубы переживут только 3,2 МПа, при большей нагрузке изделие просто лопнет.

Если в производстве продукции будут задействован сорт РЕ 100, то габариты сечения подобных изделий будут иметь совершенно иные размеры. Минимальный диаметр, в данном случае, будет равен 32 миллиметрам, а максимальный – одному метру. Ну а толщина стенки будет колебаться в пределах от 1 до 59 миллиметров. Сквозь такие трубы можно прокачать жидкий или газообразный носитель под давлением в 10 МПа.

Крупногабаритные трубы ПНД большого диаметра (до 1600 миллиметров) изготавливаются из сорта РЕ 80 и РЕ 63. Причем минимальный диаметр таких труб равен всего 16 миллиметрам. Толщина стенки труб из РЕ 80 и РЕ 63 колеблется в пределах от 2 до 67 миллиметров. Крупногабаритные трубы могут прокачивать сквозь себя жидкость или газ под давлением в 6,3-8 МПа.

Общее число полиций в сортаменте формируют 34 оригинальных изделий. И это только по диаметру трубы! Причем из РЕ 33 выпускают 15 типоразмеров трубы, из РЕ 63 – 30 типоразмеров продукции, из РЕ 80 – 34 изделия с оригинальными габаритами диаметра, а из РЕ 100 – 26 изделий.

По коэффициенту Standard Dimension Ratio (SDR), который равен соотношению наружного диаметра изделия с толщиной его стенки, ПНД трубы делятся на 11 групп. Численные значения SDR в группах изменяются от 6 до 41 единицы. Причем каждой группе соответствует три значения допустимого давления, которые зависят от конкретного сорта полиэтилена.

Так, при SDR равном 41 единице (диаметры труб в данном случае изменяются от 75 до 1600 миллиметров) допустимое давление для трубы из РЕ100 равняется 4 МПа. Ну а в случае с трубой из РЕ 63 и SDR21 (диаметры, в данном случае, будут колебаться в  пределах от 40 мм до 1,4 метра) допустимое давление при этих условиях равняется 5 МПа. В итоге, напрашивается вывод, что даже такая техническая характеристика, как допустимое давление засвистит не только от материала трубы, но и от ее габаритов.

Длина мерных отрезков труб из ПНД колеблется между 5 и 24 метрами. Однако трубы диаметром до 180 миллиметров могут выпускаться и в виде отрезков длиной до 0,5 километра. Разумеется, в этом случае труба сворачивается в бухту.

↑

Маркировка труб ПНД типа

Все упомянутые выше характеристики можно встретить не только в справочниках, но и в особых буквенно-цифровых маркерах, наносимых на внешнюю поверхность трубы. Соответственно, умение читать маркировку облегчает процесс выбора труб на складе и позволяет избежать ошибок при сборке трубопровода.

Маркировка коммуникаций из полиэтилена основана на отображении на ее внешней стороне следующих данных:

• Наименования компании-производителя и обозначения стандарта, которому соответствует такая продукция. У отечественных изделий в качестве такого стандарта используется ГОСТ 18599- 2001
• Наименования материала, в международном формате. То есть, сразу после стандарта на изделии будет проставлено обозначение сорта полиэтилена: РЕ100 или РЕ 80 или РЕ63.
• Следующая за сортом полимера группа цифр обозначает наружный диаметр — эта величина соответствует сортаменту и измеряется в миллиметрах.
• После наружных габаритов на трубе маркируется один из «внутренних» размеров – толщина стенки изделия, которая измеряется в миллиметрах.
• Следующее обозначение информирует нас о номинальном давлении. Причем если давление не выйдет из указанных границ, то данное изделие продержится в трубопроводе, как минимум, полвека.
• Кроме номинального в маркировке может быть указано и максимальное давление, которое может выдержать ПНД труба – размеры этой характеристики указаны в МПа.
• В самом конце маркировки нас информируют о дате изготовления и номере партии.

Кроме цифрового и буквенного обозначения на внешней поверхности трубы имеется еще и цветовой маркер – синяя или желтая полоса. Эта отметка указывает на принадлежность трубы к водопроводным сетям (синяя полоса) или газовым трубопроводам (желтая полоса).

ПНД трубы полиэтиленовые, обозначаемые также ПЭ, успешно эксплуатируются благодаря своим техническим характеристикам. К последним относятся стойкость к воздействию кислот, органических соединений, горячей воды, щелочей, растворителей. Черные, синие и полосатые по всей длине синие трубы ПНД для водопровода, размеры и цены которых варьируются, используют для транспортировки питьевой воды.

Если на изделиях не указано «питьевая», следует изучить характеристики сертификата на трубы. Производят их из полиэтилена низкого давления, получаемого в результате полимеризации этилена. Метод изготовления – непрерывная экструзия сырья в расплавленном виде.

Название ПВХ труб и его значение

В зависимости от материала трубы обозначают как ПЭ – полиэтиленовые или ПНД – из полиэтилена низкого давления.

Полиэтилен получают в ходе одного из двух различных технологических процессов:

1. Для производства полиэтилена высокого давления требуется высокое давление порядка 150-300 Мпа, а также высокая температуре от 200 до 260°С. Получаемый низкоплотный полиэтилен – ПЭНП или LPDE используется для упаковки, отличается мягкостью, пластичностью, способностью к растяжению, для производства труб непригоден.
2. Полиэтилен низкого давления для своего изготовления требует соответственно низкого давления от 0,1 до 2 Мпа и сравнительной низкой рабочей температуры от 120 до 150°С. Получаемый высокоплотный полиэтилен ПЭВП или HDPE отличается высокой прочностью и используется в изготовлении труб ПНД.

Как видно, обозначение «ПНД» указывает на технологию изготовления материалов и свойства сырья.

Название HDPE является международным и характеризует высокую плотность полиэтиленовых изделий. Полезные свойства ПНД дают возможность применять такой полиэтилен для производства труб.

Технические характеристики ПНД труб

ПНД трубы производятся в России в соответствии с нормами качества, указанными в ГОСТ 18599-2001. Изделия для водопровода предназначены для прокладывания трубопроводов и водо-, газоснабжающих систем.

Технические трубы ПНД – канализационные. Их эксплуатируют как элемент систем водоотведения, как защитные короба и кабельные каналы.

Прочный полиэтилен подолгу служит и считается экологически чистым, поскольку не выделяет токсичных веществ.

Преимущества материала, купить ПНД трубу выгодно по нескольким причинам:

1. продолжительный период эксплуатации – до 40 лет;
2. неподверженность ржавчине и стойкость к химическим воздействиям;
3. отсутствие необходимости использовать дополнительную защиту при помещении в грунт;
4. полиэтиленовые трубы намного дешевле металлических;
5. достаточно низкая теплопередача;
6. на гладких стенках ПНД труб не скапливается накипь и ил на протяжении всего периода эксплуатации;
7. почти полное отсутствие конденсата снаружи;
8. исключен риск разрыва при замерзании влаги в трубе, при котором ее диаметр может увеличиться на 5-7%, а после оттаивания жидкости сократиться до первоначального;
9. удобство транспортировки и установки благодаря легкости полипропиленовых труб – их масса в 6 раз меньше массы металлических;
10. простота, скорость, надежность и более доступная стоимость сварки, сохранение целостности соединений на протяжении всего периода эксплуатации труб;
11. отсутствие токсических соединений в составе, что объясняет использование ПНД труб в водопроводных системах Европы, где соблюдение экологических норм контролируется особенно тщательно.

Недостатки материала:

1. при монтажных работах требуется нестандартный подход;
2. наличие температурных ограничений, сокращающих спектр использования ПНД труб;
3. срок эксплуатации меньше, чем у стальных и чугунных аналогов, определяется подвижностью грунта;
4. восприимчивость к ультрафиолету, из-за чего могут сокращаться рабочие характеристики.

Цены ПНД труб

Стоимость полиэтиленовых труб, без сомнения, выгодна. Поскольку полиэтилен – это дешевое сырье, изготавливаемые из него изделия не могут стоить слишком дорого. Но этот факт не влияет на качество.

Вот почему ПНД трубы так востребованы. Сочетание доступной стоимости и актуальных технических характеристик объясняет использование таких труб в качестве водопроводных и газопроводных, канализационных.

Также из них делают разводку инженерных систем внутри зданий. С их помощью прокладывают кабель под землей.

Трубы ПНД 100 (sdr 11, 13.6, 17, 17.6, 21 и 26) основываются на серии ПЭ 80, актуальной для газопроводов, отличаются улучшенными свойствами, дольше эксплуатируются и выдерживают более высокое давление, стойкие к механическому воздействию.

У таких изделий максимальный прочностный предел – 1000 часов эксплуатации при внутреннем растяжении.

То есть ПНД труба не даст трещину при замерзании в ней воды. Трубы ПЭ 80 стоят дешевле, чем ПЭ 100, так как в их производстве применяют полиэтилен среднего давления.

Разновидности

По сфере эксплуатации ПНД трубы делят на:

• напорные — для газо- и водопроводов;
• безнапорные — для фекальных и ливневых стоков.

По назначению ПНД трубы бывают:

• ПНД ПЭ 80 – для поставок природных горючих газов, делятся на 5 подвидов. На цены таких изделий влияет величина диаметра. Цены ПНД труб этой марки варьируются в диапазоне 20-2500 руб./п.м.
• ПНД ПЭ 100 – ПНД водопроводов, канализационных и технических систем, бывают 8 различных типов, продаются по цене 70-2500 руб/п.м. Газопроводные трубы этой марки делят на 5 видов, цены на которые находятся в пределах 30-5000 руб./п.м. и зависят от диаметра изделий.
• ПНД ПЭ PROSAFE покрыты защитной оболочкой трех цветов, которая делает трубы устойчивее к механическим воздействиям. Подобные трубы укладывают как без траншеи в грунт, так и в траншеи, никак их не подготавливая. Диаметр изделий варьируется в диапазоне 11-40 см. Синие и красные трубы предназначены для холодной и горячей воды, желтые – для газа. Трубы ПЭ PROSAFE устойчивее к внутреннему давлению, способны служить до 100 лет.

Изделия для организации водопровода отвечают регламенту СНиП для внешнего водоснабжения и водоотведения. Они устойчивы к температуре 0-40°С, могут использоваться в пожарном водоснабжении, эксплуатируются до 50 лет, бывают 9 различных подвидов.

Цены на эти трубы определяются их типом и внешним диаметром, варьируются в пределах 20-1400 руб./п.м.

Маркировка и диаметры труб ПНД

Трубы бывают с внешним диаметром 1-120 см. Стенки изделий по толщине различны – от 0,5 до 5,33 см.

Параметр SDR в маркировке обозначает соотношение внешнего диаметра и толщины трубы. Меньшему его значению соответствует большее значение рабочего давления. По заверениям производителей, при поставке воды при рабочей температуре 20°С и нормальном рабочем давлении трубы могут служить минимум 50 лет.

Водопроводные трубы ПНД в соответствии с международными нормами обозначаются черным цветом и маркируются синей продольной полосой. Желтая полоса указывает на то, что трубы предназначены для транспортировки газа, синяя – для транспортировки холодной воды.

На трубе сбоку указываются величина ее диаметра, приемлемые температура и давление, данные о производителе. Отсутствие подобной маркировки на изделии – повод задуматься о качестве.

Соединения пластиковых труб

ПНД трубы соединяются разными способами.

1. С помощью компрессионных фитингов. К фитингам относят разнообразные соединительные муфты для ПНД труб, угольники, тройники, переходники на резьбу и прочие изделия. Используя их, из труб ПНД сравнительно быстро можно сделать водопровод различной конфигурации, для любых целей. Прокладывать такие соединения в грунте не следует, они принадлежат к обслуживаемым.
2. Методом электродиффузионной или электромуфтовой сварки. При котором используются специальные терморезистивные фитинги ПНД с особыми датчиками и спиралями нагрева, с клеммами на поверхности для подключения сварочного оборудования. Концы труб фиксируют в фитинге и подключают аппарат для сварки. Сведения о режиме сварки указаны на фитингах посредством штрих-кода, считываемого аппаратом. При запуске сварочного режима встроенная спираль нагревается, и труба с фитингом плавятся. Полученное прочное соединение может помещаться непосредственно в грунт.
3. С использованием фланцевых соединений, если выполняется соединение труб ПНД разных типов.
4. Методом сварки ПНД труб. Это соединение получается очень надежным. Сварочным аппаратом до нужной температуры греют торцы обрезанных труб и соединяют их. Получившееся соединение может закладываться в грунт.

Прокладка ПНД труб в земле

Полиэтиленовые трубы помещают в землю, учитывая глубину траншеи, которая должна располагаться ниже уровня замерзания грунта. Он варьируется от региона к региону: в Москве данная величина равна 1,4 м, в Волгограде — 1,2 м.

Траншея может быть узкой, но должна быть достаточной для размещения в ней трубы. Лучше класть в грунт монолитный отрезок трубы, без соединений. Если они есть, то должны выполняться технологически допустимым методом.

Пластиковая труба – это оптимальное для организации трубопровода изделие. Оно доступно по цене и долго эксплуатируется, просто в транспортировке и укладке.

При выборе полиэтиленовых труб следует обращать внимание на маркировку, ее цвет и наличие полосы. При подземном прокладывании изделий компрессионные фитинги лучше не использовать.

Для решения вопроса транзита различных жидкостей и газов, заводы — производители трубной продукции предлагают множество изделий. Это трубы различного назначения, изготавливаемые из различных материалов.

Среди них особое место занимают трубы из полиэтилена низкого давления. Объективно, они имеют ряд солидных преимуществ, обеспечивающих устойчивую популярность у конечного потребителя. Не корродирующие, простые в монтаже, неприхотливые в эксплуатации, они успешно решают вопросы холодного и горячего водоснабжения, газоснабжения, транспортировки технических жидкостей (кислот, щелочей, растворителей), дренажа и орошения земельных участков. К тому же, еще и выгодно отличаются демократичной стоимостью.

Обратите внимание! Неосознанное открытие полиэтилена произошло в 1899 году, в Германии. Практическую ценность данного материала ученые смогли понять только к 1933 году, именно в это время новый полимер и был запатентован.

Технология производства труб ПНД

Технологически процесс полимеризации выглядит следующим образом:

• Этилен полимеризуется, после чего расплавленная субстанция отправляется в экструдер.
• Экструдер выдавливает полимерную массу через специальную форму, после чего изделие становится похоже на трубу.
• Далее, следует прокатный стан, где изделие приобретает конечную форму, на которую наносится маркировка.
• Готовые ПНД трубы упаковываются в бухты, длиной по 100, 200, в особых случаях по 1000 м. В некоторых случаях можно встретить изделия длиной 12 метров.

Суть технологии – полимеризация молекул органического газа этилена в среде невысокого давления. В результате полимеризации образуется плотный, пластичный полимер, полиэтилен, из которого изготавливают трубы.

Способы полимеризации

Существует несколько технологий полимеризации этилена:

• Суспензионная. В качестве стабилизаторов применяется различная промышленная химия и даже глина. Состав постоянно перемешивается, благодаря этому каждый мономер полимеризуется качественнее, частицы материала сращиваются максимально плотно. Метод имеет один недостаток – остатки химического стабилизатора попадают в структуру полимера.
• Растворная – процесс производства ПНД, при котором используется катализатор и на процесс влияют невысокие температуры (60-120 градусов Цельсия). Получаемый полимер однороден, гибок, способен к самовосстановлению после несущественных изменений первоначальных форм, устойчив к истиранию. Процедуру усложняет подбор катализатора, необходимо качественно подобрать компоненты, чтобы под воздействием температуры они минимально вступали в параллельную химическую реакцию, влияя на конечный результат.
• Газофазная – устаревшая технология, основной минус которой – невысокое качество конечного продукта. Газовая среда является технологической базой метода. Сшивка молекул (соединение) происходит в результате диффузионной активности. Молекулы свободно перемещаются и сталкиваются, таким образом структурная решетка образуется в несколько хаотичном порядке. Неравномерность структуры материала, произведенного по газофазной технологии, влияет на однородность полимера, ухудшая его свойства износоустойчивости.
• Существует также альтернативная технология рециклинга полиэтилена, переработка полимера, отслужившего свой срок. Экономически, требуется меньший объем расходов на производство. Полимеры не создаются заново, им дается вторая жизнь, поэтому финансовые вложения сравнительно небольшие. Экологически, работа с вторсырьем, наносит минимальный вред экологии, а также эффективно решает вопрос о хранении после окончания срока его эксплуатации.

Рекомендуем ознакомиться:  Как правильно и надежно соединить ПНД трубу?

Классификация трубных изделий ПНД

Полиэтиленовые трубы низкого давления классифицируют по цели применения и рабочим свойствам.

Виды труб по назначению

По особенности применения различают изделия:

• водопроводная труба;
• газовая;
• канализационная;
• дренажная;
• оросительная;
• обсадная;
• технические трубные изделия – для транспортировки технических жидкостей между пунктами сообщения.

Разновидности труб по рабочим характеристикам

В зависимости от рабочих свойств все изделия ПНД подразделяются на три вида:

• Высоконапорные, предельное рабочее давление которых до 2,5 МПа.
• Низконапорные, способны выдержать давление до 0,6 МПа.
• Безнапорные – требования по нагрузке отсутствуют, показатели рабочего внутреннего давления минимальны.

Технические характеристики труб ПНД

Общие характерные особенности труб ПНД можно представить в виде следующей таблицы:

Применение	Напорные трубопроводные системы, скважины, насосные системы, защита электропроводки, газовые магистрали.
Цветовое исполнение
Срок службы	до 50 лет
Гибкость	Высокая
Рабочие температурные показатели	-20 до +40°С.
Максимальные температурные показатели	-70 до +80°С.
Размер сечения	Стандартное исполнение — до 120, встречаются до 150.
Показатели давления	6-25 атм.
Прочность	До 38 МПа
Взаимодействие с агрессивными средами	Не подвергается коррозии, с газами и водой — работает нейтрально, при прокладке электрокабеля внутри трубы обладает диэлектрическими свойствами.
Способы монтажа	Раструбное, фитинговое, электросварное соединение.
Выпускаемые размеры, м	Бухты — 100, 200, 1000 м. Также выпускается в отрезках длинной до 12 м.

Трубы ПНД маркируются признаком ПЭ, говорящего о том, что изделие произведено из полиэтилена. Применяют несколько модификаций — ПЭ 63, ПЭ 80 и ПЭ 100. Числовой показатель информирует о количестве связей молекул этилена в структурной решетке полимера, отношение количество связей к общему числу молекул.

Рекомендуем ознакомиться:  Установка дефлектора на дымоход своими руками

Показатели 63, 80 и 100 характеризуют возможность трубы выдерживать давление в 6,3, 8, 10 МПа, соответственно.

SDR

Вторым важным показателем в определении технических характеристик трубы является стандартный коэффициент размера трубного изделия (индекс SDR), который определяется как отношение размера сечения трубы к толщине ее стенки. По индексу SDR можно определить, где можно использовать трубу.

Обратите внимание! Фактически, чем больше показатель индекса – тем тоньше труба, и наоборот – толстостенная труба обозначается меньшим индексом SDR. Фактически, этот показатель одновременно показывает толщину полиэтиленового слоя и определяет внутреннее и внешнее давление.

SDR	Максимальное давление, атм.	Область применения
6	25	Напорные магистрали, трубопроводы для подачи воды, монтаж канализационных напорных коллекторов, газопроводных линий.
7,4	20
9	16
11	12	Слабонапорные системы для транспортировки воды, оросительные магистрали.
13,6	10
17	8
17,6	7
21	6	Внутридомовое слабонапорные водообеспечение малоэтажных домов
26	5	Внутридомовое слабонапорные водообеспечение малоэтажных домов, безнапорные (самотечные) канализационные отводы
33	4
41	4

Монтаж труб ПНД

Трубные изделия ПНД герметичнее, чем металлические, их монтаж по цене обходится в 5-7 раз дешевле и соединение выполнить проще, так как пластик легко плавится.

Способы монтажа полиэтиленовой трубы низкого давления:

• Раструбное разъемное– используется, как правило, при монтаже канализации. Трубы оснащены специальными расширениями на конце (раструбами) монтаж проводится с помощью уплотнителей. Одна труба вставляется в раструб другой, обеспечивая тем самым герметичный стык.
• Фитинговое — используется в системах, работающих под минимальным давлением. Представляет собой зажимной фитинг, в него вставляется труба. При помощи затяжного усилия происходит крепление элементов между собой. Более надежное соединение, чем раструбное, хотя тоже относится к разъемным.
• Электросварное – соединение максимальной прочности, специальные фитинги свариваются с трубой аппаратом для сварки. Дает наибольшую прочность, которая необходима в напорных системах. Проводится с помощью сварочного аппарата.

Рекомендуем ознакомиться:  Стандарты и типоразмеры труб ПНД

Я приветствую своего уважаемого читателя!

В этой статье я расскажу о том, что такое труба ПНД – размеры, характеристики, сортамент, сфера применения.

Самый распространенный пластик в нашей жизни – полиэтилен. Загляните в холодильник: в нем полно пакетов разных размеров из прозрачной пластичной пленки, в кладовку – емкости и ведра из знакомого пластичного материала, в ванную – крем, шампуни расфасованы в тюбики и флаконы из полиэтилена, в подпол – подвод воды от магистрали проложен с помощью черной с голубой полоской трубы, голубая емкость для воды в огороде – тоже из знакомого пластика.

Продукты из магазина мы приносим в пакетах из полиэтилена, в ведерках из полиэтилена продают «корейские» салаты и попкорн, фасуют краски и шпаклевки, из ПЭ изготавливают оболочки для проводов, упаковывают новую мебель и одежду.

Впервые полиэтилен был случайно изготовлен в 1899 году немцем Гансом фон Пехманном. Открытие его не заинтересовало, и вторично его начали изучать в 1933 году в Англии, в компании ICI (Imperial Chemical Industries). Промышленное производство ПЭ было начато в 1939 году.

Самое первое применение полиэтилена – оболочки радиочастотных проводов, затем телефонного кабеля. Широкое применение сдерживалось тем, что сначала полиэтилен синтезировали при высоком давлении. Этот способ был относительно дорог и сложен.

В 1952 году группа немецких ученых во главе с К.В. Циглером разработала способ получения полиэтилена при невысоком давлении в присутствии металлоорганических катализаторов. С этого момента человечество буквально захлестнул океан полиэтиленовых предметов.

Практически все ходовые полиэтиленовые изделия изготавливают из полиэтилена низкого давления, и эта статья именно о нем.

Что такое труба ПНД

Недорогой, технологичный и не подверженный коррозии пластик идеален для создания трубопроводов. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД, достаточную жесткость, пластичность, химическую устойчивость и устойчивость к коррозии.

Трубы из полиэтилена низкого давления – актуальная и технологичная разновидность труб. Легкие, прочные, долговечные трубы можно использовать для самых различных систем. Размеры труб позволяют заменять полиэтиленовыми конструкциями даже трубопроводы большого диаметра. По конструкции трубы из ПНД бывают одно- и двухслойными, гофрированными и гладкостенными, раструбными, с перфорацией – для ливневок и дренажных систем.

Современная тенденция в устройстве инженерных коммуникаций – заменять стальные трубопроводы пластиковыми. Полиэтиленовые трубы занимают больше половины всего объема выпускаемых пластиковых труб.

Сферы применения

Трубопроводы из полиэтилена низкого давления используют во всех областях нашей жизни:

• инфраструктура городов и поселков;
• строительство;
• технологические промышленные коммуникации;
• инженерные коммуникации сельскохозяйственного назначения;
• нефтегазовый комплекс;
• коммуникации железной дороги, аэродромов.

Трубы из ПНД разных размеров используют для водо- и газопроводов, канализационных систем, дренажа, ливневок, прокладки электрических силовых, телефонных, информационных сетей.

Распространение полиэтиленовых трубопроводов сдерживает только его нестойкость к ультрафиолету, повышенной температуре и меньшая прочность по сравнению со сталью: пластик по прочности все-таки не дотягивает до металлов.

Технические характеристики и свойства

Полиэтилен производят из нефти. Плотность – 0,931–0,97 г/см2. Жесткость больше, чем у полиэтилена высокого давления. Температура плавления – 120…135 °С, температура хрупкости – -60…-150 °С, морозостойкость – -70 °С. Предел прочности при растяжении составляет 100–170 кгс/см². Твердость по Бринеллю – 1,4–2,5 кгс/мм². Относительное удлинение при разрыве – 500-600 %.

Трубы характеризуются в первую очередь физическими размерами и кольцевой жесткостью (зависящей от толщины стенки).

Состав материалов

Полиэтилен – цепочка этиленовых звеньев. Это органическое соединение имеет длинные гибкие цепочки углерода с присоединенными атомами водорода (формула CH2—CH2—CH2—CH2—, или (С2H4) n). У полиэтилена низкого давления небольшая степень ветвления цепочек, поэтому его плотность больше, чем ПВД.

В состав ПНД в зависимости от марки добавляют красители, антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы.

Срок службы

Срок службы ПНД при оптимальных условиях достигает 50 лет и больше. Оптимальные условия – отсутствие солнечного цвета, перегрева, циклических механических изгибающих нагрузок на трубу.

Таблица пропускной способности

При проектировании домашних систем водоснабжения владельцу приходится решать, трубу какого размера использовать. В идеальном случае выполняют гидравлический расчет системы – это определяет минимально допустимое сечение трубопровода, обеспечивающее нормальную работу всех сантехнических приборов.

Но расчет достаточно сложен, для частного дома можно использовать приближенный показатель. Сначала по приложению 1 СНиП 2.04.01-85 определяют расчетный расход воды на каждой точке водоразбора (смесителе для раковины и душевой кабины, кране и т.д.). Затем складывают расходы и получают максимальное (пиковое) потребление воды в здании (расход).

Затем открывают таблицы Шепелева или онлайн-калькулятор на базе этих таблиц. Таблицы слишком велики, чтобы можно было привести их в этой статье. В левой части таблицы нужно найти расчетный расход в л/с. В следующем столбце находят скорость потока воды. Вверху столбца находят минимальный размер в мм (внутренний). Скорость для частных домов принимают 0,7–1,5 м/с. Следует иметь в виду, что таблицы рассчитывались для стали, и для пластиковых труб с гладкими стенками без ржавчины размер можно незначительно уменьшить.

Какое давление выдерживают

Максимальное давление для ПНД составляет 12,5 МПа. Номинальное рабочее давление – не более 10 МПа, или 100 атмосфер. Эти данные – для особо прочных конструкций из ПЭ 100, используемых для газопроводов. Для обычных водопроводных систем давление соответственно 2,5 МПА и 1,6 МПа.

Как производятся

ПНД производится в аппаратах с давлением ниже 0,1–2 МПа; температуре 120–150 °C; в присутствии катализаторов – металлогалогенов (чаще всего смесь TiCl4 и AlR3). Для реакции используют нефтепродукты. Степень кристаллизации ПНД составляет 75–80 %.

ПНД изделия независимо от размера изготавливают методом экструзии, выдавливая расплавленный полиэтилен через экструдер.

Технология производства

Сначала гранулы полимера засыпают в экструдер и расплавляют при одновременном перемешивании. Затем ПЭ выдавливают через выходное отверстие экструдера, калибруют, медленно охлаждают. Готовую продукцию нарезают и упаковывают.

Нормативные документы

Сам ПНД выпускается в соответствии с ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления». Стандарт оговаривает состав десятков марок полиэтилена, известных только узким специалистам. Обычно под понятием «марка полиэтилена» понимают названия ПЭ 80; ПЭ 100 (PE-80, PE-100). PE-63 снимается с производства. Цифры 80 и 100 соответствуют рабочему давлению в МПа 8,0 и 10,0.

Стандарты и ГОСТы

Стандарты РЕ труб:

• ГОСТ Р 54475-2011 «Трубы полимерные со структурированной стенкой и фасонные части к ним для систем наружной канализации»;
• ГОСТ 22689-2014 «Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации»;
• ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов»;
• ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена».

Виды, сортамент, размеры и сечения

Конструктив труб ПНД:

1. Гладкостенные для напорных систем и электрических сетей. Такие конструкции из ПНД выпускаются с наружным размером 10–2000 мм.
2. Гладкостенные газовые выпускаются Ø до 630 мм.
3. Гофрированные однослойные и гофрированные двухслойные выпускаются размером до 2400 мм.
4. Раструбные элементы для безнапорных систем – с диаметрами от 32 до 315 для внутреннего монтажа, до 2400 мм – для наружного (гофра).

Изделия размером до 180 мм поставляются в бухтах и отрезках, больше 180 мм – в отрезках по 6 и 12 м. Гофру иногда по заказу выпускают длиной 9 м, раструбные элементы – от 0,5 до 6 м.

Сортамент приведен в стандартах для каждого вида труб – см. выше.

Толщина стенки и вес

Толщина стенок гладкостенных напорных ПНД труб – от 2 до 95,5 мм. Гофры (конструкций со структурированными стенками) – 19–170 мм.

Масса п.м. – это расчетное данное, его находят по таблицам в соответствующих ГОСТах. Вес зависит от толщины стенок.

Типоразмеры и маркировка

Окраска труб из ПНД в разные цвета помогает быстро определить назначение коммуникаций, яркий цвет помогает найти конструкции в земле и не повредить их при земляных работах. Трубы ПНД бывают следующих цветов:

1. Для водопроводов питьевого назначения применяют ярко-голубой или черный цвет с голубой полосой.
2. Желтые или черные с желтой полоской трубы используют для газопроводов.
3. Чисто черный/черно-серый цвет используют для технических целей.
4. Дрены окрашивают в зеленый цвет.
5. Наружные канализационные трубопроводы окрашивают в оранжевый или рыжий цвет.
6. Красный цвет применяют для окраски кожухов для прокладки электрических проводов.

Маркировка наносится на поверхность труб на расстоянии не более 1м между надписями. Текст маркировки труб из ПНД включает в себя следующие элементы:

• наименование стандарта, в соответствии с которым изготовлены трубы;
• международное обозначение марки ПНД (PE100, PE80);
• наружный диаметр и толщина стенки в мм;
• номинальное рабочее давление;
• дата изготовления;
• номер партии.

Марки полиэтилена

Полиэтилен в соответствии с ГОСТ 16338-85 выпускается десятков марок (композиций) с несколько разными характеристиками. Эта маркировка известна только узким специалистам. Гораздо чаще применяют маркировку по максимальному давлению – ПЭ-100, ПЭ-80, П-63, ПЭ-32. Чем выше прочность ПНД, тем выше плотность и вес 1 метра.

Коэффициент SDR полимерных труб

ГОСТ 18599-2001 предусматривает определенные стандартные отношения наружного диаметра труб к толщине стенки. Это отношение называется коэффициентом SDR (Standart Dimension Ratio). SDR – стандартная величина, принимается из табличных данных. От SDR зависит толщина стенки трубопровода и, соответственно, кольцевая жесткость и прочность труб.

SDR6; SDR7,4; SDR9; SDR11; SDR13; SDR13,6; SDR17; SDR17.6; SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 – ряд размеров SDR.

Диаметр полимерных труб

Гладкостенные ПНД трубы имеют размер от 10 до 2000 мм. Гофрированные и раструбные – до 2400 мм.

Pn – номинальное давление трубы

Номинальное давление трубы – это номинальное рабочее давление Pn. Для систем в многоэтажных зданиях Pn не должно быть ниже 1,6 МПа (16 атм). Для частных домов высотой в два этажа номинальное давление обычно в пределах 0,3 МПа.

Преимущества и недостатки

Преимущества труб из полиэтилена низкого давления:

1. Долговечность. В отсутствие солнечного цвета ПНД может прослужить 40-50 лет.
2. Высокая прочность.
3. Достаточная кольцевая жесткость.
4. Стойкость к гидроударам.
5. Нехрупкость.
6. Морозостойкость до -70 °С.
7. Нетоксичность.
8. Устойчивость к коррозии.
9. Химическая инертность. ПНД устойчив к кислым и щелочным агрессивным средам, органическим растворителям.
10. Экологичность. ПНД безвредно утилизируется.
11. Пластичность.
12. Полиэтилен восстанавливает исходную форму после деформации (замерзания).
13. Малая адгезия. Просвет не перекрывается солями кальция и магния.
14. Небольшой вес.
15. Легкий монтаж.

Недостатки ПНД:

1. Фотодеструкция под воздействием ультрафиолета. ПНД нельзя применять под открытым солнцем.
2. Большой коэффициент температурного расширения. Длинные участки при нагреве могут изогнуться.
3. Маленькая устойчивость к повышенным температурам.
4. Неэстетичность для монтажа в жилой зоне дома.

Советы, как выбирать

ПНД – оптимальный выбор для монтажа в грунте или цокольных помещениях без ультрафиолетовых лучей, резких скачков температуры и механических колебаний. При выборе вида, размера труб руководствуются назначением и условиями эксплуатации. Сначала определяют назначение трубопроводов – напорные и безнапорные, герметичные или нет. Силовые, телефонные или интернет-сети прокладывают в кожухах из трубок большего размера, нередко эти трубопроводы не герметизируются.

Второй важный фактор – рабочее давление в водопроводе или давление грунта на безнапорные сети. От этих факторов зависит выбор конструкции трубы (гладкостенная, гофра, гофра двухслойная, раструбная). Кроме того, учитывают температурный режим – перегрев земли летом, промерзание зимой.

Выбор параметров трубы для канализации зависит от веса вышележащего слоя грунта. Если глубина залегания больше 5–6 м или канализация находится под площадкой для автомобилей, используют гофрированные двухслойные трубы с большой кольцевой жесткостью. Гофру применяют и при глубокой закладке водопроводов, большом слое стяжки над системой теплого пола.

При выборе материалов в магазине лучше выбирать товар известных брендов. Гофра однозначно лучше импортного производства. Гладкостенные трубы можно выбирать и отечественных производителей.

В любом случае трубы необходимо осматривать при покупке – нет ли трещин, сколов, наплывов, не слишком ли они мягкие и не тонкая ли стенка. Чеки, сертификат при покупке обязательны.

Примерная цена и лучшие производители

Лучшие отечественные производители – «Евротрубпласт», «Казаньоргсинтез», «ТехСтройПолимер», «ПолиПластик», «БалтЭнергосистемы». Импортных производителей множество, но качество импортных труб ПНД ненамного выше отечественных, а вот цена существенно отличается. Определять наличие и цены труб иностранных производителей нужно отдельно по каждому региону: ассортимент и цены очень разные!

Цена ходовых изделий отечественного производства:

• 1 м гладкостенной водопроводной трубы Ø 32 мм стоит от 50 мм, Ø 40 мм – от 70 рублей;
• 1 м однослойной гофротрубы Ø 50 мм стоит примерно 60 рублей; Ø 63 мм – 90 рублей; Ø 110 мм – 150 рублей;
• раструбная ПНД конструкция ходового размера 110 мм и длиной 2 м стоит около 300 рублей; гофрированная – порядка 400 рублей.

Способы соединения труб разных диаметров

Трубы разного размера соединяют всевозможными переходными муфтами. Проще всего с раструбными трубами – для них выпускаются элементы буквально на все варианты сложных конфигураций системы. Для канализации иногда используют резиновые муфты с хомутами.

Немного сложнее выглядит вопрос соединения гладкостенных труб. Трубы небольших размеров соединяют при помощи компрессионных переходных муфт (цанговых).

Уменьшение диаметра совмещают с раструбными элементами и установкой запорной арматуры.

Для монтажа трубопроводов больших размеров также встречаются переходные элементы под сварку или сегментные фитинги (см. фото).

Переход выполняют после перехода с ПНД на металл – уж для металла точно существует множество переходных фитингов.

Заключение

Я прощаюсь с моим любимым читателем! Современные пластмассы потихоньку вытесняют металлические конструкции отовсюду, где это возможно. Замена стальных и чугунных труб на полиэтиленовые позволяет сэкономить немало денежных и трудовых ресурсов. Долговечность, дешевизна и устойчивость к коррозии делает полиэтилен самым распространенным в мире пластиком. Ученые разрабатывают новые разновидности полиэтилена с улучшенными свойствами – это расширяет сферу применения ПЭ. Будущее в строительстве – за пластиком!

Подписывайтесь на обновления сайта, делитесь информацией с друзьями, приводите их на мой сайт. Полезной информации много не бывает!

Используемые источники:

• https://propolyethylene.ru/hdpe/tehnicheskie-harakteristiki-trub-pnd.html
• https://vsetrybu.ru/ekspluatacionnye-i-texnicheskie-xarakteristiki-trub-pnd.html
• https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/truba-pnd-xarakteristiki.html
• https://infotruby.ru/polietilenovye/truba-pnd
• https://vseotrube.ru/materialy/polimernye/truba-pnd