ПНД трубы для водопровода: технические характеристики и достоинства материала, варианты соединения

Для устройства водопровода все реже используются металлические трубы. Их вытесняют изделия из полимеров. Одной из разновидностей таких материалов является ПНД – полиэтилен низкого давления, обладающий хорошими свойствами с точки его эксплуатации в условиях агрессивной среды.

Металлические трубы стали вытеснять трубы ПНД.

ПНД труба для водопровода – прочное и долговечное изделие. Она устойчива к воздействию различных химических веществ, поэтому теоретически может использоваться для транспортировки разных жидкостей. Кроме того, такие изделия отличаются гладкой поверхностью, на которой не размножаются патогенные микробы и плесень. К числу их достоинств относят и низкую теплопроводность. В сочетании с гладкой поверхностью это препятствует образованию конденсата.

Основные особенности материала

В индустрии широко применяют такое органическое соединение, как этилен. Путем полимеризации из него получают полиэтилен.

Но существует 2 его разновидности. Это полиэтилен низкого (ПНД) и высокого (ПВД) давления. Первый получают при температуре в диапазоне +120…+150°С на уровне 0,1-2 МПа. Есть общепринятая международная аббревиатура для этого материала – HDPE. Он отличается высокой прочностью и плотностью.

Второй обозначается как LPDE, получают его при температуре +200…+260°С и показателе 1500-300 МПа. Это материал с низкой плотностью, пластичный, мягкий, у него совсем другая сфера применения, в то время как полиэтиленовая труба из ПНД, обладающая хорошими эксплуатационными свойствами, используется для прокладки водопроводов в частных домах и на дачных участках. Причем она подходит как для холодного, так и горячего водоснабжения при условии, что температура носителя будет не выше чем 40°С.

Основные особенности материала.

Единственный нюанс – при прокладке таких сетей в земле нужно следить за тем, чтобы траншеи для них проходили ниже точки промерзания грунта, а ширина превышала диаметр трубы.

Также конструкции ПНД нашли другое применение – в качестве защитных коробов, которые нужны для установки электрических кабелей. Сами водопроводные трубы из этого материала делают черного цвета, так что их можно отличить даже визуально.

Производство труб из полиэтилена

Разработано несколько технологий, которые в зависимости от ряда факторов используются при производстве деталей из этого материала.

Выделяют следующие способы:

• Суспензионный, при котором полимеризация мономерного сырья происходит в дисперсионной среде (стандартно используется вода). При этом образуется суспензия с размером отдельных частиц в диапазоне 50-150 нм.
• Растворный. Во многом он напоминает предыдущий способ производства, но для полимеризации используется органический раствор.
• Газофазная технология. Для нее характерно наличие газовой фазы мономера.

При всех 3 способах можно получить прочный и качественный материал, характеризующийся сильными связями между молекулами. Но некоторые показатели ПНД будут различаться в зависимости от выбранной технологии производства. Хотя для конечного потребителя более важную роль играет то, что все 3 способа позволяют получить трубы разного сечения и с необходимой толщиной стенок.

Имеет значение и соотношение между этими 2 показателями. То, какие диаметры будут выбраны, зависит от особенностей проекта.

Требования к изделиям

Изделия могут использоваться как для холодной воды, так и горячей. Но необходимо, чтобы они соответствовали требованиям, изложенным в ГОСТ 18599-2001.

От них требуется абсолютная гладкость внутренней, наружной и торцевой поверхностей, на которых не должно быть посторонних включений, трещин, раковин, прочих дефектов. Максимальное значение давления для таких труб должно составлять от 16 до 20 атм.

Диаметры труб ПНД, соответствующих этим требованиям, находятся в диапазоне 1,6-160 см. Такие изделия поставляют либо в виде прямых отрезков (их длина составляет 12 м), либо в бухтах по 100 или 200 м.

На деталь наносится маркировка в виде синих полос, стандартно их не меньше 3. Они равномерно распределяются по окружности изделия.

Характеристики ПНД-труб, определяющие их выбор

Для выбора таких изделий наиболее важным показателем являются их размеры, т. е. диаметр и толщина стенок (а также показатель соотношения между ними, обозначаемый как SDR). Чем меньше это соотношение, тем больше вес трубы.

Кроме того, нужно знать марку полиэтилена, из которого произведено изделие. Существует 3 марки, обозначаемые как ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100. Из них наиболее универсальной считается ПЭ-80, поскольку рассчитана на высокое внутреннее давление, при этом отличается небольшой стоимостью.

Но у труб, изготовленных из ПЭ-100, выше показатель максимального предела прочности и устойчивость к механическим воздействиям. Изделия из ПЭ-80 применяются стандартно для устройства водопровода при сечении до 9 см.

Технические характеристики полиэтиленовых изделий

Устройство водопровода начинается с его проектирования. А для создания такого проекта нужно разобраться в технических характеристиках труб. Они могут различаться для изделий разного диаметра. Но температура плавления для всех изделий будет одинакова – +120…+135°С.

Все виды труб могут выдерживать морозы до -70°С. Плотность большинства изделий составляет 948-960 кг/куб. м, а удельная теплоемкость находится в диапазоне 2300-2700 Дж/(кг*К). При этом характеристики необходимой модели можно посмотреть в сопроводительной документации.

Преимущества напорных водопроводных труб из полиэтилена

Трубы из полиэтилена этого типа обладают целым рядом преимуществ по сравнению с такими традиционными вариантами, как изделия из чугуна, металла или даже бетона.

К числу их достоинств относятся:

• длительный срок эксплуатации – при соблюдении всех условий он составляет 50 лет;
• устойчивость к коррозии и агрессивному химическому воздействию;
• невысокая стоимость;
• хорошая эластичность;
• способность выдерживать изменившуюся нагрузку грунта;
• морозоустойчивость, благодаря которой такие изделия не нуждаются в дополнительном утеплении (трубы выдерживают низкие температуры вплоть до -70°С);
• небольшой вес – трубы из полиэтилена низкого давления легче изделий из металлических сплавов (в 3-4 раза);
• высокая скорость монтажа и его простота;
• высокая степень экологической безопасности – трубы не выделяют токсичных веществ и на них не заводятся патогенные микробы.

Кроме того, ПНД-трубы диаметром в 2-11 см выпускают в бухтах, общая длина изделий при этом может составлять 50-1000 м, что помогает уменьшить расход материала.

Такие характеристики делают конструкции ПНД хорошим выбором для устройства водоснабжения дачи. Тем более что монтаж их возможно выполнить самостоятельно, хотя и понадобится специальный аппарат.

Эксплуатационные и гидравлические свойства системы сохранятся и при использовании труб из ПНД, у которых диаметр меньше расчетного. Это достигается благодаря низкой шероховатости внутренней поверхности. Риск гидроудара для изделий остается низким.

Варианты соединения труб

Для монтажа труб ПНД нужно разобраться в том, какими способами может осуществляться их соединение. Существует несколько вариантов:

• Сварка с помощью специального аппарата, при которой торцы полиэтиленовых изделий нагревают до нужной температуры, а затем соединяют. Важно, чтобы срезы были ровными. Сварочные соединения считаются оптимальным вариантом для устройства водопровода, прокладываемого в слое грунта.
• С использованием компрессионных фитингов. Существует много разновидностей таких элементов. Это тройники, соединительные муфты, фланцы и многое другое. С их помощью собирают системы достаточно сложной конфигурации. Но этот способ не подходит для водопровода, который будет прокладываться в земле, поскольку фитинги требуют регулярного обслуживания.
• Электродиффузионная сварка, для которой используются терморезистивные фитинги. Особенностью является устойчивость к высоким температурам, а с конструктивной точки они отличаются наличием спирали нагрева и специальных датчиков. На их поверхности имеются клеммы для подключения сварочного агрегата. Подготовленные концы труб вставляют в эти фитинги, а затем включают сварку. Внутренняя спираль фитинга в процессе нагревается, материал этого горячего элемента придает тепло полиэтилену трубы, и он расплавляется. Такой способ подходит для прокладки трубопровода в земле.
• Фланцевое соединение. Этот вид стыковки чаще всего используется, когда есть необходимость перехода на другой вид труб.

При этом технология проведения монтажных работ простая. И даже при отсутствии навыков монтировать трубы ПНД для водопроводной системы на даче можно собственными силами, не привлекая к этому специалистов, что позволит сэкономить.

Размеры труб ПНД для холодного водоснабжения

Полиэтиленовые трубопроводы для транспортировки питьевой воды – одно из величайших достижений человечества. Они составили достойную альтернативу металлическим и даже полипропиленовым.

Рассмотрим, какие размеры труб ПНД для водопровода существуют, когда используются, и в чём вообще состоит их уникальность.

Особенности ПНД

Термином ПНД обозначается полимерный материал (полиэтилен), молекулы которого полимеризуются при низком давлении. Он применяется для подачи или отведения воды, транспортировки газа и технических жидкостей.

Он эластичен, не обладает связанной с охлаждением хрупкостью, чем страдают многие пластики. ПНД противостоит низким температурам, а потому из этих труб монтируют внутренние и наружные трубопроводы.

Их без проблем можно закладывать в грунт, они могут слегка изменять геометрию, не теряя герметичности. Полиэтилен низкого давления не поддаётся воздействию воды, большинству кислот и всех известных щелочей, даже концентрированных.

Транспортируемая по таким трубам вода полностью сохраняет состав, вкус и запах. И уж точно она никогда не будет ржавой.

Вода в ПНД-трубопроводе всегда будет чистой

Композиции полимера и параметры труб водоснабжения

Композицией называется используемая для изготовления ПНД гранулированная однородная смесь, в которую в нужных концентрациях включены стабилизаторы, красящие пигменты и антиоксиданты. Они обеспечивают готовому изделию набор заданных свойств.

Они соответствуют четырём параметрам минимальной длительной прочности (MRS), которые составляют 3,2; 6,3; 8,0 и 10,0 Мпа соответственно.

Что указывает SDR

В таблицах сортамента и на самих изделиях есть маркировка SDR с набором цифр. По терминологии стандарта это соотношение наружного диаметра и толщины стенки.

Величины нагрузок обусловлены эксплуатационными условиями трубопровода, в котором поддерживается определённое внутреннее давление. Он так же может подвергаться внешнему сжатию (например, при засыпке землёй).

Фактически коэффициент SDR обозначает нагрузку, которую сможет выдерживать полиэтиленовая труба при определённом давлении PN. Его указывают в маркировке рядом с композиционным составом материала.

Таблица основных размеров полиэтиленовых труб

Композиция ПЭ 32

В частном секторе обычно используют трубу ПЭ 32. В основном, при монтаже канализации или холодного водопровода из ПНД, устроенного от автономного подземного источника.

Подающий трубопровод из труб ПНД от домашней насосной станции

• небольшая массу;
• срок службы до 50 лет;
• устойчивость к механическим повреждениям;
• устойчивость к давлению до 20 атм;
• предел прочности не менее 3,0 Мпа.

ПНД-трубы с 32 композицией дешевле металлопластиковых и полипропиленовых. Правда, они не подходят для отопительных систем и горячего водоснабжения в частном доме.

В помещениях и смотровых узлах трубы монтируют обжимными фитинговыми соединениями, которые обеспечивают наиболее полную герметичность трубопровода. На необслуживаемых участках (например, для подземной прокладки) используют сварку.

Выбирая трубы для водоснабжения, обращайте внимание на продольную полосу. Синяя соответствует воде, жёлтая – газу, изделия без полосы предназначены для безнапорных систем.

Маркировка полиэтиленовых труб

ПЭ 63 — ПЭ 100

Трубы с композицией 63, 80 и 100 объединены в одной главе стандарта, потому что у них вариантов коэффициента SDR не 4, как у ПЭ 32, а целых 11 – от 41 до 6.

Прочность в зависимости от марки полиэтилена:

Размерный ряд расширен: от 10 до 2000 мм. Более широк и диапазон эксплуатационных температур. Способы монтажа те же: фитинги и сварка.

Чем выше марка полиэтилена, тем выше у него плотность, а соответственно, и прочность. Возрастает она и с увеличением толщины стенки, что делает изделия более пластичными и легко свариваемыми.

При разрыве трубы удлиняются. Относительное удлинение обозначается процентами (%), и для ПЭ 32 составляет 250, для всех остальных 350.

Внешний вид

По ГОСТу изготавливают напорные трубы для воды различного назначения в температурном диапазоне от 0 до +40 градусов.

К ним относятся трубы:

• с маркировочными полосами;
• с соэкструзионными, расположенными внутри или снаружи слоями, с одинаковым MRS (производитель указывает толщину каждого слоя);
• с дополнительными защитными слоями из термопласта.

Полиэтиленовая труба с внешней защитой

Все они должны соответствовать единым гигиеническим и техническим показателям, требованиям к внешнему виду:

1. Отсутствие трещин, пузырей, раковин и сторонних включений.
2. Гладкая поверхность с минимальной волнистостью или полосами, не влияющими на толщину стенки.
3. Цвет чаще синий или чёрный, с нанесением не менее трёх маркировочных полос, равномерно распределённых по окружности.

Труба с синей полосой для воды

Все трубы малого диаметра выпускают в прямых отрезках и в бухтах (катушках). Диаметры выше 180 мм идут только в отрезках длиной от 5 м (реже встречаются отрезки длиной 3 м) до 24, но обязательно кратно 25 см.

Видео: выбор фитинга для соединения полиэтеленовых труб.

Узнайте из видео, как соединить между собой полиэтиленовые трубы.