Виды и характеристики полиэтиленовых труб по ГОСТ

Доля полиэтиленовых труб в современных коммуникациях постоянно растет. Какие особенности дают трубам из полиэтилена преимущество перед другими материалами? Как технология изготовления влияет на характеристики и область применения продукции из полиэтилена? Об этом далее в статье.

молекула ПЭ

Особенности, достоинства и недостатки

Полиэтилен, как органический материал, обладает особыми свойствами. Свою актуальность на рынке коммуникаций полиэтиленовые трубы получили благодаря ряду неоспоримых достоинств:

  • эластичность, гибкость, стойкость к деформации
  • химическая нейтральность, устойчивость к агрессивным средам
  • отсутствие коррозии
  • простой монтаж трубопровода, возможность легко вносить изменения в конфигурацию системы (добавлять/удалять элементы)
  • сварка «в стык» требует меньше времени и ресурсов, чем для металлических аналогов
  • гладкая внутренняя поверхность стенки создает минимальное сопротивление потоку, облегчая работу системы прокачки
  • экологическая безопасность
  • долговечность
  • низкая теплопроводность
  • не проводят электрический ток и препятствуют распространению звука

Стоимость коммуникаций на базе полиэтилена дешевле на 30-40% в сравнении с аналогичной системой из стали.

Но есть минусы. К недостаткам полиэтиленовых труб относят следующее:

  • материал горюч при воздействии открытого пламени и температуре свыше 400°С, выделяет опасные вещества
  • «боится» воздействия ультрафиолета, в открытом виде нуждается в дополнительной изоляции
  • имеет высокий коэффициент теплового расширения (в 10 раз выше чем у стали), требует организации компенсирующих узлов
  • при отрицательных температурах теряет эластичность

Недостатки несколько ограничивают область применения, но это не мешает повсеместному использованию полиэтилена в магистральных и локальных трубопроводах.

Процесс производства полиэтиленовых труб ПНД на видео:

Технические характеристики

Диапазон рабочей температуры трубы из полиэтилена от 0 до 40°С, исключением является сшитый полиэтилен, для которого верхний предел +95°С.

Максимальное рабочее давление трубопровода до 25 атмосфер. Это не касается гофрированных и ПВД изделий.

Важно! Нельзя использовать для коммуникаций с высоким давлением материалы не приспособленные к такого рода нагрузкам. Следите за маркировкой.

Диаметр от 20 до 1600 мм, соответственно толщина стенок 2 — 60 мм. При этом диаметр изделия считается по наружному габариту, а внутренний размер, определяющий пропускную способность, зависит от толщины стенки и вычисляется отдельно, простым вычитанием (общий диаметр минус 2 толщины стенки).

Поставляется преимущественно в бухтах или отрезках по 6 метров.

Плотность полиэтилена

Цифровой индекс в маркировке ПЭ труб отражает плотность материала. Стандартный показатель, в зависимости от способа изготовления, находится в пределах 910-956 кг/м3. Различная плотность достигается введением в состав сополимеров и изменением условий полимеризации.

Материал легче воды и в 8 раз легче стали (плотность стали 7900 кг/м3). Часто такая особенность определяет выбор в пользу именно ПЭ продукции.

ПЭ32 — наименьший показатель плотности (устаревший материал).

Продукция с маркировкой ПЭ63, 80, 100 или 100+ обладает большей плотностью и соответственно готова к большей нагрузке. Если ПЭ63 подходит для создания систем во внутренних помещениях, плохо противостоит перепадам температур и давления, то ПЭ100+ способна выполнять задачи в промышленных условиях, применяется в водопроводных и газовых магистралях.

Срок службы полиэтиленовых труб

Требования ГОСТа допускают использование трубопроводов из полимеризованного этилена на протяжении 50 лет, при соблюдении температуры транспортируемой жидкости до 40°С .

гарантия

Отсутствие коррозии и биологического разрушения подкрепляют уверенность в том, что реальная жизнеспособность ПЭ превышает 50-летний гарантийный срок.

Коэффициент шероховатости

Внутренняя стенка ПЭ обладает коэффициентом шероховатости в диапазоне от 0,0015 до 0,0105 мм для труб диаметром 50 — 300 мм. Это характеризует трубу из полиэтилена гидравлически гладкой, создающей ничтожно малое сопротивление потоку. Соответственно системы, собранные на таких материалах менее энергоемки.

Радиус изгиба полиэтиленовых труб

Полиэтилен сочетает в себе эластичность и прочность. При монтаже трубопровода периодически возникает задача придать трубе изогнутую форму. Это позволяет сократить количество фитингов и снизить гидравлическое сопротивление системы. Но для каждого типа ПЭ труб есть предельно допустимый радиус изгиба. Он определяется температурой, при которой происходит прокладка, плотностью материала и отношением наружного диаметра к толщине стенки.

радиус изгиба

Производители ПЭ труб рекомендуют радиус изгиба в пределах 20-50d (где d — диаметр), при температуре 20°С. При снижении температуры до 0°С, минимально возможный радиус изгиба увеличивается (от 50 до 125d).

Гнуть трубу можно в холодном или горячем состоянии. Разогревать полиэтилен можно до 130°С с помощью строительного фена. В промышленных условиях применяется формовочная машина. Разогрев с помощью открытого пламени запрещен.

Предел прочности при растяжении

Способность трубы противостоять одноосному растяжению называют пределом прочности. Этот показатель указывает, при каком внешнем воздействии, в материале наступает необратимый процесс деформации. Предел текучести, в зависимости от марки ПЭ находится в диапазоне 11 — 28 МПа, а разрыв происходит при усилии, превышающем 30 МПа.

Эти характеристики актуальны в стандартной температуре 20°С. При изменении температурного режима, меняется эластичность полимера, соответственно меняется его способность выдерживать механическое воздействие.

Что такое SDR полиэтиленовой трубы

Ключевым показателем, при расчете характеристик труб из полиэтилена является SDR (standard dimension ratio / стандартный размерный коэффициент). Это отношение величины наружного диаметра трубы к толщине её стенки.

Чем меньше показатель SDR, тем большее давление (внутреннее и наружное) может выдержать изделие. В качестве примера: труба диаметром 400 мм и толщиной стенки 9.8 мм будет иметь SDR приблизительно равный 400/9.8=41.

Индекс SDR определяет возможную область применения. Так, обладая стандартным размерным коэффициентом в диапазоне 26-41, трубы могут применяться только в самотечных (безнапорных) канализационных конструкциях.

Индекс 17-25 дает возможность использования изделие в слабонапорных трубопроводах (5 — 8 атмосфер), а с уменьшением индексного значения, устойчивость к воздействию давления возрастает до 25 атмосфер при SDR 6.

Маркировка полиэтиленовых труб

Разнообразие характеристик ПЭТ требует четкой системы маркировки. Информация о материале включает следующие обозначения:

  • данные о производителе
  • тип материала, способ изготовления
  • назначение (для воды, других жидкостей или газа)
  • показатель SDR
  • наружный диаметр
  • толщина стенки
  • номинальное рабочее давление
  • дата изготовления

маркировка

К примеру, маркер «ПЭ80 — SDR9 — 125х14.00 питьевая ГОСТ 18599-2001″ говорит о следующем: труба из полиэтилена, марка 80, наружный габаритный размер 125 мм, толщина стенок 14 мм, может применяться для транспортировки холодной питьевой воды.

Получив такую исчерпывающую информацию о трубе, можно выбрать наиболее подходящий вариант для проектируемой системы.

Маркировка изделий — это не только принт с данными. Для наглядности, они отличаются по цвету. Возможность специального применения регламентируется цветными полосами вдоль трубы.

Внимание! Для питьевой воды применяется только труба с синей полосой.

Диаметры и размеры полиэтиленовых труб

Обширная сфера применения диктует разнообразие диаметров. Размерная линия от 8 мм до 1600 мм покрывает запросы систем водоснабжения (технического и питьевого), канализации, газоводов.

Таблица диаметров полиэтиленовых труб
Наружный диаметр SDR/ толщина стенки(мм) Масса (1п.м/кг) Наружный диаметр SDR/ толщина стенки(мм) Масса (1п.м/кг)
16 9/2 0.093 32 17/2 0.199
20 9/2.3 0.135 40 17/2.4 0.3
25 11/2.3 0.174 63 17/3.8 0.731
32 11/3 0.283 110 17/6.6 2.212
40 11/3.7 0.436 50 26/2 0.318
110 11/10 3.232 110 26/4.2 1.454
125 11/11.4 4.202 125 26/4.8 1.889
200 11/18.2 10.71 200 26/7.7 4.818
400 11/36.3 42.72 400 26/15.3 19.09

Удобная форма упаковки в бухтах, упрощает логистику, снижает транспортные расходы. Бухты, в зависимости от размера, могут содержать до 200 м изделия.

Виды полиэтиленовых труб

В зависимости от способа полимеризации этилена, формируется три основных вида труб из полиэтилена:

  • под высоким давлением производятся ПВД
  • под низким — ПНД
  • сшитый полиэтилен (PEX)

Все они отличаются по плотности, как следствие — сфере применения. Чем выше давление в камере полимеризации, тем быстрее происходит экструзия и получается меньше плотность стенок.

цветные отрезки

У материала PEX, благодаря особенностям технологии, образуются дополнительные поперечные молекулярные связи (сшивки), что кардинально меняет прочность полиэтилена.

Для трубопроводов со специфическими задачами, производятся армированные (усиленные синтетической сеткой) и многослойные трубы.

Трубы из полиэтилена высокого давления ПВД

Получаются при нагревании этилена до температуры 700°С под давлением 25 атм. В процессе полимеризации участвуют пероксиды и кислород. В результате образуется эластичный материал с низкой плотностью. ПВД обладают всеми достоинствами полиэтилена, но не способны работать под давлением. Применяются преимущественно в самотечных системах, канализации, трубопроводах слабого напорного давления.

Трубы из полиэтилена низкого давления ПНД

Здесь производство происходит при низком давлении (3-5 атмосфер) и температуре 170-250°С в растворе гексана. Это наиболее распространенная технология изготовления полиэтиленовых труб ПНД. Есть еще варианты газовой полимеризации. В результате образуется материал способный выдерживать существенные нагрузки, но более хрупкий. Область применения трубопроводов ПНД — напорные коммуникации.

Трубы из сшитого полиэтилена PEX

В производстве практикуется три способа получения сшитого полиэтилена:

  • PEX-a — результат пероксидного соединения полимерных цепочек
  • PEX-b — полимеризация происходит с помощью кислородно-кремниевых «мостиков» (наименее затратный способ)
  • PEX-c — радиационная обработка сырья гамма- и бета-лучами приводит к образованию свободных радикалов, из которых формируются полимеры.

PEX

Трубопровод из этого материала способен выдерживать высокую температуру носителя до 95°С, широко используется в отопительных системах.

ГОСТы на полиэтиленовые трубы

Стандартизация трубопроводов подразумевает деление по сферам применения:

  1. Водопроводные, ГОСТ 18599-2001. Основные требования — марка ПЭ от 32 до 100, черный цвет с синими полосками, наличие маркировки
  2. Газовые, ГОСТ Р 50838-2001. Марка ПЭ 80 или 100, черный цвет, желтая полоска
  3. Канализационные, ГОСТ 22689.0 и ГОСТ 22689.2-89. Здесь стандартом предусмотрены сведения об особенностях транспортировки, комплектации запорной арматурой

Соблюдение производителями стандартных требований гарантирует качественное проектирование и длительный срок эксплуатации систем на основе полиэтилена.

Определенно, трубопроводы из полимеризованного этилена обладают набором качеств для широкого применения в строительстве, оборудовании коммуникаций.

Еще немного видео о выборе труб из полиэтилена:

Ссылка на основную публикацию