Полиэтиленовые изделия. Характеристики трубы по ГОСТ

Полиэтиленовая продукция используется для устройства трубопроводов различного назначения. Технические и эксплуатационные характеристики позволяют применять ПЭ изделия для прокладки кабелей и силовых линий, транспортировки газа и жидкостей. Полиэтиленовые коммуникации хорошо зарекомендовали себя в установке канализации, дренажных систем и напорного водопровода. Параметры и свойства трубы регулируются ГОСТом.

Полиэтиленовые трубы- это изделия, широко применяющиеся для устройства водо-, газопроводов, канализаций и прочих коммуникаций

Использование полиэтиленовых изделий

Различают трубы из полиэтилена (П) высокого (В) и низкого (Н) давлений (Д). ПВД изделия имеют ограниченную область использования. Обычно на их основе строятся трубопроводы питьевой воды или других жидких сред. Трубы ПВД могут укладываться в грунт без применения дополнительных оболочек для защиты.

Высокая твердость, плотность, низкая горючесть, воспламеняемость, диэлектрические свойства труб ПНД позволяют брать их за основу канализационных систем, водопроводов (как питьевой, так и технической воды), газопроводов, трубопроводов промышленного назначения, для прокладки кабелей и элементов электропроводки.

ПВД производится при повышенном значении давления. Его температура плавления составляет около 110 градусов. Газо- и влагопроницаемость ПНД изделий в пять раз меньше, чем ПВД. Они отлично подходят для наружной прокладки трубопроводов.

Где применяются полиэтиленовые (ПНД) трубы?

Сфера применения труб ПНД определяется, исходя из эксплуатационных качеств материала: высокой плотности, способности выдерживать значительные внутренние нагрузки, низкой воспламеняемости и устойчивости к химическим реагентам. Трубы из полиэтилена низкого давления широко применяют в различных областях промышленности и народного хозяйства.

• Канализационные системы – для прокладки внутренних и внешних напорных и безнапорных коммуникаций.
• Сети холодного водоснабжения. Трубы ПНД широко применяют для подачи питьевой воды (нет постороннего запаха и привкуса, безопасно для здоровья) и воды для технических нужд – например, для полива в сельскохозяйственной отрасли.
• Организация газопроводов низкого давления (используются трубы ПНД со специальной пометкой «газ»).
• Транспортировка агрессивных жидкостей.
• Организация дренажных систем.
• Гидроизоляционная оболочка для силовых кабелей, электропроводки, связи, где определяющим показателем являются диэлектрические показатели ПНД.
• В монолитном строительстве в качестве формообразующего элемента.
• При организации бурения скважин, рытья колодцев.

Внимание!

Главным ограничением использования полиэтиленовых труб, в том числе и ПНД, является свойство легкоплавкости – при температуре свыше 110⁰C полиэтилен начинает плавиться, а при 80⁰ – размягчаться. ПНД, применяемые на открытом пространстве, где они подвержены УФ-излучению, производятся с добавлением стабилизирующих компонентов. Более подробно о ПНД трубах Вы можете почитать в нашей статье «Полиэтиленовые (ПНД) трубы ПЭ-100»

Обзор ГОСТов на ПЭ трубу

Существует несколько стандартов (ГОСТов) на полиэтиленовые трубы. Каждый документ определяет основные характеристики, особенности, сортамент и другие важные свойства изделий. Так, можно выделить ГОСТ 18599, ГОСТ 22689, ГОСТ 32415, ГОСТ 50838. Свойства ПЭ как материала прописаны в стандарте 16338, утвержденном в 1985 году.

Полиэтиленовые трубы выпускаются с маркировочными цветными полосами и без них

Документ 18599-2001 распространяет действие на напорные трубы, которые делятся на 3 типа:

1. Изделия из ПЭ с возможным наличием маркировочных полос.
2. ПЭ трубы, имеющие соэкструзионные слои одинакового уровня MRS (minimum – «минимальная», required – «длительная», strength – «прочность») внутри и/или снаружи.
3. Полиэтиленовые изделия с защитной оболочкой, выполненной из термопласта.

ГОСТ 22689, утвержденный в 2014 году, устанавливает технические параметры фасонных элементов и ПЭ трубы для внутренней системы отвода вод и канализации. Документ 50838 приводит требования к ПЭ трубам для транспортировки газа, который используется в качестве топлива и сырья в промышленности или коммунально-бытовом хозяйстве.

Обратите внимание! По стандарту 18599 выпускаются изделия для прокладки кабелей.

ГОСТ 32415 утвержден в 2013 году и распространяется на изделия из термопластов, в том числе и полиэтиленовые, напорного типа для отопления, х/г водоснабжения и соединительные элементы (фитинги) к ним.

Государственные стандарты и их требования

Технические характеристики полиэтиленовых труб регламентируются нижеперечисленными нормативными документами:

1. ГОСТ 18599 2001. В нём содержатся требования к напорным ПЭ трубам, используемым для транспортировки воды (включая хозяйственно-питьевое водоснабжение) с температурой 0≤Т≤40 ºС. Действие данного ГОСТа не распространяется на трубную полимерную продукцию, предназначенную для перемещения горючих газов и для выполнения электромонтажных работ.
2. ГОСТ 22689 89 описывает характеристики труб и фасонные детали к ним, изготовленных из ПВД и ПНД (эти аббревиатуры обозначают, соответственно, полиэтилен высокого и низкого давления). Под действие данного стандарта подпадают лишь те изделия, которые используются в системах внутренней канализации сооружений с максимальной постоянной температурой стоков +60 градусов и кратковременной (до 1 мин.) +95 ˚С.

Трубы с толстыми стенками и с большим диаметром не сворачиваются в бухты, а поставляются только прямыми отрезками стандартной длины

Текучесть расплава, определяемая из материала готового изделия, должна быть не больше 2г/10 мин. Поверхность труб должна быть гладкой и ровной. На наружной поверхности допускается наличие следов размером не более 0,5 мм от калибрующего и формирующего инструмента. Свёртывать в бухты трубы данного типа нельзя. ГОСТ 22689 89 не регламентирует отклонение от прямолинейности.

После прогрева труб изменение их размеров в продольном направлении не должно превышать 3%. Эти изделия не должны растрескиваться в 20-ти процентном растворе вспомогательного вещества ОП-10, указанного в ГОСТ 8433 81, в течение 24 часов после нагрева до 80±3 градусов. Соединение труб ПЭ ГОСТ 18599 2001 с фасонными частями будет признано герметичным, если успешно пройдёт испытание внутренним гидростатическим давлением 1 кгс/м2 (0,1 МПа) при температуре +15 ±10 градусов. Трубы, а также фасонные детали необходимо производить из расплава ПНД с показателем текучести, определяемым ГОСТ 16338. Если в качестве сырья выступает ПВД, то значение этого параметра регламентирует ГОСТ 16337. В обобщенном виде диапазон значений показателя текучести такой: 0,25≥ ПТ ≥1,5. Единица измерения – г/10 мин.

ГОСТ Р 50838 от 1995 года предусматривает производство полиэтиленовых газопроводных труб в бухтах, прямых отрезках и на катушках. Но с одним уточнением: изделия с диаметром 225 и 200 мм выпускаются исключительно в отрезках, длина которых может колебаться в диапазоне 5 ≤L≤24 метров с кратностью шага соседних значений 0,5 м. Допустимое отклонение длины от номинала — не более 1 процента.

На заметку! В одной партии ГОСТ 18599 2001 допускает наличие труб длиной 5 3 ≤L ≤ 5 метров как минимум 5% от общего объёма.

В отношении изготовления бухтами и на катушках, показатель предельного отклонения выглядят следующим образом:

• длина труб до 500 мм – не более 3 процентов;
• длина труб от 500 мм – не более 1,5 процента.

Длина труб, поставляемых в бухтах, может отличаться от стандартной по согласованию с заказчиком

Производство полиэтиленовой трубной продукции другой длины и с иными предельными отклонениями допускается только по согласованию с заказчиком. Показатель минимальной длительной прочности зависит от типа изделия и используется при расчёте рабочего давления трубопровода. Его обозначение содержит 3 латинские буквы MRS, за которыми следуют числа. Полиэтилену марки ПЭ 100 соответствует маркировка MRS 10,0 МПа, ПЭ 80 — MRS 8,0 МПа и ПЭ 63 — MRS 6,3 МПа.

Характеристика ПЭ (ГОСТ 16338)

Нормативный документ 16338 регулирует технические показатели ПНД (высокой плотности), который получен газофазным либо суспензионным методом полимеризации этилена (С2Н4) при низких значениях давления.

Также здесь указываются композиции и марки ПЭ, разрешенные для производства изделий, контактирующих с питьевой водой, продуктами питания, лекарственными и косметическими препаратами и других целей. Трубы и пленки должны быть изготовлены из газофазных композиций первого и высшего сортов или суспензионных – второго и первого сортов.

ГОСТ регламентирует состав сырья, используемого для производства того или иного типа труб

Документом устанавливаются предельные концентрации вредных веществ, которые могут выделяться в продукты питания, воду или воздух. Соответствующие значения даны в таблице.

Таблица 1

ПНД (по ГОСТ 16338) является горючим материалом. При комнатной температуре он не выделяет вредных веществ в окружающую среду. В процессе переработки, когда значения превышают 140 градусов возможно выделение летучих продуктов, которые содержат органические кислоты.

Каким должен быть ПНД по ГОСТу?

Производство, транспортировка и хранение полиэтилена низкого давления, из которого изготавливают напорные трубы, регламентируют правила – ГОСТ 16338-85, соответственно которым материал получает конкретную маркировку.

Согласно стандартам, для изготовления ПНД используют две технологии, в результате получаются два вида материала.

1. Суспензионный, произведенный путем полимеризации гранулированного вещества С2Н4. В ГОСТе указаны требования к 10 базовым маркам этого ПНД.
2. Газофазный, изготовленный в газовом реакторе с применением катализаторов, сомономеров и других веществ, в правилах указаны требования к основным 20 маркам такого материала.

Листовой ПНД используют для производства различных изделий, в том числе, напорных труб, путем термоформования или механической обработки. Основные технические характеристики, которым должен соответствовать полиэтилен низкого давления, таковы:

• плотность материала должна быть в пределах от 0,931 – 0,970 г/куб. см;
• температура плавления – от 125⁰C и не выше 132⁰C;
• плотность гранул – не менее 0,5 г/куб. см;
• прочность на изгиб и разрыв – от 19 МПа;
• удельное электрическое сопротивление – от 1,014 кОм;
• водопоглощение за месяц календарный – не выше 0,04%.

ГОСТом также регламентируются марки и композиции ПНД, из которых разрешается изготавливать изделия, имеющие контакт с пищевыми продуктами, водой для питья, фармацевтическими изделиями, косметикой и др. Для газофазного типа ПНД разрешены первый и высший сорта; для вида, изготовленного из суспензионного материала – первый и второй.

Внимание!

Требования ГОСТа 16338-85 не распространяются на изделия из полиэтилена низкого давления для кабельной промышленности. Данная продукция требованиями государственных стандартов не облагается.

Производство труб ПНД

ГОСТы на полиэтиленовые изделия для кабелей, водопроводов, канализации, газа, регламентируют не только технологический процесс производства полуфабрикатов ПНД, но и труб. Так, по стандарту 18599 выделяется два способа получения конечного продукта:

• экструзия;
• литье.

Под экструзией понимается выдавливание трубы из гранул в расплавленном состоянии. Необходимую форму изделие получает благодаря головке экструдера. При этом перегретый полимер выталкивается прессом.

Получение трубы литьем осуществляется при помощи вращающейся формы, к стенкам которой липнет расплавленный материал.

Обратите внимание! Этот процесс сложнее экструзии, но есть возможность получения более точных по размерам ПНД труб с минимальными отклонениями и овальностью.

Существует еще один способ получения трубы – пневматическое формирование. При этом полимер под пневматическим давлением подается в форму, в результате чего образуется ПНД изделие.

Экструзия — наиболее простой способ производства ПЭ труб

В зависимости от выбранного типа производства и сырьевых особенностей можно получить конечный продукт с различными техническими характеристиками. ПНД трубы, ГОСТы, регламентирующие их параметры, конкретные условия применения – все это важные вопросы, которые требуют особого внимания при необходимости обустройства трубопровода для газа, воды, кабелей и т. д.

Какие существуют ГОСТы на полиэтиленовые трубы ПЭ?

На полиэтиленовые трубы распространяется несколько видов государственных стандартов, в зависимости от эксплуатационных характеристик изделий, сортамента и других параметров.

• Свойства полиэтилена как материала для изготовления труб регламентированы ГОСТом 16338, который был разработан в 1985 году.
• Основным документом, где указываются условия применения ПЭ трубы, является ГОСТ 18599 2001, который сменил действующий до 2003 года ГОСТ 18599 83. Кроме сфер и возможностей использования, здесь отражены основные требования, предъявляемые я к производству труб из полиэтилена, а также – к характеристикам готовой продукции. Данный вид стандартизации применяется к ПЭ трубам для транспортировки различных жидкостей (воды, соков, молока и т.п.) и газов при температуре, не превышающей 40⁰C.
• Документ 22689 2014 устанавливает технические характеристики фасонных составляющих и полиэтиленовых труб для канализационных коммуникаций и внутренних систем водоотведения.
• ГОСТом 50838 (последняя редакция ГОСТа для газовых труб — ГОСТ Р 58121.2) регламентируются требования к ПЭ трубам для прокладки газопровода.
• Для проведения кабеля технические параметры труб регулирует государственный стандарт 18599.
• ГОСТ 32415 2013 регулирует условия использования труб ПНД напорных для водопровода, отопления и соединительных деталей к ним.
• Кроме того, существует ГОСТ 30732 2006, который регламентирует правила использования полиэтиленовых безнапорных изделий в качестве ППУ изоляции для стальных труб.

Внимание!

Если Вас интересуют характеристики, сортемент или где можно купить трубы ПЭ 100 для холодной воды — то более подробно об этом можно узнать в нашем подразделе Трубы для холодного водоснабжения.

Размеры ПЭ труб по документу 32415

ГОСТом на трубы (полиэтиленовые) для водопровода определяются основные размеры изделий. Соответствующие значения из стандарта приведены в таблице. SDR (СРО) – standard («стандартное») размерное («dimension») отношение («ratio»).

Таблица 2

Предельные отклонения размеров полиэтиленовых труб

ГОСТом 32415 устанавливаются допустимые отклонения диаметра и овальность ПЭ изделий.

Таблица 3

Для толщины стенки ПЭ трубы ГОСТом приводятся такие данные (в миллиметрах).

Таблица 4

Основные расчетные соотношения

По ГОСТу полиэтиленовая труба может эксплуатироваться 50 лет при температуре рабочей среды 20 градусов. Эти значения присущи холодному водоснабжению.

Трубы малого диаметра и небольшой толщиной стенок чаще всего применяют для транспортировки холодной воды в бытовых условиях

Для него номинальное давление, расчетное напряжение и серия изделия связаны таким соотношением:

Д = 10*Н/С = 10*MRS/С*К,

где К – запас прочности в виде коэффициента, учитывающего условия эксплуатации трубопровода; С – серия трубы; MRS – минимальное значение длительной прочности, выраженное в МПа; Н – расчетное напряжение (в МПа).

Если трубопровод переносит воду, температура которой выше 20 градусов, то значение рабочего давления корректируется вводом коэффициента. В этом случае используется соотношение

Д1 = Д*К1,

где Д1 – допустимое давление, выраженное в бар; Д – номинальное давление; К1 – снижение давления в коэффициентной форме, значение которого дано в таблице.

Таблица 5

Особенности труб из полиэтилена

Всем полимерным трубам присущи общие технические и эксплуатационные характеристики. Однако, несмотря на это, отдельные виды продукции данного типа имеют свои особенности. К отличительным свойствам ПЭ изделий можно отнести: гарантийный срок эксплуатации полиэтиленовой трубы ГОСТ 18599 2001 составляет 50 лет и улучшение со временем свойств по транспортировке рабочей среды.

Пропускная способность полиэтиленового трубопровода возрастает по двум основным причинам:

1. Граничный слой полимера со временем набухает. В результате этого возникает специфический эффект поверхностной эластичности, благодаря которому снижается сопротивление движению, и улучшаются условия обтекания стенок труб.
2. Коррозионное зарастание металлической трубы приводит к уменьшению её внутреннего диаметра. Вместе с тем, из-за характерного полиэтилену свойства ползучести, проходное сечение изделия, произведённого из этого материала, в процессе эксплуатации увеличивается не в ущерб его работоспособности. В цифрах увеличение выглядит так: порядка 10% в течение первых 10 лет и около 3% на протяжении всего срока службы трубопровода.

Широкий диапазон рабочих температур — еще одно важное достоинство. Полиэтиленовая труба, соответствующая требованиям ГОСТ 18599 2001, не теряет свои эксплуатационные характеристики при значительной отрицательной температуре (-70˚С) и сохраняет прочность при +60˚С. При превышении этой отметки, прочность ПЭ снижается, и он утрачивает способность выдерживать высокое давление.

Устойчивость к высокому давлению и низким температурам позволяет применять полиэтиленовые трубы для прокладки подземных сетей без какой-либо изоляции

Коэффициент снижения значения данного параметра изготовленных из полиэтилена труб в зависимости от температуры рабочей среды представлен в таблице №1.

Таблица 1

Эластичность труб, помимо удобства монтажа, положительно сказывается на транспортировке данных изделий. Доставлять потребителю трубы, диаметр которых не больше 160 мм, допускается бухтами длиной более 200 метров. Разрезать их можно обычной ножовкой. Инженерные сети собираются из таких труб с помощью специальных муфт, фитингов и прочих деталей.

Важно! Воздействие прямых солнечных лучей вызывает старение полиэтилена. Поэтому в наружных коммуникациях использовать следует трубы из полимера, стабилизированного сажей.

Технические требования по ГОСТу 32415

Трубы должны быть гладкими как внутри, так и снаружи. Выполнение этого требования важно для обеспечения заданной пропускной способности трубопровода. Допускается незначительная волнистость и наличие продольных полос.

Обратите внимание! На поверхности не должно быть пузырей, раковин, посторонних включений и трещин.

Один из показателей качества ПЭ труб — абсолютная гладкость внешней и внутренней поверхности изделий

Стойкость труб (ГОСТ 32415) к внутреннему давлению определяется при испытаниях, режимы которых даны в таблице.

Таблица 6

При пластическом разрушении для второго режима испытания проводятся повторно при условиях, указанных в таблице.

Таблица 6

Водопроводные трубы могут удлиняться после прогрева температурой 110±2 ºС не более, чем на 3%. При этом испытания длятся 60±2 минуты для изделий со стенкой до 8 мм, 120±2 минуты – от 8 до 16 мм и 240±2 минуты – больше 16 мм. При разрыве относительное удлинение трубы марок 80, 100 составляет не меньше 350%. Изменение ПТР по сравнению с исходным – не больше 20 процентов, термостабильность при температуре 200 градусов – не меньше 20 минут.

Испытания ПЭ труб проводятся под высоким давлением

Параметры стойкости соединений труб

Полиэтиленовые трубы, соединенные посредством фитингов, должны отвечать требованиям стандарта. Сварная стыковка изделий и ее технические параметры стойкости проверяется во время испытаний с температурой 80 ºС на протяжении не менее 165 часов при гидростатическом (кольцевом) напряжении 5,4 МПа (для ПЭ 100) и 4,5 МПа (для ПЭ 80).

Механические соединения труб из полиэтилена проверяются при режимах, указанных в таблице.

Таблица 7

Механические соединения также подлежат проверке стойкости к действию растягивающей нагрузки (при температуре 20 градусов не меньше часа), которая вычисляется по формуле:

РН = 1,5*Н*π*(НД-ТС)*ТС,

где РН – растягивающая нагрузка, Н; Н – допустимое напряжение: 8 МПа (для ПЭ 80), 10 МПа (для ПЭ 100); НД – номинальное значение наружно диаметра, мм; ТС – среднее значение толщины стенки, мм.

Радиус изгиба может составлять 15 наружных диаметров трубы (в мм), если номинальное давление ≤10 и 20 наружных диаметров, если больше 10. Номинальное давление должно выбираться из таблицы.

Таблица 8

Если для соединения использованы компрессионные фитинги, то испытательное давление должно соответствовать значениям в таблице (условное обозначение: НД – номинальное давление).

Каждый из способов соединения ПЭ труб должен соответствовать принятым стандартам

Таблица 9

Как рассчитать основные соотношения у ПЭ труб?

Согласно нормам ГОСТ, полиэтиленовые трубы холодного водоснабжения при показателях рабочей температуры в 20⁰C могут эксплуатироваться в течение 50 лет. Соотношение показателей номинального давления, расчетного напряжения и серии ПЭ трубы будут выглядеть следующим образом:

Д = 10 х Н/С = 10 х MRS/С х К, где Д – давление, Н – расчетное напряжение, С – серия изделия, MRS – минимальный показатель длительной прочности, К – коэффициент запаса прочности с учетом условий эксплуатации трубопровода. Все величины выражаются в МПа.

Если водопровод транспортирует воду с более высокой температурой, для расчета значения допустимого давления вводится коэффициент.

Формула выглядит таким образом: Д1 = Д х К1, где Д1 – допустимый показатель давления, Д – номинальный, К1 – коэффициент снижения давления. Значения коэффициентов в зависимости от температуры представлены в таблице.

Таблица зависимости коэффициента снижения давления от температуры

Основные соотношения полиэтиленовых труб регламентируются государственным стандартом 18599 2001.

Размеры канализационных изделий из полиэтилена

Канализационным трубам (ГОСТ 22689) характерны размеры, указанные в таблице.

Таблица 10

Стандартом устанавливается также значение толщины стенки.

Таблица 11

Допустимы также и другие толщины стенок изделий в любой из точек, но не больше 1,25 минимального предела.

Для монтажа напорных канализационных систем применяют гладкие и гофрированные трубы с толстыми стенками

Что значит SDR?

Одним из основных показателей прочностных характеристик полиэтиленовой трубы, который предусмотрен ГОСТом и обязательно указывается при маркировке, является SDR. Этот параметр позволяет определить возможности изделий. Расшифровка этого обозначения на английском (Standart Dimension Ratio) – стандартный размерный коэффициент.

Коэффициент SDR трубы показывает соотношение внешнего ее диаметра к толщине стенки, для вычисления показателя применяется следующая формула:

SDR = D : S, где D – наружный диаметр (в мм), а S – толщина стенки трубы (в мм).

Чем больше коэффициент SDR, тем тоньше трубная стенка, и наоборот – у трубы с толстыми стенками этот показатель меньше. Таким образом, труба с низким SDR будет обладать большими возможностями и способностью выдерживать серьезные нагрузки, чем изделие с высоким коэффициентом.

Важно!

Если из труб одного диаметра и с разными показателями SDR (например, 17 и 21) выбирать изделие с лучшими эксплуатационными характеристиками, следует отдать предпочтение меньшему коэффициенту– 17.Однако нужно учитывать: чем больше толщина стенки, тем ниже пропускная способность трубы за счет уменьшения ее внутреннего сечения.

Технические параметры канализационной трубы

Полиэтиленовая труба (ГОСТ 22689) для канализации после прогрева может удлиняться не более чем на 3%. При этом недопустимо появление трещин или пузырей. Изменение ПТР для труб, которые предназначены для сварки встык – не более 2*10-1 г/10 минут.

Если соединению подлежат трубы и фасонные элементы с уплотнителем, то водонепроницаемость без утечек при давлении внутри 0,05 МПа должна быть в течение 15 минут, а воздухонепроницаемость при давлении 0,01 МПа – в течение 5 минут. Показатели ПТР для изделий соответствуют ГОСТ 11645.

Обратите внимание! Документ допускает добавление повторно переработанного материала, имеющего ту же марку, в композицию.

ПНД трубы обладают высокой степенью жесткости благодаря своей кристаллической структуре. Они отличаются высокой прочностью, плотностью, низким модулем упругости. Основной документ на напорную канализационную трубу (ПНД) – ГОСТ 18599.

ГОСТ в производстве полиэтиленовых труб

Стандартизация полиэтиленовых изделий касается не только технологий производства листов ПНД, но и изготовления напорных труб. По положениям ГОСТ 18599, конечный продукт производится двумя основными способами:

• путем экструзии (прессом выдавливается расплавленный полимер, а придается трубе нужная форма посредством головки экструдера);
• способом литья (расплавленный полиэтилен прилипает к стенкам специальной формы, которая вращается в скоростном режиме).

Еще одна методика получения напорных труб ПНД – способом пневматического формирования. В таком случае расплавленное вещество под давлением пневматики подается в форму – в результате получается готовое изделие.

Важно!

Литьевой метод сложнее экструзии, зато последним способом получают готовые трубы с минимальными показателями отклонений в размерах и овальности.

Масса полиэтиленовой трубы для канализации

ГОСТом 18599 устанавливаются значения массы 1 метра трубопровода из ПЭ изделий.

Таблица 12

Качественные трубы при сварке встык не должны приходить в негодность

При расчете массы принята плотность полиэтилена 950 кг/м3.

Характеристики труб для газа

ГОСТом на полиэтиленовые изделия, предназначенные для газа, устанавливаются их требуемые технические параметры. Некоторые из показателей являются общими для обоих марок материала (80 и 100). Так, установленная плотность должна составлять более 930 кг/м3, разброс ПТР – ±20%, массовая доля сажи (технического углерода) – 2,0-2,5%, летучих веществ – не больше 350 мг/кг.

Показатели, которые отличны для разных марок полиэтилена, даны в таблице (условное обозначение: БРТ – быстрое распространение трещин).

Таблица 13

Трубы для газа из разных марок различаются по расчетному коэффициенту запаса прочности, который приведен в таблице.

Таблица 14

Газовые трубы подбираются по параметрам прочности, выбор зависит от давления в будущей магистрали

Показатель SDR полиэтиленовых труб

Приобретая такие изделия, особое внимание уделите нанесённой на них маркировке. Она содержит следующие данные о конкретной трубе:

• информацию о предприятии-производителе;
• ГОСТы, в соответствии с требованиями которых она изготавливалась;
• марку полиэтилена, например, ПЭ 100;
• толщину материала стенок изделия и его диаметр;
• аббревиатуру SDR, за которой следует некий индекс. Это – прочностной показатель, предоставляющий наиболее точную информацию о возможностях трубных изделий

Аббревиатура SDR происходит от английского термина Standard Dimension Ratio, который в русском переводе звучит так: Стандартный Размерный Коэффициент. Его значение вычисляется путём деления наружного диаметра на толщину стенки полиэтиленовой трубы ГОСТ 18599 2001.

SDR = Внешний диаметр/Толщина стенки.

Простой анализ этой формулы говорит, что изделия с меньшим индексом SDR имеют более толстые стенки, и, наоборот, тонкостенной трубе соответствует большее значение этого индекса. Отличия по «классам давления» подобных изделий в зависимости от SDR представлены в таблице №2.

Таблица 2

В целом, данный показатель наряду с толщиной слоя полиэтилена указывает какой уровень нагрузки или давления (внутреннего и внешнего) способна выдержать труба из полиэтилена ГОСТ 18599 2001.

Напорные сети требуют применения труб с показателем SDR 6-9

Этот стандартный размерный коэффициент рекомендуется использовать при выяснении пригодности трубы для реализации конкретной системы – безнапорной и напорной, а именно:

• трубы с SDR 6-9 помимо подачи воды подходят для обустройства напорных коллекторов канализации и даже газопроводов;
• изделия, индексированные от 11 до 17,могут использоваться для создания слабонапорных водопроводных, а также оросительных систем;
• полиэтиленовая трубная продукция с показателями SDR 21-26 может служить для организации слабонапорного внутридомового водообеспечения многоэтажных зданий. А, например, трубы ПЭ 100 с SDR 26 нашли применение в пищевой промышленности: по ним транспортируется сок, молоко, пиво или вино;
• трубы с SDR 26-41 применяются для самотёчных (безнапорных) канализационных отводов.

Важно! Учёт марки полиэтилена – одно из самых главных условий правильного выбора изготовленных из него труб. Даже при одинаковых SDR, изделие, в маркировке которого присутствует большее число, например, ПЭ 100, а не ПЭ 80, будет устойчивее к различным механическим воздействиям.

Ниже приведены несколько примеров, касающихся использования труб марки ПЭ 80.

1. Трубы ПЭ 80 с SDR 21 характеризуются малой прочностью на внутренний напор и на сдавливание. Поэтому не рекомендуется их использовать для устройства газопровода, закапывания в землю и для напорных систем.
2. Изделия ПЭ 80 с индексом SDR 17 рекомендуются для обустройства водопроводных систем малоэтажных зданий. Для этого их уровень прочности вполне достаточен. А сэкономить на монтаже позволит малый вес и небольшая стоимость.
3. Труба ПЭ 80 с показателем SDR 13,6 очень прочная и может применяться для постройки долгосрочной системы водоснабжения.

Труба с невысоким показателем прочности годится для использования только в сетях со слабым давлением, например, в системе полива дачного участка

ПНД трубы для кабеля

ГОСТом 18599 определены характеристики и технических труб, которые могут использоваться для прокладки и защиты кабелей.

Обратите внимание! При производстве такого изделия допускается (при согласовании с потребителем) применение вторичного сырья, что снижает базовую стоимость примерно на 50%.

Трубы для кабелей из полиэтилена выгодны не только в финансовом, но и в практическом аспекте. Такие коммуникации не выдерживают внутреннего давления, что приводит к ограниченности их применения:

• для безнапорной канализации;
• как футляр для силового кабеля.

Технические трубы обычно поставляются бухтами по сто либо двести метров, а также отрезками по 12 метров. Различная толщина стенки определяет отнесение изделия к одному из вариантов по жесткости (см. таблицу).

Таблица 15

Сортамент технических труб

Технические трубы имеют характеристики, представленные в таблице.

Таблица 16

Преимущества ПНД труб перед стальными

Полимерные трубы очень распространены в настоящее время. Широта их использования определяется рядом положительных характеристик.

Одним из преимуществ ПЭ труб является неподверженность коррозии, что позволяет прокладывать подземные коммуникации без дополнительной защиты

ПЭ изделия в значительной степени дешевле труб из стали и имеют гарантированный эксплуатационный срок не меньше пятидесяти лет. Поскольку ПНД трубы (ГОСТы 18599, 22689, 32415 и 50838) не требуют применения катодной защиты, то нет необходимости в их дальнейшем обслуживании.

Таким изделиям не страшна коррозия, воздействие химических веществ. Благодаря низкому весу облегчаются монтажные работы. Кроме того установка удешевляется за счет стыковочной сварки ПЭ труб. Замерзшая внутри трубопровода вода его не разрушает, сохраняя полную герметичность и целостность.

Напорные трубы из ПНД хорошо защищают от микроорганизмов и бактерий. Гладкая внутренняя поверхность обеспечивает отличную пропускную способность. При использовании таких труб гарантируется чистота транспортируемой жидкости, что позволяет устраивать трубопроводы питьевой воды на основе полиэтиленовых изделий.

Особенности маркировки ПНД труб

Информация о характеристиках изделий, выраженная в буквенно-символьном виде, имеется на наружной поверхности труб. Умение читать подобную маркировку значительно упрощает процесс выбора подходящей коммуникации и позволяет не допустить критических ошибок во время сборки трубопровода.

Маркировка полиэтиленовых изделий включает наименование компании-производителя, а также обозначение стандарта, по которому выполнена такая продукция, например, ГОСТ 18599.

Обратите внимание! Наименование материала трубы имеет международный формат: PE 100 (или 63, или 80).

После сорта полимера указывается группа цифр, которая соответствует наружному диаметру. Это значение приводится в миллиметрах и отвечает сортаменту. Кроме наружных габаритов маркировка включает и внутренний – толщину стенки. Она также выражается в миллиметрах.

Технические данные указываются на внешней поверхности трубы через определенные промежутки

Немаловажной характеристикой, на которую обязательно следует обращать внимание при выборе ПНД трубы, является номинальное давление. Иногда производители указывают также и максимальное значение этого параметра, выраженное в МПа.

Завершающие позиции маркировки – номер партии и дата изготовления продукции.

Канализационные трубы из ПНД — технические показатели

Отдельным стандартом ГОСТ 22689 регламентируются требования к ПЭ трубам для канализационных коммуникаций. Документом регулируются параметры, которым должны отвечать изделия, а также характеристики патрубков, отводов, заглушек и других фасонных элементов. Стандарты нормируют диаметры, а также соотношение с толщиной стенок и предельную длину отрезков. Основные характеристики труб ПЭ для канализационных коммуникаций:

• Для прокладки канализации выпускаются полиэтиленовые трубы безнапорные – с показателем давления в 5 атмосфер, напорные – в 20 атмосфер.
• Используются ПЭ трубы диаметром от 40 до 280 мм, изготовленные из материала ПЭ 100 или ПЭ80.
• Показатель значения толщины стенки ПЭ канализационной трубы в зависимости от наружного диаметра – от 30 до 136 мм.
• Норма растяжения ПЭ канализационной трубы после нагрева – не более 3%, притом растрескивание и появление пузырей недопустимо.
• ПТР изделий, предназначенных для использования стыковой сварки, не должен превышать показатель 2 х 10-1г/10 минут.
• Параметры величин ПТР для канализационных труб регламентируются нормами ГОСТ 11645.
• При соединении частей трубопровода посредством фасонных элементов с уплотнителями параметры водонепроницаемости должны достигать 15 мин (при давлении в 0,05 Мпа), показатель воздухонепроницаемости – 5 мин (давление 0,01 Мпа).
• Рекомендуемая допустимая рабочая температура – 40⁰C, при более высоких показателях наступает размягчение стенок трубы.

Внимание!

Для гофрированных ПЭ изделий, поставляемых в рулонах и отрезках, не существует единых стандартов, поэтому обычно производители используют при изготовлении таких труб свои технические условия, оговаривая их с заказчиком продукции.

ПЭ повышенной термостойкости

ГОСТ 32415 выделяет особый вид полиэтилена, имеющий повышенную термостойкость. Сортамент дан в таблице.

Таблица 17

Такие трубы могут выпускаться в прямых отрезках, катушках, бухтах. Отклонение изделий с длиной до 12 метров должно составлять 10 мм в большую (либо меньшую) сторону. Предельные размерные отклонения и овальность даны в таблице.

Таблица 18

Свойства сшитого полиэтилена

Нормативными документами (например, ГОСТ 32415) регулируются технические характеристики и условия использования еще одной разновидности полимерного материала – сшитого полиэтилена.

Сшитый полиэтилен отличается особой прочностью, поэтому трубы из него применяются даже при монтаже систем отопления

Обычный ПНД полиэтилен получается в присутствии катализаторов под действием низкого давления. В его структуру входят молекулы со значительным количеством ответвлений, большая часть которых находится в пространстве в свободном состоянии.

Обратите внимание! После сшивки дополнительно образуются боковые связи, образующие межмолекулярную сетку, отличающуюся особенной прочностью.

Различные технологии сшивания приводят к увеличению или уменьшению количества таких связей, что влияет на характеристики изделия. Например, полимер PEX-a получается более дорогим методом, однако он обладает наибольшей трещиностойкостью, ударопрочностью и наибольшую температуру плавления.

Сшитый полиэтилен и преимущества изготовленных из него труб

В последние годы особой популярностью стали пользоваться низкотемпературные системы отопления. Это явление обусловлено появлением на рынке относительно дешёвых и надёжных труб из сшитого полиэтилена.

Сшитый полиэтилен — один из самых надежных материалов для монтажа отопления

Данный материал представляет собой наиболее плотную модификацию продукта полимеризации этилена, характеризующуюся сетчатой молекулярной структурой, укреплённой дополнительными межмолекулярными связями. Обозначается он следующими латинскими буквами: PEX. Первые две, как это несложно догадаться, обозначают полиэтилен, а последняя – X – как раз и говорит что он сшитый.

Обычный полиэтилен представляет собой совокупность крупных полимерных молекул с многочисленными боковыми ответвлениям, большинство из которых «свободно плавает» в межмолекулярном пространстве. «Сшивка» формирует дополнительные связи, создающие, в свою очередь, особенно прочную структуру – межмолекулярную сетку, схожую с кристаллической решёткой твёрдых веществ. Применение различных технологий «сшивания» позволяет получить вещество с меньшим или большим количеством таких связей и, соответственно, с меньшими либо большими прочностными характеристиками.

• PEX a – характеризуется наибольшим процентом сшивки. Количество сшитых молекул может достичь отметки 85%. Этот пероксидный полиэтилен получается в присутствии молекул перекиси водорода.
• PEX b – объём связанной структуры составляет 70%. Такой силановый полимер получил наибольшее распространение и применяется в широком перечне товарных позиций, реализуемых на современном рынке.
• PEX c – сшиваются до 60 процентов молекул. Изготавливается радиационным способом.
• PEX d – сшивка достигает 70%. Создаётся в присутствии молекул азота, а условия протекания реакции отличаются повышенной сложностью.

По техническим характеристикам сшитый полиэтилен сопоставим со многими твёрдыми веществами. А по таким параметрам, как длительность срока эксплуатации и стойкость к различным разрушителям, даже превосходит некоторые из них. Конечно, не все марки сшитого полиэтилена могут на равных конкурировать с традиционно применяемыми для изготовления труб отопления и водоснабжения материалами. Речь, в первую очередь идёт о продукте PEX-a. Именно он характеризуется наибольшей ударопрочностью, трещиностойкостью и самой высокой температурой плавления.

Благодаря прочности и высокой гибкости PEX-труб они являются одним из лучших вариантов для систем теплого пола

Полезная информация! Высокопроцентная сшивка даёт менее пластичные и более твёрдые изделия. Этот фактор отнюдь не означает, что она лучшая. Просто с её помощью можно получать разные по качеству материалы для производства изделий различного предназначения.

С учётом вышеизложенного, трубы из сшитого полиэтилена обладают следующими преимуществами:

• стабильность формы. Если на такие изделия не будет воздействовать внешняя нагрузка, они не деформируются даже при температуре +200˚С;
• высокая усталостная прочность. Это свойство сохраняется при транспортировке рабочей среды с температурой +95˚С;
• устойчивость к растрескиванию. Высокая ударная вязкость и такая же ударная прочность в местах надрезов фиксируется даже при значительных отрицательных температурах (-50˚С);
• оптимальное соотношение гибкости и прочности;
• отсутствие ионов тяжёлых металлов и галогенов;
• устойчивость к коррозии;
• способность противостоять воздействию химически активных соединений;
• прекрасные усадочные качества материала;
• высокая износостойкость: поверхность трубы из сшитого полиэтилена подвергается истиранию в незначительной степени.

Параметры сшитого полиэтилена

Стандартами определены все технические параметры материала. Так, его плотность составляет 940 кг/м3, температура плавления – +200 градусов, теплопроводность равна 0,38 Вт/м*К. Сшитый полиэтилен обладает значениями растяжения на разрыв от 350 до 800% и очень высоким уровнем гибкости. Трубы из такого полимера отличаются повышенной пропускной способностью, которая на 20-30 процентов выше аналогичного показателя для других коммуникаций. Межтрубные соединения также отличаются повышенной прочностью.

К отрицательным свойствам материала можно отнести неустойчивость к ультрафиолетовому излучению, которое при длительном воздействии приводит к его хрупкости и медленному разрушению, а также разрушающее воздействие кислорода (О2) при проникновении в молекулярную структуру вещества.

Труба ПНД (ГОСТы 32415, 22689, 18599 и 50838) является высококачественным изделием, имеющим целый ряд положительных качеств. Технические характеристики, установленные стандартами, позволяют их применять во многих сферах и для различных трубопроводов.

Отличия марок

Впервые для производства полимерных труб был использован ПЭ 63. Его достаточно высокая кратковременная прочность не в состоянии нивелировать низкую стойкость к растрескиванию. Кроме того, при длительной эксплуатации прочностные свойства материала существенно снижаются. Поэтому в настоящее время производство труб напорных из ПЭ 63 по ГОСТ 18599 2001 резко сократилось. Сегодня у потребителей в почёте изделия из ПЭ 80 и 100, причём последние наиболее востребованы. Обусловлено это следующими факторами:

1. Более высокая, чем у ПЭ 80 плотность позволяет выпускать трубы с меньшей толщиной стенки, не в ущерб способности выдерживать заданное рабочее давление.
2. Пропускная способность на 20 процентов выше, а потери давления на 30 процентов меньше, чем в трубе из ПЭ 80, имеющей тот же номинальный диаметр.
3. Вес одного погонного метра на 20% меньше, чем у трубы из ПЭ 80, выдерживающей такое же давление. Этот фактор обеспечивает снижение затрат на перевозку и монтаж трубопроводов.
4. Показатели стойкости к быстрому и медленному растрескиванию в несколько раз превосходят эти характеристики аналогичной продукции из ПЭ 80.
5. Более высокая морозоустойчивость и стойкость к различным механическим повреждениям выгодно отличает трубы ПЭ 100.
6. При производстве труб большого сечения из ПЭ 100 фиксируется значительное снижение материалоёмкости за счёт уменьшения наружного диаметра без потерь пропускной способности.
7. Из ПЭ 80 производятся в основном трубы малого диаметра.

Трубы повышенной прочности изготавливаются из полиэтилена марки ПЭ 100