Трубы полиэтиленовые: особенности, использование для водопровода

Соединения ПНД труб

Стыковку двух ПНД изделий между собой можно провести несколькими методами:

• сварка;
• компрессионные фитинги;
• электромуфтовая сварка;
• фланцевое соединение.

Сварка. Является одной из самых популярных техник соединения. Кроме этого, она отличается высокой надёжностью и герметичностью. Сам процесс довольно прост: торцы ПНД изделий нагреваются при помощи специального сварочного оборудования, а дальше стыкуются между собой, в результате чего получается неразъёмное соединение. Чаще всего такую стыковку используют при монтаже подземного водопровода.

Компрессионные фитинги. Использование этих соединительных элементов является надёжным и довольно популярным методом при монтаже полиэтиленовых трубопроводов. На сегодняшний день существует огромный ассортимент компрессионных деталей. Самыми востребованными среди них являются: муфты, тройники, угловые элементы, а также переходные фитинги, которые позволяют осуществлять переход на резьбу.

Применение компрессионных фитингов при прокладке водопроводных полиэтиленовых труб позволяет получить конструкцию практически любой конфигурации. Монтаж коммуникаций, соединённых посредством компрессионных изделий, не рекомендуется выполнять подземным способом. Это связано с тем, что такая система нуждается в периодических профилактических проверках.

Электромуфтовая сварка. Такое соединение выполняется благодаря специальным фитингам — муфтам. Эти фитинги оснащаются спиральным нагревательным элементом и клеммами. Клеммы необходимы для подключения нагревательного оборудования. Сам процесс сварки происходит так: в фитинг с двух сторон вставляются ПНД трубы, после чего к клеммам подключается сварочная аппаратура. Спиральный элемент муфты плавит её стенку, а также стенки труб. В результате этого получается прочное и герметичное неразъёмное соединение. Режим сварки нанесён с маркировкой на муфту.

Фланцевое соединение. Такая стыковка используется в том случае, если необходимо выполнить переход на резьбу. Фланцы используются не так часто, как вышеперечисленные соединения, однако, являются незаменимыми в некоторых случаях. Довольно популярны фланцевые соединения при монтаже водопроводных ПНД труб для холодного водоснабжения.

Что такое трубы ПНД

Расшифровку трубы ПНД можно обозначить, как труба, для изготовления которой используют полиэтилен низкого давления. На сегодняшний день трубы данного вида уже основательно вошли в ремонтно-строительную систему практически повсеместно. И эта популярность является вполне обоснованной, срок их эксплуатации может быть свыше пятидесяти лет. Это значительно больше, чем длительность работы аналогичных труб из других материалов.

Область их назначения имеет довольно широкий спектр:

• В монтаже систем транспортировки холодной воды и других жидких составов,
• Прокладка газопроводных путей (промышленных и бытовых),
• Для обустройства сетей и разводок поливки, канализационных систем,
• Они могут быть защитой для линий электросети и связи, телефонных кабелей и прочих систем коммуникации,
• В бытовых целях используются, например, как дуги для парников и закладные под электропроводку.

Преимущества полиэтилена низкого давления для производства труб

• Идеально гладкость поверхностей, как внутренних, так и наружных,
• Постоянство цвета,
• Гигиеничность и экологическая чистота, а, следовательно, и безопасность, как для человека, так и для среды его окружающей в целом,
• Стойкость к коррозии, образованию накипи, воздействию влаги, грибковым заболеваниями, бактериям, плесени и другим биологическим заражениям,
• Полная устойчивость к агрессивным средам: щелочам, кислотам и растворителям, что является важным фактором для монтажа канализаций и технических систем водоотводов,
• Входящие в состав материала стабилизаторы света, создают надежную защиту от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей,
• Невосприимчивость к деформациям различного вида,
• Легкость соединительных работ

Для работы по монтажу труб данного вида используются специальные фасонные детали. Соединения могут осуществляться с помощью муфт, разъемных соединений или сварки. Характерной особенностью труб из данного вида полиэтилена является то, что независимо от способа соединения, получается высок качественная конструкция

Основные обозначения в названиях изделия

Трубы из полиэтилена низкого давления маркируются по верху с расстоянием до одного метра. Маркировка сопровождается названием производителя или его товарным знаком. Они должны располагаться перед обозначением трубы, а после него идет дата изготовления изделия. Возможно нанесение дополнительных сведений (например, вид партии или номер линии). При этом само слово «труба» в обозначении не указывается.

Основные обозначения труб ПНД включают в себя:

1. Марку полиэтилена (например, ПЭ 63 или ПЭ 100),
2. Серию трубы (класс прочности),
3. Соотношение величины диаметра и толщины стенки (числовое значение),
4. Область применения изделия (техническая или питьевая),
5. Стандарт, по которому велось производство (ГОСТ)

Для нанесения маркировки используются полосы различных цветов. Это делается для удобства выбора изделия (например, голубой – для транспортировки воды, желтый – для газопроводов)

Способы производства изделий

Для изготовления труб применяется экструзия. Гранулы полиэтилена помещаются в экструдер, где они плавятся и переходят далее в область экструзионной головы. В ней материал приобретает нужную форму и заданные размеры. Калибровка происходит в специальной вакуумной зоне, в ней же осуществляется и первоначальное охлаждение. Далее при помощи протягивающего устройства происходит протяжка труб и их нарезка на изделия заданной длины.

Конечным этапом является упаковка. В бухты идут трубы, диаметр которых до семидесяти пяти миллиметров, а длина от ста до двухсот метров. Изделия диаметром от девяноста до ста десяти миллиметров упаковываются в бухты по сто метров или поставляются прямым отрезком. Трубы, диаметр которых более ста десяти миллиметров могут быть изготовлены только в виде прямых отрезков.

К известным производителям труб ПНД можно отнести:

• Холдинг «Полимерные Трубопроводные Системы»:
• ООО Твинс,
• ООО АПК,
• Завод Полимер-Т,
• Компания МетпромИнтекс

Производство полиэтиленовых труб

Так как в статье идет речь в первую очередь об обычных полиэтиленовых трубах, следует остановиться на их производстве подробнее.

Ввиду широкого применения таких труб их производство давно уже перестало быть монополизированным, и теперь завод по производству ПНД труб есть практически в каждом крупном городе, что существенно облегчает логистику конечному потребителю. Производство везде однотипное – разница лишь в производительности оборудования, степени его изношенности и других параметров.

Для начала сырье в виде мелкой полиэтиленовой крошки (кстати, изначально она белого цвета, черный колер добавляется на стадии производства) подается в экструдер, где под воздействием высоких температур крошка превращается в однородную массу. Затем вся эта масса под высоким давлением подается через экструзивную головку, формируя заготовку. На следующем этапе горячая заготовка подается в специальную вакуумную ванну, где под воздействием пониженного давления приобретает необходимый диаметр. Перед намоткой любого объема оборудование необходимо откалибровать – сделать несколько метров трубы, которую затем снова нарубят на крошку. Именно поэтому ни один завод не продаст Вам 30-50 метров трубы большого диаметра (от 400 мм и выше) – для них это мелкий объем, и процесс калибровки отнимет больше времени и ресурсов, чем намотка небольшого объема. Труба в хлыстах наматывают по 12 или 13 метров, хотя гипотетически длина может быть любой.

Важный процесс на производстве трубы – охлаждение. Поэтому на линиях имеются специальные охлаждающие камеры, в которых труба постепенно остывает. Быстрое остывание сделает трубу хрупкой, а недостаточное остывание и поспешная погрузка в транспорт наоборот, сделают ее овальной – будучи горячей, труба пластична, и под собственным весом может из круглой стать яйцеобразной.

Весь процесс производства автоматизирован, оператор следит лишь за тем, чтобы аппаратура не давала сбоев.

Особенности

Востребованность полиэтиленовых труб для водопровода обусловлена присущими материалу преимуществами, за счет которых прокладка на земле либо в грунте магистралей, обеспечивающих подачу холодной и горячей воды, стала одной из основных областей использования изделий, а легкий монтаж труб позволяет собрать водопровод своими руками.

Технология выпуска продукции из полиэтилена предполагает строгое соблюдение ГОСТ. В нормативной документации есть таблицы, содержащие применяемые на практике технические характеристики такой продукции.

Принимая во внимание нормативную документацию, касающуюся качеств и характеристик изделий, ПНД-трубы должны отвечать следующим требованиям:

• вне зависимости от диаметра и размера наружная и внутренняя поверхность продукции должна быть абсолютно гладкой: наличие пузырей, трещин или любых других включений не допускается;
• весь сортамент изделий должен быть устойчив к давлению, составляющему 20 атм.

Трубы, отвечающие вышеперечисленным показателям, производятся с диаметром от 16 до 1600 мм. Реализация товара происходит в бухтах по 100-200 метров либо же отдельными изделиями длиной 12 м. Продукция проходит покраску в черный цвет с продольными полосами по окружности. Трубы из полиэтилена для холодного водоснабжения и подачи горячей воды имеют определенные параметры, исходя из которых происходит их классификация по сфере применения.

Сырье, используемое для изготовления изделий. Трубы ПЭ 80 отличаются высокими потребительскими свойствами, поскольку способны при сохранении целостности конструкции выдерживать большое внутреннее давление на стенки. За счет особенностей материала они находят свое применение при сооружении трубопроводных магистралей с диаметром не более 90 мм.

Изделия, для выпуска которых применялся полиэтилен марки ПЭ 100, обеспечивают хорошую пропускную способность изделию с меньшим диаметром. Они востребованы для обустройства схем коммуникаций подачи холодной воды. ПЭ 63 применяются в жилищном и промышленном строительстве для дренажа фундаментов, а также подвальных помещений в строениях. В большинстве стран почти 100% трубопроводов для воды состоят именно из полиэтиленовых труб.

Уровень устойчивости труб к внутреннему давлению. Рассчитывается этот коэффициент исходя из отношения диаметра изделия к толщине стенки. Продукция с меньшим показателем отличается более высокой прочностью.

Стоит выделить основные преимущества ПНД-труб:

• устойчивость к воздействию агрессивных сред, включая соль, кислоту и щелочь;
• долговечность – средний эксплуатационный срок изделий составляет около 50 лет;
• инертность к жидкой среде, которая проходит по коммуникациям;
• стойкость к образованию и развитию на стенках микроорганизмов;
• устойчивость к коррозии, что актуально при прокладке трубопровода в почве, которая отличается повышенной влажностью, например, на садовых участках и дачах;
• небольшая масса продукции, за счет чего облегчается монтаж;
• стойкость к отрицательным температурам – трубы из полиэтилена сохраняют свои свойства при -70 С, за счет чего они эффективно функционируют не только в летний, но и в зимний период.

Чтобы иметь исчерпывающее представление об изделиях, следует выделить некоторые минусы продукции, речь о которых пойдет ниже.

• Материал имеет низкий уровень устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Исходя из этого, монтаж ПНД-труб рекомендуется проводить в почве либо же помещать их в специальные защитные футляры.
• Показатели прочности изделий из полиэтилена уступают аналогичным показателям труб из металла.

Монтаж

Для того чтобы увеличить эффективность монтажных работ полиэтиленовых труб, стоит изучить варианты соединения двух изделий друг с другом.

Выделяются следующие методы:

• сварка;
• компрессионные фитинги;
• электромуфтовая сварка;
• фланцевое соединение.

Первый метод используется на практике чаще всего, поскольку имеет высокую степень надежности и образует герметичный и прочный шов между элементами конструкции водопровода. Технология сварки заключается в следующем: торцы изделий подвергают термообработке при использовании сварочного аппарата, после чего скрепляются друг с другом – благодаря этому образуется соединение. Такой способ в особенности актуален при обустройстве подземного трубопровода.

Фитинги являются вторым по популярности способом фиксации изделий между собой. Сегодня в продаже имеются различные компрессионные детали – тройники, муфты, переходные и угловые фитинги. Подобное многообразие дает возможность выполнять переход на резьбу. За чет использования таких элементов можно проложить систему водопровода любой конфигурации. Однако соединение коммуникаций, которые будут располагаться под землей, такими крепежными деталями выполнять не рекомендуется, поскольку фитинги нуждаются в регулярной профилактике.

Электромуфтовая сварка выполняется при использовании специальной разновидности фитингов – муфт. Они имеют в своем составе нагревательные элементы и клеммы. Последние нужны для соединения с нагревательным оборудованием.

Процесс соединения изделий происходит следующим образом: фитинги с обоих концов вставляются в трубы, после чего подключается нагревательное устройство, за счет которого спиральный элемент плавит муфту и основание трубы. В итоге на этом месте образуется прочный неразъемный шов.

Фланцевое крепление применяется при переходе на резьбу. Такой вариант соединения не получил широкого распространения, однако при монтаже водопровода из ПНД-труб для холодного водоснабжения фланцы весьма популярны.

В пользу простого монтажа ПНД-труб говорит и широкий ассортимент соединительных элементов, которые используются в комплекте с трубами. Они дают возможность прокладывать системы любой конфигурации, а также позволяют соединить элементы друг с другом оперативно и максимально надежно. Специалисты выделяют ряд рекомендаций общего характера, которые помогут выполнить монтаж труб из полиэтилена низкого давления без риска допустить ошибку.

Следует выделить несколько основных правил.

Все монтажные работы следует начинать с создания подробной схемы расположения будущей системы водоснабжения. Составленные чертежи помогут провести максимально четкие подсчеты количества труб и соединительных элементов, которые понадобятся для магистрали.

В процессе самостоятельной транспортировки приобретенной продукции необходимо принять меры предосторожности, чтобы избежать ситуаций, в которых продукция может повредиться об острые предметы или рабочий режущий инструмент.
Если планируется закладка ПНД-труб в почву, нужно предварительно провести подготовительные мероприятия, связанные с обустройством в траншее подушки из песка, слой которой не должен составлять менее 10 см. Как альтернатива песку, в качестве сырья для подушки под трубы можно использовать гравий

Этот дополнительный слой нужен для того, чтобы обезопасить изделия от риска повреждения стенок об острые края различных предметов, которые могут оказаться в грунте. Перед укладкой труб защитный слой нужно тщательно утрамбовать.
Изделия, по которым будет происходить транспортировка холодной воды, должны быть уложены таким образом, чтобы места стыков элементов водопровода были слегка утоплены в насыпную подушку.

Во втором случае работы выполняются для помощи фланцевых либо же раструбных фитингов, которые имеют в своем составе эластичный уплотнитель. Этот вариант приемлем для коммуникаций, в которых движение жидкой среды внутри происходит без участия давления (для труб с диаметром до 35 мм). Для соединения труб разъемным методом нет необходимости в использовании специализированного оборудования либо инструмента.

При соблюдении простых правил трубопровод, выполненный из полиэтиленовых труб низкого давления, сможет обеспечить подачу в жилое строение либо на участок холодной воды в минимальные сроки.

Трубы ПНД для газопровода

Полиэтилен низкого давления применяют не только для изготовления элементов газопровода. Его используют и для устройства других коммуникаций – водопровода, канализации, защитных технических трубопроводов. Виды труб отличаются составом, характеристиками, маркировкой.

Остановимся на изделиях для транспортировки газа, производство которых подчиняется требованиям ГОСТ Р 50838-2009 (устаревшая редакция – ГОСТ Р 50838-95).

Виды и типоразмеры

Полимерные напорные трубы для газа могут состоять только из полиэтилена или усилены дополнительными слоями.

Таким образом, выделяют три типа:

• полиэтиленовые, в том числе обозначенные желтыми полосами;
• полиэтиленовые с расположенными внутри или снаружи соэкструзионными слоями;
• полиэтиленовые с термопластовой защитной оболочкой, которую необходимо снимать перед монтажом.

Все виды трубного материала предназначены для транспортировки различных газов, соответствующих нормам ГОСТ 5542 и применяемых в качестве сырья или топлива для промышленных и бытовых нужд. Приняты ограничения для использования трубопроводов: max раб. давление – 1,2 МПа, max раб. температура -/+40°С.

Трубы реализуют упаковками различного вида: изделия с диаметром от 200 мм и выше – только прямыми отрезками, более тонкие – катушками или бухтами

Промышленная продукция поставляется отрезками 5-24 м, кратными 0,25 м, но чаще средней длины, удобной для перевозки спецтехникой – например, 13 м. Намотка тонкой трубы в бухте предполагает различную длину, но чаще можно встретить мотки по 200, 500, 700 м. Возможно производство изделий и другой длины, но только по согласованию с заказчиками.

В зависимости от толщины стенок и раб. давления трубы делят на два вида:

• ПЭ-80. Толщина стенки – 2-3 мм, раб. давление – 3-6 Мпа; подходят для газопроводов и водопроводов;
• ПЭ-100. Толщина стенки – 3,5 мм, раб. давление – 8-12 Мпа; это усовершенствованная версия ПЭ 80, отличается термостойкостью и повышенной плотностью.

ПЭ (варианты – ПЕ, PE) в названии – это полиэтилен, цифры 80 и 100 – марки полиэтилена.

С точки зрения экономической целесообразности марку ПЭ 100 используют при монтаже газопровода высокого давления или в особых случаях – например, для реконструкции старой изношенной магистрали или строительства экспериментальных веток с давление от 0,6 Мпа и выше.

Технические характеристики и маркировка

К полиэтиленовым трубам, изготовленным в заводских условиях, предъявляют требования, перечисленные в ГОСТ Р 50838-2009. Среди них рекомендации к внешнему виду и техническим свойствам.

Внешне трубы должны иметь гладкую поверхность, без пузырей, раковин и трещин. Посторонние включения, видимые невооруженным глазом, также исключены. Допускаются только незначительная волнистость и продольные полосы

С точки зрения цвета возможность вариативность:

• ПЭ 80 – желтые;
• ПЭ 100 – желтые, оранжевые, черные с желтыми/оранжевыми полосами, распределенными равномерно.

В документе прописаны нормы и таких характеристик, как стойкость при постоянном внутреннем давлении, удлинение при разрыве, стойкость к распространению трещин, термостабильность, свариваемость.

Производители наносят маркировку различными способами: термотиснением, цветной печатью, термотиснением с окрашиванием. Интервал между знаками – не более 1 м

Маркировка не должна влиять на качество материала, то есть провоцировать трещины, вздутия и пр.

Буквы и цифры должны легко читаться, быть разборчивыми и понятными. К обязательным относятся:

• товарный знак или наименование изготовителя;
• условное обозначение трубы;
• дата изготовления;
• номинальный диаметр/толщина стенки;
• назначение;
• ГОСТ.

Остальные данные – название страны, номер партии и др. – наносят по желанию.

Для примера разберем один из образцов:

ООО «Сфера» ПЭ 80 SDR 11 — 150х10,5 ГАЗ ГОСТ Р 50838-2009

1. ООО «Сфера» — производитель
2. ПЭ-80 – вид полиэтиленовой трубы
3. SDR 11 – стандартное размерное соотношение
4. 150 – диаметр
5. 10,5 – толщина стенки
6. ГАЗ – назначение
7. ГОСТ Р 50838-2009 – нормативный документ

По маркировке легко определить, подходят ли трубы для бытового или промышленного применения, соответствуют ли по назначению и диаметру.

Сравнение трубы-оболочки из полиэтилена с аналогами.

Оболочки для труб из полиэтилена низкого давления имеют несколько преимуществ, которые не может предложить ни один другой аналог. Если сравнивать ПНД с металлом, бетоном или изделиями из другого полимера, то выяснится, что конкурентов у данного материала фактически нет.

Сравнение ПНД со сталью.

Сравнивать оболочку ПНД с кожухом из металла просто бессмысленно, поскольку ПЭ труба призвана как раз защитить металл от коррозии. Именно окислительные процессы становятся первой причиной разрушения железных труб. Единственным металлическим вариантом для длительной эксплуатации становятся трубы из нержавеющей стали, но их цена оправдана только при ограниченном использовании на критичных узлах.

Для больших коммуникаций затраты становятся нецелесообразными. Кроме того, даже нержавеющая сталь может вступать в химические реакции с окружающей средой, что также приведет к разрушению, хоть и не так быстро как ржавчина. Они всё равно взаимодействуют с некоторыми органическими и неорганическими веществами. Следует отметить электропроводность, которая не везде допустима. Стальные трубы в полиэтиленовой оболочке прослужат гораздо дольше, чем без неё.

Сравнение ПЭ с бетоном.

Защитные кожухи из бетона вчистую проигрывают по характеристикам ПНД. Труба оболочка ПЭ 100 в несколько раз легче, а главное — обладает упругостью. Если на полиэтиленовую трубу оказывается чрезмерное воздействие, то она прогнется, а не треснет, как бетон. К тому же бетонные кожухи обладают шероховатостью, их нельзя использовать для «прокола», допускается укладка только в открытый грунт. Срок эксплуатации сравним с жизненным циклом металлической трубы (без ПЭ защиты). Малейшие трещины приводят к тому, что внутрь попадает вода и другие жидкости.

Сравнение ПНД с другими полимерами.

На данный момент существует несколько полимеров, из которых производят защитные оболочки для труб. Практически все они уступают по своим качествам полиэтилену, либо стоят значительно дороже.

Основная проблема многих пластиковых труб — низкая прочность. Некоторые рассчитаны на эксплуатацию в определенном температурном режиме, другие боятся постоянного воздействия влаги. Ещё большую проблему представляет выделение вредных веществ. Причём, в нормальных условиях, всё может оставаться в пределах нормы, но стоит отклониться от заданных параметров и полимер превращается в токсичный источник опасности. Труба оболочка из полиэтилена лишена данного недостатка: она практически не взаимодействует с окружающей средой. Хорошо переносит холод и жару, может сужаться и расширяться без потери характеристик. За весь срок службы защитный ПНД кожух не выделяет опасные соединение, благодаря чему изделие можно использовать где угодно.