Что из себя представляют трубы PE-RT тип II

Использование полиэтиленовых труб в народном хозяйстве, бытовой сфере обусловлено их физическими свойствами и высокими функциональными качествами. Длительный срок эксплуатации, отсутствие коррозии, небольшой вес, удобство в монтаже и доступная стоимость способствуют расширению применения ПЭ изделий, делая их достойной альтернативой металлическим трубам.

Полиэтиленовые трубы: какие они бывают?

Полиэтиленовые трубы – это изделия, выполненные из полимеров и предназначенные для транспортировки жидкостей и газообразных веществ, устройства канализаций и в качестве изоляционного материала для электро- и телекоммуникаций. Полиэтиленовые трубы маркируются аббревиатурой ПЭ (в международной практике – PE). В зависимости от технологии производства и назначения различают такие разновидности труб из полиэтилена.

• ПНД – изделия из полиэтилена низкого давления (или высокой плотности), произведенного методом экструзии этилена при пониженном давлении и высоких температурах с использованием катализаторов. В результате получается высокопрочный материал, что расширяет возможности применения труб из него. Широко используются виды ПЭ 80, ПЭ 100, последняя марка более популярна. Такие трубы используются для напорных и безнапорных систем для водопроводов, канализации, транспортировки других жидкостей и газа. Об особенностях и использовании полиэтиленовых труб ПЭ 100 можно почитать более подробно в другой статье – «Полиэтиленовые (ПНД) трубы ПЭ-100».
• ПВД – трубы из полиэтилена высокого давления. Производится путем полимеризации при высоком давлении. В результате получается материал легкий, но более пластичный и мягкий, чем ПЭ низкого давления. Сфера применения данного вида труб – преимущественно организация водопроводных и канализационных систем.
• PE-X – трубы из так называемого «сшитого» вида полиэтилена. Этот вид труб изготавливают из ПЭ высокой плотности методом сцепления его молекул с молекулами бутена. В результате получается высокопрочный, устойчивый к воздействию высоких температур материал с дополнительными связями – отсюда название «сшитый». Такие трубы бывают однослойными и многослойными. Существует 4 вида сцепления и, соответственно, названий таких изделий: пероксидное (РЕ-Ха), силановое (РЕ-Хb), потоком электронов (РЕ-Хс) и посредством азотных соединений (РЕ-Хd). Применяются такие трубы для изготовления систем горячего водоснабжения.
• PE-RT – изделия из полиэтилена, обладающего повышенной термостойкостью, новинка в производстве полиэтиленовых труб. Термостойкий материал предпочтительнее всего используется для монтажа горячего водоснабжения, организации отопительных коммуникаций, однако может использоваться и для холодного водоснабжения. О нем пойдет речь далее.

Полиэтилен PE-RT изобретался с целью замены PE-X, создающего для производителя некоторые проблемы: «сшитый» вид полиэтилена не поддается сварке, вторичной переработке. По сути, PE-RT – термопласт, имеющий близкие к PE-X характеристики, но не требующий процесса сшивания при переработке.

Особенности

Трубы из полиэтилена PE-RT обладают рядом уникальных особенностей, которые учитываются при выборе:

• высокая термостойкость, обеспечивающая изделиям преимущества при выборе труб для горячего водоснабжения, организации отопления, в том числе, теплых полов;
• ускоренный процесс изготовления: для повышения гидростатичности продукт не нуждается в «сшивке»;
• высокая гибкость и пластичность обеспечивает легкость в монтаже;
• срок эксплуатации изделий – до 100 лет.

Кроме данных особенностей, эти изделия имеют достоинства, присущие всем полиэтиленовым трубам – инертность к химическим реагентам, отсутствие коррозийности, легкость, удобство в монтаже.

Состав

Этот вид полиэтилена был разработан производителем The Dow Chemical Company. Полиэтилен PE-RT по составу является сополимером этилена с 1-октеном. Этот материал был одобрен экспертными комиссиями и был введен сначала в ГОСТ Р 52134 (2010 г.) «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия», а с 01.09. 2015 г. – в ГОСТ 32415–2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия».

Технические характеристики

Полиэтилен PE-RT имеет повышенный класс термостойкости и полностью отвечает нормам, предусмотренным ГОСТ 52134, ГОСТ 32415–2013 и зарубежным стандартам качества. Технические характеристики труб из полиэтилена PE-RT обуславливают их уникальные свойства в качестве материала для систем водопровода и отопления.

• Такие системы выдерживают давление от 1,6 до 10 бар, при высоких температурах от + 80 °C (температуры аварийного уровня до 95–100 °C).
• Трубы PE RT выпускаются в различных SDR, наиболее распространённые — SDR 11, SDR 9 и SDR 7,4.
• Размеры внешнего диаметра – от 16 до 630 мм.
• Минимальная толщина стенки – от 2 мм до 62,5 мм.
• Вес 1 метра – от 0,08 кг до 103,7 кг.
• Показатель теплопроводности при 60°С– 0,4 ВТ/мК.
• Модуль упругости, в зависимости от температуры, – от 150 Мпа при 90°С до 650 Мпа при 20°С.
• Модуль деформации разрушения оболочки при изгибе не менее 10 мм, относительное удлинение – 600%.
• Размеры бухты – от 50 до 600 м.

Производство PE-RT

Полиэтилен PE-RT имеет уникальную молекулярную структуру с такой организацией боковых молекулярных структур, которая позволяет получить максимальное сопротивление гидростатическому напряжению в большом диапазоне эксплуатационных температур (от –50 до +80 °C). Благодаря разработке новых катализаторов, получена возможность контролировать молекулярные связи и создавать новые улучшенные рабочие характеристики.

Уникальность нового полиэтилена PE-RT состоит в получении материала гидростатической прочности и термостойкости без необходимости процесса сшивки. Трубы производят новым методом: формирование боковых связей в молекулах полимера происходит без процесса сцепления. Сырье для изготовления труб поступает с производства в готовом виде. Такая методика предоставляет преимущества для обработки по сравнению с трубами из сшитого полиэтилена PEX.

Применение PE-RT тип II

Полиэтиленовые трубы PE-RT бывают 2-х типов. Применение PE-RT тип II предпочтительней первого, так как новый вид полиэтилена имеет преимущества: второй тип PE-RT выдерживает давление на 20% больше предыдущего поколения. Благодаря своим отличным техническим характеристикам PE-RT тип II применяется для следующих целей:

• монтажа отопления;
• установки теплых полов;
• холодного и горячего водоснабжения;
• питьевых водопроводов.

Преимущественно трубы PE-RT тип 2, несмотря на то, что они по качеству и термической стойкости являются конкурентом PE-X, используются для систем теплых полов. Это связано с тем, что первое поколение труб Перт выдерживало температуру не более 60 градусов.

Термостойкие полиэтиленовые трубы PE-RT тип II успешно применяют в хозяйстве около 20 лет. Благодаря хорошим показателям гидростатической прочности даже при условиях высоких температур, превосходной гибкости, этот вид изделий является лучшим решением для коммуникаций горячего водоснабжения и отопительных систем. В широком ассортименте трубы PE-RT представлены на сайте в разделе «Трубы для горячего водоснабжения и отопления».

Преимущества и недостатки PE-RT тип II перед другими трубами

Вопрос о недостатках PE RT тип 2 чаще всего возникает во время сравнения с металлопластиковыми, PEX и другими трубами. Поэтому, прежде чем говорить о плюсах и минусах данной трубы – взглянем на этот рисунок, который показывает долгосрочную прочность полимеров на основе ГОСТов

Перт труба для теплого пола тип 2

Труба PE-RT это новый класс трубного полиэтилена повышенной термостойкости для промышленных или бытовых целей. Используются в монтаже коммуникаций холодного и горячего водоснабжения, радиаторного отопления отопления, а также в системах водяных полов и стен с подогревом.

В основе термостойкого полиэтилена PE-RT лежит этилен-октеновый сополимер, обладающий уникальной молекулярной структурой с контролируемым распределением боковых цепей, что позволяет достичь высоких показателей сопротивления гидростатическому напряжению в широком интервале температур постоянной или переменной эксплуатации (от –50 °C до +95 °C).

Расшифровка аббревиатуры PE-RT: Polyethylene of Raised Temperature Resistance – Полиэтилен Повышенного Температурного Сопротивления.

Технические характеристики и достоинства трубы PE-RT

• Повышенная пластичность, гибкость;
• Инертность к химическим реагентам;
• Отсутствие возникновения внутренней коррозийности;
• Выдерживает неоднократное замерзание жидкости в ней;
• Стойкость к высокой внутренней температуры теплоносителя;
• Срок гарантийной при правильной эксплуатации возможен до 50 лет;

Способы монтажа и соединения трубопроводных систем PE-RT

При монтаже полиэтиленовых труб соединение между собой может осуществляться с помощью компрессионных и пресс фитингов, аксиальных фитингов с надвижной гильзой и сваривания двух деталей между собой.

• Соединение трубы PE-RT сваркой
• Соединение трубы PE-RT аксиальным фитингом
• Соединение трубы PE-RT пресс фитингом
• Соединение трубы PE-RT компрессионным фитингом

Пожалуй самое важное это возможность соединять трубы PE-RT и фитинги PE-RT с помощью сваривания специализированным аппаратом. Это даёт эффект неразрывного целостного соединения стыка и повышенного качества детали.

Качество трубы PE-RT зависит напрямую от производителя. Поэтому уделите особое внимание при приобретении данной продукции и покупайте трубы только у проверенных поставщиков.

Строение многослойной трубы PE-RT

В состав труб с несколькими слоями входит специальный антидиффузионный слой EVOH, который препятствует попаданию кислорода в систему. Данное покрытие может наноситься производителями между внутренним и наружным слоем полиэтилена.

Трубы PE-RT подразделяются на тип 1 и тип 2

Основным отличаем двух типов является то, что тип 2 выдерживает рабочее внутреннее давление жидкости на 20 % – 30 % больше, чем тип 1. Поэтому зачастую профессионалы используют тип 2 при монтаже инженерных коммуникаций, потому что он считается более надёжным и эффективным.

Условный срок эксплуатации двух типов труб PE-RT при разности температур

В таблице показаны данные износостойкости материалов трубопровода в зависимости от разности температур при максимальной эксплуатации.

PEX, PE-RT, PP-R,

Запись дневника создана пользователем evraz, 14.01.18
Просмотров: 11.771, Комментариев: 5

«МИФЫ О ТРУБАХ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА» ИЛИ, ЕСЛИ НА КЛЕТКЕ СЛОНА ПРОЧТЕШЬ НАДПИСЬ «БУЙВОЛ», НЕ ВЕРЬ ГЛАЗАМ СВОИМ
Михаил Попов, Виктор Крикотин

«…На рис. 7 представлены графики длительной прочности сшитого полиэтилена PEX и высокотемпературного полиэтилена PERT, взятые из ГОСТ Р 52134-2003 с изменением № 1. Как видно из графиков, сшитый полиэтилен со временем мало теряет в своей прочности, даже при высоких температурах. При этом график падения прочности прямой и легкопрогнозируемый. У PERT график имеет излом, причём при высоких температурах этот излом наступает уже через два года эксплуатации. Точка излома называется критической, при достижении этой точки материал начинает активно ускорять потерю прочности. Всё это приводит к тому, что труба, которая достигла критической точки, очень быстро выходит из строя.»
Выдержка из статьи «МИФЫ О ТРУБАХ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА»

Недавно натолкнулись на статью «Мифы о трубах из сшитого полиэтилена» и подумали: наверное, потому что, что профессия химика-полимерщика довольно редкая и загадочная, а в нашей среде инженерной сантехники и вовсе диковинная вопрос о полимерах из которых делают трубы действительно оброс мифами и маркетинговыми уловками граничащими с мухляжом.
Не то, чтобы мы против маркетинга, иногда приятно посмотреть или прочитать нечто яркое, запоминающееся, даже если знаешь, что все до последней буквы или последнего пикселя в картинке полная ересь.
Но мы не в театре, и не с романом на диване — мы имеем дело с трубами, которые прокладывают на десятилетия, и хочется, чтобы граждане не поминали лихом за протечки и разрывы труб, испорченную мебель, квартиры, нервы.
Поэтому надо разбираться в этом вопросе в цифрах, с калькулятором, Excel’ем, а не пользоваться творчеством копирайтеров. И поверьте – это совсем не сложно, инженеры-химики уже давно сделали все для того, что бы мы могли в этом вопросе разобраться сами – создали ГОСТы и опубликовали кучу информации о своих полимерах.
Но для начала разберемся с мухляжом. Вот этот график «на рис. 7» из статьи «Мифы о трубах…» на котором представлены графики длительной прочности сшитого полиэтилена PEX и высокотемпературного полиэтилена PERT.

Рис. 7. Эталонные кривые длительной прочности труб из PEX (слева) и PERT (справа)

НЕЛОВКИЕ УЛОВКИ
С виду все достоверно. Это действительно графики из ГОСТ Р 52134-2003. Только автор забыл сказать, что ГОСТ Р 52134-2003 утратил силу, и что справа график PERT тип I, а сейчас действует ГОСТ Р 32415-2013 в котором есть и PERT тип I и PERT тип II.
В 2003 году действительно существовал только один PERT — PERT тип I, автор просто забыл упомянуть, что с 2004 года (больше десяти лет) PERT представлен по крайней мере в двух типах: тип Iдля труб низкотемпературных сетей и тип II для высокотемпературных сетей. Т.е автор для сравнения использовал данные для полимеров заведомо различного назначения. PE-X можно сравнивать только с PE-RT типа II
Неплохо помухливовать и со шкалой – посмотрите на красную линию: уровень 10 МПа на левом графике значительно выше, чем на правом, и сразу бросается в глаза «преимущества» PEX.
Конечно, PE-RTтип I уступает по долгосрочной термостойкости PEX, но не настолько как это представлено на рисунке, и если бы шкалы этих графиков были размещены на одном уровне, то преимущества PEXможно было бы и не заметить.

На протяжении 10 лет с момента появлении на рынке PE-RT тип II сторонникиPEX делают вид, что его не существует. Хотя около 40% всех труб отопления водоснабжения уже давно делают из PE-RT

ПРОВЕРЯЕМ ГРАФИКИ
Большей частью эталонные графики долгосрочной прочности, а именно они наиболее полно характеризуют эксплуатационные характеристики полимеров из которых изготавливаются трубы, выполнены с разным масштабом и это сильно затрудняет сравнение. Вот так выглядит эталонный график PEX в ГОСТ Р 32415-2013:

График долгосрочной прочности труб из PE-X и формула его построения ГОСТ Р 32415-2013

Внизу каждого такого графика в ГОСТе приводится формула по которой строились эти кривые. Коэффициенты этих формул получены экспериментальным путем в результате длительных испытаний при температуре 110 ОС в течении 8000…16000 часов (по новым европейским стандартам время испытаний доходит до 23000 часов).
Для построения нам понадобится сделать небольшое преобразование, чтобы выделить в формуле кольцевое напряжение, и в EXCEL формула для построения графиков будет выглядеть так:

Ϭ =10^((-C1-C2/T+LOG10(t))/(C3-C4/T)) [1]
где,
Т – ряд значений температуры по Кельвину (надо не забывать, что 0ОС по Цельсию соответствует 273,15 ОK)
t– ряд значений времени в часах
С1, С2, С3, С4 – коэффициенты экстраполяции для конкретного полимера
Для эталонных кривых PEXи PE-RT значения коэффициентов по ГОСТ Р 32415-2013 представлены в Таб. 1

Таблица 1
Коэффициенты
С1
С2
С3
С4
PEX (ГОСТ Р 32415-2013)
-105,8618
57895,49
-24,7997
18506,15
PE-RT II (ГОСТ Р 32415-2013)
-219,00
90635,35
126,387
62600,75

График долгосрочной прочности труб из PE-X и PE-RT полиэтилена полученные
на основе эталонных формул и отображенные в одном масштабе осей

Из полученных нами графиков видно, что преимущество PEXперед PE-RTIIдействительно миф, и в целом это аналогичные материалы.

Однако, сравнивать графики с несколькими кривыми неудобно. И мы их упростим, воспользовавшись тем же ГОСТР 32415-2013. В таблице 5 этого ГОСТа описаны классы эксплуатации труб.

Таблица 5. Классы эксплуатации
Класс эксплуатации
Tраб, °C
Время приТpaб, год
Tмакс, °C
Время при
Tмакс, год
Tавар,°C
Время приTавар, ч
Область применения
1
60
49
80
1
95
100
Горячее водоснабжение (60 °С)
2
70
49
80
1
95
100
Горячее водоснабжение (70 °С)
3
30
20
50
4,5
65
100
Низкотемпературное напольное отопление
40
25
4
20
40
60
2,5
20
25
70
2,5
100
100
Высокотемпературное
напольное отопление
Низкотемпературное отопление отопительными приборами

Высокотемпературное отопление отопительными приборами
5
60
25
90
1
100
100

ХВ
20
50
—
—
—
—
Холодное водоснабжение
В таблице приняты следующие обозначения:
Tраб — рабочая температура или комбинация температур транспортируемой воды, определяемая областью применения;
Tмакс — максимальная рабочая температура, действие которой ограничено по времени;
Tавар — аварийная температура, возникающая в аварийных ситуациях при нарушении систем регулирования.

Для усреднения графиков мы воспользуемся общеизвестным правилом Майнера и применим его к наиболее ответственному 5-му классу эксплуатации. Принцип Майнера прост и понятен: общее разрушение трубы равно суммам разрушений при различных температурах и пропорционально времени воздействия этих разрушений.

Время и температура воздействия для класса 5 определены табл. 5 . Труба в обычных условиях за 50 лет выстаивает 14 лет при температуре 20ОС, 25 лет при 60ОС, 10 лет при 80ОС, 1 год при температуре 90ОС, и 100 часов при температуре 100ОС. Если выразить это в процентном отношении, то труба класса 5 в обычных условиях должна выстоять 28% времени при температуре 20ОС, 50% времени при 60ОС, 20% при 80ОС, 2% при температуре 90ОС, и 0,02% при температуре 100ОС

Каждый график для различных полимеров мы усредним в соответствии с правилом Майнера — это просто : каждую точку линии 20ОС умножим на 28%, к ней прибавим соответствующую точку линии 60ОС умноженную на 50%, и аналогично для линий 80, 90 и 100 ОС. И точно также преобразуем график для всех полимеров.

Для полноты картины, мы рассчитаем не только эталонные графики, но и графики для для PE-RT тип II компании DowChemical– Dowlex 2388, и компании LyondellBasell – Hostalen 4731B, а за одно и эталонный график полипропилена, таб.2.

Таблица 2. Коэффициенты экстраполяции для различных полимеров
С1
С2
С3
С4
PEX (ГОСТ Р 32415-2013)
-105,862
57895,49
-24,7997
18506,15
PE-RT II (ГОСТ Р 32415-2013)
-219.00
90635,353
126,387
62600,75
DOWLEX PE-RT 2388 Type II
-251,000
103688,000
164,000
76426,000
Basell Hostalen 4731 B
-138,218
58437,966
74,799
37737,287
PP-R (ГОСТ Р 32415-2013), левая часть графика*
-55,725
25502,2
-6,39
9484,1
* Из-за того, кривая полипропилена ломанная, правая часть графика в соответствии с ГОСТом вычисляется по формуле: Ϭ =10^((19,98-9507/T+LOG10(t))/ -4,11)

Долгосрочная прочность труб из различных полимеров при 5 классе эксплуатации
ПЕРВЫЕ ВЫВОДЫ
И теперь, благодаря простой методике, основанной на данных ГОСТов, которой каждый может воспользоваться и перепроверить представленные графики, мы получили график в одном масштабе осей показывающий, как отличается долгосрочная прочность различных полимеров.
1.Несмотря на то, что полипропилен превосходный конструктивный материал, для труб отопления он не подходит. В начале эксплуатации он имеет более высокую прочность по сравнению и с PEX и с PE-RT. Однако, всего через 35…40 дней его прочность становится ниже PE-RT, а через год ниже чем у PEX. После 10 лет эксплуатации прочность PPR стремительно падает, и он разрушается. Для того, хоть как-то продлить долговечность полипропиленовые трубы приходится делать с толстыми стенками. Единственное достоинство полипропилена – это то, что трубы из него хорошо свариваются.

2.Во общем случае, PEX и PE-RT аналогичные материалы, чьи основные различия состоят в том, что PEXреактопласт и его нельзя сваривать по определению, а PE-RT термопласт, который сваривается также хорошо, как и полипропилен. Но характеристики PE-RT II полиэтилена BaselHostalen 4731B существенно превосходят по своим характеристикам свои PE-RTи PEX аналоги. Наглядно это видно на следующем графике:

Долговечность и рабочие давления однослойных труб SDR7.4, SF=1
(линии – давление, столбики – время до разрушения)

ОЦЕНИМ КОНСТРУКЦИЮ ТРУБЫ

Мы разобрались в том, как оценивать полимеры используемые в трубах , но для оценки самих труб этого мало – важна конструкция самой трубы. И определить прочность труб различной конструкции тоже не сложно, пригодятся проведенный расчеты для кольцевых напряжений и ГОСТ Р 54867-2011 «Трубы полимерные многослойные. Определение длительной прочности».
В соответствии с этим ГОСТом максимальное рабочее давление многослойных труб определяется как сумма рабочих давлений всех слоев трубы. Гидравлическое давление Р трубы, выраженное в МПа, рассчитывается с помощью уравнения (A.1):

Интересная статья, развеивающие мифы, царящие не только на форуме, но и в среде профессионалов.