Полиэтиленовые трубы для отопления дома: характеристики и монтаж

Современные технологии в области преобразования полимеров привели к созданию материалов с новыми качественными характеристиками. Труба из сшитого полиэтилена — один из результатов такого рода инноваций. Системы отопления испытывают значительные нагрузки, должны функционировать в условиях перепадов температуры и давления. Для труб из сшитого полиэтилена характерны высокие технологические показатели, которые с запасом выдерживают все нагрузки.

Полиэтиленовые трубы, применяемые в отоплении

Характеристика труб для отопления из сшитого полиэтилена

Производители используют разные методы для создания ПЭ труб. Но в основе положен единый алгоритм: сшиваются между собой молекулы углерода, под воздействием физических и химических реакций. Цепочка молекул полиэтилена состоит из углерода, который соединен с атомами водорода (формула имеет вид —CH2—CH2—). Прочность такого соединения ограничена. Чтобы это исправить и увеличить эластичность, молекулярную цепочку перестраивают из линейной в трехмерную. Высвобождаются атомы углерода, в результате происходит сшивка молекулярных рядов и повышается прочность. Поэтому полиэтиленовые трубы можно использовать в условиях повышенных термических нагрузок.

Виды ПЭ труб

Способы преобразования полиэтилена из линейной структуры молекул в трехмерную разные, как и конечные технические показатели. В маркировках на трубах они отображены латинскими буквами.

1. Химический способ . Маркировка материала: PE-Xb (PEX-B); PE-Xc (PEX-С). При соединении кремния и водорода, под воздействием влаги сшивается (силановая сшивка) цепочка молекул. Катализаторы стимулируют химическую реакцию. Второй способ использование свободных радикалов азота (азотная сшивка).
2. Физический способ . Маркировка материала: PEX-B. Используют рентгеновское излучение, электроны в буквальном смысле бомбардируют молекулярную цепочку. В результате выбивают атомы азота, что дает возможность высвободившимся атомам углерода сшиваться с соседними рядами. Новые соединения придают материалу прочность.
3. Пероксидный способ (метод Энгеля) . Маркировка материала: PE-Xa (PEX-А). Под воздействием перекисей (пероксидов) происходит перестройка молекулярной структуры. Чтобы атомы углерода высвобождались и сшивались, необходима t +200°С. Пользуются этой методикой чаще, так как она дает наиболее высокий процесс сшивки (85 %). Материал обладает памятью формы (способностью сохранять изначальную конфигурацию), эластичен.

Разнообразные виды полиэтиленовых труб

Используют этим способом производства чаще других, так как он дает наиболее высокий процент результативной сшивки (85 %), трубы обладают наилучшей способностью сохранять изначальную форму, материал эластичен.

Особенности труб PEX-С в том, что степень сшивки составляет 70 %. У них низкий порог устойчивости к минусовым температурам, отсутствует форма памяти. Отопительные элементы с маркировкой PEX-B и PEX-D, то есть с использованием химических методов, менее устойчивы к низким температурам, имеют невысокую степень гибкости, степень сшивки 65 % и плохо восстанавливают форму.

Именно поэтому труба из сшитого полиэтилена PEX-А используется профессионалами чаще, а пероксидный способ является наиболее популярной методикой для производства труб. Скорость изготовления таких труб ниже, чем других, а себестоимость производства выше. Самая низкая цена производства у труб PEX-С, изготовленных методом сшивки, после экструзии рентгеновским излучением.

Молекулярно, с точки зрения структуры материала, трубы из сшитого полиэтилена представляют собой инновационный материал.

Преимущества и недостатки

Сшитый полиэтилен для отопления обладает целым рядом преимуществ, в сравнении с пластиковыми (полипропиленовыми, металлопластиковыми) и металлическими трубами.

Сшитый полиэтилен — один из самых популярных материалов, используемых в системах обогрева зданий

1. Широкий диапазон температурных режимов, который выдерживают трубы отопления из сшитого полиэтилена.
2. ПЭ трубы обладают хорошей износостойкостью, выдерживают механические нагрузки.
3. Гибкость изделия позволяет значительно экономить средства, благодаря минимизации переходных и соединительных элементов. Такие трубы позволяют огибать отдельные элементы конструкций. Пластиковые аналоги не обладают этим свойством.
4. На внутренних стенках не скапливается налет и отложения.
5. Не происходит деформация стенок трубы при перепадах давления.
6. Небольшой вес и эластичность значительно облегчают монтаж.
7. Продается материал в виде бухт, что удобно для транспортировки.
8. Материал инертен ко многим агрессивным химическим средам.
9. Трубы обладают хорошей шумоизоляцией, теплопроводностью.
10. Долговечны, гарантийный срок 25 лет. На практике реально эксплуатировать более 50 лет.

Именно эти свойства сшитого полиэтилена делают их востребованными на рынке.

Основная сфера использования: система отопления, теплый пол, водоснабжение (горячее, холодное). Применяются для трубопроводов углеводородов, химических соединений. Применяют в качестве трасс для кондиционирования, агрегатов охлаждения.

Технические характеристики

Трубы из сшитого полиэтилена для отопления используют различных типов. Несмотря на разницу отдельных показателей, все они с запасом вписываются в рабочие режимы систем.

Основные характеристики наносятся на изделие

Общие технические показатели материалов:

• Среднее линейное расширение (изменение размера и формы при колебании температур): 0,12 г/см³, у марки PEX-B в районе 0,06 г/см³.
• Теплопроводность: 0,35-0,4 Вт/мК.
• Плотность сшитого полиэтилена: 0,95 г/см. куб.
• Средний температурный режим: от -50°С до +100°С.
• Оптимальный режим функционирования: давление 3 Бар, температура + 70°С.
• Диапазон рабочего давления зависит от вида материала, варьирует от 8 до 25 Бар.

Таблица. Сравнительная характеристика по видам.

Основные характеристики	PEX-А	PEX-B	PEX-С
Ограничения по диаметру (мм)	Ограничений нет. Диаметры: 12, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 25 и выше.	Диаметр от 40 до 63 мм, так как достаточно жесткая.	До 32 мм, так как толстые стены больших диаметров плохо прошиваются.
Эластичность	Высокая	Плохая	Средняя
Форма памяти (способность к восстановлению)	Высокая	Плохая, отличается стабильной формой	Средняя
Устойчивость к высоким температурам	Высокая	Высокая	Низкая
Устойчивость к низким температурам	Высокая	Низкая	Средняя
Устойчивость к длительному удержанию высокого давления	Высокая	Высокая	Средняя
Возможность применения развальцовки	Применяется	Не применяется, так как материал достаточно жесткий, возможно образование микротрещин	Применяется
Экологические стандарты	Высокие, применяют даже в фармакологии	Средние, при контакте с оловом возможно выделение из силана газа метилана	Высокие

Из таблицы видно, что самые высокие качественные показатели у сшитого полиэтилена марки PEX-А. Гибкой трубой легко производится монтаж.

Советы по эксплуатации

Обратите внимание на то, что сшитый полиэтилен без специального лакового покрытия пропускает сквозь стены кислород. Это может привести к тому, что внутри трубы заводятся микроорганизмы, тем самым загрязняя воду. Их колонии приводят к сужению протока воды. Именно по этой причине большая часть труб покрыта защитными пленками.

Мягкий полиэтилен может привлечь грызунов. Чтобы они не прогрызали его, лучше укладывать трубы в защитный футляр.

Труба в защитном кожухе

Для трасс, используемых в системах теплых полов, предпочтительнее фурнитура из полиэтилена.

Среди лидеров по выпуску таких труб – REHAU (немецкая компания), WIRSBO (Финляндия), KAN (Чехия). Стоимость продукции сопоставима, отличается цена фурнитуры.

Монтаж труб отопления из сшитого полиэтилена

Полиэтиленовые трубы для отопления, водоснабжения достаточно легко монтируются. Основные способы соединения:

• компрессионный фитинг;
• напрессованный фитинг;
• электросварочный.

Монтаж без пресса (компрессионный фитинг)

Электросварочный метод получил меньшее распространение. Он дает хороший результат, но оборудование для него довольно дорогостоящее. Монтаж с его помощью большей частью осуществляют профессионалы.

Инструмент и детали необходимые для соединения труб: соединительные детали, фитинги, ручной пресс (гидравлический), ножницы для нарезания сегментов, гаечные ключи.

Монтаж без пресса (компрессионный фитинг) :

1. Монтировать начинают с того, что с входного отверстия снимают фаску.
2. При помощи специального инструмента, который называется расширитель, раздвигают диаметр шланги для того, чтобы вставить штуцер.
3. На трубу надевают обжимную гайку, резьбовое соединение разворачивают в сторону соединения.
4. Далее нанизывают на шланг обжимную гайку (отступают 1 см от конца среза).
5. Затем надевают штуцер на шланг.
6. Одним гаечным ключом придерживают, а другим затягивают обжимную гайку.

Не следует пережимать гайку, чтобы не разрезать трубу.

Монтаж на прессованный фитинг с латунным соединением

Второй способ соединения (на прессованный фитинг), используя пресс :

1. Как и в первом случае, сначала нанизывают на трубу обжимную гайку.
2. Используя расширитель, раздвигают входное отверстие.
3. Далее вставляют штуцер, натягивают на него гильзу.
4. Запрессовывают гильзу, используя пресс с насадкой нужного диаметра.

Монтаж на прессованный фитинг с нелатунным соединением

Электросварочный монтаж проводят аналогичным образом, только используют специальные электросварные фитинги, пресс-оборудование . Внутрь соединительных деталей вмонтирована проволока. При электрическом прессовании она разогреваются, происходит пайка. Это самый надежный способ, когда нужно сделать водопровод с высоким давлением или теплый пол.

Принципы монтажа

Когда монтаж производится самостоятельно, важно соблюдать основные принципы. Удлинение, натяжение трубы должно быть естественным. Так как шланг достаточно эластичен, его фиксируют при помощи скоб. Соединительные элементы должны быть предназначены только для изделий из сшитого полиэтилена. Для скрытых соединений в стене, теплом полу лучше использовать нелатунные соединительные элементы.

Нюансы монтажа

Чтобы избежать потерь тепла, трассы лучше укладывать в специальный защитный кожух. Он же предохранит от возникновения конденсата на трубах холодного водоснабжения.

Обратите внимание на степень надежности соединительных элементов. Компрессионные фитинги хорошо показывают себя при давлении от 2 до 2,5 Ат, неопрессованные соединения до 6 Ат. Электросварочный способ, с использованием специально предназначенной фурнитуры, создает практически монолитную систему.

Сшитый полиэтилен — надежные системы для монтажа всех видов коммуникаций. Необходимо только правильно подобрать трубу и фурнитуру к ней. Для повышенных нагрузок лучше приобрести трубы марки PEX-А, которые отличаются высокими качественными показателями. По стоимости сшитый полиэтилен сопоставим с металлопластиком.

Особенности сшитого полиэтилена для производства труб и сфера их применения

Трубы из сшитого полиэтилена являются хорошей альтернативой стальным коммуникациям в частном домостроительстве. Сшитый полиэтилен – это продукт высокотехнологических производств, когда усилиями ученых и производственников создаются материалы с уникальными свойствами. Полимерные коммуникации выдерживают нагрузки для водяной отопительной системы, они безопасны для водопровода, имеют большой срок службы.

Технические характеристики сшитого полиэтилена

Оптимальная температура эксплуатации в отопительных системах 90 градусов при 6 атмосферах рабочего давления. Эти параметры гарантируют срок службы трубопровода до 50 лет.

Обратите внимание! Для сравнения – обычный полиэтилен начинает деформироваться при температуре выше 40 градусов.

Максимальная температура теплоносителя до 120 градусов (без негативных последствий), минимальная -50 градусов. Причем, благодаря эластичности материала, трубы из сшитого полиэтилена не разрушаются от расширения замерзшей в них воды. Они отлично зарекомендовали себя в классическом водяном отоплении индивидуального дома. Здесь температурный режим и давление (небольшое) способствуют их длительной безаварийной эксплуатации.

Обратите внимание! Полиэтиленовые трубы нельзя использовать при паровой системе отопления.

Технические характеристики трубы из сшитого полиэтилена минимального диаметра (16 мм):

• вес погонного метра 110 г;
• стенка трубы 2мм;
• объем жидкости, которую во время работы содержит 1 метр коммуникаций, составляет около 113 мл;
• плотность полиэтилена 940 кг/м³;
• теплопроводность — 0.39 Вт/мК.

Загорается сшитый полиэтилен при температуре около 400 градусов, при 200 градусах начинает плавиться.

Различают трехслойные трубы и пятислойные. Многослойность полиэтиленовых труб объясняется их неустойчивостью к ультрафиолетовому излучению и способностью пропускать кислород. Эксплуатация незащищенных труб на свету приводит к их быстрому износу. Способность пропускать кислород делает полиэтиленовые коммуникации опасными для стальных элементов. Кислород является сильнейшим окислителем и приводит к активной коррозии металлов.

Трехслойные трубы имеют следующее строение:

• внутренний полиэтиленовый слой;
• клей;
• защитный слой – кислородный барьер.

Пятислойные имеют два слоя клея, два (внутренний и внешний) слоя полиэтилена и в середине защитный слой от проникновения кислорода. Соответственно, чем сложнее структура трубы, тем надежнее ее защита и тем больше цена.

Производство труб из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен – это продукт современных технологий химической промышленности. Создается высокотехнологичный материал из органического полимера этилена, путем «сшивания» исходного сырья на молекулярном уровне.

Молекула полиэтилена представляет собой очень длинную цепочку соединенных последовательно молекул этилена. Сшивание происходит путем инициации поперечных связей между длинными (полимерными) молекулами. Схематично это можно представить как скрепление отдельных волокон в крепкую сеть. На выходе получается сшитый полиэтилен – материал с особо прочными физическими и химическими характеристиками.

Различают следующие виды сшитого полиэтилена для труб, в зависимости от особенностей технологического процесса:

• PEX-A – материал, полученный при использовании пероксида водорода для инициации поперечных связей. Такие трубы обладают лучшими характеристиками устойчивости к нагрузкам среди всех разновидностей. Сшивание пероксидом позволяет скрепить до 90% молекул. Трубы отличаются повышенной эластичностью и долговременной молекулярной памятью. При разматывании бухты они быстро выпрямляются и хорошо держат форму. На изгибах (в пределах допустимых норм и соблюдении технологии) не заламываются.
• PEX-B – сшитый полиэтилен для труб, который получают при использовании силановых полимеров. Сшивка силаном дает около 80% скрепления молекул исходного полимера. Производственный процесс проходит в два этапа. На первом полимер насыщается силаном, на втором – насыщается дополнительной водой (гидратируется). Трубы не уступают по прочности пероксидным, но менее эластичны и хуже восстанавливают первоначальную форму.
• PEX-C – эту марку получают технологией, которая использует радиоактивное излучение для сшивки полимера. Здесь выход поперечных связей в готовом материале составляет около 60% от общего числа возможных. В процессе материал бомбардируется электронами. Выходные характеристики материала зависят от пространственной ориентации при производстве. Трубы получаются не слишком гибкими, склонными к заломам. Заломы устранить можно только с помощью соединительной муфты.
• PEX-D – в производстве этого полимера применяется азот. Полезный выход здесь около 70%, что больше, чем у PEX-C. Однако эта технология самая сложная в практической реализации и производители от ее использования постепенно отказываются.

Обратите внимание! Лучшими по эксплуатационным характеристикам являются трубы марки PEX-A. Лучшее соотношение цена\качество у труб PEX-B. Именно они пользуются наибольшей популярностью у потребителей.

Ведущими производителями на рынке полимерной трубной продукции являются страны Европы – Швеция и Германия. На востоке конкуренцию им составляет Израильская химическая промышленность. В России налажен собственный выпуск полиэтиленовых прошитых материалов. Диаметр труб варьируется от 10 мм до 250. Первопроходцами в этой сфере были шведы, они и дали название трубам РЕХ в середине прошлого века.

Сфера применения

В промышленных масштабах трубы из сшитого полиэтилена находят мало применения, поскольку их диаметр ограничен максимумом в 250 мм и ограниченными возможностями эксплуатации при усиленных нагрузках. В индивидуальном строительстве использование сшитого полиэтилена находит широкое применение в монтаже:

• отопительных коммуникаций;
• в холодном и горячем водоснабжении.

Популярны трубы из сшитого полиэтилена для устройства теплого пола. Этот материал легок в монтаже, не требует специальных навыков или сложного оборудования, долговечен и надежен. Для отопительных систем используют только трубные материалы с защитным слоем.

При выборе труб и фитингов для монтажа коммуникаций водоснабжения или отопительных систем следует ориентироваться на рекомендации производителей, поскольку в документации всегда указывается направление использования и допустимые параметры эксплуатации.

Обратите внимание! Вся трубная продукция подробно маркируется на внешней стороне.

На маркировке указывается:

• способ производства;
• дата выпуска (до недели);
• толщина стенки и диаметр;
• допустимые параметры эксплуатации;
• отметка о проверке качества.

Каждый производитель предлагает фитинги для монтажа своей продукции. Использование родных материалов является залогом надежного соединения и долговременной эксплуатации, поскольку при производстве труб и фитингов используется один процесс.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж труб из сшитого полиэтилена проводят только с использованием фитингов. Здесь не применяют сварку, как в работе с другими полимерными трубами.

Обратите внимание! Благодаря эластичности полиэтиленовых труб, удается сократить число используемых фитингов до минимума. Это удешевляет процесс сборки. Залогом оптимального варианта монтажа является грамотный проект на предварительном этапе.

Распространены два способа соединения полиэтиленовых трубопроводов:

• компрессионный – с использованием накидной, затягивающей гайки;
• напрессовочный – с использование специальной пресс-гильзы.

Для компрессионных фитингов потребуется два разводных ключа или набор гаечных. Для напрессовочных нужен специальные инструменты – пресс-клещи и расширитель, которые будут соответствовать диаметру ваших труб. Купить их можно в комплекте с трубами и фитингами, фирменные от производителя. Но дешевле использовать прокатный инструмент.

Для подготовительных работ потребуется инструмент для резки труб. Здесь лучше не экономить и использовать профессиональный труборез. Только таким инструментом можно получить качественный, пригодный для дальнейшей работы, срез. Это должен быть строго перпендикулярный направляющей оси срез, без заусенец, с недеформированной окружностью.

Монтаж компрессионного фитинга выглядит следующим образом:

• на подготовленную трубу надевают открученную от фитинга накидную гайку;
• далее фиксируют разрезное кольцо в 1 см от края;
• внутрь трубы вставляют штуцер фитинга;
• подвигают гайку на кольцо и затягивают ее ключами (одним удерживают фитинг, вторым затягивают гайку).

Напрессовочное соединение является неразъемным. Порядок действий следующий:

• на трубу надевают обжимную гильзу;
• расширяют диаметр разреза до размеров штуцера;
• вставляют штуцер;
• натягивают гильзу и запрессовывают ее пресс-клещами.

Напрессовочное соединение обладает повышенной прочностью, его используют при монтаже отопительных систем и систем горячего водоснабжения.