Полиэтиленовые трубы: виды и применение

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.

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

Таблица 10

Номинальный размер, * 10-1 мм Внешний диаметр (номинальный), *10 мм Среднее значение наружного диаметра, *10-1 мм
максимальный минимальный
320 3,2 323 320
400 4,0 404 400
500 5,0 505 500
630 6,3 636 630
750 7,5 757 750
800 8,0 808 800
900 9,0 909 900
1 тыс. 10,0 1009 1 тыс.
1100 11,0 1110 1100
1250 12,5 1262 1250
1600 16,0 1615 1600
2 тыс. 20,0 2018 2 тыс.
2500 25,0 2523 2500
3150 31,5 3179 3150

Стандартом устанавливается также значение толщины стенки.

Полиэтиленовые трубы с синей полосой

Таблица 11

Наружный диаметр (номинальный), *10 мм Стенка, *10-1 мм
Для серии 12,5 Для серии 16
максимальная максимальная минимальная минимальная
3,2 35 30 35 30
4,0
5,0
6,3
7,5
8,0 36 31
9,0 41 35
10,0 44 38 38 32
11,0 49 42 40 34
12,5 55 48 45 39
16,0 71 62 56 49
20,0 87 77 71 62
25,0 108 96 87 77
31,5 136 121 109 97

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

Краткий экскурс в историю

Несмотря на широкое применение, полиэтиленовые трубы стали применяться не так давно. Самым первым трубопроводам из ПНД сейчас порядка 50 лет (это приблизительный срок эксплуатации таких труб). Еще в середине XX века из полиэтилена изготавливали только пакеты, пленку и т.п. Несмотря на потенциал использования материала, применение его было ограничено низкими качественными характеристиками – полиэтилен плохо переносил механические нагрузки, был хрупок и недолговечен.

На сегодняшний день наша страна способна воспроизводить весь процесс изготовления трубы на своей территории – у нас свое сырье, свои заводы, своя вторичная переработка.

Параметры сшитого полиэтилена

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.

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.

Маркировка труб

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

Наименование продукта Допустимая концентрация, мкг/м3 Класс опасности (ГОСТ 12.1.007)
Формальдегид 500 2
Ацетальдегид 5 тыс. 3
Окись углерода 20 тыс. 4
Органические кислоты (пересчет на уксусную кислоту) 5 тыс. 3
Аэрозоль ПЭ 10 тыс. 3

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.

Монтаж промышленной ПЭ трубы

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

Марка полиэтилена 80 80, 100
Серия 2,5; СРО 6 Серия 3,2; СРО 7,4 Серия 4; СРО 9 Серия 5; СРО 11 Серия 6,3; СРО 13,6 Серия 8; СРО 17 Серия 10; СРО 21 Серия 12,5; СРО 26 Серия 16; СРО 33 Серия 20; СРО 41
Диаметр, *103 мм Стенка трубы, *10-1, мм
0,016 30 23 20
0,020 34 30 23 20
0,025 42 35 30 23 20
0,032 54 44 36 30 24 20
0,040 67 55 45 37 30 24 20
0,050 83 69 56 46 37 30 24 20
0,063 105 86 71 58 47 38 30 25
0,075 125 103 84 68 56 45 36 29
0,090 150 123 101 82 67 54 43 35
0,110 183 151 123 100 81 66 53 42
0,125 208 171 140 114 92 74 60 48
0,140 233 192 157 127 103 83 67 54
0,160 266 219 179 146 118 95 77 62
0,180 299 246 201 164 133 107 86 69
0,200 332 274 224 182 147 119 96 77
0,225 374 308 252 205 166 134 108 86
0,250 415 342 279 227 184 148 119 96
0,280 465 383 313 254 206 166 134 107
0,315 523 431 352 286 232 187 150 121 97 77
0,355 590 485 397 322 261 211 169 136 109 87
0,400 665 547 447 363 294 237 191 153 123 98
0,450 615 503 409 331 267 215 172 138 110
0,500 683 558 454 368 297 239 191 153 123
0,560 625 508 412 332 267 214 172 137
0,630 572 463 374 300 241 193 154
0,710 645 522 421 339 272 218 174
0,800 588 474 381 306 245 196
0,900 662 533 429 344 276 220
1,000 725 593 477 382 306 245
1,200 882 679 572 459 367 294
1,400 1029 824 667 535 429 343
1,600 1176 941 762 612 490 392

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.

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

№ п/п Время испытаний, мин., не меньше Температура испытаний, градусы Кольцевое (гидростатическое) напряжение для марки ПЭ, кПа
100 80
1 6 тыс. 20 12 тыс. 10 тыс.
2 165*60 80 5400 4500
3 60 тыс. 80 5 тыс. 4 тыс.

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

Цветовая маркировка труб ПНД

Таблица 6

Марка ПЭ 100 Марка ПЭ 80
Гидростатическое напряжение, кПа Время, ч Время, ч Гидростатическое напряжение, МПа
5400 165 165 4,5
5300 256 233 4,4
5200 399 331 4,3
5100 629 474 4,2
5 тыс. 1 тыс. 685 4,1
1 тыс. 4,0

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

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Краска для газовых труб чем лучше покрасить газовую трубу в квартире и на улице

Таблица 7

Схема испытаний Давление, бар Температура, градусы Время испытаний, не меньше, ч
Без изгиба ПЭ трубы 1,5*номинальное давление 20 1
С изгибом 1

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

Серия SDR Номинальное давление для марки полиэтилена, *10-1
80 100
20 41 32 40
16 33 40 50
12,5 26 50 60
10 21 60 80
8 17 80 100
6,3 13,6 100 125
5 11 125 160
4 9 160 200
3,2 7,4 200 250
2,5 6 250

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

https://www.youtube.com/watch?v=c2QhvEbmqbc

Таблица 9

Температура
испытаний, градусы
Время, ч, не меньше Давление, бар, для фитингов, изготовленных из
PP-R PP-B PP-H POM ABS
20 1 тыс. 1,2*НД 1,5*НД
40 0,8*НД 1,1*НД

Таблица 10

Таблица 11

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.

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.

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

Показатель Значение для марки полиэтилена, *10 Единица измерения
100 80
ПТР при 190º/5 кгс 0,01-0,05 0,03-0,12 г/10 минут
Стойкость к МРТ при температуре 80 градусов для изделий номинального диаметра 160 или 110 мм и SDR 11 50 (при начальном напряжении 4600 кПа) 50 (при начальном напряжении 4 тыс. кПа) не меньше, ч

Маркировка труб ПНД

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

Таблица 14

 

Максимальное рабочее давление, кПа

Значение коэффициента запаса прочности
300 400 600 800 1000 1200
Для ПЭ 80 SDR 26 2,1
SDR 21 2,7 2,0
SDR 17,6 3,2 2,4
SDR 17 3,3 2,5
SDR 13,6 4,2 3,2 2,1
SDR 11 5,3 4,0 2,7 2,0
SDR 9 6,7 5,0 3,3 2,5 2,0
Для ПЭ 100 SDR 26 2,7 2,0
SDR 21 3,3 2,5
SDR 17,6 4,0 3,0 2,0
SDR 17 4,2 3,1 2,1
SDR 13,6 5,3 4,0 2,6
SDR 11 6,7 5,0 3,3 2,5 2,0
SDR 9 8,3 6,2 4,2 3,1 2,5 2,1

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

Технические трубы имеют характеристики, представленные в таблице.

Таблица 16

Диаметр, *10-1 мм Тип «СЛ» Тип «ОС» Тип «С» Тип «СТ» Тип «Т»
Вес, г Стенка, *10-2 мм Вес, г Стенка, *10-2 мм Вес, г Стенка, *10-2 мм Вес, г Стенка, *10-2 мм Вес, г Стенка, *10-2 мм
160 92 200
200 116 200
250 148 200 169 230
320 197 200 229 240 277 300
400 281 230 353 300 427 370
500 436 290 545 370 663 460
630 573 300 682 360 869 470 1050 580
750 821 360 970 430 1230 560 1460 680
900 969 350 1180 430 1400 520 1760 670 2120 820
1100 1420 420 1770 530 2070 630 2610 810 3140 1000
1250 1830 480 2260 600 2660 710 3370 920 4080 1140
1400 2310 540 2830 670 3350 800 4220 1030 5080 1270
1600 3030 620 3710 770 4350 910 5500 1180 6670 1460
1800 3780 690 4660 860 5470 1020 6980 1330 8430 1640
2000 4680 770 5770 960 6780 1140 8560 1470 10400 1820
2250 5880 860 7290 1080 8550 1280 10900 1660 13200 2050
2500 7290 960 8920 1190 1060 1420 13400 1840 16200 2270

Гофрированные и дренажные полиэтиленовые трубы

Эти трубы не похожи на обычные, но, тем не менее, они тоже изготавливаются из полиэтилена. Гофрированные трубы имеют волнообразное покрытие, ребра жесткости, которые позволяют таким трубам выдерживать высокие нагрузки. Ключевым показателем является класс ключевой жесткости (SN), чем он выше, тем большую нагрузку может выдержать труба, и, стало быть, тем глубже ее можно смонтировать в грунте.

В зависимости от производителя, классы жесткости начинаются от SN2 и заканчиваются SN16 (такие трубы могут быть армированы металлом, и производятся чаще всего под заказ на конкретный объект). Гофрированные трубы отличаются простотой монтажа, но и давление такие системы не держат. Сферы применений – безнапорные канализации, лотки под дорогами, а так же защитные кожухи для других коммуникаций.

Дренажные трубы используются в тех случаях, где есть необходимость выводить из грунта накопившуюся воду (например, аэродромы, земли сельхозугодий и т.п.). Как и гофрированные трубы, дренажные тоже имеют определенные классы кольцевой жесткости. Единственная важная черта таких труб – дренажные прорези.

В зависимости от производителя и глубины грунтовых вод, существуют несколько схем дренажных прорезей, но суть у них одна – выводить избыток воды из грунта. Так как в трубы вода может поступать с частицами земли, часто такие трубы заиливаются, и тогда их нужно промывать. Но если трубы установлена с качественным геотекстилем, или более дорогим кокосовым фильтром, никакая заиленность таким трубам не страшна – они всегда будут как новые.

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.

SDR полиэтиленовых труб

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.

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Круглая кровать в интерьере комнат

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.

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.

Будучи относительно молодым строительным материалом, ПНД труба имеет ряд очевидных преимуществ:

  • Экономичность производства – ПНД труба ниже по себестоимости, стало быть, выше производительность на линии.
  • Простота транспортировки и монтажа – за счет более низкого веса (по сравнению с чугунными и стальными трубами), полиэтилен проще перевозить и монтировать, что позволяет в кратчайшие сроки возводить многометровые коммуникации.
  • Долговечность. Заявленный срок эксплуатации полиэтиленовых труб – порядка 50 лет. Она не подвергается коррозии, ей практически не страшны агрессивные среды, она меньше коксуется (стало быть, условный проход уменьшается не так быстро, как у стальных и чугунных труб).
  • Экономичность монтажа – благодаря современному оборудованию заводы могут производить трубу до 110 диаметра бухтами до 200 метров. Это позволяет существенно экономить на стыковых соединениях – размотал бухту, и ветка на всю улицу почти готова.
  • Гибкость – благодаря пластичности полиэтиленовой трубы она может выдержать кратковременные механические нагрузки, гидроудары, а так же у такой трубы хорошая прочность на разрыв.

Ввиду ряда весомых преимуществ трубы ПНД стремительно вытесняют со строительного рынка чугунные и стальные изделия, хотя и минусами по сравнению с последними тоже обладают.

Свойства сшитого полиэтилена

Все полиэтиленовые трубы создаются из термопластичного продукта полимеризации низшего углеводорода – этилена, дающего изделиям из него сходные характеристики:

  • Плотность материала трубы — 0,94-0,96 г/см3,
  • Температура эксплуатации составляет диапазон от -60 до 90 C, оптимальный режим – от 0 до 40 C,
  • Допустимое рабочее давление содержимого – до 16-ти атм,
  • Диаметр полиэтиленовых труб может быть от 20-ти до 1600 мм,
  • Толщина стенок делается от 2-х до 60-ти мм.

Преимущества

Полиэтиленовые трубы имеют очень большой срок службы – более 60-ти лет в стандартных условиях, что объясняется следующими возможностями этого материала:

  • Эластичностью, благодаря которой труба не портится даже при замерзании её содержимого. В этом случае она может лишь немного деформироваться – растянуться по диаметру.
  • Стойкостью к часто встречающимся химическим реагентам – различным кислотам, спиртам и щелочам, а для некоторых видов даже к жирам и бензопродуктам. Полиэтилен не выдерживает контакта лишь с жидким фтором и хлором, но эти вещества в чистом виде встречаются крайне редко, поэтому такой контакт маловероятен.
  • Неподверженностью биологическому разложению посредством гниения и грибка, а также разрушению насекомыми и грызунами.
  • Периодом естественного разложения, составляющим более 100 лет.
  • Абсолютным отсутствием токсичных выделений, что позволяет использовать их в непосредственных контактах с пищевыми продуктами и прокладывать без дополнительной защиты.
  • Способностью быть отличным изолятором для жидкостей и газов, что позволяет не пропускать ничего лишнего ни внутрь, ни наружу.
  • Гладкостью внутренних стенок. Этот фактор определяет малый процент их засоряемости и появления наростов.
  • Малым весом изделий. Полиэтилен даже легче воды, благодаря чему устройство коммуникативных систем с участием полиэтиленовых труб не требует укрепления опор, особенно прочного крепежа и применения большой физической силы.
  • Легкостью монтажных работ. Для соединения отдельных отрезков труб достаточно несильного нагревания либо крепления с помощью раструбов и муфт.

Недостатки

При всей универсальности ПЭ труб у них есть недостатки, связанные с особенностями строения материала:

  1. Изделия не выдерживают высоких температур, они предназначены в основном для транспортировки холодных жидкостей и газов.
  2. Чистый полиэтилен становится хрупким после продолжительного воздействия солнечных лучей. Для защиты от ультрафиолета трубы подвергают обработке по одной из следующих методик:
    • покрывают краской (лучше акриловой),
    • загораживают защитными материалами,
    • ещё на этапе изготовления добавляют в полиэтилен специальные защитные вещества.

Полиэтилен имеет множество разновидностей, являющихся результатом разных технологий его изготовления. В совокупности с различиями в конструкции мы получаем трубы с разными техническими характеристиками, которые могут быть использованы для самых разных потребностей.

Материалы

Материалом для изготовления ПЭ трубы может служить:

  • ПВД – полиэтиленовый продукт малой плотности, изготавливаемый при высоком давлении,
  • ПНД – полимер с высокой плотностью, получаемый при низком давлении,
  • Сверхмолекулярный, или сшитый полиэтилен, имеющий очень высокую плотность и крепкие межмолекулярные связи, сходные с кристаллической решеткой наиболее прочных твердых веществ.

Чем выше плотность вещества, тем оно тверже, прочнее и тем более высокой температурой плавления обладает. Так, «сшитый» полиэтилен плавится лишь при температуре выше 170-ти 0C, а трубы из него легко принимают давление до 25-ти атм. Однако при этом теряются такие свойства, как эластичность материала и гибкость трубных изделий, которые в некоторых случаях могут оказаться даже полезнее прочности.

Конструкции

В зависимости от предназначения ПЭ трубы изготавливаются:

  1. Разного диаметра и толщины стенок. Изделия с более толстыми стенками выдерживают большее давление, то есть могут использоваться для напорных или безнапорных водопроводов, канализаций и т.п.,
  2. Одно-или многослойные, в производстве которых используются одинаковые или разные материалы для изготовления каждого слоя. Дают большую прочность на растяжение и разрыв при сохранении эластичности и гладкости внутренних поверхностей (например, гофрированные снаружи и гладкие внутри).
  3. Армированные, перфорированные и другие, имеющие более высокие показатели для тех характеристик, которые нужно улучшить для конкретного предназначения трубы.

Таблица 2

ГОСТом 32415 устанавливаются допустимые отклонения диаметра и овальность ПЭ изделий.

Таблица 3

Диаметр, *1 тыс. мм Допустимое отклонение в большую сторону, *10-1, мм Овальность мм * 10-2 не больше
0,016 3 120
0,020 3 120
0,025 3 120
0,032 3 130
0,040 4 140
0,050 4 140
0,063 4 150
0,075 5 160
0,090 6 180
0,110 7 220
0,125 8 250
0,140 9 280
0,160 10 320
0,180 11 360
0,200 12 400
0,225 14 450
0,250 15 500
0,280 17 980
0,315 19 1110
0,355 22 1250
0,400 24 1400
0,450 27 1560
0,500 30 1750
0,560 34 1960
0,630 38 2210
0,710 64
0,800 72
0,900 81
1,000 90
1,200 108
1,400 126
1,600 144

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

Таблица 4

Стенка трубы из полиэтилена, *10-1 Отклонение в большую сторону по квалитету V
{amp}gt;
10 20 0,3
20 30 0,4
30 40 0,5
40 50 0,6
50 60 0,7
60 70 0,8
70 80 0,9
80 90 1,0
90 100 1,1
100 110 1,2
110 120 1,3
120 130 1,4
130 140 1,5
140 150 1,6
150 160 1,7
160 170 1,8
170 180 1,9
180 190 2,0
190 200 2,1
200 210 2,2
210 220 2,3
220 230 2,4
230 240 2,5
240 250 2,6
250 260 2,7
260 270 2,8
270 280 2,9
280 290 3,0
290 300 3,1
300 310 3,2
310 320 3,3
320 330 3,4
330 340 3,5
340 350 3,6
350 360 3,7
360 370 3,8
370 380 3,9
380 390 4,0
390 400 4,1
400 410 4,2
410 420 4,3
420 420 4,4
420 440 4,5
440 450 4,6
450 460 4,7
460 470 4,8
470 480 4,9
480 490 5,0
490 500 5,1
500 510 5,2
510 520 5,3
520 530 5,4
530 540 5,5
540 550 5,6
550 560 5,7
560 570 5,8
570 580 5,9
580 590 6,0
590 600 6,1
600 610 6,2
610 620 6,3
620 630 6,4
630 640 6,5
640 650 6,6
650 660 6,7
660 670 6,8
670 680 6,9
680 690 7,0
690 700 7,1

Таблица 6

Таблица 6

Таблица 10

Таблица 11

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

Таблица 12

Внешний диаметр, *103 мм Масса, г
СРО – 41, серия 20 СРО – 26, серия 12,5 СРО – 21, серия 10 СРО – 17,6, серия 8,3 СРО – 17, серия 8 СРО – 13,6, серия 6,3 СРО – 11, серия 5 СРО – 9, серия 4 СРО – 6, серия 2,5
0,010 52
0,012 65
0,016 92 92 116
0,020 118 134 182
0,025 151 151 172 201 280
0,032 197 197 197 233 280 329 459
0,040 249 249 286 297 358 432 511 713
0,050 315 376 443 456 552 669 798 1100
0,063 401 497 582 691 724 885 1060 1270 1750
0,075 480 678 831 981 1020 1250 1490 1790 2480
0,090 643 982 1190 1420 1480 1800 2150 2590 3580
0,110 946 1440 1780 2090 2190 2660 3200 3840 5340
0,125 1240 1870 2290 2690 2810 3420 4160 4960 6900
0,140 1550 2350 2890 3390 3520 4290 5190 6240
0,160 2010 3080 3770 4410 4600 5610 6790 8130
0,180 2500 3850 4730 5570 5830 7100 8590 10300
0,200 3090 4770 5880 6920 7180 8750 10600 12700
0,225 3910 5980 7450 8740 9120 11100 13400 16100
0,250 4890 7430 9100 10800 11200 13700 16500 19800
0,280 6090 9290 11500 13500 14000 17100 20700 24900
0,315 7630 11800 14500 17100 17800 21700 26200 31500
0,355 9740 14900 18400 21600 22600 27500 33300 40000
0,400 12300 18900 23400 27500 28600 34900 42300 50700
0,450 15600 23900 29600 34800 36300 44200 53600 64200
0,500 19300 29500 36500 42900 44800 54700 66100 79200
0,560 24100 37100 45800 53700 56100 68500 82800
0,630 30500 47000 57800 68100 71200 86688 104800
0,710 38800 59700 73600 86400 90300 110000
0,800 49300 75600 93300 109700 114500 139700
0,900 62100 95700 118100 138900 144700
1,000 76900 118100 145900 171300 178900
1,200 110800 170100 209800

Качественные трубы при сварке встык не должны приходить в негодность

При расчете массы принята плотность полиэтилена 950 кг/м3.

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Какие трубы лучше для скважины — виды, какую выбрать и почему

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.

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.

Несмотря на то, что практически все трубы из полиэтилена решают одинаковые задачи, их принято различать по транспортируемой среде. Выделяют следующие типы:

  • Трубы для газопроводов
  • Трубы для водопроводов
  • Трубы технические
  • Трубы полиэтиленовые гофрированные
  • Трубы дренажные

Первые три типа визуально похожие. Они представляют собой черные трубы с продольными полосками (желтые полоски – для газовых коммуникаций, синие – для водоснабжения) или без полосок (технические трубы). Трубы для газовых коммуникаций делают только из первичного сырья, т.е. крошки – перемолоть старую трубу и изготовить из вторичного сырья трубы под газ запрещено!

Дополнительно производство газовых труб требует разрешительной документации, поэтому трубы под газ стоят дороже. Трубы с желтой полоской можно в определенных условиях использовать под питьевую воду, трубы с синей полосой под газ использовать категорически нельзя! Трубы без полосы, или технические трубы, используются под не питьевые водопроводы, ливневые канализации, защиту под электрокабель и прочие менее важные коммуникации. Чаще всего на газовых и водяных трубах прописывается ГОСТ и завод-производитель, технические трубы могут поставляться без маркировок.

  • требования к складированию и перевозке с учетом безопасности на транспорте и соответствию документам по охране труда;
  • создание материала, не выделяющего вредных веществ в атмосферу и воду (которая может быть питьевой) во всем диапазоне рабочих температур.

Недостатки полиэтиленовых труб

  • Небольшие сроки открытого хранения – ПНД трубы очень боятся ультрафиолета, он губителен для полимеров. Поэтому крайне нежелательно долго хранить трубу под открытым небом. Стальные и чугунные трубы можно хранить практически без опаски.
  • Невысокие технические показатели – для магистральных трубопроводов, где давление составляет от 20 атмосфер и выше, полиэтилен не подойдет. Он просто не выдержит таких экстремальных условий, поэтому газопроводы высокого давления делают стальными.
  • Невозможность вторичного использования. Демонтированную стальную трубу можно в зависимости от состояния пустить на другие коммуникации, сваи или гильзы – демонтированная ПНД труба годна только на переработку, причем не всегда из нее снова сделают трубу.
  • Низкие температуры – из-за того, что полиэтилен при температурах выше 40 градусов Цельсия начинает разрушаться, под отопление его использовать нельзя. Для отопления подойдут только стальные трубы.

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

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

Значение К1 для полиэтиленовой трубы Температура воды, градусы
1,00 20
0,93 25
0,87 30
0,80 35
0,74 40

Недостатки

Параметры стойкости соединений труб

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

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

Таблица 17

Серия 2,5 3,2 4 5 6,3 8
СРО 6 7,4 9 11 13,6 17
Диаметр, *102 мм Стенка изделия, *10-2, мм
0,10 170 140 130 130 130 130
0,12 200 180 140 130 130 130
0,16 270 220 180 150 130 130
0,20 340 280 230 190 150 130
0,25 420 350 280 230 190 150
0,32 540 440 360 290 240 190
0,40 670 550 450 370 300 240
0,50 830 690 560 460 370 300
0,63 1050 860 710 580 470 380
0,75 1250 1030 840 680 560 450
0,90 1500 1230 1010 820 670 540
1,10 1830 1510 1230 1000 810 660
1,25 2080 1710 1400 1140 920 740
1,40 2330 1920 1570 1270 1030 830
1,60 2660 2190 1790 1460 1180 950
1,80 2990 2460 2000 1640 1330 1070
2,00 3320 2740 2240 1820 1470 1190
2,25 3740 3080 2520 2050 1660 1340
2,50 4150 3420 2790 2270 1840 1480
2,80 4650 3830 3130 2540 2060 1660
3,15 5230 4310 3520 2860 2320 1870
3,55 5900 4850 3970 3220 2610 2110
4,00 6650 5470 4470 3630 2940 2370
4,50 6150 5030 4090 3310 2670
5,00 6830 5580 4540 3680 2970
5,60 6250 5080 4120 3320
6,30 5720 4630 3740
7,10 6450

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

Диаметр, *100 мм Отклонение в большую сторону, мм Допустимая овальность, не более, *10-1 мм
0,10 0,3 11
0,12 0,3 11
0,16 0,3 12
0,20 0,3 12
0,25 0,3 12
0,32 0,3 13
0,40 0,4 14
0,50 0,5 14
0,63 0,6 16
0,75 0,7 16
0,90 0,9 18
1,10 1,0 22
1,25 1,2 25
1,40 1,3 28
1,60 1,5 32
1,80 1,7 36
2,00 1,8 40
2,25 2,1 45
2,50 2,3 50
2,80 2,5 98
3,15 2,8 111
3,55 3,2 125
4,00 3,6 140
4,50 3,8 158
5,00 4,0 175
5,60 4,3 196
6,30 4,6 221
7,10 4,9

ПНД трубы для кабеля

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

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

SDR 26 21 17,6 13,6 11 9
Тип «СЛ» «ОС» «С» «СТ» «Т» «ОТ»

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.

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.

Оцените статью
MALIVICE.RU