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.
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 R3). 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.
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.
Эксплуатационные свойства ПНД, их преимущества и недостатки
- Трубы из ПНД имеют низкую теплопроводность;
- Рабочий диапазон температур от -60 до +60 градусов по цельсию;
- ПНД эластичен и не подвержен процессу трещинообразования;
- Низкая теплопроводность в зимний период препятствует замерзанию;
- транспортируемых жидкостей;
- Полиэтилен легок (плотность 0,93-0,97);
- Физиологически нейтрален;
- Водостоек;
- Устойчив к негативному воздействию кислотных и щелочных сред, к маслам и жирам;
- Не растворяется, но ограниченно набухает в органических растворителях.
Благодаря высокой коррозионной и химической стойкости трубы ПНД не требуют специальных покрытий для защиты от агрессивного воздействия почвогрунтов. В отличие от металлических изделий не требуют катодной защиты. Поскольку ПНД экологически безопасны, они не оказывают негативного влияния на почвогрунты и населяющие их организмы.
Внутренняя поверхность остается чистой, не накапливаются отложения, поэтому пропускная способность остаётся неизменной, что обеспечивает высокую производительность полиэтиленового трубопровода на протяжении всего срока эксплуатации.
Трубы из ПНД отличаются высокой износостойкостью, поэтому долговечны при низкой стоимости. Срок службы составляет не менее 50 лет, а максимальный расчётный срок службы — до 300 лет. Полиэтиленовые изделия сохраняют технические характеристики при всем сроке эксплуатации.
Способность к температурному расширению ограничивает использование труб из ПНД систем горячего водоснабжения и отопления.
Трубы ПНД устойчивы к жиросодержащим и абразивным стокам и применяются для устройства систем канализации и коллекторов. Технические изделия ПНД используются для защиты кабелей связи при подводной и подземной прокладке. В электротехнические трубопроводы укладывают электрические провода при скрытой прокладке под бетон и цемент. ПНД круглые и профильные могут применяться при монтаже вентиляционных систем.
Угловые соединение пнд изделий с маркировкой
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.
Варианты надежного утепления полиэтиленовых труб
- Стекловата – недолговечный, но доступный утеплитель, который требует дополнительной внешней изоляции.
- Базальтовый утеплитель – более функциональный аналог предыдущего материала.
- Пенопласт – выпускается в виде скорлупы, не требует дополнительной изоляции, подходит для многократного применения.
Неплохим вариантом будет покупка уже утеплённой трубы ПНД. Это двухслойная конструкция, где поверх пластиковой трубы уложен утепляющий слой, закрытый внешней оболочкой. Однако, стоят такие изделия заметно дороже.
Читайте про гибкий утеплитель Энергофлекс.
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).
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.
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.
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 , «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.
