Использование сшитого полиэтилена при монтаже тёплого пола: 1 простой способ

На данный момент монтажники устанавливают в домах такие системы обогрева, как тёплые полы. В подобной ситуации рабочие применяют современные технологии и трубные материалы — в частности, сшитый полиэтилен для тёплого пола и наконечники для полиэтиленовых труб (фитинги).

Сшитый полиэтилен является прочным трубным материалом. На практике монтажники и хозяева квартир чаще применяют полиэтиленовые трубы и фитинги для сшитого полиэтилена при установке греющего пола.

В этой статье говорится о том, что представляет собой сшитый полиэтилен (применение и свойства полиэтилена — характеристики полиэтилена), а также как проводится монтаж сшитого полиэтилена — какие полиэтиленовые трубы и фитинги применяют при установке тёплого пола.

Что сшивают в полиэтилене

Виды полиэтиленовых материалов

В настоящее время изготавливают несколько видов полиэтиленовых материалов:

• PE-Xa — полиэтилен, который образуется во время нагревания с применением пероксидов. В подобной ситуации, применение полиэтилена даёт высокий процент сшивки – 90%.
  В подобной ситуации полиэтиленовая труба pex a становится крепче в отличие от трубок, которые сшиты иными методами. В то же время такой способ производства считается самым дорогостоящим;
• PE-Xb — материал, который образуется после его обработки силановой жидкостью и специальным веществом-катализатором.
  В подобной ситуации в итоге получается гибкий сшитый полиэтилен, из которого делается прочная труба pex b, что для конструкции греющего пола также имеет значение. Кроме того, такой метод производства — наиболее экономный;
• PE-Xc — полиэтиленовый материал, который изготавливают при электронной бомбардировке полимерных молекул. В подобной ситуации химики пользуются электронно-лучевым методом сшивки;
• PE-Xd — материал, который изготавливают с помощью использования азота. При изготовлении сшитого полиэтилена для греющего пола такой метод производства не используют.

Полиэтилен это самая простая гидроизоляция для теплого пола

В итоге характеристики надёжности и прочности сшитого полиэтилена закладывают на уровне молекул — разрыв молекулярных связей практически не возможен

При установке систем обогреваемого пола монтажниками чаще используется трубка, которая изготовлена пероксидным способом — труба PE-Xa.

Марки материала: цена и качество Рехау и других производителей

При изготовлении трубных изделий Производители используют сшитый полиэтилен следующих марок:

• TECEflex (Германия) – это предприятие изготавливает трубные изделия PE-MDXc, которые используют при монтаже обогреваемой системы на полу и на стене комнаты;
• UNIDELTA (Италия) — компания изготавливает трубные изделия PE-Xb, которые обладают внутренним защитным слоем EVOH и сшиты с применением силанового метода;
• UPONOR (Финляндия) — такая компания занимает лидирующие позиции на рынке — в области создания различных трубных инноваций и прочных водопроводов. Монтажники чаще закупают полиэтиленовые трубы именно у этой компании.

Трубы uponor pe xa используют при возведении не только систем отопления, но и безопасных и надёжных магистральных водопроводов.

На строительном рынке РФ пользуются спросом качественно сшитые полиэтиленовые материалы для греющего пола от таких производителей: Valtec, Wirsbo, Golan, KAN, ICMA и др.

Из каких трубок лучше устанавливать греющий пол

Прочная и качественная трубка для греющего пола обладает такими свойствами:

1. хорошо переносит механические нагрузки;
2. обладает продолжительным сроком применения;
3. устойчива к коррозийным образованиям;
4. экологически безопасна;
5. эластична;
6. имеет высокую теплоотдачу;
7. поглощает звуки и др.

При установке систем водяного греющего пола монтажники используют такие трубки:

• медные;
• стальные — из гофрированной стали;
• металлопластиковые;
• полипропиленовые;
• полиэтиленовые.

Трубки из меди считаются высококлассным и надёжным трубным материалом. Однако они имеют высокую цену. Кроме того, при их применении во время установки обогреваемого пола в стяжку монтажники дополнительно используют оболочку из полимеров и латунные фитинги.

Монтаж гофрированных стальных труб считается простым делом. В подобной ситуации расход трубного материла меньше, а сама гофрированная сталь обладает эксплуатационными характеристиками, как и медь. Однако цена стальных трубок немного выше медных трубных изделий.

Металлопластиковые трубные изделия являются транспортной трубопроводной магистралью обогреваемого пола. Однако впоследствии внутри фитинговых изделий с резьбой появляется накипь. Также при установке пола может произойти разрез металлопластиковый трубки.

Полипропиленовые трубки обладают такими преимуществами:

• имеют небольшую цену;
• такие трубные изделия можно с лёгкостью и быстро установить под финишным покрытием пола;
• являются лёгкими по весу трубными изделиями.

Однако, подобные трубные изделия имеют низкие показатели линейного расширения при разогреве. При установке в стяжку из бетона трубные изделия покрывают стекловолокном и алюминиевым материалом.

Трубки из сшитого полиэтилена считаются наиболее подходящим трубным материалом для установки обогреваемого пола. Дело в том, что определённые свойства полиэтиленовых трубок соответствуют конкретным техническим критериям в полном объёме.

Однако, полиэтиленовые трубные изделия имеют 1 недостаток — подобный полиэтилен является негибким материалом.

В итоге монтаж труб из сшитого полиэтилена является непростым делом — подобные трубные изделия при установке греющего пола изменяют свою форму.

Сшитый полиэтилен применяют не только при установке обогреваемого пола, но и в водопроводных системах.

Чаще проблемы возникают из-за повышенной воздухопроницаемости такого трубного материала, которая к появлению коррозии на некоторых трубках греющего пола. В связи с этим при установке греющего пола монтажники применяют трубные изделия, которые имеют антидиффузную защиту.

Трубка из сшитого полиэтилена или металлопластиковая — какую лучше выбрать

Металлопластик или сшитый полиэтилен — какой трубный материал лучше выбрать ? Таким вопросом задаются большинство домовладельцев.

Из всего широкого ассортимента трубок для греющего пола монтажники и хозяева квартир чаще применяют 2 вида трубок: металлопластиковые трубки и трубные изделия из сшитого полиэтилена.

Нужно иметь в виду, что полиэтиленовые, и металлопластиковые трубки имеют практически одинаковые цены.

Поэтому при выборе трубок монтажники обращают внимание на эксплуатационные характеристики трубного материала.

При установке сложных трубных диаметров чаще применяют не полиэтиленовую, а металлопластиковую трубку. В то же время в маленьких комнатах монтажники применяют металлопластиковые трубные изделия. Сшитый полиэтилен для теплого пола используют практически все жители нашей страны.

Во всех других ситуациях греющий пол из сшитого полиэтилена — наиболее приемлемый вариант.

По словам профессионалов в этом деле, подобный полиэтилен является более надёжным материалом, чем многослойные трубки из металлопластика.

Также по словам опытных монтажников, труба Pex хорошо переносит сильные морозы — не трескается, даже в тех местах, где установлены фитинги для труб из сшитого полиэтилена.

Температура плавления подобного полиэтилена равна 400 градусам по Цельсию.

Подобный трубный материал плавится, в результате чего образуются полиэтиленовые капли. В итоге полиэтилен образует углекислый газ и воду.

Сшитый полиэтилен хорошо переносит такие растворители:

1. алифатические (бензин и др.);
2. ароматические (толуол и др.);
3. углеводороды с хлором (трихлорэтилен и др.).

Подобные растворы не наносят никакого ущерба трубным изделиям.

Однако, если на сшитый полиэтилен попадает труднолетучее соединение — жиры, различные масла, воск и др. — подобный трубные материал немного набухает и расширяется.

При контакте с антифризами, антикоррозионными растворами на полиэтиленовых трубках трещинки не образуются.

Однако, если на полиэтиленовую трубку попадает сильный окислитель — азотная кислота, галогены — то такой раствор полностью разрушает полиэтилен. При использовании таких растворов хозяину дома нужно быть осторожным — нельзя, чтобы капли таких окислителей попали на полиэтиленовую трубку.

Особенности установки pex-трубок (сшитого полиэтилена) для теплого пола

При установке полиэтиленовых трубок монтажники применяют такие фитинги для полиэтиленовых труб — компрессионные и пресс-фитинги для сшитого полиэтилена. Легче работать с компрессионными фитинговыми изделиями.

Когда монтажники устанавливают компрессионные полиэтиленовые фитинги, они выполняют такие действия:

• сначала рабочие надевают на трубку гайку для обжима и направляют резьбу к трубному соединителю;
• далее, на трубку одевают разрезное кольцо. При этом монтажники делают отступ края кольца от среза трубки на 1 мм;
• затем, рабочие вплотную насаживают трубку на штуцер фитингового изделия;
• в конце, с помощью стандартного ключа монтажники прикручивают обжимную гайку.

Когда рабочие ставят компрессионные фитинги для полиэтиленовых труб, они не убирают фаску с трубки. В подобной ситуации монтажники аккуратно прикручивают обжимную гайку — в противном случае полиэтиленовая труба будет повреждена.

Когда монтажники используют пресс-фитинг (пресс для полиэтилена), они делают прочное полиэтиленовое соединение трубок. В подобной ситуации рабочие пользуются 1 из 2 видов прессов — ручным или гидравлическим.

Нюансы монтажа

В подобной ситуации монтажники выполняют такие действия:

1. сначала рабочие надевают неразрезную гильзу для зажима;
2. потом в трубку вплотную вставляют такой инструмент для сшитого полиэтилена, как трубный расширитель конкретного размера. При этом рукоятки расширителя вплотную сводят между собой и в течение 3–4 сек фиксируют в подобном положении;
3. затем монтажники вплотную вставляют трубку в штуцер фитингового изделия;
4. в итоге рабочие с помощью пресс-оборудования устанавливают гильзу на фитинговое изделие.

Сшитый полиэтилен обладает молекулярной памятью. Как следствие, по прошествии 2 минут после установки полиэтиленовой трубки в штуцер её практически невозможно снять с фитингового изделия.

По словам профессионалов в этом деле, лучше не покупать дешёвые трубки с соединением алюминиевого слоя «внахлёст» — в большинстве случае недорогие трубы из сшитого полиэтилена обладают плохим качеством и часто лопаются при эксплуатации!

Трубка для греющего пола из сшитого полиэтилена хорошо переносит морозы и при размораживании быстро восстанавливает первоначальную форму.

В отличие от металлопластика, полиэтиленовая трубка для греющего пола после сгибания быстро возвращается первоначальному состоянию. Сшитый полиэтилен для теплого пола — это удачный выбор при монтаже.

Какую использовать трубу для теплого пола — виды, способы укладки, цена

Отопление индивидуальных домов наряду с радиаторным водяными теплыми полами — один из популярных вариантов, которые используют многие домовладельцы. Для его реализации труба для теплого пола подключается к коллекторной гребенке и помещается под цементно-песчаную стяжку или напольное покрытие.

Данный метод монтажа накладывает определенные требования к трубопроводу нагреваемых полов, который изготавливают из нескольких видов материалов. Чтобы правильно выбрать трубы для теплого пола, следует изучить их разновидности, сравнить технические характеристики и подобрать оптимальное соотношение стоимости и качества изделия.

Рис. 1 Система теплого пола с коллекторной разводкой в частном доме

Требования к трубопроводу

Существует два способа устройства теплых полов — сухой при монтаже трубопровода в листовые материалы из пенополистирола, дерева, пластика напольного размещения с каналами, и мокрой цементно-песчаной стяжки. В большинстве случаев при устройстве нагреваемого пола лучше использовать стяжку — она обходится дешевле, обладает более высокой теплопроводностью и равномерно распределяет тепло.

Трубопровод для водяного пола, помещаемый под цементно-песчаную стяжку, должен удовлетворять следующим критериям:

• Температура теплоносителя в контуре теплого пола не превышает 55 °С, поэтому материал изготовления трубопровода должен выдерживать заданный предел с некоторым запасом на случай аварийных ситуаций. Так как в магистрали отопления используется вода и температура ее кипения не превышает 100 °С (при парообразовании и повышении давления в системе срабатывает группа безопасности котла), желательно, чтобы водяной трубопровод мог кратковременно выдерживать и экстремальный температурный порог.

Рис. 2 Условное обозначение полимерных труб по ГОСТ 32415-2013 и их маркировка

• Труба для водяного теплого пола отдает свое тепло стяжке, для эффективности теплопередачи необходимо, чтобы ее теплопроводность была как можно выше. Лидером по данному критерию являются медные трубы, обладающие наибольшим коэффициентом теплопередачи.
• Труба для теплого пола наполняется теплоносителем, точнее дистиллированной водой, оказывающей коррозионное воздействие на широкий ряд металлов. Поэтому материал труб не должен вступать в химическую реакцию с водой, в наивысшей степени данному критерию удовлетворяет полимерный трубопровод.
• Материал изготовления трубопровода также не должен вступать в химическую реакцию со стяжкой или любыми реагентами, которые она может впитать в процессе эксплуатации. Лучше всего с этой задачей справляются полимеры и чуть хуже легированные стальные сплавы типа нержавейки, цветные металлы (медь).
• Все материалы при высокой температуре оболочки подвержены расширению, если они помещены в стяжку, его коэффициент должен иметь минимальное значение или трубная оболочка должна быть достаточно эластичной, чтобы при увеличении объема не подвергнуть стяжку разрушению.
• Длина контура нагреваемых полов достигает 100 — 120 м, при этом нежелательно, чтобы под стяжкой находились наиболее уязвимые для протечки места — стыки соединяемых трубных отрезков. Поэтому труба для водяного теплого пола должна поставляться единым фрагментом значительной длины, намотанным на бобину.

Рис. 3 Зависимость толщины стенки от наружного диаметра для различных серий S полимерных труб от соотношения SDR (2S+1) по ГОСТ 32415-2013

• Проталкивание воды по трубопроводу теплого пола производится с помощью циркуляционного насоса, при этом на теплоноситель по пути следования оказывается гидравлическое сопротивление, зависящее от длины отопительного контура, диаметра труб и качества внутренних стенок. Труба для теплого пола должна быть гидравлически гладкой — это уменьшает гидропотери в контуре и соответственно материальные затраты на подогрев теплоносителя.
• Проникающий через стенки трубопровода кислород является сильным окислителем металлов, к примеру, через 100-метровый участок трубы из обычного полиэтилена с кислородопроницаемостью 650 г/м 3 в сутки, за год эксплуатации в теплоноситель попадает около 3,416 кг молекулярного кислорода. Такое количество способно окислить почти 12 кг двухвалентного Fe2+ растворимого в воде железа с доокислением до 8 кг трехвалентного Fe3+, которое не растворяется в воде. В итоге при эксплуатации ПЭ-труб в системе отопления со стальными радиаторами теоретически около 8 кг ржавчины Fe3+ может осесть на радиаторном теплообменнике и трубопроводе, а около 4 кг железа Fe2+ в растворимом виде перейдет в теплоноситель.

Поэтому газопроницаемость труб для теплых полов по ГОСТ 32415-2013 не должна быть выше 0,1 г/м 3 в сутки.

• Трубы из металлов не пропускают газы, но полимерные должны быть оснащены антидиффузионным слоем, которым обычно служит алюминиевая оболочка или сополимер этилена и винилового спирта EVOH.

Рис. 4 Линейное удлинение 100 м отрезков трубы из разных материалов при нагревании на 50 °С

• Удобство монтажа. Определяя, какую трубу выбрать для устройства теплого пола, следует обратить внимание на способ проведения его монтажа. Особенно это касается полимерных трубопроводов, где соединение одних видов с коллекторным распределителем может проводиться простым накручиванием накидной гайки, а для других типов понадобится установка переходных фитингов с использованием специального дорогостоящего оборудования.
• Ремонтопригодность. Иногда возникают ситуации, когда трубопровод под полом в стяжке пробивает сверло перфоратора при проведении различного вида работ (прокладке электрокабеля, монтаже радиаторных теплообменников, плинтусов). В этом случае придется снимать слой цементно-песчаной стяжки и заделывать отверстие или менять поврежденный участок. Чем проще метод проведения и реализации данных работ, тем выгоднее покупать соответствующие трубы.
• Изломостойкость. Это критерий, по которому выбирают подходящее трубы из полимерных эластичных материалов, желательно чтобы трубопровод при изломе самостоятельно восстанавливал свою форму или это можно было сделать при помощи различного вида воздействий (температурного, механического).
• Стоимость. Одним из важнейших критериев, по которому производят выбор трубы для теплого пола, является ее цена, составляющая немалую сумму даже в самых бюджетных видах.

Особенности труб для теплого пола из разных материалов

Для подачи воды в системах бытового отопления используют виды труб из металла или полимеров небольшого диаметра в 16, 20 и 25 мм. Теоретически в частном доме можно делать теплый пол из любого типа трубопровода для горячего водоснабжения, основная разница будет заключаться в скорости и надежности монтажа.

Рис. 5 Примеры монтажа трубопроводов из тонкостенных цинковых труб

Металлические трубы

Обычная сталь в системе отопления с горячей водой подвержена коррозионным процессам, поэтому для укладки под стяжку для теплого пола желательно использовать оцинкованную сталь или нержавейку. Основная проблема при прокладке данного типа трубопровода заключается в монтаже. Так как единую монолитную конструкцию отопительного контура большой площади сложно собрать сваркой, придется вырезать трубные отрезки одинаковой длины, нарезать на их торцы резьбу и соединять между собой резьбовыми переходниками при помощи угловых фитингов. Это довольно длительный и трудоемкий процесс, а из-за огромного числа соединений под стяжкой надежность отопительной решетки из оцинкованной стали или нержавейки становится абсолютно неприемлемой.

Тонкостенные металлические трубы

В последнее время в строительной отрасли появилась технология от зарубежных производителей Geberit Mapress, Viega, Kan Therm прокладки тепловых магистралей тонкостенными оцинкованными, медными или трубами из нержавейки, соединяемыми между собой посредством специальных пресс-фитингов. Метод прокладки тонкостенных труб используют для обвязки котла в зоне высоких температур, при монтаже отопительной решетки из жестких несгибаемых труб на полу потребуется большое количество соединений отдельных элементов, что существенно снизит надежность конструкции. К тому же стоимость специальных труб, пресс-фитингов и монтажного электроинструмента слишком высока для использования данной технологии в системе нагреваемых полов.

Рис. 6 Примеры монтажа теплых полов из полипропилена

Полипропилен

Полипропиленовые трубы не предназначен для изгибания в процессе монтажа, поэтому для его укладки под стяжку придется сваривать прямоугольную решетку. Чтобы исключить кислородопроницаемость, труба должна быть армированной фольгированным слоем или стекловолокном. Понятно, что большое число стыков под стяжкой делает надежность конструкции неприемлемой для теплого водяного пола, а низкая теплопроводность полипропиленовых труб 0,15 – 0,02 Вт/ м·°С полностью исключает непрактичный вариант для использования.

Медные трубы

Можно использовать для теплого пола трубы из отожженной меди, которая обладает высокой гибкостью и реализуется в бухтах. Отличительные особенности применения медных труб:

• Высокая стоимость изделий, так один погонный метр трубы в розницу обойдется потребителю в 250 руб. при диаметре 15 мм и 350 руб. для трубопровода диаметром 18 мм.
• Материал коррозионно стоек, не подвержен биологическому воздействию и зарастанию внутренних стенок грибком, водорослями и плесенью, противостоит размножению бактерий, препятствует накоплению известкового налета.
• Медные трубы для теплого водяного пола лучшие по теплопроводности (390 Вт/м·°С), поэтому система отопления из медного трубопровода будет работать с максимальной эффективностью.
• Как и все металлы, медь полностью газонепроницаема.

Рис. 7 Пример монтажа нагреваемого пола из медного трубопровода для мокрой и сухой стяжки

• Медь не подвержена изменению физических свойств в диапазоне температур от -100 до +250 °С (температура плавления составляет 1089 °С), срок ее службы превышает 50 лет.
• Трубы отличаются высокой жесткостью стенок и прочностью, выдерживают гидроудары и давление до 100 атм. (рабочее около 60 атм.).
• Медный трубопровод монтируют способом пайки посредством соединительных латунных фитингов (для соединений можно использовать специальные компрессионные фитинги по металлу) и изгибания на трубогибе. Данные процедуры отличаются трудоемкостью и низкой скоростью монтажа, поэтому за проведение работ специалистами придется выложить значительную сумму финансовых средств.
• Материал отличается высокой ремонтопригодностью, при повреждении трубопровода сверлом отверстие можно легко запаять припоем посредством газовой горелки или мощного электрического паяльника без вырезания деформированного участка.
• Медь чувствительна к качеству воды, в кислотной или среде с высоким содержанием солей возникает электрохимическая реакция, приводящая к существенному сокращению срока службы медного трубопровода.
• Стандартная длина медной бухты составляет 50 м — это не всегда достаточно для бесшовной укладки трубопроводов длинных контуров, протяженность которых может достигать 120 м.

Рис. 8 Стоимость 1 погонного метра медных и гофрированных нержавеющих труб (2019 г)

Гофротруба из нержавейки

Данный вид изделий для трубопроводов отопления появился на строительном рынке относительно недавно, его отличительные особенности:

• Приемлемая для рядового потребителя минимальная стоимость одного погонного метра трубы диаметром 15 мм около 80 руб. и 150 руб. за изделие размером в окружности 20 мм.
• Как и все металлы, нержавейка обладает высокой теплопроводностью около 17 Вт/м·°С, что повышает эффективность теплоотдачи всего контура.
• В отличие от меди, у нержавейки более простой монтаж вручную без использования трубогиба, минимальный радиус ее изгиба без изменения формы сечения равен 5 диаметрам.
• Для подсоединения гофротрубы к сантехнической арматуре используются переходные компрессионные резьбовые фитинги из латуни (бывают двух типов — универсальные и с диэлектрической прокладкой), устанавливаемые на край трубы за считанные секунды методом накручивания прижимной гайки. Еще один метод стыковки гофротруб — развальцовка ее торца в специальном вальцевателе, перед этим на верх трубы устанавливается накидная гайка с прокладкой, а после развальцовки внутрь ставят резиновый грибок, обеспечивающий герметичное соединение типа американка.
• Нержавейка стойка к коррозии, не боится биологического воздействия плесени, грибка.
• Не накапливает известковый налет на поверхности своих стенок, поэтому намного реже нуждается в промывке.
• Гофрированные стенки изнутри обладают более высоким гидравлическим сопротивлением потоку воды, что снижает эффективность работы всей отопительной системы теплых полов.

Рис. 9 Гофротруба из нержавейки в системе нагреваемых полов

• Гофротрубы из нержавейки имеют малый вес и не шумят при работе.
• Материал отличается жесткостью и прочностью, не боится гидроударов, его рабочее давление зависит от диаметра, температурных условий, производителя и составляет не менее 15 бар.
• Срок службы нержавейки достигает 50 и более лет.
• Хотя нержавейка в зависимости от марки выдерживает длительную эксплуатацию при температурах не менее 500 °С (температура плавления около 1500 °С), в системах отопления тонкостенный металл (толщина стенок около 0,3 мм) не рекомендуется нагревать свыше 110 °С.
• Некоторые разновидности гофротруб выпускают в полимерной оболочке, предохраняющей их поверхность от коррозионного воздействия агрессивных химических веществ.
• Гофротрубы из нержавейки поставляется в бобинах, длина намотанных отрезков может достигать 100 м.

Полимерные материалы

Технические условия эксплуатации отопительных трубопроводов из термопластических материалов (полимеров, которые при температурах выше точки плавления переходят в вязкотекущее состояние) регламентированы ГОСТ Р 52134-2003, устанавливающем следующее требование к трубопроводам: допускается использование при укладке сетей отопления трубопроводов из термопластов: полибутилена (РВ), поливинилхлорида (PVC-C), полипропилена блоксополимера и гомополимера (РР-В, РР-Н). В силу ряда свойств этих материалов, не подходящих для монтажа и эксплуатации в бытовых теплосетях, трубные изделия из данных полимеров не используют при прокладке тепловых магистралей в жилых домах.

Рис. 10 Фитинги для монтажа гофротруб

Труба для теплого пола из полиэтилена — разновидности

Сделать теплый пол из рассмотренных выше материалов по разным причинам слишком дорого и непрактично, поэтому подавляющее число потребителей используют для трубопроводов современные полимерные материалы, имеющие ряд существенных преимуществ в сравнении с рассмотренными выше.

Подавляющее большинство полимерных труб для теплых полов изготавливают из полиэтилена ПЭ (полибутиленовые трубы РВ на рынке практически никому неизвестны).

Так как чистый полиэтилен, применяемый при изготовлении труб для магистралей подачи холодной воды обладает низким верхним температурным порогом, предельное значение которого +60 °С, а рабочий показатель не должен превышать +40 °С, для повышения его физических характеристик применяют различные технологии обработки материала.

Рис. 11 Технология монтажа фитингов на трубы из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен PEX

В обычном полиэтилене нити с молекулами расположены в произвольном порядке и не взаимосвязаны друг с другом. В результате материал обладает не слишком высокими физическими характеристиками и температурной стойкостью. Технология сшивки дополняет продольные молекулярные связи поперечными, а после спрессовывания материала под высоким давлением полученный полиэтилен PEX приобретает следующие свойства:

• Увеличивается его плотность (0,95 г/см 3 ) и прочность на сжатие и разрыв (качественные трубы выдерживает давление на разрыв порядка 30 бар), повышается пластичность, позволяющая получать радиус изгиба от 5 его диаметров.
• Возникает эффект молекулярной памяти, позволяющей материалу принимать свой первоначальный вид самостоятельно или после термического воздействия.
• Теплопроводность сшитого полиэтилена значительно уступает металлам, но в тоже время выше данных показателей полипропилена и поливинилхлорида и в среднем составляет 0,4 Вт/м·°С.
• Температурный порог плавления повышается до +150 °С, рабочий диапазон расширяется до +115 °C, возгорание материала происходит при +400 °С.

Рис. 12 Физические характеристики сшитых ПЭ-труб

Эксплуатационные особенности сшитого полиэтилена:

• Материал нейтрален по химическому составу, устойчив к широкому ряду агрессивных кислот, щелочей и растворителей.
• Биологически устойчив и препятствует распространению грибка, бактерий, водорослей, плесени.
• Безопасен для здоровья, экологически чист, не выделяет в процессе эксплуатации вредных компонентов.
• Сшитый полиэтилен обладает невысокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, поэтому его окрашивают и используют во внутренних трубопроводах инженерных сооружений.
• Сшитый полиэтилен легко и быстро монтируется на входные штуцеры распределительной коллекторной гребенки с применением компрессионных еврофитингов. Для подсоединения к резьбовым патрубкам на концы труб помещают специальные переходные фитинги из пластика или латуни, которые фиксируют на трубной оболочке натяжной гильзой с помощью специального инструмента (аксиальный метод крепежа).
• Материал обладает высокой кислородной проницаемостью, поэтому для систем отопления трубы оснащают дополнительной воздухонепроницаемой оболочкой из алюминия или сополимера этилена и винилового спирта EVOH.
• PEX-полимеры различают по качеству сшивки, чем выше ее процентное содержание, тем более лучшим считается компонент. При использовании в отопительных системах процент сшивки материала не должен быть ниже 60%, оптимальным считается показатель в 70%.
• Трубы поставляют в торговую сеть в бухтах длиной до 600 м.
• К недостаткам PEX-полимера относят высокий коэффициент его линейного удлинения при повышении температур, этот эффект устраняют размещением в его оболочке внутреннего алюминиевого слоя.
• Минимальная стоимость одного погонного метра трубы из PEX-полиэтилена отечественного производства c антидиффузионным слоем EVOH составляет 25 руб., что приемлемо для любого собственника, желающего смонтировать в своем доме обогрев полами.

Рис. 13 Технологии сшивания ПЭ: пероксидная, гамма-излучением и органосиланидами

Для сшивания полиэтилена используют следующие технологии:

PEX-a. Химический метод сшивки полиэтилена с добавлением в расплавленный материал пероксидов, отличается равномерностью структуры, повышенной жесткостью и прочностью трубы, степень сшивания достигает 85% при ярко выраженном эффекте молекулярной памяти. Хотя метод технологически дорог, трубопроводы с данным видом сшивки чаще других используют в отопительных системах с теплыми полами.

PEX-b. Упрощенная технология сшивания полиэтилена с применением активных молекул силана, прививаемых в полиэтиленовую структуру с помощью высокотемпературных водяных паров. Полученный полиэтилен PEX-b со степенью сшивки не более 65% уступает PEX-a в пластичности, так что изогнуть трубу с малым радиусом будет намного сложнее. К тому же сам технологический процесс с использованием органосиланидов (соединения кремния с органическими радикалами) трудно контролируем, и физические параметры различных партий могут иметь существенные различия. Интересная особенность, какой PEX-b отличается от аналогов — сшивка не прекращается с течением времени, перетекая в вялотекущую фазу, и трубы в процессе эксплуатации становятся жестче и уседают. В результате фитинговые соединения ослабляются, а в изделиях с применением алюминиевых оболочек может наблюдаться расслоение структуры. Тем не менее на рынке можно обнаружить немало изделий PEX-b с силановым методом сшивки, обладающих более низкой ценой в сравнении с PEX-a.

Рис. 14 Прайс-лист на отопительные трубы из PEX

PEX-c. Данный метод сшивки реализуют при воздействии на массу полиэтилена гамма-излучения или потока электронов, иногда его получают за счет использования радиоактивного кобальта, что влияет на безопасность применения данного трубопровода. Процесс производства PEX-c отличается простотой и невысокой стоимостью, однако материал имеет степень сшивки не более 60%, поэтому используется для изготовления металлопластиковых труб невысокой ценовой категории. Трубный материал из сшитого гамма-излучением полиэтилена не рекомендуется укладывать в контуры нагреваемых полов из-за его не слишком высоких физических характеристик.

PEX-d. Получают методом сшивания полиэтилена химическим способом с применением азотосодержащих радикалов, при котором плотность молекулярных связей достигает 70%. Из-за сложности технологии и дороговизны полученных изделий трубы PEX-d выпускаются в ограниченном ассортименте и практически не встречаются в торговой сети, соответственно они не используются и в системах отопления.

Рис. 15 Технология крепления переходных фитингов методом прессовки (для металлопласта)

Трубы из полиэтилена повышенной термостойкости PE-RT

Инженерные разработки в области улучшения характеристик полиэтилена привели к созданию нового материала — полиэтилена повышенной термостойкости PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature resistance). Материал представляет собой этилен-октеновый сополимер с молекулярной структурой, имеющей распределенные боковые цепи, число которых процессе производства задается введением в полиэтиленовую массу определенного количества катализаторов. Данные преимущество технологии позволяют варьировать рабочие характеристики полимеров в сторону сопротивления высоким температурам с наилучшими показателями гибкости и текучести, или наоборот, увеличения жесткости материала с уменьшением его термостойкости. Боковые молекулярные цепочки в структуре материала, обладающие растяжимостью и подвижностью, увеличивают его ударопрочность и предотвращают растрескивание при изгибе.

Рис. 16 Цена труб из термостойкого полиэтилена PE-RT (2019 г)

В результате модификации термостойкий полиэтилен приобрел следующие отличительные свойства:

• Устойчивость к гидравлическому напряжению в температурном интервале от –50 °С до +95 °C.
• Так как материал не подвергался технологии сшивания, его молекулярная структура не имеет существенных отличий от обычного полиэтилена, поэтому при проведении монтажных работ его можно спаивать.
• В соответствии с ГОСТ 32415-2013 эксплуатационный срок труб PE-RT составляет не ниже 50 лет при температуре теплоносителя +20 °С.
• Термостойкий полиэтилен является материалом вторичной переработки.
• Благодаря тому, что трубную оболочку PERT можно сваривать или спаивать встык, с помощью надвижных полиэтиленовых муфт, труба имеет высокую ремонтопригодность.
• Один из недостатков термостойкого полиэтилена — невозможность восстановить его форму при заминании, материал не обладает молекулярной памятью, а нагревание феном приводит к его размягчению и текучести.

Минимальная стоимость одного погонного метра трубы PERT отечественного производства составляет 15 руб.

Рис. 17 Структура многослойных труб

Многослойные полиэтиленовые трубы

Никто не использует трубопровод из чистого термостойкого или сшитого полиэтилена в системах теплых полов без дополнительных оболочек, выполняющих следующие функции:

• Препятствуют диффузии окисляющего металлы кислорода в тепловой носитель.
• Снижают коэффициент температурного расширения труб.
• Увеличивают прочностные характеристики трубопровода.
• Повышают теплопроводность трубы, относится к алюминиевым оболочкам.

С дополнительной оболочкой выпускает трубы как из сшитого PEX, так и из термостойкого полиэтилена PE-RT, она может размещаться внутри стенок или снаружи на трубной поверхности. При размещении оболочки внутри стенок в процессе производства используют 5 слоев, состоящих из наружного и внутреннего полиэтиленовых, среднего антидиффузионного и двух клеевых, обеспечивающих агдезию. Если защитная оболочка размещается снаружи, труба насчитывает 3 слоя: полиэтиленовый, адгезионный клеевой и наружный защитный.

Рис. 18 Прайс-лист на трубы из металлопласта

На рынке реализует два основных типа многослойных полиэтиленовых труб:

Металлопластиковые. Трубы из термостойкого или сшитого полиэтилена оснащают внутренней (внешней) алюминиевой оболочкой, соединенной сварным швом встык, в бюджетных изделиях отечественного или китайского производства алюминиевая лента соединяется внахлест, что легко заметно при обзоре трубного торца. Металлопластиковые трубы для теплого пола имеют физические характеристики соответствующие (за исключением коэффициента линейного расширения) их основному материалу изготовления — сшитому или термостойкому полиэтилену, их отличительные особенности:

• Высокая жесткость, приводящая к невозможности устранения дефектов в случае залома или пробития оболочки термическими методами, скорее всего придется вырезать поврежденный участок.
• Для соединения с патрубками коллекторной гребенки используют обжимные фитинги для металлопласта, которые фиксируют методом запрессовки специальным инструментом. Это приводит к затратам времени, усложнению работ и повышению их стоимости в сравнении с монтажом неармированного полиэтилена.
• Минимальная стоимость 1 погонного метра качественной металлопластиковой трубы составляет 60 руб.

С антидиффузионным слоем EVOH. Пленка из сополимера этилена с виниловым спиртом относится к низкобарьерным (воздухопроницаемость не более 5,0 см 3 /м 2 ·24 часа·1 бар), широко используется в промышленной сфере в качестве упаковачного материала для продуктов, ее показатель газопроницаемости зависит от толщины. Слой EVOH толщиной 1 мм по барьерным свойствам аналогичен 9 метрам полиэтилена высокой плотности.

Барьер EVOH может располагаться как внутри трубной оболочки, так и на ее наружной поверхности, в первом случае труба насчитывает 5 слоев с учетом двух клеевых агдезионных оболочек, при втором варианте в трубе три оболочки.

Не рекомендуется помещать под стяжку полиэтиленовые трубы с наружным барьером из-за высокой вероятности повреждения внешнего слоя.

Стоимость ПЭ-труб с барьером EVOH ниже металлопласта в несколько раз и начинается от 30 руб. за погонный метр, к недостаткам материала можно отнести высокий коэффициент линейного расширения, однако при размещении под стяжкой ввиду эластичности структуры он не оказывает существенного влияния на функционирование отопительного трубопровода.

Рис. 19 Технические характеристики термостойкой трубы PE-RT с антидиффузионным барьером EVOH

Расчет необходимой длины трубопровода

Перед тем, как выбрать трубу для нагреваемого пола, определяют ее длину и диаметр. Для этого проводят теплотехнический расчет помещения, учитывающий площадь комнат, их назначение (в различных помещениях своя температура) и тепловые потери, которые должно компенсировать отопление. Задача довольно сложна для рядового обывателя, поэтому придется воспользоваться помощью специалистов.

В результате теплового расчета определяют нужный диаметр выбранных труб и длину контура, необходимую для нормального теплового обмена.

Для раскладки контура можно воспользоваться миллиметровой бумагой, начертив на ней предполагаемого схему размещения трубопровода спираль (улитка) или змейка, при этом его длина может регулироваться изменением шага раскладки, которой варьируется в диапазоне от 100 до 300 мм.

Для расчета длины трубопровода можно воспользоваться несложной формулой, имеющей следующий вид:

L = k × Sp/н, где

• L — общая длина контура в комнате;
• Sp — площадь помещения;
• н — расстояние между трубными отрезками, шаг укладки;
• k — коэффициент, учитывающий изгибы трубопровода, его значение лежит в диапазоне от 1,1 до 1,3.

Рис. 20 Схемы укладки трубопровода

Выбирая трубопровод на теплый пол в большинстве случаев рассматривают разновидности из сшитого или термостойкого полиэтилена с антидиффузионными оболочками, обладающие отличными физическими характеристиками и лучшей стоимостью, по праву занимающие высокие места в рейтингах. Весомым преимуществом труб из модифицированного полиэтилена является их гибкость, эластичность, молекулярная память, простота и скорость монтажа с использованием компрессионных еврофитингов, высокий эксплуатационный срок не менее 50 лет, регламентированный ГОСТ 32415-2013.