Особенности полиэтиленовых труб для воды, правила монтажа горячего водоснабжения

Сравнительно недавно коммуникации из стали и чугуна стали заменять современными полиэтиленовыми трубами. Они находят широкое применение в системах, подающих питьевую воду, в водоснабжении и поливе загородных участков, при орошении сельскохозяйственных территорий, пожарном водоснабжении и водосточных системах.

Некоторые особенности полиэтилена

характеристики, присущие полиэтиленовым трубам, обусловлены качествами материала, используемого при производстве этих элементов. В большинстве случаев трубы производят из полиэтилена следующих марок: ПЭ100, ПЭ80 и ПЭ63.

Самым плотным и жестким можно назвать ПЭ100. Этот материал имеет высокую прочность на разрыв, но плохо сопротивляется высокой температуре, становится более хрупким.

ПЭ80 отличается меньшей плотностью и прочностью, а также начинает плавиться при более низкой температуре. Однако этот материал обладает хорошей пластичностью и устойчивостью к различным видам деформации.

Если сравнивать некоторые свойства полимеров, стали и чугуна, то можно отметить следующие отличия:

• Сталь безупречно эксплуатируется на протяжении 25 лет, а полиэтилен — полвека.
• По отношению к химическим веществам чугун не имеет стойкости, а ПНД считается высокоустойчивым.
• Уровень износостойкости у чугуна достаточно низкий, у стали — средний, а у ПНД — высокий.
• Прочность на разрыв у стали и чугуна имеет невысокие значения, а у полиэтилена достигает 20-38 МПа.

Положительные характеристики ПНД труб

Полиэтиленовые трубы обладают множеством преимущественных характеристик по сравнению с подобными изделиями из другого материала. Главным плюсом полимерных труб можно назвать долгую и безупречную эксплуатацию в течение полувека. Способность к растяжению позволяет изделиям выдерживать значительные гидравлические удары (прочитайте: «Правила монтажа труб ПНД в зависимости от сферы использования»).

Трубы из полиэтилена низкого давления устойчивы к образованию коррозийных процессов, так как этот полимер не имеет свойства взаимодействовать с какими-либо химическими веществами. Это свойство дает возможность использовать изделия из ПНД для прокладки подземных коммуникаций. При этом такие трубы не нуждаются в дополнительном утеплении. Читайте также: «Преимущества труб ПНД для воды, сферы использования».

Пластик — это экологически чистый материал, что позволяет использовать изделия из него в системах, подающих чистую питьевую воду.

Кроме всего перечисленного трубы полиэтиленовые для горячего водоснабжения и различная фурнитура из подобных полимеров отличаются сравнительно малым весом и доступностью, что делает более простой и быстрой сборку систем горячей и холодной воды.

Технические характеристики полиэтиленовых труб

Прочитав обозначения на трубных изделиях из ПЭ, можно узнать следующее:

• Кто и когда изготовил трубы.
• Из какой марки полиэтилена произведены изделия.
• Для чего предназначены трубы.
• Значение SDR.
• Какие параметры имеют стенки изделий, и каков диаметр трубы.
• Регламентирующий документ.

В зависимости от значений рабочего давления, при котором отмечается нормальное функционирование системы, трубы ПНД для горячей воды могут быть напорными, средненапорными и безнапорными. На давление рабочей среды большое влияние оказывает ее температура.

Поэтому существуют определенные коэффициенты снижения давления рабочей среды при повышении ее температуры:

• При температуре воды не более +20 0 С коэффициент понижения равен 1.
• При нагревании рабочей среды до 26-30 0 С коэффициент снижается до 0,87.
• Если вода нагревается до 36-40 0 С, то коэффициент равен 0,74.

Полиэтиленовые трубы могут транспортировать горячую воду, так как выдерживают нагревание рабочей среды до +110 0 С. Устойчивость изделий к более низкой температуре, -110 0 С, дает возможность использовать такие элементы в системах, работающих при очень низких температурах.

Полиэтиленовая труба для воды выпускается диаметром 16-110 мм. Для удобной транспортировки изделия сворачивают в бухты или катушки длиной до 1000 м. Изделия большого диаметра, 110-1200 мм, нарезают кусками до 12 метров. Трубные изделия из полиэтилена низкого давления могут работать под давлением в диапазоне 10-25 атмосфер.

Применение труб из полиэтилена в сетях водоснабжения

Для транспортировки питьевой воды чаще всего используются трубы ПЭ63, диаметр которых составляет не более 60 мм, а толщина стенок не превышает 4,5 мм. Такие изделия могут работать при давлении свыше 1 МПа. Применение для этих целей труб из других полимеров не всегда эффективно, так как в большинстве случаев диаметр таких изделий большого размера, что усложняет монтаж некоторых систем, например, бытового водоснабжения.

При изготовлении ПНД трубы для горячей воды чаще всего используются улучшенные марки полиэтилена: ПЭ80, ПЭ100 и ПЭ100+. Эти высокотехнологичные изделия имеют дополнительную маркировку труб ПНД — ПЭ-РТ.

Самым популярным материалом можно назвать сшитый полиэтилен. Изделия из него могут эксплуатироваться при температуре свыше 90 0 С без потери характерных особенностей и прочности в течение долгого времени.

Труба пэ для горячего водоснабжения, может быть однослойной и многослойной. Во втором варианте свойства полиэтилена усиливаются за счет армирования алюминиевой фольгой, сталью или стекловолокном. Водопровод для горячей воды можно сделать из труб PN20. При производстве этих изделий добавляется слой из стекловолокна, поэтому они могут работать под давлением до 2 МПа и температуре в пределах +110 0 С. Трубы PN25 также могут использоваться при монтаже горячего трубопровода (прочитайте: «Какие бывают трубопроводы пара и горячей воды – их особенности и правила монтажа»). Изделия такого типа армированы фольгой, поэтому рабочая среда может иметь давление 2,5 МПа и температуру до +75 0 С.

Монтаж ПЭ труб для воды

Установку труб из полиэтилена проводят в соответствии с их размером и назначением системы. Стыковка трубных элементов выполняется следующими способами:

• Посредством сварных или литых фитингов соединяются трубы в местах поворотов и разветвлений системы.
• Сварка встык используется для соединения полиэтиленовых труб, диаметр которых превышает 110 мм.
• Сваркой электромуфтового типа пользуются при работе при низкотемпературном режиме.

Монтаж систем горячего водоснабжения из полиэтиленовых труб имеет некоторые особенности, которые обязательно нужно учитывать:

• Системы прокладывают на глубине не более 0,2 метра ниже уровня промерзания грунта.
• Для удобного выполнения сварочных работ ширина траншеи по дну должна превышать диаметр трубы на 0,4 метра.
• При обратной засыпке системы водоснабжения сначала насыпают слой песка толщиной примерно 0,3 метра, а оставшееся место засыпают грунтом.

Фитинги для соединения труб должны иметь соответствующий размер и выдерживать определенную нагрузку.

Сварка полиэтиленовых труб

С помощью сварочного оборудования создаются неразъемные стыки. В большинстве случаев такая технология используется для монтажа трубопроводов, эксплуатация которых подразумевает высокое давление. Свариванием встык соединяются трубные изделия, диаметр которых превышает 50 мм.

В процессе сварки соединяемые элементы закрепляются в сварочном устройстве и нагреваются специальной плитой. При достижении определенной температуры инструмент убирают, а расплавленные торцы под прессом прижимаются друг к другу. После полного остывания шва элементы извлекают из аппарата. Прочность монолитного соединения может сравниваться с цельнометаллическими конструкциями. Важным условием качественного соединения труб таким методом является температура воздуха, она должна находиться в пределах от +15 0 С до +45 0 С. Читайте также: «Какой диаметр водосточной трубы выбрать, как правильно рассчитать».

Соединение трубных элементов методом электромуфтовой сварки используется при монтаже трубопроводов, которые будут работать под давлением до 16 атмосфер. Процесс сваривания предполагает выполнение следующих действий: на зачищенные торцы труб надевают муфту, оснащенную электронагревательной спиралью. При нагревании спирали происходит плавление полимерных материалов муфты и торцов. После остывания деталей образуется прочное и герметичное соединение.

Технические и эксплуатационные характеристики полиэтиленовых труб позволяют использовать изделия для сборки систем холодного водоснабжения, в которых температура носителя не превышает 40 0 С. Для транспортировки горячей воды подходят не все изделия из полиэтилена, это обусловлено их параметры. Но большое разнообразие трубных изделий, их простая установка и долгая эксплуатация делают популярными системы промышленного и бытового назначения, собранные из полиэтиленовых труб.

Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена: характеристики и особенности

Для водоснабжения трубы из сшитого полиэтилена применяются относительно недавно, но уже смогли заслужить признание специалистов. Полиэтилен сегодня является одним из самых многофункциональных материалов, который можно встретить в различных сферах, начиная от домашнего быта, и заканчивая крупными промышленными производствами.

Область применения полиэтиленовых труб

Для прокладки сетей водоснабжения с успехом используются трубы из полиэтилена – лёгкие, достаточно прочные и долговечные. А главное их преимущество перед металлическими аналогами – доступная цена полиэтилена, в разы меньшая, чем у той же оцинкованной стали или меди. Единственный существенный недостаток обычных полиэтиленовых труб, ограничивающий область их применения, это боязнь высоких температур.

Максимальная рабочая температура воды внутри полиэтиленовой водопроводной системы не должна превышать +40…45 о С. В противном случае трубы начинают терять свою жёсткость и деформироваться, провисая на крепежах. Для преодоления этой проблемы был изобретён особый вид полимера, способный переносить воздействие повышенных температур – сшитый полиэтилен, имеющий международное обозначение РЕХ. Это позволило существенно расширить сферу использования полиэтиленовых труб.

Применяются трубы из сшитого полиэтилена для водоснабжения, прокладки газовых и дренажных магистралей, при обустройстве отопительных систем, «тёплых полов». Благодаря своей устойчивости к нагреву, сшитый полиэтилен по большей части используется при необходимости смонтировать трубопровод для подачи горячей воды. Для холодного водоснабжения рациональнее устанавливать трубы из более дешёвого ПНД или полипропилена. Впрочем, если необходимо смонтировать «холодный» водопровод с повышенными прочностными характеристиками, вполне допустимо использовать РЕХ-трубы.

Характеристики полиэтиленовых труб

Технические характеристики полиэтиленовых труб различаются, в зависимости от степени сшивки, количества слоёв, и даже от компании-производителя, так как изготовление может производиться по разным технологиям.

Для примера приведём ряд эксплуатационных характеристик универсальной многослойной РЕХ-трубы серии «Rautitan Stabil» от лидера мировых производителей, германской компании «Рехау»:

• Рекомендованная область применения: «горячие» трубопроводы и отопительные системы.
• Материал изготовления – сшитый ПЭ с алюминиевой антидиффузионной прослойкой.
• Класс огнестойкости – В-2.
• Эксплуатационное давление в системе – 10 атмосфер.
• Ассортимент внешних диаметров – от 16мм до 63мм.
• Цвет – серебристый.

Сравнить технические характеристики РЕХ-полиэтилена с прочими полимерными материалами, используемыми для изготовления водопроводных труб, возможно при помощи нижеприведённой таблице.

Устройство полиэтиленовых труб

На современном рынке строительных материалов можно встретить трубы из сшитого полиэтилена разной внутренней конструкции. Они могут состоять из одного или нескольких, до пяти, слоёв. Каждый из подобных типов подбирается в соответствии с будущими эксплуатационными условиями.

Чаще всего встречаются РЕХ-трубы, содержащие три слоя:

• Сшитый полиэтилен, располагается с внутренней поверхности.
• Защитный слой, придающий трубе износостойкость.
• Слой клеевого состава, скрепляющий между собой внутреннюю и внешнюю оболочку трубы.

Производство многослойных РЕХ-труб значительно дороже изготовления однослойных из-за большей трудоёмкости и расхода материала. Соответственно, и стоимость их будет различаться, в зависимости от количества слоёв.

Труба для холодного водоснабжения

Холодная вода, в отличие от горячей, не создаёт дополнительных тепловых нагрузок на физическую структуру ПЭ труб. Поэтому, для монтажа холодных водопроводов целесообразнее применять однослойные варианты, сшитые радиационным способом. В продажу они поступают под маркировкой РЕХ-с, и имеют степень сшивки ок. 60%. Такая продукция имеет наиболее бюджетную стоимость, но, в то же время, её эксплуатационные свойства вполне отвечают техническим требованиям для холодных водопроводов.

Многослойная труба для горячего водоснабжения

К трубопроводам горячего водоснабжения и отопительным контурам предъявляются повышенные технические требования. Поэтому и трубы для их монтажа следует выбирать максимально прочные и долговечные. Предпочтительнее всего для подобных целей подходят универсальные многослойные РЕХ-трубы. Конструктивно они состоят из двух труб, отлитых из сшитого ПЭ, между которыми располагается прослойка из алюминиевой фольги.

Внешний слой полиэтилена защищает всю конструкцию от воздействия солнечного ультрафиолета и механических воздействий. Алюминиевая прослойка несёт антидиффузную функцию, защищая конструкцию от проникновения воздуха в местах креплений. Также алюминий придаёт трубе дополнительную жёсткость при изгибах. В продаже представлены многослойные РЕХ-трубы диаметром от 16мм до 63мм, так что подобрать необходимый размер для монтажа отопления или горячего водопровода не составит труда.

Улучшенная полиэтиленовая труба

На современном рынке стройматериалов можно встретить разновидность труб из сшитого полиэтилена, обладающую повышенными техническими характеристиками. Это так называемая улучшенная труба, созданная специально для горячей воды. В её основе лежит РЕХ-труба, по которой и осуществляется подача горячей воды. Снаружи, при помощи клеевого состава к ней крепится антидиффузионный слой, созданный по новейшей технологии EVON. Стоимость улучшенной трубы на порядок дороже, чем обычной однослойной ПЭ-трубы, поэтому монтировать из неё холодные водопроводы абсолютно не целесообразно.

Способы соединения полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы достаточно технологичны и просты в своём монтаже. Создать водопроводную сеть из РЕХ-труб можно своими руками, без привлечения дорогостоящих специалистов. Монтаж трубопровода осуществляется тремя основными способами.

Способ: компрессионный

Для компрессионного способа не требуется дорогого инструмента, вся работа производится вручную. На конец трубы натягивается обжимная гайка, затем – срезное кольцо, которое фиксируется в 1мм от торцевого края трубы. Затем на торец натягивается сам компрессионный фитинг.

Та же операция производится и с концом второй стыкуемой трубы, после чего обе половины фитинга стыкуются и скрепляются между собой при помощи обжимной гайки. Закручивать её следует от руки, при помощи мускульной силы. Ключи следует использовать только в крайнем случае, дабы не повредить пластиковую конструкцию.

Способ: опрессовочный

Опрессовочный способ соединения РЕХ-труб производится при помощи особого ручного инструмента – расширителя. На один конец стыкуемых труб надевают опрессовочное кольцо, затем при помощи расширителя этот конец расширяется до тех пор, пока в него не будет свободно входить фитинг.

Такую же операцию производят и с концом второй трубы. Спустя несколько минут растянутые концы полиэтиленовых труб принимают свой первоначальный размер, плотно охватывая фитинг. Для большей надёжности сверху закрепляется опрессовочное кольцо.

Способ: электросварочный

Самый затратный, с точки зрения финансовых расходов – электросварочный метод соединения сшитого полиэтилена. Для соединения труб потребуются специальные электромуфты. Они представляют собой обычный наружный фитинг, но внутри которого проложена спираль из металлического проводника с высоким удельным сопротивлением. От обоих концов спирали наружу выходят две клеммы. К ним подключается специальный сварочный аппарат, производящий нагрев внутренней спирали до нужной температуры.

Сварочный аппарата представляет собой автоматический прибор, который считывает информацию со штрих-кода электромуфты, и самостоятельно выбирает режим нагрева. После окончания сварки он подаёт сигнал об окончании процесса. В результате полностью исключается влияние человеческого фактора на результат работы. Но подобный метод весьма дорогостоящ, и потому не всегда рентабельно приобретать такой аппарат для единоразового монтажа водопроводной системы внутри дома.

Достоинства и недостатки полиэтиленовых труб для водопровода

РЕХ-трубы обладают солидным количеством неоспоримых достоинств:

• Возможность использования в широком температурном диапазоне, от +120 до -50 градусов С.
• Стойкость к перепадам внутреннего давления в водопроводной системе.
• Эластичность и способность восстанавливать первоначальную форму после механической деформации.
• Повышенная прочность, стойкость к ударам и истиранию.
• Долговечность эксплуатации, достигающая свыше 50 лет.
• Стойкость к агрессивным внешним воздействиям – коррозии, грибковым поражениям, повреждениям насекомыми и грызунами.
• Экологическая безопасность сшитого полиэтилена.
• Гладкие внутренние поверхности не дают образовываться на них отложений, приводящих к засорам.
• Малый вес конструкции.
• Простота монтажа.

Вместе с тем, сшитый полиэтилен обладает и рядом минусов, на которые также следует обращать недостатки при выборе товара:

• Чувствительность к ультрафиолетовому солнечному излучению.
• Многослойные трубы с повреждённым антидиффузионным слоем могут расслаиваться в результате попадания внутрь конструкции воздуха.
• Жёсткость РЕХ-трубы несколько ниже, чем у металлопластиковых аналогов, поэтому для её фиксации, во избежание провисания, потребуется больше крепёжных элементов.

Технология изготовления труб из сшитого полиэтилена

Полиэтилен недорогой и технологичный материал, но имеющий недостаточную прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Для повышения его эксплуатационно-технических характеристик, применяют специальную технологию, называемую сшивкой. В ходе процесса сшивки происходит полимеризация материала, и на молекулярном уровне создаются дополнительные связи. В результате молекулярная структура полиэтилена приобретает вид трёхмерной кристаллической решётки.

Чем больше степень сшивки, тем лучшими физическими показателями обладает полимер. В современной промышленности используется 4 метода сшивки:

• Пероксидный, когда материал нагревается с одновременным введением в его состав пероксидов. В результате происходящей химической реакции происходит молекулярная сшивка полиэтилена. Полученный таким способом материал имеет степень сшивки от 75% до 85%, и маркируется как РЕХ-а. На сегодня это самый высококачественный материал для производства «сшитых» труб.
• Силановый способ подразумевает обработку полиэтиленового сырья химическими составами, содержащими органические силаниды. Степень сшивки такого полиэтилена, маркируемого как РЕХ-b, равна 65%,
• Электронно-радиационный. Полимер бомбардируется потоком заряженных частиц – электронов. В результате такого радиационного воздействия удаётся получить материал со степенью сшивки до 60%. Маркировка РЕХ-с.
• Азотный. С его помощью удаётся получить полиэтилен РЕХ-d. Однако, подобный способ из-за высокой себестоимости и низкого показателя сшивки (менее 60%) на сегодня не получил большого распространения.

В ходе процедуры сшивки повышается стойкость полиэтиленовой трубы к нагреву, её упругость, долговечность и сопротивление механическим воздействиям.

Основные производители полиэтиленовых труб

На современном строительном рынке можно найти большое количество различных полиэтиленовых труб, от самых разных производителей. Поэтому у любого человека, решившего самостоятельно произвести монтаж трубопровода, непроизвольно возникает вопрос: «Какой марке отдать предпочтение?».

Наиболее надёжными производственными фирмами, по мнению специалистов, являются:

• «Рехау», «Вега», ТЕСЕ, Polymutan (все Германия).
• KAN (ЕС).
• «Вирсбо» (Швеция).

Среди бюджетных вариантов стоит обратить внимание на продукцию таких компаний:

• «Акватерм Польска» (Польша)
• ДАК-К (Украина).

Вывод и полезное видео

В качестве заключения хочется ещё раз напомнить, что многослойные полиэтиленовые трубы обладают гораздо большей стойкостью к различным воздействиям. Поэтому использовать их лучше всего для монтажа систем горячего водоснабжения. Здесь они покажут себя с наилучшей стороны. Собирать же холодные водопроводы с невысоким давлением из многослойных, дорогих РЕХ-труб абсолютно нелогично. С подобными нагрузками легко справятся другие, более бюджетные материалы, например, ПНД, или полипропилен.