Введение
В итоге, под воздействием давления и температуры из молекул этилена получается совершенно иной продукт, свойства которого определяют следующие преимущества и недостатки труб ПНД :
- Способность выдерживать давление в десятки атмосфер. Предел прочности такой продукции – 3-5 МПа (30-50 Атм.).
- Низкий вес погонного метра трубы.
- 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 3%.
- Длительный срок эксплуатации — более 40 лет;
- Не ржавеют и устойчивы к химическим воздействиям, нет необходимости применять дополнительную защиту при укладке водопровода в грунт;
- В сравнении с другими видами труб, у полиэтиленовых значительно ниже стоимость;
- На протяжении всего срока службы на трубах не накапливаются накипь и ил, благодаря их гладкой поверхности;
- Обладают довольно низкой теплопередачей, практически не образовывается конденсат на внешней поверхности;
- Если происходит замерзание жидкости в трубе, то разрыва не будет, диаметр трубы может увеличиться на 5?7% и вернуться в прежнее состояние после того, как жидкость оттает;
- Более удобная транспортировка и монтаж за счёт лёгкого веса, масса полиэтиленовых труб в 6 раз ниже металлических;
- Монтаж полиэтиленовых труб осуществляется проще, быстрее, надёжнее и дешевле, по сравнению с тем же полипропиленом и металлопластиком;
- Соединения в ПНД трубах и фитингах со временем не теряют своей надёжности;
- Не содержат токсических соединений, широко используются для водоснабжения в европейских странах, где экологические нормы на высоком уровне.
- Срок службы ПНД труб отличается от эксплуатационных сроков труб другого типа — стальных и чугунных. В первую очередь он зависит от подвижности местного грунта;
- Все материалы на основе полиэтиленовых соединений менее устойчивы к УФ-воздействию, в связи с чем их рабочие характеристики могут снижаться.
Помимо температурного режима, на условия эксплуатации труб влияет еще один параметр – сорт полимера. Ведь переносимость внутреннего давления зависит от сорта ПНД.
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 7,5 МПа) и ПЭ 63 (предел – 6,3 МПа). Ну а такая разновидность конструкционных полимеров, как ПЭ 33, эксплуатируемая при давлении меньше 3,3 МПа, в современных водоводах уже практически не встречается.
Какие бывают диаметры труб ПНД, виды, характеристики
Трубы из полиэтилена применяются в строительстве очень широко. Чтобы понять причину такой популярности этих изделий, стоит разобраться в их характеристиках. В данном материале мы расскажем о том, какие бывают трубы ПНД, в чем их особенности, и как определить, насколько качественными являются представленные изделия.
Стоит отметить, что долговечность полиэтиленовых труб напрямую зависит от их эксплуатационных характеристик. Преимущественно трубы ПНД используются для прокладки коммуникаций, однако, под каждую из систем следует подбирать определенный тип изделий.
Например, покупать дорогостоящие трубы для напорных систем, чтобы провести по ним электрокабель, абсолютно нецелесообразно – запас прочности в данном случае неоправданно велик. И наоборот, рассчитанные на работу без высокого давления трубы не смогут справиться с большим напором жидкости, если проложить их в магистральном водопроводе.
Правильно определить тип трубы для той или иной системы может помочь соответствующая маркировка на трубах, а также данные, указанные производителями в сертификате.
Наличие данной информации регламентируется международным стандартом ISO/TC SC4 №651 «Условное обозначение и маркировка труб и соединительных деталей», а также ГОСТами.
Первое мнение о назначении труб можно составить по маркировочной полоске, нанесенной на трубу по длине. Синяя полоска означает, что труба рассчитана на транспортировку холодной воды, а желтая – для газа.
Все прочие разновидности труб не имеют такой специальной маркировки, однако, это вовсе не значит, что для тех или иных целей их нельзя использовать.
Монтаж
Для того чтобы увеличить эффективность монтажных работ полиэтиленовых труб, стоит изучить варианты соединения двух изделий друг с другом.
Выделяются следующие методы:
- сварка;
- компрессионные фитинги;
- электромуфтовая сварка;
- фланцевое соединение.
Первый метод используется на практике чаще всего, поскольку имеет высокую степень надежности и образует герметичный и прочный шов между элементами конструкции водопровода. Технология сварки заключается в следующем: торцы изделий подвергают термообработке при использовании сварочного аппарата, после чего скрепляются друг с другом – благодаря этому образуется соединение. Такой способ в особенности актуален при обустройстве подземного трубопровода.
Фитинги являются вторым по популярности способом фиксации изделий между собой. Сегодня в продаже имеются различные компрессионные детали – тройники, муфты, переходные и угловые фитинги. Подобное многообразие дает возможность выполнять переход на резьбу. За чет использования таких элементов можно проложить систему водопровода любой конфигурации. Однако соединение коммуникаций, которые будут располагаться под землей, такими крепежными деталями выполнять не рекомендуется, поскольку фитинги нуждаются в регулярной профилактике.
Электромуфтовая сварка выполняется при использовании специальной разновидности фитингов – муфт. Они имеют в своем составе нагревательные элементы и клеммы. Последние нужны для соединения с нагревательным оборудованием.
Процесс соединения изделий происходит следующим образом: фитинги с обоих концов вставляются в трубы, после чего подключается нагревательное устройство, за счет которого спиральный элемент плавит муфту и основание трубы. В итоге на этом месте образуется прочный неразъемный шов.
Фланцевое крепление применяется при переходе на резьбу. Такой вариант соединения не получил широкого распространения, однако при монтаже водопровода из ПНД-труб для холодного водоснабжения фланцы весьма популярны.
В пользу простого монтажа ПНД-труб говорит и широкий ассортимент соединительных элементов, которые используются в комплекте с трубами. Они дают возможность прокладывать системы любой конфигурации, а также позволяют соединить элементы друг с другом оперативно и максимально надежно. Специалисты выделяют ряд рекомендаций общего характера, которые помогут выполнить монтаж труб из полиэтилена низкого давления без риска допустить ошибку.
Следует выделить несколько основных правил.
Все монтажные работы следует начинать с создания подробной схемы расположения будущей системы водоснабжения. Составленные чертежи помогут провести максимально четкие подсчеты количества труб и соединительных элементов, которые понадобятся для магистрали.
В процессе самостоятельной транспортировки приобретенной продукции необходимо принять меры предосторожности, чтобы избежать ситуаций, в которых продукция может повредиться об острые предметы или рабочий режущий инструмент.
Если планируется закладка ПНД-труб в почву, нужно предварительно провести подготовительные мероприятия, связанные с обустройством в траншее подушки из песка, слой которой не должен составлять менее 10 см. Как альтернатива песку, в качестве сырья для подушки под трубы можно использовать гравий
Этот дополнительный слой нужен для того, чтобы обезопасить изделия от риска повреждения стенок об острые края различных предметов, которые могут оказаться в грунте. Перед укладкой труб защитный слой нужно тщательно утрамбовать.
Изделия, по которым будет происходить транспортировка холодной воды, должны быть уложены таким образом, чтобы места стыков элементов водопровода были слегка утоплены в насыпную подушку.
Во втором случае работы выполняются для помощи фланцевых либо же раструбных фитингов, которые имеют в своем составе эластичный уплотнитель. Этот вариант приемлем для коммуникаций, в которых движение жидкой среды внутри происходит без участия давления (для труб с диаметром до 35 мм). Для соединения труб разъемным методом нет необходимости в использовании специализированного оборудования либо инструмента.
При соблюдении простых правил трубопровод, выполненный из полиэтиленовых труб низкого давления, сможет обеспечить подачу в жилое строение либо на участок холодной воды в минимальные сроки.
Технические характеристики и свойства
Полиэтилен производят из нефти. Плотность – 0,931–0,97 г/см2. Жесткость больше, чем у полиэтилена высокого давления. Температура плавления – 120…135 °С, температура хрупкости – -60…-150 °С, морозостойкость – -70 °С. Предел прочности при растяжении составляет 100–170 кгс/см². Твердость по Бринеллю – 1,4–2,5 кгс/мм². Относительное удлинение при разрыве – 500-600 %.
Состав материалов
Полиэтилен – цепочка этиленовых звеньев. Это органическое соединение имеет длинные гибкие цепочки углерода с присоединенными атомами водорода (формула CH2—CH2—CH2—CH2—, или (С2H4) n). У полиэтилена низкого давления небольшая степень ветвления цепочек, поэтому его плотность больше, чем ПВД.
В состав ПНД в зависимости от марки добавляют красители, антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы.
Срок службы
Срок службы ПНД при оптимальных условиях достигает 50 лет и больше. Оптимальные условия – отсутствие солнечного цвета, перегрева, циклических механических изгибающих нагрузок на трубу.
Таблица пропускной способности
При проектировании домашних систем водоснабжения владельцу приходится решать, трубу какого размера использовать. В идеальном случае выполняют гидравлический расчет системы – это определяет минимально допустимое сечение трубопровода, обеспечивающее нормальную работу всех сантехнических приборов.
Но расчет достаточно сложен, для частного дома можно использовать приближенный показатель. Сначала по приложению 1 СНиП 2.04.01-85 определяют расчетный расход воды на каждой точке водоразбора (смесителе для раковины и душевой кабины, кране и т.д.). Затем складывают расходы и получают максимальное (пиковое) потребление воды в здании (расход).
Затем открывают таблицы Шепелева или онлайн-калькулятор на базе этих таблиц. Таблицы слишком велики, чтобы можно было привести их в этой статье. В левой части таблицы нужно найти расчетный расход в л/с. В следующем столбце находят скорость потока воды. Вверху столбца находят минимальный размер в мм (внутренний). Скорость для частных домов принимают 0,7–1,5 м/с. Следует иметь в виду, что таблицы рассчитывались для стали, и для пластиковых труб с гладкими стенками без ржавчины размер можно незначительно уменьшить.
Какое давление выдерживают
Максимальное давление для ПНД составляет 12,5 МПа. Номинальное рабочее давление – не более 10 МПа, или 100 атмосфер. Эти данные – для особо прочных конструкций из ПЭ 100, используемых для газопроводов. Для обычных водопроводных систем давление соответственно 2,5 МПА и 1,6 МПа.
Пластиковые трубы
Основной классификацией труб можно назвать тип используемого материала при изготовлении. В последнее время довольно часто при производстве труб для бытового трубопровода используют пластик. Достоинством пластиковых труб можно назвать нижеприведенные моменты:
- Не образуется отложений. В случае канализации высокая шероховатость внутренней поверхности становится причиной образования засоров. Из-за особенностей метода производства внутренняя поверхность пластиковых труб имеет низкий показатель шероховатости.
- Отсутствие коррозии на поверхности даже при длительном сроке эксплуатации определяет то, что проводить обслуживание трубопровода не нужно, как и дополнительную защиту от повышенной влажности.
- Несмотря на то что, при производстве рассматриваемого типа труб используются продукты нефтяной и химической промышленности, при длительной эксплуатации в окружающую среду не выделяются вредные элементы.
- Бактериологическая безопасность находится на самом высоком уровне.
- Если срок службы металлической конструкции составляет не более одного десятка лет по причине того, что без специальной защиты перепады температуры и высокая влажность становятся причиной коррозии и разрушения структуры материала. Как показывает практика, пластиковые варианты исполнения при условии их заглубления с учетом промерзания грунта и при обеспечении защиты от механического повреждения.
- Легкость труб определяет существенное упрощение транспортировки и проведения монтажных.
Еще одним неоспоримым преимуществом можно назвать низкую стоимость
Установка водопровода из ПНД
Трубы из полимерных материалов сегодня выступают в качестве успешных конкурентов металлическим и асбоцементным изделиям, всё шире применяясь для прокладки водопроводных систем. Это обусловлено широким ассортиментом пластиковых труб, изготовляемых из различных полимеров с разными техническими характеристиками. В результате всегда имеется возможность выбора исходного материала для монтажа трубопровода, в соответствии с предъявляемыми к нему эксплуатационно-техническими требованиями.
Одним из наиболее распространённых полимеров, применяемых для производства пластиковых труб, является ПНД – полиэтилен низкого давления.
Технология производства ПНД-труб такова:
- Расплав полиэтилена выдавливается через матрицу необходимого размера.
- Процесс полимеризации в данном случае происходит при атмосферном давлении, в отличие от полиэтилена высокого давления.
- После застывания полиэтиленовой заготовки, они нарезаются на отрезки стандартной длины, либо сворачиваются в бухты.
- Производится маркировка изделий, в соответствии с их техническими характеристиками, и трубы отправляются в продажу.
Трубы из ПНД, бывают нескольких видов
- Лёгкие, рассчитанные на рабочее давление не более 2,5 атмосфер. Маркируются буквой «Л».
- Средне-лёгкие, маркируются «СЛ» и выдерживают давление до 4 атм.
- Средние, маркировка «С», рабочее давление до 8 атм.
- Тяжёлые – «Т», способные выдержать до 10 атмосфер.
При покупке следует обращать внимание на маркировку, выбирая материал для водопроводной сети в зависимости от предполагаемого рабочего давления внутри системы. Смонтировать водопровод из ПНД на даче своими руками не представляет особых затруднений благодаря технологичности сборки
Соединяются между собой ПНД-трубы при помощи специальных фитингов и доборных элементов – тройников, уголков и т.д.
Для дачного водопровода рекомендуется применять трубы из полиэтилена марки 80 или 100. Они отлично подойдут для подачи холодной воды, обладая устойчивостью к воздействию солнечного ультрафиолетового излучения и коррозийному воздействию жидкости. Основная водопроводная ветка делается обычно из трубы диаметром 32-40мм, а отводы от неё – из 20-25-й трубы.
Разновидности ПНД изделий
Трубы ПНД классифицируются на две разновидности – напорные и безнапорные. Отличия между ними заключаются в уровне максимального давления, которое может выдержать пластиковый трубопровод. Сфера применения напорных ПНД труб – водоснабжение (горячее и холодное), системы отопления и канализационные коммуникации, также напорные трубы могут использоваться для транспортировки газа.
Безнапорные – предназначены для технических нужд: они используются в качестве обсадных при обустройстве скважин на воду, для монтажа дренажных систем и изоляции высоковольтных кабелей. Согласно техническим нормативам, допускается применение данных ПНД труб при укладке безнапорной канализации.
Для изготовления ПНД труб применяется несколько модификаций полиэтилена – ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100. Безнапорные трубы изготавливаются из ПЭ63, напорные – из ПЭ80 и 100. Разница между модификациями заключается в количестве соединенных молекул этилена в кристаллической сетке материала, числовой индекс в данном случае обозначает процент соединений от общего числа молекул. Чем он выше – тем изделие прочнее и устойчивее к деформациям, но при этом менее эластичней.
ПНД изделия, предназначенные для использования в сфере водоснабжения, обозначены синей полосой, изделия для газовых трубопроводов – полосой желтого цвета. Трубы для технического использования и канализационных систем не имеют цветовой маркировки.
Технология изготовления
Полиэтиленовые трубы производятся методом экструзии, суть которого заключается в продавливании полимерного расплава через насадку определенной формы. Технология производства ПНД изделий реализуется в следующей последовательности:
ПНД трубы для водоснабжения
- Сырье (гранулы этилена) подается в экструзионный бункер, где под воздействием повышенной температуры этилен плавится, после чего в расплав добавляются химические присадки, обеспечивающие итоговому материалу требуемые эксплуатационные свойства.
- В бункере поддерживается определенное давление, под воздействием которого происходит уплотнение расплава, что приводит к соединению отдельных молекул этилена в сплошную кристаллическую сетку.
- Расплав пропускается через экструзионную головку (конструкция оборудована охлаждающими элементами), при прохождении которой материал принимает форму будущей трубы.
- Заготовка прокатывается на калибровочном стане, где сегмент получает итоговый диаметр, и перемещается в емкость для водяного охлаждения.
- Изделие маркируется и попадает на линию нарезки, где раскраивается на участки требуемой длины.
Также существует категория ПВД труб (ПВД – полиэтилен высокого давления). Для их изготовления применяется аналогичное сырье, отличия лежат в самой технологии производства – уровне давления, поддерживаемом в бункере на этапе плавки гранул этилена.
ПВД трубы существенно отличаются в плане эксплуатационных характеристик. ПВД является мягким, эластичным материалом, тогда как полиэтилен низкого давления жесткий и имеет минимальную пластичность (ПВД трубы реализуются в бухтах длиной 100 м, тогда как ПНД изделия диаметром от 50 мм. не гнутся и продаются отрезками длиной 2-8 метров).
Сфера применения ПВД труб – внутреннее водоснабжение и системы мелиорации. Для обустройства трубопроводов отопления и подачи горячей воды ПВД трубы не используются, поскольку их температурный максимум составляет +40 градусов.
Пластиковые трубы для водоснабжения — какие лучше, а какие хуже?
Современные трубы производят из стандартной тройки полимерных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена. Причем главное достоинство всех пластиковых труб – относительная дешевизна – характерно для каждого конструкционного материала.
Однако для трубопроводов разной температуры подойдет далеко не каждый сорт пластика. Например, ПВХ годится только для безнапорных систем, работающих со средами температурой до 40 градусов Цельсия.
Ну, а для холодной воды, подаваемой под напором, сгодится такой вид пластика, как полиэтилен. Ведь полиэтиленовые трубы дешевы, их несложно монтировать и они способны выдержать огромное внутреннее давление. Кроме того, они не промерзают и выдерживают огромное внешнее давление грунта.
Вот только температура воды в полиэтиленовой трубе не может быть больше 80 градусов Цельсия. В противном случае, подтаявшая труба раздуется до размеров шара. Поэтому полиэтиленовые трубы – это просто идеальный вариант для наружного водопровода, подающего в дом холодную воду из скважины.
Ну, а горячую воду лучше всего пропускать по полипропиленовым трубопроводам, которые выдерживают температуру носителя до 140 градусов Цельсия. Поэтому полипропилен нашел свое место не только в «горячем» водопроводе, но и в системах отопления.
Монтаж пластиковых водопроводов
Монтаж полиэтилена и полипропилена выполняется методами холодной или диффузионной сварки. Холодная сварка – это простое склеивание трубы и муфты. Данный тип соединения реализуется очень просто и обеспечивает достаточно прочный и абсолютно герметичный шов.
Диффузионная сварка труб из пластика основана на расплавлении внешней и внутренней поверхности элементов трубопровода с последующей запрессовкой размягченных участков друг в друга. Этот способ можно использовать и внутри помещения, и во дворе (для внешнего водопровода). Причем оба способа монтажа выдержат и горячий, и холодный поток транспортируемой жидкости.
Единственный недостаток такого способа стыковки это отсутствие возможности реализовать разборный монтаж трубопровода.
Как правильно соединять трубы ПНД
Одно из главных достоинств ПНД-труб – возможность самостоятельного монтажа, а огромное разнообразие фитинговых элементов (соединительных муфт, переходников, угольников, заглушек и пр. фитингов) позволяет собрать водопроводную магистраль любой конфигурации.
Специфика же материала предоставляет пользователю право выбора наиболее удобного способа сборки трубопровода из практикующихся четырёх:
- Стыковая сварка.
- Электромуфтовая сварка.
- Посредством компрессионных фитингов.
- Фланцевое соединение.
Первые два способа относятся к разряду неразъёмных и обеспечивающих наибольшую прочность и герметичность. Два последних дают возможность разобрать соединение при необходимости и собрать заново.
Неразъемные способы соединения
Электромуфтовая (электродиффузионная) сварка выполняется посредством полимерных терморезистивных фитингов (электромуфт), с внутренней стороны которых вмонтирована специальная нагревательная спираль. Вставленные в фитинг трубы соединяются за счёт расплава слоя полимера на стенках стыкуемых деталей. Режим сварки задаётся датчиками и штрих-кодом, нанесённым на муфту, а считывается и контролируется электросварочным аппаратом, подключаемым к фитингу через установленные на нём клеммы.
Монтаж ПНД-трубопровода электромуфтовой сваркой актуален при:
- Укладке трубопровода в толще грунта (особенно в сейсмически активных областях).
- Соединении труб сечением свыше 2 см и толщиной стенки от 3 мм.
Стыковая сварка предполагает применение специализированного сварочного оборудования (паяльника), которым расплавляются срезы ПНД-труб. Затем эти торцы соединяются между собой. Данный метод потребует тщательной подготовки и выработки навыка «склеивания»
Торцы стыкуемых отрезков необходимо обрезать идеально ровно (под углом в 90°C), а при совмещении расплавленных торцов важно контролировать степень нажима и избегать прокручивания деталей
Применение разъемных соединений при монтаже ПНД-трубопровода
Компрессионный тип соединения является, пожалуй, самым популярным в сфере частного строительства, но рекомендован он исключительно для систем холодного водоснабжения. Компрессионные фитинги, ключевым элементом которых являются обжимные гайки, не только обеспечивают надёжную стыковку, но и позволяют выполнить переход на резьбовое соединение, столь необходимое при подключении к металлической магистрали.
Фланцевая технология сборки ПНД-трубопровода редко применяются в частном строительстве. Но в случаях, когда требуется выполнить безрезьбовой переход на другой вид труб, данный способ соединения считается незаменимым. По сути, к стыкуемым отрезкам одним из вышеозначенных способов сначала должен быть приварен фланец (торцевой элемент в форме круглой или прямоугольной пластины с отверстиями под болты), затем посредством этих фланцев трубы стягиваются. Для герметичности между фланцами размещается резиновая прокладка.
