ПНД трубы: технические характеристики и применимость для прокладки водопровода на даче

Полиэтиленовые трубы для водопровода могут использоваться для переноса почти всех разновидностей жидкости, поскольку они не реагируют с большинством веществ. Такие изделия широко применяются для прокладки в частном доме или на даче (особенно в земле) магистралей как холодного ,так и горячего водоснабжения (с температурой носителя до 40 °С). Устанавливая напорные трубы, применяются неразъемные и разъемные соединения.

Трубы ПНД используются для прокладки водопроводов разного назначения

Основные особенности материала

Этилен – органическое соединение, используемое в химической промышленности. Его применяют для производства полиэтилена (ПЭ) путем полимеризации. Различают 2 технологических процесса:

1. Получение полиэтилена низкого давления (ПНД ) при температуре 120-150°С и давлении 0,1-2 МПа.
2. Получение полиэтилена высокого давления (ПВД) при температуре 200-260°С и давлении 150-300 МПа.

ПНД (или HDPE – High Density Polyethylene) имеет высокую прочность и плотность. ПВД (или LPDE – Low Density Polyethylene) – низкоплотный материал, отличающийся мягкостью, пластичностью, тягучестью.

Технические ПНД трубы могут быть использованы на даче для сетей канализации, водоотведения, как защитные короба, для прокладки электрических кабелей и т. д. Водопроводные трубы ПНД — черного цвета, это является их отличительной особенностью.

При прокладке в земле на даче сети водоснабжения необходимо следить, чтобы глубина траншеи была ниже, чем точка промерзания грунта, а ширина – минимально необходимая для расположения трубы.

Для прокладки подземного водопровода на даче пригодны трубы из полиэтилена низкого давления

Обратите внимание! Оптимально размещать в земле участок трубопровода, не имеющий соединений.

Производство труб из полиэтилена

Производство полиэтиленовых водопроводных труб, технические характеристики которых обусловлены свойствами материала и выбором технологии, основано на трех различных способах:

При первой технологии мономер полимеризируется в дисперсионной среде (чаще всего воде). Этот процесс сопровождается образованием суспензии с размером частиц от 50 до 150 нм. Растворный способ похож на предыдущий, но полимеризация совершается в органическом растворе. Газофазная технология предполагает появление газовой фазы мономера.

Все три способа дают возможность получения материала высокой прочности с сильными межмолекулярными связями благодаря низкому уровню ветвления молекул. Технические характеристики полиэтилена и его структура зависят от вида используемой технологии.

В зависимости от номинального давления полиэтиленовые трубы выпускаются в 7 вариантах: SDR-9; SDR-11; SDR-13,6; SDR-17; SDR-17,6; SDR-21 и SDR-26.

Технологии производства ПНД труб дают возможность получать изделия с разной толщиной стенок для разных типов трубопроводов

Требования к изделиям

ПНД трубы для водопровода – изделия, которые изготавливаются из полиэтилена с диаметром 1-120 см при низком значении давления (0,1-2 МПа). Их производство соответствует ГОСТ 18599 – 2001.

Нормативные документы определяют технические и эксплуатационные характеристики и нормы для ПНД труб водопровода:

1. Наружная, торцевая и внутренняя поверхности должны быть гладкими без трещин, сторонних включений и раковин.
2. Максимальное выдерживаемое рабочее давление составляет до 16 либо 20 атмосфер.

Диаметры водопроводных труб ПНД, которые удовлетворяют вышеуказанным требованиям, могут варьироваться от 1,6 до 160 см. Поставка таких изделий выполняется в виде бухт по 200 и 100 метров либо в форме прямых отрезков по 12 м.

Маркировка ПНД трубы выполняется синими полосами (не менее 3), равномерно распределенными по ее окружности. Рабочая температура изделий от -20 до +40 °С. Максимальные значения температур для водопроводных ПЭ труб от -70 до +80 °С. Предел прочности изделий на разрыв – 38 МПа.

Трубы проходят проверку на соответствие качества принятым стандартам

Характеристики ПНД труб, определяющие их выбор

Для ПНД труб выделяют три основных параметра:

• марка полиэтилена;
• показатель SDR;
• диаметр.

Существуют 3 марки полиэтилена: ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100. Изделия ПЭ-80 отличаются способностью выдерживать значительное внутреннее давление. Они хорошо подходят для водопровода сечением до 9 см. Водопроводные трубы ПЭ-100 используются для прокладки систем холодного водоснабжения на даче и производятся на основе ПЭ-80.

Такие изделия могут при меньшем диаметре обеспечить требуемую пропускную способность. Трубы из ПЭ-100 характеризуются максимальным пределом прочности при внутреннем растяжении 1 тыс. часов и стойкостью к механическим воздействиям. Показатель SDR определяется отношением диаметра трубы к толщине стенок. Для ПНД изделий для водопровода меньшее значение SDR означает более высокую прочность изделий.

Полезный совет! При частном использовании на даче достаточными являются диаметры водопроводных труб ПНД для холодного водоснабжения в 25 или 20 мм. Если суточное потребление воды большое (например, для полива огорода), то можно взять трубы 3,2 см в диаметре.

Для обустройства водопровода в дачных условиях достаточно ПНД труб небольшого диаметра

Технические характеристики полиэтиленовых изделий

Технические характеристики труб ПНД для водопровода приведены в таблице.

Таблица 1

Диаметр, мм	40	32	25	20
SDR	SDR9/SDR11
Толщина стенки, мм	4,5/3,7	3,6/3,0	2,8/2,3	2,3/2,0
Максимальное рабочее давление, МПа	1,6/1,25
Масса 1 погонного метра, кг	0,3-0,5	0,2-0,3	0,15-0,2	0,12

Технические показатели для труб всех марок и размеров в среднем обозначены в таблице.

Таблица 2

Показатель	Значение	Единица измерения
удельная теплоемкость	2300-2700	Дж/(кг*K)
температура плавления	120-135	°С
морозостойкость	-70	°С
плотность	948-960	кг/м3
текучесть расплава	0,1-15	г/10 мин
предел текучести при растяжении	0,019-0,026	ГПа
Разрушающее напряжение
при растяжении	0,018-0,032	ГПа
при сжатии	0,02-0,036	ГПа
при изгибе	0,02-0,04	ГПа
Модуль упругости
при изгибе	0,636-0,735	кПа
при растяжении	0,61-0,75	кПа
водопоглощение за сутки при 23 °С	0,01	%
коэффициент теплопроводности	420-440	мВт/(м*K)
степень кристалличности	70-85	%

Преимущества напорных водопроводных труб из полиэтилена

Полиэтиленовые изделия обладают преимуществами перед иными видами труб из металла, чугуна или бетона. Они имеют большой эксплуатационный срок (50 лет), стойки к коррозии и воздействию агрессивных сред, что делает их лучшим выбором для применения на даче. Водопроводная полиэтиленовая труба в 3-4 раза легче металлической или чугунной.

Скорость и простота монтажа достигаются использованием терморезисторных фитингов, снижением затрат стыковой сварки. Кроме того, выпуск полиэтиленовых труб для водопровода сечением 2-11 см в бухтах, которые вмещают длину 50-1000 м, позволяет снизить количество расходных материалов.

Из ПНД труб можно смонтировать и наземную, и подземную систему подачи воды

Характеристики изделий позволяют выполнять прокладку в земле на даче, что обусловлено их высокой эластичностью и способностью выдерживать изменение нагрузки грунта. Полиэтиленовую водопроводную трубу нет необходимости утеплять, поскольку она морозоустойчива и может эксплуатироваться при температуре до -70 °С.

Обратите внимание! Гидравлические свойства водопровода сохраняются, если использовать напорные полиэтиленовые изделия на порядок меньшего диаметра благодаря их внутренней поверхности с низкой шероховатостью.

ПНД труба имеет относительно низкий модуль упругости, что значительно снижает риск появления гидроудара. Напорные водопроводные полиэтиленовые трубы токсикологически и бактериологически безопасны.

Варианты соединения труб

Соединить водопроводные ПЭ трубы можно несколькими способами:

• сваркой;
• с помощью компрессионных фитингов;
• электродиффузионной сваркой с использованием терморезистивных фитингов;
• фланцевым соединением.

Соединение при помощи компрессионных фитингов — один из самых быстрых методов монтажа водопровода из ПНД труб

Одним из самых надежных видов соединения ПЭ труб для водопровода является сварка. Для ее выполнения применяются специальные аппараты, которые соединяют нагретые до необходимой температуры торцы ПНД изделий. При этом важно обеспечить ровные срезы труб. Сварные соединения могут использоваться для прокладки водопровода в земле.

Благодаря большому разнообразию видов фитингов (соединительных муфт, тройников, угольников, переходов на резьбу, фланцев и др.) можно собрать при помощи изделий из полиэтилена трубопровод любой конфигурации. Поскольку подобные соединения требуют обслуживания при эксплуатации, то прокладка в земле не рекомендуется.

Для электромуфтовой сварки используются специальные терморезистивные фитинги. Их конструктивной особенностью является наличие датчиков и спирали нагрева. Для подключения сварочной машины на поверхности находятся клеммы. Трубы подготавливаются, их концы вставляются в фитинг. Режим сварки нанесен на штрихкод, считываемый сварочным аппаратом. После запуска внутренняя спираль нагревается, расплавляя материал трубы и фитинга. Такое соединение возможно прокладывать в земле. Фланцевая стыковка применяется для перехода на другие виды труб.

Простота установки и высокое качество материала позволяет проводить монтаж полиэтиленовых труб для водопровода на даче самостоятельно, без привлечения специалистов и лишних затрат.

ПНД трубы для водопровода: технические характеристики и достоинства материала, варианты соединения

Для устройства водопровода все реже используются металлические трубы. Их вытесняют изделия из полимеров. Одной из разновидностей таких материалов является ПНД — полиэтилен низкого давления, обладающий хорошими свойствами с точки его эксплуатации в условиях агрессивной среды.

Металлические трубы стали вытеснять трубы ПНД.

ПНД труба для водопровода — прочное и долговечное изделие. Она устойчива к воздействию различных химических веществ, поэтому теоретически может использоваться для транспортировки разных жидкостей. Кроме того, такие изделия отличаются гладкой поверхностью, на которой не размножаются патогенные микробы и плесень. К числу их достоинств относят и низкую теплопроводность. В сочетании с гладкой поверхностью это препятствует образованию конденсата.

Основные особенности материала

В индустрии широко применяют такое органическое соединение, как этилен. Путем полимеризации из него получают полиэтилен.

Но существует 2 его разновидности. Это полиэтилен низкого (ПНД) и высокого (ПВД) давления. Первый получают при температуре в диапазоне +120…+150°С на уровне 0,1-2 МПа. Есть общепринятая международная аббревиатура для этого материала — HDPE. Он отличается высокой прочностью и плотностью.

Второй обозначается как LPDE, получают его при температуре +200…+260°С и показателе 1500-300 МПа. Это материал с низкой плотностью, пластичный, мягкий, у него совсем другая сфера применения, в то время как полиэтиленовая труба из ПНД, обладающая хорошими эксплуатационными свойствами, используется для прокладки водопроводов в частных домах и на дачных участках. Причем она подходит как для холодного, так и горячего водоснабжения при условии, что температура носителя будет не выше чем 40°С.

Основные особенности материала.

Единственный нюанс — при прокладке таких сетей в земле нужно следить за тем, чтобы траншеи для них проходили ниже точки промерзания грунта, а ширина превышала диаметр трубы.

Также конструкции ПНД нашли другое применение — в качестве защитных коробов, которые нужны для установки электрических кабелей. Сами водопроводные трубы из этого материала делают черного цвета, так что их можно отличить даже визуально.

Производство труб из полиэтилена

Разработано несколько технологий, которые в зависимости от ряда факторов используются при производстве деталей из этого материала.

Выделяют следующие способы:

1. Суспензионный, при котором полимеризация мономерного сырья происходит в дисперсионной среде (стандартно используется вода). При этом образуется суспензия с размером отдельных частиц в диапазоне 50-150 нм.
2. Растворный. Во многом он напоминает предыдущий способ производства, но для полимеризации используется органический раствор.
3. Газофазная технология. Для нее характерно наличие газовой фазы мономера.

При всех 3 способах можно получить прочный и качественный материал, характеризующийся сильными связями между молекулами. Но некоторые показатели ПНД будут различаться в зависимости от выбранной технологии производства. Хотя для конечного потребителя более важную роль играет то, что все 3 способа позволяют получить трубы разного сечения и с необходимой толщиной стенок.

Соотношение показателей

Имеет значение и соотношение между этими 2 показателями. То, какие диаметры будут выбраны, зависит от особенностей проекта.

Требования к изделиям

Изделия могут использоваться как для холодной воды, так и горячей. Но необходимо, чтобы они соответствовали требованиям, изложенным в ГОСТ 18599-2001.

От них требуется абсолютная гладкость внутренней, наружной и торцевой поверхностей, на которых не должно быть посторонних включений, трещин, раковин, прочих дефектов. Максимальное значение давления для таких труб должно составлять от 16 до 20 атм.

Диаметры труб ПНД, соответствующих этим требованиям, находятся в диапазоне 1,6-160 см. Такие изделия поставляют либо в виде прямых отрезков (их длина составляет 12 м), либо в бухтах по 100 или 200 м.

На деталь наносится маркировка в виде синих полос, стандартно их не меньше 3. Они равномерно распределяются по окружности изделия.

Характеристики ПНД-труб, определяющие их выбор

Для выбора таких изделий наиболее важным показателем являются их размеры, т. е. диаметр и толщина стенок (а также показатель соотношения между ними, обозначаемый как SDR). Чем меньше это соотношение, тем больше вес трубы.

Кроме того, нужно знать марку полиэтилена, из которого произведено изделие. Существует 3 марки, обозначаемые как ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100. Из них наиболее универсальной считается ПЭ-80, поскольку рассчитана на высокое внутреннее давление, при этом отличается небольшой стоимостью.

Но у труб, изготовленных из ПЭ-100, выше показатель максимального предела прочности и устойчивость к механическим воздействиям. Изделия из ПЭ-80 применяются стандартно для устройства водопровода при сечении до 9 см.

Технические характеристики полиэтиленовых изделий

Устройство водопровода начинается с его проектирования. А для создания такого проекта нужно разобраться в технических характеристиках труб. Они могут различаться для изделий разного диаметра. Но температура плавления для всех изделий будет одинакова — +120…+135°С.

Все виды труб могут выдерживать морозы до -70°С. Плотность большинства изделий составляет 948-960 кг/куб. м, а удельная теплоемкость находится в диапазоне 2300-2700 Дж/(кг*К). При этом характеристики необходимой модели можно посмотреть в сопроводительной документации.

Преимущества напорных водопроводных труб из полиэтилена

Трубы из полиэтилена этого типа обладают целым рядом преимуществ по сравнению с такими традиционными вариантами, как изделия из чугуна, металла или даже бетона.

К числу их достоинств относятся:

Преимущества.

• длительный срок эксплуатации — при соблюдении всех условий он составляет 50 лет;
• устойчивость к коррозии и агрессивному химическому воздействию;
• невысокая стоимость;
• хорошая эластичность;
• способность выдерживать изменившуюся нагрузку грунта;
• морозоустойчивость, благодаря которой такие изделия не нуждаются в дополнительном утеплении (трубы выдерживают низкие температуры вплоть до -70°С);
• небольшой вес — трубы из полиэтилена низкого давления легче изделий из металлических сплавов (в 3-4 раза);
• высокая скорость монтажа и его простота;
• высокая степень экологической безопасности — трубы не выделяют токсичных веществ и на них не заводятся патогенные микробы.

Кроме того, ПНД-трубы диаметром в 2-11 см выпускают в бухтах, общая длина изделий при этом может составлять 50-1000 м, что помогает уменьшить расход материала.

Такие характеристики делают конструкции ПНД хорошим выбором для устройства водоснабжения дачи. Тем более что монтаж их возможно выполнить самостоятельно, хотя и понадобится специальный аппарат.

Эксплуатационные и гидравлические свойства системы сохранятся и при использовании труб из ПНД, у которых диаметр меньше расчетного. Это достигается благодаря низкой шероховатости внутренней поверхности. Риск гидроудара для изделий остается низким.

Варианты соединения труб

Для монтажа труб ПНД нужно разобраться в том, какими способами может осуществляться их соединение. Существует несколько вариантов:

1. Сварка с помощью специального аппарата, при которой торцы полиэтиленовых изделий нагревают до нужной температуры, а затем соединяют. Важно, чтобы срезы были ровными. Сварочные соединения считаются оптимальным вариантом для устройства водопровода, прокладываемого в слое грунта.
2. С использованием компрессионных фитингов. Существует много разновидностей таких элементов. Это тройники, соединительные муфты, фланцы и многое другое. С их помощью собирают системы достаточно сложной конфигурации. Но этот способ не подходит для водопровода, который будет прокладываться в земле, поскольку фитинги требуют регулярного обслуживания.
3. Электродиффузионная сварка, для которой используются терморезистивные фитинги. Особенностью является устойчивость к высоким температурам, а с конструктивной точки они отличаются наличием спирали нагрева и специальных датчиков. На их поверхности имеются клеммы для подключения сварочного агрегата. Подготовленные концы труб вставляют в эти фитинги, а затем включают сварку. Внутренняя спираль фитинга в процессе нагревается, материал этого горячего элемента придает тепло полиэтилену трубы, и он расплавляется. Такой способ подходит для прокладки трубопровода в земле.
4. Фланцевое соединение. Этот вид стыковки чаще всего используется, когда есть необходимость перехода на другой вид труб.

При этом технология проведения монтажных работ простая. И даже при отсутствии навыков монтировать трубы ПНД для водопроводной системы на даче можно собственными силами, не привлекая к этому специалистов, что позволит сэкономить.