Полиэтиленовые трубы и их использование для водоснабжения

Полиэтиленовые трубы для водоснабжения представляют собой сравнительно новый вид коммуникаций, который пришел на смену стальным и чугунным изделиям. Диапазон сфер применения таких изделий достаточно широк: подача питьевой воды, водоснабжение и полив в дачных постройках, напорная канализация, аграрные и оросительные водоводы, пожарное водоснабжение, водосточные системы.

Трубы из полиэтилена — одни из самых популярных изделий для монтажа водопроводов питьевого и технического назначения

Отличительные характеристики полиэтилена

Технические характеристики полиэтиленовых труб для водоснабжения во многом зависят от свойств материалов, из которых они выполнены. Изделия выпускаются из ПЭ 63, ПЭ 80 и ПЭ 100. Полиэтилен ПЭ 80 менее плотный, прочный и имеет меньшую температуру плавления. Вместе с тем он более пластичный и стойкий к разным видам деформации.

Полиэтилен ПЭ 100 по своей структуре более жесткий и плотный. Он прочный на разрыв, но хрупкий при высоких значениях температуры.

Таблица 1

Характеристика	Сталь	Чугун	ПНД	Единица измерения
Вес 1 погонного метра трубы диаметром 16 см	17,5	28,1	3,77	кг
Срок эксплуатации	примерно 15-25	примерно 80	примерно 50	лет
Химическая устойчивость	устойчива	нет устойчивости	высокая устойчивость	—
Биологическая устойчивость	средняя устойчивость	низкая устойчивость	высокая устойчивость	—
Уровень износостойкости	средний	низкий	высокий	—
Взаимодействие с ультрафиолетовым излучением	проницаема	не взаимодействует	разрушается	—
Значение предела прочности (на разрыв)	очень маленький	очень маленький	20-38	МПа

Такие характеристики делают ПНД трубу для водоснабжения особо привлекательной для потребителя.

Характеристики труб зависят от сырья, которое использовалось для их производства: самые прочные изделия получаются из ПЭ-100

Достоинства полиэтиленовой трубы для воды

Трубы из полиэтилена для холодного, а также горячего водоснабжения обладают большим количеством выгодных характеристик, которые отличают их от аналогичных изделий из других материалов. Производители полиэтиленовых труб для воды отмечают, что их срок эксплуатации составляет больше 50 лет. Такие изделия стойки к гидравлическим ударам благодаря способности немного растягиваться при значительных нагрузках.

Полимер не вступает в электрохимическую реакцию, что объясняет стойкость труб пнд для воды к коррозии. Кроме того, он не подвергается воздействию химических веществ, за счет чего становится возможной использование их в качестве труб для подземной прокладки.

Обратите внимание! Практически все трубы из этого материала не требуют дополнительной теплоизоляции при выполнении подземной прокладки.

Поскольку пластик является экологически чистым материалом, то возможно использование таких изделий для подачи питьевой воды.

Небольшой вес и доступность вспомогательных элементов значительно упрощают и ускоряют монтаж системы холодного (или горячего) водоснабжения. В процессе производства изделий полиэтилен подвергают структурированию, что придает продукции большую надежность.

Полиэтилен не выделяет в воду вредных веществ, поэтому из труб пнд можно создавать водопроводы хозяйственного назначения

Технические параметры изделий

В маркировке полиэтиленовых труб для водоснабжения присутствуют такие данные:

• наименование производителя, номер партии и дата изготовления;
• марка полиэтилена (ПЭ 100+, ПЭ 100, ПЭ 80, ПЭ 63);
• назначение;
• значение SDR;
• диаметр изделия и толщина стенок;
• стандарт изготовления.

По критерию номинального либо рабочего давления ПНД трубы делятся на изделия, работающие под разреженным давлением, средненапорные и напорные. Технические и эксплуатационные характеристики последнего вида регламентирует ГОСТ 18599-2001. На внешней и внутренней поверхности полиэтиленовой трубы для холодного водоснабжения исключены какие-либо посторонние включения.

Давление среды находится в зависимости от ее температуры. В таблице указаны коэффициенты снижения для полиэтилена ПЭ 100.

Таблица 2

Температура воды (рабочая)	Коэффициент понижения давления (рабочей среды)
до 20 °С	1
26-30 °С	0,87
36-40 °С	0,74

Полиэтиленовая труба для горячей воды способна выдерживать температуру до +110 °С. Также такой элемент может быть применен в системе, которая подвергается замерзанию, за счет стойкости к температурам до -110 °С.

Диаметр пнд труб для водоснабжения варьируется от 16 до 110 мм. Они выпускаются в бухтах либо катушках длиной до 1 тысячи метров и в отрезках длиной 12 метров и диаметром от 110 до 1200 мм. Диапазон рабочего давления труб ПНД для воды составляет от 10 до 25 атмосфер.

Изделия небольшого диаметра очень гибкие и поставляются в бухтах; в одну такую катушку помещается до 1000 метров трубы

Сети холодного и горячего водоснабжения с применением ПНД труб

Трубы ПНД для питьевой воды марки ПЭ 63 обычно имеют диаметр до 6 см и толщину стенки до 4,5 мм. Значение рабочего давления должно быть больше 1 МПа. Подача питьевой воды может быть организована трубами других марок полиэтилена, если имеет место маркировка полосой голубого цвета. Однако, такие изделия обычно имеют большой диаметр, что не всегда является удобным при монтаже домашнего водопровода.

Обратите внимание! Высокотехнологичные ПНД трубы для горячего водоснабжения выпускаются из улучшенных марок ПЭ 80, ПЭ 100, ПЭ 100+. Для них характерна дополнительная маркировка ПЭ-РТ.

Основным материалом является сшитый полиэтилен, способный выдерживать температуру более 90 °С. В процессе эксплуатации он не теряет свои характеристики сохраняет долговечность и прочность.

Для горячей воды ПНД труба бывает однослойная и многослойная. Усиление свойств полиэтилену дает добавление в материал алюминиевой фольги, стали, полипропиленовых полимеров, а также армирование стекловолокном. Монтаж горячего водопровода может осуществляться трубами PN 20, рассчитанными на рабочее давление 2 МПа, температуру до 110 °С и армированные стекловолокном, или PN 25 – давление 2,5 МПа, температура до 75 °С, армированные фольгой.

Способы установки труб из полиэтилена

Соединение труб во многом зависит от их размера и назначения трубопровода.

Трубы диаметром свыше 110 мм соединяют методом горячей сварки, применяя сварочный аппарат или электромуфты

На сегодняшний день используются 3 способа монтажа:

Выбор способа зависит от конкретных ситуаций. Например, ПНД изделия диаметром выше 110 мм зачастую стыкуют методом сварки. Муфты обычно используются при проведении работ с низкими температурными режимами. Для поворотов и разветвлений труб ПНД в системе используются сварные и литые фитинги.

Установка ПНД труб для горячего водоснабжения предполагает учет таких особенностей:

• глубина прокладки сети должна находиться ниже не больше, чем на 20 сантиметров глубины промерзания земли;
• если сварка ПНД изделий производится на траншее, ширину ее дна необходимо организовать на 40 см больше диаметра трубопровода;
• устройство водоснабжения трубами ПНД предполагает засыпание их в траншее сначала слоем песка около 30 см, а затем грунтом.

Выбранные компрессионные фитинги для соединения должны подходить используемым видам труб и соответствовать нагрузкам.

Если есть необходимость сделать разъемное соединение труб, следует использовать компрессионные фитинги

Сварка труб ПНД

Для создания неразъемного соединения применяется сварочное оборудование. Эта технология подходит, если трубопровод эксплуатируется под давлением. Сварка встык предполагает соединение труб диаметром от 50 мм. Торцы изделий нагреваются и скрепляются под прессом. Полученное монолитное соединение не уступает по прочности металлическим конструкциям.

Детали жестко фиксируются в аппарате, и к ним подводится плита для разогрева. После достижения температуры плавления инструмент убирается, и торцы труб прижимаются под давлением. Извлечение мест соединения происходит после полного остывания шва.

Обратите внимание! Детали, которые свариваются, должны иметь толщину стенок больше 5 мм. Температура окружающей среды, при которой можно проводить сварку, составляет +15 — +45 °С.

Электромуфтовая сварка востребована при устройстве трубопроводов, выдерживающих давление 16 атмосфер. После зачистки торцов труб на конец изделия надевается муфта, в которую закладывается электронагреватель. Он используется для плавления полимера. Остыв, получается монолитная конструкция.

Полиэтиленовые трубы хорошо подходят для устройства систем холодного водоснабжения (с температурой носителя до 40 °С). Технические параметры не всех изделий из этого материала подходят для горячей воды. Однако, благодаря разнообразию, простоте установки и хорошим эксплуатационным характеристикам эти трубы широко применяются в быту и промышленности.

Полиэтиленовые трубы: маркировка, диаметры, характеристики, применение

Если раньше при монтаже водопровода, канализации, при проведения газа всегда использовали только металлические или чугунные трубы. Альтернативы просто не было. Сегодня все чаще применяют изделия из полимеров, и, в частности, — полиэтиленовые трубы. Они все больше вытесняют с рынка металлические аналоги, а все благодаря невысокой цене, простоте в обращении, длительному сроку эксплуатации. Полярности ПЭ трубам добавляет простота монтажа — есть фитинги, которые устанавливаются руками. Это очень удобно, например, при устройстве водопровода или системы полива на даче.

Водопровод из полиэтиленовых труб собирается легко, легко модернизируется, почти не требует обслуживания

Свойства, достоинства, недостатки

Полиэтиленовые трубы применяют для транспортировки различных жидких и газообразных веществ. В литературе можно встретить сокращенное обозначение: в русском варианте это ПЭ, в международном — PE или PE-X для сшитого полиэтилена.

Они имеет отличные свойства:

• Материал химически нейтрален, не реагирует даже с соляной кислотой. Благодаря чему используются в производственных процессах.
• В нормальном состоянии не выделяет никаких веществ, не влияют на вкус транспортируемых жидкостей. Это позволяет использовать их при построении трубопроводов, по которым циркулируют жидкости, которые могут употребляться в пищу.
• Внутренние стенки полиэтиленовых труб очень гладкие, на них не задерживаются никакие вещества. Даже спустя много лет на них отложений не будет.

Полиэтиленовые трубы могут быть разных диаметров, с разной толщиной стенки

Гладкие стенки оказывают меньшее сопротивление потоку воды. Меньшее сопротивление — требуется менее мощный насос для прокачки, тратится меньше электроэнергии.

Срок службы при нормальных условиях эксплуатации — около 50 лет. Но эта цифра резко уменьшается с увеличением температуры или давления.

Легко режутся, мало весят, удобны в монтаже.

Не проводят токи, не корродируют.

Полиэтиленовые трубы диаметром до 160 мм могут соединяться при помощи специальных фитингов. Они просто устанавливаются без какого-либо оборудования, что удобно в «полевых условиях», например, на даче. Большие диаметры свариваются специальным аппаратом, но они используются обычно в промышленности.

Компрессионные фитинги для полиэтиленовых труб просто закручиваются в месте соединения

Полиэтилен плохо проводит звуки. Так что такой трубопровод или система отопления являются «тихими».

Цена на трубопровод из полиэтилена получается на 30-40% дешевле аналогичного стального.

Уже готовый водопровод или систему отопления легко переделать. В нужном месте труба разрезается, устанавливается требуемый фитинг, к которому можно подключать еще одну ветвь или какое-либо устройство.

Отличный набор свойств привел к тому, что полиэтиленовые трубы становятся все более популярными. Но, чтобы не было неожиданностей, необходимо знать их недостатки. Их не очень много, но они довольно серьезные.

• Полиэтилен горит, и при горении выделяет вредные вещества.
• Слабая стойкость к ультрафиолету. Под воздействием солнца материал становится хрупким и ломким. Но этой болезни не подвержены трубы из сшитого полиэтилена, именно они стали в последнее время лидерами продаж.
• Большое температурное расширение — оно в 10 раз больше чем у стали. Для нейтрализации этого недостатка устанавливается компенсатор.
• При замерзании жидкости в трубопроводе, полиэтилен может порваться. Потому при использовании полиэтиленовых труб для организации водоснабжения частного дома или дачи, его укладывают ниже глубины промерзания или утепляют сверху, применяют дополнительные методы обогрева (греющие кабели).

Это все недостатки. Теперь о разновидностях. По способу производства есть три вида труб из полиэтилена:

• высокого давления;
• низкого давления;
• из сшитого полиэтилена (часто красного цвета, так как в большинстве случаев используются для прокладки систем отопления и ГВС).

Сшитый полиэтилен переносит транспортировку горячих сред

В данных названиях кроется определенный парадокс. Когда говорят о высоком или низком давлении полиэтиленовых труб, имеют в виду способ их производства. Но часто это воспринимается как область использования. Реально же все наоборот. Трубы, произведенные при высоком давлении, получаются менее прочными. Их можно использовать только для безнапорных систем (без насосов). Для систем напорного водоснабжения их делают, но прочность добирают за счет толщины стенок. При обычной толщине стенок их область использования — канализация, дренажные системы, ливневки и т.п. Тут их качества оптимальны.

В напорных трубопроводах, там где высокое давление, используются как раз полиэтиленовые трубы низкого давления. Они более прочные но, одновременно, более хрупкие, намного хуже гнутся. Это тоже не очень хорошо. Зато они выдерживают значительные перепады давления без какого-либо вреда. И еще надо сказать, что оба этих типа полиэтиленовых труб подходят только для холодной воды — горячую они не выдерживают, могут расплавиться.

А вот третий тип — из сшитого полиэтилена — это вариант с высокой прочностью, гибкостью. Выдерживают такие изделия высокое давление (до 20 Атм) и температуры до +95°C, то есть PE-X трубы можно применять и для горячего водоснабжения, а также для систем отопления. Кстати, их этого типа полимера делают металлопластиковые трубы. Однако и тут есть одно «но» — этот тип материала не сваривается. При монтаже трубопровода из сшитого полиэтилена используют фитинги с прокладками. Второй тип сборки — клеевой, когда стыки соединяемых элементов промазываются клеем.

Маркировка и диаметры

Полиэтиленовые трубы обычно бывают черного или ярко-синего цвета, из сшитого полиэтилена могут иметь ярко-красный цвет. Окрашиваются так они специально — чтобы их проще было отличить от прочих полимеров. На стенке вдоль могут быть нанесены полосы синего цвета, если она предназначена для холодной воды, желтого, если применяется она для газопровода. Форма выпуска — в бухтах длиной от 20 до 50 метров (обычно малые диаметры) и кусками по 12 метров (или нужной длины по договоренности).

Диаметры полиэтиленовых труб изменяются в широком диапазоне — от 20 мм до 1200 мм. Изделия малого сечения (до 40 мм) используются в основном для водопроводов и систем отопления в частных домах и квартирах, более серьезные (до 160 мм) идут на стояки систем водоснабжения, отопления и канализации. Большие диаметры — это уже промышленная и производственная сфера. Для частных строений и квартир практически не используется.

Плотность полиэтилена

Для изготовления труб используется полиэтилен разной плотности. Обозначается плотность цифрами, которые стоят после аббревиатуры:

• ПЭ32 — появился первым, имеет самую низкую плотность. Сегодня для производства труб практически не используется.
• ПЭ63 — имеет довольно большое расстояние между цепочками молекул, из-за чего плохо переносит скачки давления, может ломаться. Область применения — внутренняя разводка в безнапорных системах (системы полива из бочки, летний душ и т.п.), изредка ставят в частных домах для разводки системы водоснабжения внутри дома. Из полимера этого типа могут делать канализационные системы.
• ПЭ80 — имеет высокую прочность, может использоваться в системах холодного водоснабжения внутри дома и снаружи, но с обязательным утеплением. При большой толщине стенки могут использоваться для промышленных целей.
• ПЭ100. На данный момент трубы из такого материала самый прочные, но и самые тяжелые. Применять можно в любых областях, для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением. Марки из сшитого полиэтилена плотностью 100, могут использоваться в разводке горячей воды и отопления.

Сравнительные характеристики ПЭ 80 и ПЭ 100

Что еще может быть интересно: полиэтиленовые трубы могут быть еще и армированными. Вообще они производятся методом экструзии — в размягченном состоянии материал выдавливается через насадку, затем отправляется на калибровку, где ему придают требуемое сечение и размер. При производстве армированных полиэтиленовых труб волокна капрона, полистирола или поливинилхлорида (ПВХ) запаиваются внутри стенки. Оборудование для этого процесса намного более сложное, потому и цена на армированные ПЭ трубы значительно выше.

Диаметр полиэтиленовых труб и что такое SDR

В маркировке полимерных труб есть существенное отличие — указывается наружный диаметр. Но толщина стенки изменяется в больших пределах, так что внутренний диаметр приходится высчитывать — от наружного отнимать удвоенную толщину стенки. Толщина стенки в маркировке прописывается после указания наружного диаметра (обычно ставят * или знак «х»). Например: 160 х 14,6. Это обозначает что данная труба имеет наружный диаметр 160 мм, толщину стенки 14,6 мм. Можно посчитать и внутренний диаметр полиэтиленовой трубы: 160 мм — 14,6 мм*2 = 130,8 мм.

Еще в маркировке присутствует аббревиатура SDR и какие-то цифры. Цифры — это отношение наружного диаметра к толщине стенки. Этот показатель отражает прочность стенок и их возможность противостоять скачкам давления.

Что такое SDR трубы

Чем меньше показатель SDR, тем более прочной (но и более тяжелой) является труба. Правда это справедливо в пределах изделий одной плотности. Например, ПЭ 80 SDR11 — более прочная, чем ПЭ 80 SDR 17.

Наименование ПЭ трубы	Характеристики	Область применения
ПЭ 63 SDR 11	Низкая плотность, плохо переносят перепады температур	Внутренние холодные трубопроводы
ПНД ПЭ-63 SDR 17,6	ГОСТ 18599-2001(2003), давление не выше 10 Атм	Внутренние водопроводы с невысоким давлением для подвода холодной воды
ПЭ 80 SDR 13,6	Плотность выше, но перепады температур переносят плохо	Водопроводы для подвода холодной воды, системы полива
ПЭ 80 SDR 17	Плотность выше, но перепады температур	Водопроводы как в помещениях, так и на улице, напорные системы полива
ПЭ 100 SDR 26	Высока плотность, способность переносить перепады температур	Любые трубопроводы для транспортировки жидкостей (воды, молока, соков и т.п.)
ПЭ 100 SDR 21	Увеличенная толщина стенок	Любые трубопроводы, в том числе и газовые
ПЭ 100 SDR 17	Увеличенная толщина стенок, но и большая масса	Чаще используются для помышленных целей
ПЭ 100 SDR 11	Полиэтилен низкого давления, высокая прочность, повышенная химическая стойкость	Может использоваться при монтаже канализационных коллекторов, прокладывается в любом типе грунта

Серия трубы и номинальное давление

Следующий параметр, который может быть важен при выборе — серия. Обозначается буквой S, за которой стоят цифры. Отображает способность стенок сопротивляться давлению. Это отношение того давления, которое она может выдержать (определяется в лабораторных условиях) к рабочему. Чем больше цифра, тем прочнее труба.

Номинальное давление ПЭ труб разной плотности с разным SDR

На практике этот показатель редко принимают во внимание, так как он более «лабораторный», чем практический. Намного более важным может оказаться номинальное давление, на которое рассчитаны стенки. Эти данные представлены на фото выше. Давление находится на пересечении столбцов и строк, указано в Атмосферах. Например, для трубы PE 80 SDR 13,6 рабочее давление равно PN10 (10 Атм). Это значит, что при транспортировке сред температурой не более +20°C и давлении не более 10 Атм, срок службы данной трубы — 50 лет.

Нормативные документы

Для стандартизации выпускаемой продукции были разработаны ГОСТы и отраслевые стандарты. Нормативная база по этому виду материалов появилась не так давно — уже в нынешнем тысячелетии — после 2000 года. В маркировке обычно указывается стандарт, которому отвечает данный вид продукции. По названию ГОСТа определяется область применения (из названий ГОСТов), но непрофессионалам проще ориентироваться на наличие полос соответствующего цвета (голубые — для холодной воды, желтые — для газа).

Вот стандарты для России:

• ГОСТ 18599-2001 Трубы напорные из полиэтилена.
• ГОСТ Р 50838-2009 Трубы из полиэтилена для газопроводов.
• ГОСТ Р-2008 Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления.
• ГОСТ 32415-2013 Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия

Способы соединения полиэтиленовых труб

Есть стандарты для Украины:

• ДСТУ Б В.2.7-151:2008 «Трубы полиэтиленовые для подачи холодной воды»
• ДСТУ Б В.2.5-322007 «Трубы безнапорные из полипропилена, полиэтилена, непластифицируемого поливинилхлорида и фасонные изделия к ним для внешних сетей канализации домов и сооружений и кабельной канализации»
• ДСТУ Б В.2.7-73-98 «Трубы полиэтиленовые для подачи горючих газов»

При желании все их можно изучить. В большинстве своем они представляют собой таблицы, в которых указан весь сортамент продукции с указанием из параметров.

Пример маркировки ПЭ трубы

Для идентификации на полиэтиленовые трубы нанесена маркировка. Надписи наносятся на каждом метре или около того. Первым указывается название фирмы-производителя, может стоять логотип кампании. Этот знак не обязательный, но является хорошим признаком — предприятие не боится за свой товар.

Пример маркировки ПЭ трубы

• обозначение материала трубы, в данном случае — ПЭ — полиэтилен;
• плотность полиэтилена — для этого примера 80;
• потом SDR трубы — 11;
• следующим стоит наружный диаметр и толщина стенки: 160 мм диаметр трубы, 14,6 мм — толщина стенки;
• в последней позиции указывается ГОСТ или ДСТУ, которому отвечает данный тип трубы.

Приведенная на фото труба — для газопроводов это подчеркивается трижды — нанесенными желтыми полосами, надписью «газ» в маркировке и наименованием ГОСТа — 50838-2009 — это стандарт, по которому производятся пластиковые трубы для газопроводов.