Водопровод трубами из сшитого полиэтилена для водоснабжения своими руками

Когда заходит речь о трубах из сшитого полиэтилена, большинство представляет себе полимерную трубу с продольным швом.

Естественно, качество и характеристики такого материала, прежде всего, надежность и прочность, вызывают сомнения, а главным достоинством становится ценовая доступность.

В реальности, термин «сшитый» относится к технологии получения материала.

Его характеристики превосходят многие обычные полимеры, а цена относительно невысока.

Все это делает его идеальным вариантом для холодного водоснабжения и трубопроводов бытовых систем отопления, особенно, низкотемпературного («теплый пол» и аналогичных).

Техническое описание

Сшитый полиэтилен (PEX – polyethylene cross-linked) — материал, полученный с применением технологий, которые в ходе полимеризации создают между молекулами дополнительные пространственные связи.

Благодаря этому, структура материала имеет форму трехмерной сетки (некий аналог молекулярной кристаллической решетки), что значительно улучшает большинство свойств полипропиленовых армированных стекловолокном труб (для отопления).

Главная характеристика, которая отражает это улучшение — степень сшивки.

Для создания такой структуры применяют химические и/или физические методы.

Сегодня разработано и используется 4 основных:

• пероксидный;
• силановый;
• электронный (радиационный);
• азотный.

Первые две технологии относятся к разряду химических.

В пероксидной технологии в образовании дополнительных связей главная роль принадлежит воздействию высокой температуры, а за химию процессов отвечают вводимые в сырье пероксиды и гидропероксиды.

В результате, получают материал, получивший название PEXa со степенью сшивки до 75%.

А что вам известно про вентили для радиаторов отопления? Прочитайте в полезной статье, какие краны лучше выбрать для установки на батареях отопления в частном доме или квартире.

Зачем нужно устанавливать обратный воздушный клапан для канализации, написано на этой странице.

Силановый метод предполагает образование дополнительных связей за счет обработки сырья жидкостями с высоким содержанием органосиланидов в присутствии катализаторов.

Полученный таким способом PEXb характеризуется степенью сшивки до 65%.

При использовании физического электронного метода молекулы полиэтилена бомбардируют потоком электронов. В результате степень сшивки пространственной структуры PEXc составляет около 60%.

Химическая азотная технология производства PEXd пока не получила серьезного промышленного распространен из-за сложности процессов и оборудования.

Физические свойства материала

Технология, которая применяется для получения сшитого полиэтилена, практически, не оказывает влияния на характеристики материала.

Для его свойств более важный показатель – степень сшивки.

С ее ростом улучшаются:

• показатели прочности, такие как напряжение и удлинение на разрыв – последний, может достигать значений в 800%;
• устойчивость к воздействиям температуры – диапазон допустимых значений расширяется от характерных для обычного полиэтилена 0..+40 градусов до 0..+95 градусов;
• способность работать в среде с содержанием агрессивных химических веществ;
• переносимость ультрафиолетового излучения.

Однако, при росте степени сшивки, гибкость, значительно ухудшается, с одновременным возрастанием хрупкости.

К сведению!
Если степень сшивки достигнет 100%, материал по свойствам приблизится к стеклу.

Особенно, важно учитывать изменение свойств трубы, в зависимости от степени сшивки, при проведении монтажных работ.

К примеру, если этот показатель составляет менее 70%, то вручную, при комнатной температуре, можно получить радиус изгиба, порядка пяти диаметров трубы.

В тех же условиях, но с применением трубогиба возможно уменьшить этот радиус до трех диаметров.

При увеличении степени сшивки до 70% и более, радиус изгиба менее 7 диаметров – практически недостижим без применения нагревательного оборудования.

А знаете ли вы, как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками? Схему и инструкцию по изготовлению оборудования посмотрите в полезной статье.

Можно ли проложить канализацию без фановой трубы, прочитайте здесь.

Характеристики полимерных изделий

Решающее значение при выборе сшитого полиэтилена в качестве материала для трубопроводов водоснабжения, например, от насосной станции Джилекс (инструкцию прочитайте здесь) имеют следующие характеристики:

• диапазон рабочих температур;
• допустимое давление;
• срок службы;
• тепловая деформация;
• прочность и гибкость;
• стоимость и др.

Свойства материала позволяют эксплуатировать трубы при давлениях в диапазоне 6-15 атм., чего, вполне, достаточно, для большинства бытовых приложений.

Температурные характеристики труб PEX рассчитаны на их использование в системах, где температура транспортируемой среды составляет до +95 градусов (отдельные виды позволяют эксплуатацию и при более высоких температурах порядка +120, реже — +150º С).

Эти показатели, неразрывно, связаны со сроком службы трубопроводов.

Производители заявляют, что трубопровод из сшитого полиэтилена может эксплуатироваться без ухудшения характеристик до 50 лет.

Однако, это справедливо только для магистралей ХВС или ГВС, если температура воды не превышает 60-70 градусов (про теплоизоляции для труб холодного водоснабжения написано на этой странице).

В остальных случаях, этот срок, значительно, сокращается:

• в системах с высокотемпературным теплоносителем и отопительными приборами – до 10 лет;
• в закрытых напольных системах отопления (типа водяной «теплый пол» — монтаж под плитку описан здесь) и магистралях отопления с низкотемпературным теплоносителем – до 25 лет.

По этим показателям предлагаемые на рынке трубы PEX соответствуют условиям 1-4 класса эксплуатации.

Коэффициент тепловой деформации сшитого полиэтилена зависит от множества факторов, в том числе, от материала сырья и технологии изготовления.

Некоторые изделия требуют укладки в фиксирующие желоба или не используются без армирования стекловолокном или алюминиевой фольгой (нитью).

В то же время, большинство изделий, предназначенных для открытой прокладки (зачастую нужна теплоизоляция для труб отопления на открытом воздухе), по этому показателю превосходят другие полимерные изделия (даже при значительном разбросе температур их деформации настолько малы, что позволяют обойтись без компенсационных элементов).

О зависимости гибкости материала от степени сшивки уже говорилось выше.

Недостаточную гибкость относят к его главным недостаткам, поскольку неспособность трубы держать форму значительно осложняет монтажные работы.

Однако, критическим его назвать нельзя – картину легко изменить, используя нагревательное оборудование (строительный фен).

[note]При прогреве трубы до 100 градусов, ей легко придать нужную форму, которая сохранится и после остывания.[/note]

Другие полезные параметры

Одним из главных достоинств сшитого полиэтилена, считают его инертность по отношению к большинству активных химических веществ:

• бензину и другим алифатическим растворителям;
• толуолам и прочим ароматическим углеводородам;
• трихлорэтилену и подобным хлорированным углеводородам.

Без проблем он переносит контакты с распространенными в быту:

• антифризами,
• моющими средствами, в том числе и с высоким содержанием поверхностно-активных веществ,
• антикоррозионными добавками.

Некоторую опасность для материала представляют труднолетучие органические соединения, такие как жиры, парафины и др. Прямой контакт с ними приводит к набуханию PEX.

Разрушение материала, возможно, только при воздействии сильных окислителей — концентрированных кислот (например, азотной) галогенов и их кислот (гидридов).

Важным для транспортирующих воду трубопроводов свойством является гладкость поверхностей.

Благодаря ей, становится невозможным накопление известковых и железосодержащих осадков.

Среди других достоинств материала выделяют т.н. «эффект памяти формы». Его наличие обусловлено межмолекулярными связями в структуре полимера.

Деформация приводит к появлению в них механических напряжений, благодаря чему, при нагревании, они возвращаются в исходное состояние, обеспечивая восстановление формы.

На практике, деформированный трубопровод способен принять начальную форму при прогреве до 100-120 градусов.

Не меньшее значение имеет и другое проявление эффекта – трубопровод восстанавливает форму без повреждений после заморозки перемещаемой среды, и последующего ее оттаивания.

Положительно оценивают специалисты низкую горючесть материала (температура возгорания превышает 400 градусов), а также отсутствие выделения им токсичных и опасных для окружающей среды и здоровья человека веществ даже при значительном прогреве.

Недостатки PEX

Наряду с недостаточной гибкостью, материалу присущ и еще один существенный недостаток – кислородопроницаемость.

Свободная диффузия молекул кислорода сквозь стенку трубы вызывает повышение его концентрации в транспортируемой среде.

В свою очередь, это вызывает ускоренное развитие коррозии деталей оборудования или металлических фитингов (какой нужен тройник для подключения стиральной машины к водопроводу, узнаете здесь).

Для уменьшения кислородопроницаемости на поверхность PEX трубы наносят антидиффузный слой, например из поливинилэтилена (EVOH).

Так удается добиться допустимых значений диффузии кислорода в пределах 0,05-0,1 г/куб.м*сут.

Кроме того, дополнительное покрытие повышает устойчивость сшитого полиэтилена к воздействию ультрафиолета.

Способы монтажа трубопроводов

Оптимальными вариантами для монтажа PEX труб является использование обжимных и напрессовочных фитингов.

Обжимные фитинги (американка для полипропиленовых труб) позволяют производить соединение деталей без применения специального оборудования.

Получают надежное разъемное соединение, которое легко разбирается, при необходимости ремонта или реконфигурации трубопровода (про водопроводные тройники с краном написано в этой статье).

Порядок сборки трубопроводов:

• надеть на трубу гайку-крышку;
• установить обжимное кольцо;
• подать трубу до упора в корпус фитинга;
• завернуть гайку-крышку до упора рукой или ключом.

Такой вид монтажа, практически, не требует подготовительных работ. Следует только позаботиться о чистоте и надлежащем качестве поверхностей трубы перед установкой фитинга.

Снятие фасок – не обязательно.

Важно!
Завинчивание гайки-крышки производят осторожно, без усилий, чтобы «перетянутое» соединение не нарушило целостность трубы.

Монтаж с напрессовочными фитингами дает надежное неразъемное соединение.

Для него применяется специализированное оборудование – пресс и расширитель.

Монтаж производят в следующем порядке:

• на трубу надевают зажимную гильзу;
• конец трубы растягивают расширителем – губки инструмента вставляют в трубу и разводят до установленного предела, фиксируя в таком положении на несколько секунд;
• при необходимости, расширитель проворачивают, и процесс повторяют;
• штуцер фитинга вставляют в расширенный конец трубы;
• на место соединения натягивают зажимную гильзу;
• запрессовывают соединение ручным или гидравлическим прессом.

[note]За счет «эффекта памяти формы» сшитого полиэтилена в течение нескольких минут после монтажа происходит обратная усадка трубы, которая гарантирует высокое качество и герметичность соединения.[/note]

Как сделать водопровод трубами из сшитого полиэтилена своими руками, посмотрите в видоролике.

Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена: характеристики и особенности

Для водоснабжения трубы из сшитого полиэтилена применяются относительно недавно, но уже смогли заслужить признание специалистов. Полиэтилен сегодня является одним из самых многофункциональных материалов, который можно встретить в различных сферах, начиная от домашнего быта, и заканчивая крупными промышленными производствами.

Область применения полиэтиленовых труб

Для прокладки сетей водоснабжения с успехом используются трубы из полиэтилена – лёгкие, достаточно прочные и долговечные. А главное их преимущество перед металлическими аналогами – доступная цена полиэтилена, в разы меньшая, чем у той же оцинкованной стали или меди. Единственный существенный недостаток обычных полиэтиленовых труб, ограничивающий область их применения, это боязнь высоких температур.

Максимальная рабочая температура воды внутри полиэтиленовой водопроводной системы не должна превышать +40…45 о С. В противном случае трубы начинают терять свою жёсткость и деформироваться, провисая на крепежах. Для преодоления этой проблемы был изобретён особый вид полимера, способный переносить воздействие повышенных температур – сшитый полиэтилен, имеющий международное обозначение РЕХ. Это позволило существенно расширить сферу использования полиэтиленовых труб.

Применяются трубы из сшитого полиэтилена для водоснабжения, прокладки газовых и дренажных магистралей, при обустройстве отопительных систем, «тёплых полов». Благодаря своей устойчивости к нагреву, сшитый полиэтилен по большей части используется при необходимости смонтировать трубопровод для подачи горячей воды. Для холодного водоснабжения рациональнее устанавливать трубы из более дешёвого ПНД или полипропилена. Впрочем, если необходимо смонтировать «холодный» водопровод с повышенными прочностными характеристиками, вполне допустимо использовать РЕХ-трубы.

Характеристики полиэтиленовых труб

Технические характеристики полиэтиленовых труб различаются, в зависимости от степени сшивки, количества слоёв, и даже от компании-производителя, так как изготовление может производиться по разным технологиям.

Для примера приведём ряд эксплуатационных характеристик универсальной многослойной РЕХ-трубы серии «Rautitan Stabil» от лидера мировых производителей, германской компании «Рехау»:

• Рекомендованная область применения: «горячие» трубопроводы и отопительные системы.
• Материал изготовления – сшитый ПЭ с алюминиевой антидиффузионной прослойкой.
• Класс огнестойкости – В-2.
• Эксплуатационное давление в системе – 10 атмосфер.
• Ассортимент внешних диаметров – от 16мм до 63мм.
• Цвет – серебристый.

Сравнить технические характеристики РЕХ-полиэтилена с прочими полимерными материалами, используемыми для изготовления водопроводных труб, возможно при помощи нижеприведённой таблице.

Устройство полиэтиленовых труб

На современном рынке строительных материалов можно встретить трубы из сшитого полиэтилена разной внутренней конструкции. Они могут состоять из одного или нескольких, до пяти, слоёв. Каждый из подобных типов подбирается в соответствии с будущими эксплуатационными условиями.

Чаще всего встречаются РЕХ-трубы, содержащие три слоя:

• Сшитый полиэтилен, располагается с внутренней поверхности.
• Защитный слой, придающий трубе износостойкость.
• Слой клеевого состава, скрепляющий между собой внутреннюю и внешнюю оболочку трубы.

Производство многослойных РЕХ-труб значительно дороже изготовления однослойных из-за большей трудоёмкости и расхода материала. Соответственно, и стоимость их будет различаться, в зависимости от количества слоёв.

Труба для холодного водоснабжения

Холодная вода, в отличие от горячей, не создаёт дополнительных тепловых нагрузок на физическую структуру ПЭ труб. Поэтому, для монтажа холодных водопроводов целесообразнее применять однослойные варианты, сшитые радиационным способом. В продажу они поступают под маркировкой РЕХ-с, и имеют степень сшивки ок. 60%. Такая продукция имеет наиболее бюджетную стоимость, но, в то же время, её эксплуатационные свойства вполне отвечают техническим требованиям для холодных водопроводов.

Многослойная труба для горячего водоснабжения

К трубопроводам горячего водоснабжения и отопительным контурам предъявляются повышенные технические требования. Поэтому и трубы для их монтажа следует выбирать максимально прочные и долговечные. Предпочтительнее всего для подобных целей подходят универсальные многослойные РЕХ-трубы. Конструктивно они состоят из двух труб, отлитых из сшитого ПЭ, между которыми располагается прослойка из алюминиевой фольги.

Внешний слой полиэтилена защищает всю конструкцию от воздействия солнечного ультрафиолета и механических воздействий. Алюминиевая прослойка несёт антидиффузную функцию, защищая конструкцию от проникновения воздуха в местах креплений. Также алюминий придаёт трубе дополнительную жёсткость при изгибах. В продаже представлены многослойные РЕХ-трубы диаметром от 16мм до 63мм, так что подобрать необходимый размер для монтажа отопления или горячего водопровода не составит труда.

Улучшенная полиэтиленовая труба

На современном рынке стройматериалов можно встретить разновидность труб из сшитого полиэтилена, обладающую повышенными техническими характеристиками. Это так называемая улучшенная труба, созданная специально для горячей воды. В её основе лежит РЕХ-труба, по которой и осуществляется подача горячей воды. Снаружи, при помощи клеевого состава к ней крепится антидиффузионный слой, созданный по новейшей технологии EVON. Стоимость улучшенной трубы на порядок дороже, чем обычной однослойной ПЭ-трубы, поэтому монтировать из неё холодные водопроводы абсолютно не целесообразно.

Способы соединения полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы достаточно технологичны и просты в своём монтаже. Создать водопроводную сеть из РЕХ-труб можно своими руками, без привлечения дорогостоящих специалистов. Монтаж трубопровода осуществляется тремя основными способами.

Способ: компрессионный

Для компрессионного способа не требуется дорогого инструмента, вся работа производится вручную. На конец трубы натягивается обжимная гайка, затем – срезное кольцо, которое фиксируется в 1мм от торцевого края трубы. Затем на торец натягивается сам компрессионный фитинг.

Та же операция производится и с концом второй стыкуемой трубы, после чего обе половины фитинга стыкуются и скрепляются между собой при помощи обжимной гайки. Закручивать её следует от руки, при помощи мускульной силы. Ключи следует использовать только в крайнем случае, дабы не повредить пластиковую конструкцию.

Способ: опрессовочный

Опрессовочный способ соединения РЕХ-труб производится при помощи особого ручного инструмента – расширителя. На один конец стыкуемых труб надевают опрессовочное кольцо, затем при помощи расширителя этот конец расширяется до тех пор, пока в него не будет свободно входить фитинг.

Такую же операцию производят и с концом второй трубы. Спустя несколько минут растянутые концы полиэтиленовых труб принимают свой первоначальный размер, плотно охватывая фитинг. Для большей надёжности сверху закрепляется опрессовочное кольцо.

Способ: электросварочный

Самый затратный, с точки зрения финансовых расходов – электросварочный метод соединения сшитого полиэтилена. Для соединения труб потребуются специальные электромуфты. Они представляют собой обычный наружный фитинг, но внутри которого проложена спираль из металлического проводника с высоким удельным сопротивлением. От обоих концов спирали наружу выходят две клеммы. К ним подключается специальный сварочный аппарат, производящий нагрев внутренней спирали до нужной температуры.

Сварочный аппарата представляет собой автоматический прибор, который считывает информацию со штрих-кода электромуфты, и самостоятельно выбирает режим нагрева. После окончания сварки он подаёт сигнал об окончании процесса. В результате полностью исключается влияние человеческого фактора на результат работы. Но подобный метод весьма дорогостоящ, и потому не всегда рентабельно приобретать такой аппарат для единоразового монтажа водопроводной системы внутри дома.

Достоинства и недостатки полиэтиленовых труб для водопровода

РЕХ-трубы обладают солидным количеством неоспоримых достоинств:

• Возможность использования в широком температурном диапазоне, от +120 до -50 градусов С.
• Стойкость к перепадам внутреннего давления в водопроводной системе.
• Эластичность и способность восстанавливать первоначальную форму после механической деформации.
• Повышенная прочность, стойкость к ударам и истиранию.
• Долговечность эксплуатации, достигающая свыше 50 лет.
• Стойкость к агрессивным внешним воздействиям – коррозии, грибковым поражениям, повреждениям насекомыми и грызунами.
• Экологическая безопасность сшитого полиэтилена.
• Гладкие внутренние поверхности не дают образовываться на них отложений, приводящих к засорам.
• Малый вес конструкции.
• Простота монтажа.

Вместе с тем, сшитый полиэтилен обладает и рядом минусов, на которые также следует обращать недостатки при выборе товара:

• Чувствительность к ультрафиолетовому солнечному излучению.
• Многослойные трубы с повреждённым антидиффузионным слоем могут расслаиваться в результате попадания внутрь конструкции воздуха.
• Жёсткость РЕХ-трубы несколько ниже, чем у металлопластиковых аналогов, поэтому для её фиксации, во избежание провисания, потребуется больше крепёжных элементов.

Технология изготовления труб из сшитого полиэтилена

Полиэтилен недорогой и технологичный материал, но имеющий недостаточную прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Для повышения его эксплуатационно-технических характеристик, применяют специальную технологию, называемую сшивкой. В ходе процесса сшивки происходит полимеризация материала, и на молекулярном уровне создаются дополнительные связи. В результате молекулярная структура полиэтилена приобретает вид трёхмерной кристаллической решётки.

Чем больше степень сшивки, тем лучшими физическими показателями обладает полимер. В современной промышленности используется 4 метода сшивки:

• Пероксидный, когда материал нагревается с одновременным введением в его состав пероксидов. В результате происходящей химической реакции происходит молекулярная сшивка полиэтилена. Полученный таким способом материал имеет степень сшивки от 75% до 85%, и маркируется как РЕХ-а. На сегодня это самый высококачественный материал для производства «сшитых» труб.
• Силановый способ подразумевает обработку полиэтиленового сырья химическими составами, содержащими органические силаниды. Степень сшивки такого полиэтилена, маркируемого как РЕХ-b, равна 65%,
• Электронно-радиационный. Полимер бомбардируется потоком заряженных частиц – электронов. В результате такого радиационного воздействия удаётся получить материал со степенью сшивки до 60%. Маркировка РЕХ-с.
• Азотный. С его помощью удаётся получить полиэтилен РЕХ-d. Однако, подобный способ из-за высокой себестоимости и низкого показателя сшивки (менее 60%) на сегодня не получил большого распространения.

В ходе процедуры сшивки повышается стойкость полиэтиленовой трубы к нагреву, её упругость, долговечность и сопротивление механическим воздействиям.

Основные производители полиэтиленовых труб

На современном строительном рынке можно найти большое количество различных полиэтиленовых труб, от самых разных производителей. Поэтому у любого человека, решившего самостоятельно произвести монтаж трубопровода, непроизвольно возникает вопрос: «Какой марке отдать предпочтение?».

Наиболее надёжными производственными фирмами, по мнению специалистов, являются:

• «Рехау», «Вега», ТЕСЕ, Polymutan (все Германия).
• KAN (ЕС).
• «Вирсбо» (Швеция).

Среди бюджетных вариантов стоит обратить внимание на продукцию таких компаний:

• «Акватерм Польска» (Польша)
• ДАК-К (Украина).

Вывод и полезное видео

В качестве заключения хочется ещё раз напомнить, что многослойные полиэтиленовые трубы обладают гораздо большей стойкостью к различным воздействиям. Поэтому использовать их лучше всего для монтажа систем горячего водоснабжения. Здесь они покажут себя с наилучшей стороны. Собирать же холодные водопроводы с невысоким давлением из многослойных, дорогих РЕХ-труб абсолютно нелогично. С подобными нагрузками легко справятся другие, более бюджетные материалы, например, ПНД, или полипропилен.