Трубы из сшитого полиэтилена VALTEC PEX-EVOH

На сегодняшний день в российском строительстве растет доля низкотемпературных систем отопления. Современные котлы и отопительные приборы способны полноценно отапливать помещения с температурой теплоносителя до 80 °С. К тому же в последнее время широкое распространение получили системы напольного отопления. Температура и давление теплоносителя в данных системах позволяют использовать более простые и дешевые материалы. Именно поэтому на российском рынке сейчас существует большой спрос на трубопроводы из сшитого полиэтилена. Данный вид трубопроводов сочетает в себе надежность при использовании в низкотемпературных системах отопления, простоту монтажа и низкую стоимость.

Трубопровод из сшитого полиэтилена, или, как его называют, PEX-труба, представляет собой практически монолитную конструкцию, основным материалом которой является молекулярно-сшитый полиэтилен. Обычный полиэтилен состоит из длинных углеводородных молекул, которые никак не связаны друг с другом и не пригоден для использования в качестве основного материала трубопроводов систем отопления из-за низкой термостойкости. Молекулярно-сшитый полиэтилен имеет поперечные связи между цепочками углеводородных молекул, и потому данный материал имеет более высокую прочность и жесткость и что самое главное – более высокую стойкость к температурным воздействиям.

Если говорить о металлополимерных трубопроводах, то под этим термином на сегодняшний день принимаются достаточно обширный класс полимерных трубопроводов, основное отличие которых от обычных трубопроводов заключается в наличии армирующей прослойки из металлической, как правило алюминиевой, фольги между внутренним и наружным слоем полимера. При этом в качестве материала внутреннего и наружного слоев может использоватьсятот же самый материал, что и в PEX-трубах, а именно сшитый полиэтилен. Так же могут использоваться и другие материалы – полиэтилен (PE, PE-HD), полиэтилен повышенной температурной стойкости (PE-RT), полипропилен (PP-R) и т.д.

В то время как характеристики металлополимерных труб зачастую зависят от свойств используемых материалов и качества клеевого слоя, характеристики PEX-труб, как правило, зависят от степени сшивки полиэтилена, толщины стенки трубопровода и способа нанесения кислородонепроницаемых слоев.

Сшивка полиэтилена определяет прочностные и термические характеристики трубопровода. В первую очередь сшивка позволяет добиться долговременной стойкости к высокой температуре и давлению (увеличивает предел логарифмически-пропорциональной релаксации). Сшивка полиэтилена может происходить различными способами и с различной степенью. Различают три основных промышленных способа сшивки полиэтилена:

• пероксидный метод (PEX-a) является химическим методом сшивки полиэтилена и заключается в сшивке органическими пероксидами и гидропероксидами. Трубопровод, получаемый при данном методе, имеет степень сшивки около 75 %;
• силановый метод (PEX-b) также является химическим. При сшивке данным способом используются органосиланиды. Минимальный коэффициент сшивки данным методом ограничен 65 %;
• радиационная сшивка (PEX-c) производится при помощи потока заряженных частиц. Коэффициент сшивки составляет около 60 %.

Трубопроводы VALTEC PEX-EVOH проходят полый технологический цикл сшивки силановым методом (PEX-b) на современном оборудовании, за счет чего обеспечивается равномерная сшивка полиэтилена состепенью сшивки 68–70 %.

Метод сшивки трубопроводов практически не влияет на физические свойства готового трубопровода. На свойства трубопровода в основном влияет степень сшивки. При увеличении степени сшивки возрастает прочность, термостойкость, стойкость к агрессивным средам и ультрафиолетовым лучам. Однако вместе с увеличением степени сшивки увеличивается хрупкость и уменьшается гибкость полученного трубопровода. Если довести степень сшивки полиэтилена до 100 %, то по своим свойствам он будет подобен стеклу.

Так же сшивка полиэтилена дает полученному трубопроводу «эффект памяти формы». Его суть заключается в том, что предварительно деформированный трубопровод после прогрева восстанавливает свою исходную форму. Это свойство проявляется из-за того, что при изгибе и деформации молекулярно-связанные участки сжимаются или растягиваются. После прогрева в местах деформации возникают внутренние напряжения, за счет которыхвосстанавливается изначальная форма (рис. 1).

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы VALTEC PEX-EVOH (способ сшивки – PEX-b)

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-a с антидиффузионным слоем

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-с без антидиффузионного слоя (неокрашенный сшитый полиэтилен при высокой температуре становится прозрачным)

Рис. 1. Восстановление формы трубопроводов после деформации

На рис. 1 показано восстановление трубопроводов с различными способами сшивки после залома. При всех способах сшивки трубопроводы восстановили свою первоначальную форму. На трубопроводах, покрытых антидиффузионным слоем, послевосстановления образовались складки. В этих местах антидиффузионный слой отслоился от слоя PEX. Данный дефект практически не влияет на характеристики трубопровода, так как основную несущую способность трубопровода определяет слой PEX, который полностью восстановился. Незначительное отслоение антидиффузионного слоя несущественно увеличивает кислородопроницаемость трубопровода. Трубопровод без антидиффузионного слоя после прогрева становится прозрачным. Данный эффект присущ любому неокрашенному сшитому полиэтилену.

Эффект памяти формы очень полезен при монтаже. Если во время монтажа трубопровода образуется излом, сдавливание или иная деформация, то она легко устраняется прогреванием трубопровода до температуры 100–120 °С. К тому же, при выполнении соединения PEX-трубопровода с фитингом также возникают деформации в бороздках штуцера (рис. 2). При подаче теплоносителя и прогреве трубопровода в этих местах возникают восстанавливающие усилия. За счет данных усилий трубопровод плотнее облегает штуцер, что повышает надежность соединения.

Рис. 2. Соединение PEX-трубы VALTEC с пресс-фитингом

Рис. 3. Изгиб PEX-трубы диаметром 20 мм на радиус 100 мм

Выбор диапазона степени сшивки полиэтилена 68–70 % для трубопроводов VALTEC PEX-EVOH обусловлен оптимальным соотношениемпрочностных характеристик трубопровода и его гибкости. Например, PЕХ-трубу VALTEC можно вручную при комнатной температуре согнуть на радиус, равный пяти диаметрам трубы (рис. 3), а при использовании трубогиба или кондуктора – на радиус, равный трем диаметрам. Трубопровод со сшивкой более 70 % будет иметь радиус изгиба вручную не менее семи диаметров. Большего изгиба трубопровода при такой степени сшивки можно добиться только при использовании строительного фена.

Следует отметить, что PEX-трубопроводы являются достаточно упругими и плохо поддаются изгибанию. После «холодного» изгиба отрезок трубы будет принимать первоначальную форму. Однако если предварительно прогреть трубопровод и дать ему остыть в фиксированном положении, то он сохранит это положение. При повторном прогреве трубопровода отрезок вернется в исходное состояние за счет эффекта памяти формы.

Эффект памяти формы не следует путать с упругой деформацией. В первом случае исходная форма принимается только после прогрева, а во втором сразу же после снятия деформирующих усилий и только в пределах упругой деформации (без изломов).

Трубопроводы PEX-EVOH фирмы VALEC допустимо замоноличивать в строительные конструкции как с кожухом, так и без кожуха. При замоноличивании PEX-EVOH труб в кожухе есть возможность замены небольших участков трубопроводов без вскрытия пола.

Толщина стенки трубопровода напрямую влияет на максимальное давление теплоносителя, которое может выдержать трубопровод. Трубы VALTEC PEX-EVOH изготавливаются с такой же толщиной стенки, как и у металлополимерных трубопроводов – 16 х 2,0, 20 х 2,0 мм. Это позволяет использовать для монтажа трубопровода стандартные пресс-фитинги, выпускающиесядля металлополимерных трубопроводов.

Недостатком материала PEX является то, что он кислородопроницаем. Вода в трубопроводах без защиты от кислорода через определенное время насыщается кислородом, что может привести к коррозии элементов системы. Для уменьшения кислородопроницаемости PEX используется тонкий слой из поливинилэтилена (EVOH). Основной слой PEX и слой EVOH соединяются между собой клеем. Стоит отметить, что слой EVOH не предотвращаетполностью эмиссию кислорода, а лишь уменьшает кислородопроницаемость до значения 0,05–0,1 г/ м 3 · сут., что допустимо для систем отопления.

В трубе VALTEC PEX-EVOH антидиффузионный слой выполнен снаружи, т.е. труба имеет трехслойную конструкцию: PEX-клей-EVOH.На рынке также встречаются пятислойные (PEX-клей-EVOH-клей-PEX) трубы (рис. 4).

Рис. 4. Конструкция пяти- и трехслойных PEX-труб с антидиффузионным слоем

Такая конструкция разработана для того, чтобы исключить возможность повреждения слоя EVOH. Однако испытания показали, что трехслойная труба (с нанесенным слоем EVOH снаружи) более надежна, чем пятислойная. Повышенная прочность трехслойной трубы обусловлена тем, что слой PEX является монолитным по всему сечению трубы, в отличие от пятислойной, в которой рабочий слой PEX прерывается слоем EVOH и клеем, из-за чего прерываются внутренние поперечные межмолекулярные связи полиэтилена. Также при данной конструкции возможно расслоение трубы при перегреве ее строительным феном во время изгиба.

Мнение о том, что наружный слой EVOH в трехслойной конструкции подвержен истиранию, ошибочно. Твердость слоя EVOH значительно выше, чем у слоя PEX, поэтому при правильной транспортировке повреждение наружного слоя маловероятно.

Трубопроводы из сшитого полиэтилена рекомендуется использовать при устройстве низкотемпературных систем отопления. Использование PEX-трубопроводов для систем высокотемпературного отопления не запрещается. Но тут следует отметить, что при этом допустимое максимальное давление трубопровода будет намного ниже паспортного. К тому же расчетный срок службы трубопровода в такой системе сократится.

Производители трубопроводов в основном устанавливают максимальную рабочую температуру и давление из расчета срока службы трубопровода – 50 лет. При замоноличивании и скрытой прокладке замену данных трубопроводов можно производить совместно с капитальным ремонтомздания или помещения. Более частая замена замоноличенных трубопроводов повлечет большие финансовые затраты на переделку конструкций здания.

Но температура теплоносителя во время эксплуатации системы различна. Летом и в переходный период температура теплоносителя ниже расчетной. Для оценки применимости трубопроводов к определенному температурному режиму в условиях меняющейся температуры теплоносителянормативами определены классы эксплуатации. Данные классы показывают доли влияния различных температур от всего пятидесяти летнего срока эксплуатации.

На рис. 5 представлен график, показывающий продолжительность влияния различных температур на трубопровод при четвертомклассе эксплуатации (низкотемпературное радиаторное отопление)

Поэтому при определении типа трубопровода следует руководствоваться допустимым классом эксплуатации данного трубопровода, указанном в паспорте трубы. Трубопроводы из PEX, представленные на российском рынке, подходят для классов эксплуатации 1, 2, 3, 4 и ХВ.

Таким образом, благодаря своей надежности и низкой стоимости трубопроводы из сшитого полиэтилена стали все чаще и чаще применятьсяпри устройстве низкотемпературных систем отопления и систем водоснабжения.

Более подробную информацию по монтажу и применению трубопроводов VALTEC PEX-EVOH можно найти в разделе «Техническая документация».

Труба PEX из сшитого полиэтилена, особенности выбора и монтажа

В последние годы все большую популярность на строительном рынке завоевывают трубы из сшитого полиэтилена. Они легко могут заменить привычные всем, стальные коммуникации. Этот материал обладает большим сроком эксплуатации, является безопасным, выдерживает большие нагрузки. Сшитый полиэтилен для отопления это инновационное изделие с уникальными свойствами.

Что такое сшитый полиэтилен

При определенном воздействии на простой полиэтилен можно запустить некоторые изменения в атомах водорода, при которых возникают новые связи между атомами углерода. Этот процесс получения новых дополнительных углеродных связей и называют сшивкой. Высокие преимущества поперечно сшитого полиэтилена, достигнутые путем усиленных совместных разработок ученых и производственников, выражаются в следующем:

• длительный срок эксплуатации, до 50 лет;
• повышенная прочность и гибкость;
• восстановление формы после повреждения;
• возможность для использования в монтажных работах по сборке теплых полов;
• применение в сборке отопительной системы и водопроводов.

Межмолекулярные связи: слева — обычного полиэтилена, справа — сшитого

Так же полиэтилен сшитый обладает противопожарными качествами, у него отличная теплоустойчивость к очень высоким температурам. И, напротив, ввиду повышенной мягкости сшитого полиэтилена, изделия легко выдерживают увеличение застывшей в них воды. Для владельцев загородных домов, дач трубопровод из сшитого полиэтилена это идеальный вариант. Все основные требования будут соответствовать стандартам:

• поддерживание необходимого давления;
• сохранение режима по температуре;
• большой срок эксплуатации, без каких-либо аварий.

Свойства и характеристики труб PEX

При изготовлении сшитого полиэтилена, на него непосредственно воздействуют разными способами и веществами. В связи с этим уровень крепости сшивки труб меняется и различается. Большой показатель доходит до 85%. Метод сшивки имеет важное значение, ведь в зависимости от него изменяется количество образованных дополнительных связей. Различаю четыре метода сшивки.

Готовый продукт получил название PEX. Название очень просто расшифровывается: первые две буквы обозначают «полиэтилен», а последняя буква – символ обозначающий сшивку. Сейчас лидером по изготовлению сшитого полиэтилена считается фирма REHAU, и в нашей стране ее изделия пользуются спросом.

PEX труба преимущественно состоит из трех слоев:

• внутренний первый слой – сшитый полиэтилен;
• наружный – кислородный барьер из этиленвинигликоля (EVON)
• соединительный слой – клей.

Важно! Существуют и трубы из пяти слоев. Их состав дополняется на дополнительные клеящий слой и сшитый полиэтилен.

Многослойность труб объясняется неустойчивостью вещества к УФ лучам, а также способностью пропускать кислород. И то и другое способствует быстрому износу.

• минимальный поперечник до 16 мм;
• крайняя высокая температура при эксплуатации в отопительных конструкциях 90 -95 0 С;
• стенка изделия до 2 мм;
• масса погонного метра до 110 г;
• теплопроводность до 0,39 Вт/мк., а плотность 940 кг/м3;
• объем жидкости, содержащейся в коммуникации до 114 мл;
• эксплуатация трубопровода, при нагреве до +75 0 С гарантирована до 50 лет, а при критической температуре 95 ºс и сильном давлении, этот срок сокращается до 15 лет;
• устойчив к растворителям;
• с помощью специальных фитингов, конструкции можно сооружать в любом направлении и конфигурации.

Важно! Процесс изготовления сшивки происходит при действии потока электронов. В результате возникает соединение свободных ответвлений с очень крепкими боковыми связями между атомами. Получается форма кристаллической решетки из более крепких, твердых материалов.

Где используются трубы из сшитого полиэтилена

Трубы из сшитого полиэтилена для водоснабжения, благодаря своим особенным возможностям, повсеместно и часто применяют для сборки трубопроводов:

• утепленный водяной пол;
• горячее и холодное водоснабжение;
• отопительные системы.

Данный выбор будет уместен для комплектации и замены трубопровода жилых квартир, загородных домов, дач, офисов, организаций.

В больших промышленных масштабах применение трубы Рех не выгодно, по одной простой причине, что изделия с большим диаметром из сшитого полиэтилена будут стоить очень дорого. А стандартные диаметры выпускаемых изделий не широкий — не более 250 мм., он не справится с усиленными нагрузками.

Классификация по методу сшивки

Для создания дополнительных устойчивых связей в молекулах полиэтилена, используют четыре метода сшивки. Их классифицируют по буквам: А, В, С и D. Из этих четырех методов самым качественным способом производства считается PEX A. Но из-за его высокой цены многие отдают предпочтение сшитому полиэтилену с маркировкой Рех В.

PEX A

Трубы маркируются PEX A, когда полиэтилен сшивают нагревая с добавлением пероксидов. Плотность сшивки здесь самая максимальная до 75%. Изделия обладают следующими положительными характеристиками:

• наибольшая гибкость среди других аналогов;
• присутствие «эффекта памяти», после размотки принимает свое правильное положение;
• заломы, перегибы восстанавливаются при нагреве строительным феном;

PEX A имеет и минусы:

• высокая цена, из-за дорогой технологией;
• в эксплуатационный период из трубопровода происходит вымывание некоторых химических элементов, и больше по количеству в сравнении с другими группами PEX.

PEX B

При следующем методе PEX В сшивка силаном, проводится в два шага. Органические силаниды добавляют в сырье и получают трубу еще недосшитую. Затем изделие гидратируют, получается сшивка плотностью до 65%. Это чуть ниже первого метода. Характеристики этой сшивки следующие:

• высокая надежность, крепость связей выше, чем у PEX A;
• доступная цена;
• устойчивость к окислению;
• высокие показатели давления.

В этом варианте тоже имеются свои минусы:

• продукция относительно жесткая, ее нелегко согнуть;
• «эффект памяти» отсутствует – на восстановление формы потребуется время;
• при заломах нужно использовать специальные муфты.

PEX C

При маркировке PEX С сшивка проводится радиационная. На материал действуют гамма-лучами или электронами. В данном случае ровность сшивки полностью зависит от положения электрода по отношению к самой трубе. Максимум достижения плотности при таком методе 60%. Характеристики следующие:

• у изделий удовлетворительная гибкость, она лучше, чем у PEX В;
• присутствует молекулярная память;

• на трубопроводе могут появиться трещины, заломы, которые исправляются, как у PEX муфтами;
• в нашей стране данная категория не популярна.

PEX D

Азотная сшивка маркируется как PEX D. Метод основан на обработке самого полиэтилена азотными соединениями. Сшивка получается средняя до 60%. Трубы с такой маркировкой уступают по качеству аналогичным товарам. Сейчас этой технологией практически не пользуются.

Преимущества и недостатки PEX труб

Если подытожить все перечисленное выше, то можно выделить основные плюсы и минусы Рех труб. Преимущества следующие:

1. Отличная износостойкость, прочность и эластичность.
2. Длительность работы до 50 лет – при соблюдении всех инструкций по эксплуатации.
3. Большой температурный диапазон для эксплуатации: от -50 0 С до +120 0 С. Плавление начинается при нагреве от +150 0 С.
4. Хорошая устойчивость к изменениям давления – до 10 атм.
5. Высокие показатели эластичности в среднем.
6. Прекрасная стойкость к хим веществам, плесени, коррозии, щелочи.
7. В отличие от металла не дает развития наростов на стенках трубы – отличные гидравлические данные.
8. Изделия с маркировкой Рех А, Рех В не выделяют токсинов.
9. Присутствует молекулярная память, позволяющая материалу восстанавливать первоначальную форму.
10. Шумопоглащение дает дополнительные удобства, комфорт.
11. Легкий вес, несложный монтаж.

Недостатки Рех труб:

1. При транспортировке нужна повышенная осторожность, чтобы не нарушить анти диффузный защитный слой.
2. Присутствует чувствительность к долгому влиянию солнечного света. Трубопровод рекомендуется скрывать от УФ лучей.
3. Нельзя назвать трубы данной категории универсальными, так как они выпускаются ограниченным составом по диаметру.
4. Пропуск кислорода, приводит к коррозии на металлических элементах.
5. Вода с повышенной минерализацией может способствовать образованию наростов внутри трубы, необходимы магистральные фильтры.
6. На фиксацию трубы необходимо уделить больше времени.

Выбор труб из сшитого полиэтилена, на что обратить внимание

Выбирая трубы надо смотреть на маркировку, соответствие их для данной конкретной эксплуатации:

• изделия продаются специальными бухтами по 50 — 200 метров;
• трубы с диаметром до 4 см имеют размеры до 12 метров;
• тип сшивки полиэтилена;
• данные по давлению, температуре;
• дата и производитель.

Маркировка PEX труб

Важно помнить, что диаметр зависит от типа трубопровода:

• 50 — 60 мм отопление и вода;
• 40 — 50 мм для стояков в жилых домах;
• 20 — 30 мм для коттеджей;
• 16 — 20 мм для теплых полов, отопления, горячей воды;
• до 15 мм на подводку водопроводных труб к кранам.

Совет! Необходимо перед покупкой труб правильно произвести расчет длины труб, которую умножают на 1,2, чтобы при непредвиденных обстоятельствах был небольшой запас.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж трубы из сшитого полиэтилена не предусматривает сварочных работ, он совершается при помощи соединительных фитингов для труб. Работы по сборке конструкции проводятся двумя способами: компрессионным и напрессовочным или неразъемным. Напрессовачный способ считается более прочным, поэтому его рекомендуют использовать для сборки труб горячей воды и системы используемой для отопления. Монтаж систем компрессионным способом пошагово:

1. Подготавливают трубы и нужные отрезки ее, соединительные муфты, латунные фитинги, при необходимости тройники для труб, разводные или гаечные ключи, труборез.
2. Трубы режут под идеально прямым углом.
3. На предварительно подготовленную трубу, стыкуют гайку накидную от фитинга.
4. Закрепляют в 1 см от кромки разрезанное кольцо.
5. Штуцер фитинга вводят в трубопровод.
6. Гайку на кольце закручивают ключом.

При сборке системы отопления, горячего водоснабжения рекомендованы пресс – фитинги, к корпусу которого крепится соединительная муфта. Она добавляет прочность стыковке.

Монтажные работы напрессовочным способом:

1. Подготовка такая же, как у п. 1 при компрессионном способе.
2. Обжимная гильза надевается на трубу.
3. Диаметр разреза увеличивают до штуцера, вставляют его.
4. Надевают плотно гильзу, спрессовывают ее пресс клещами.

Ошибочные представления

Многие ошибочно думают, что трубы можно купить одной фирмы, а фитинги от другой. Производители рекомендуют покупать полный комплект продукции одного изготовителя, чтобы все элементы идеально подходили друг к другу. Использование материалов одной фирмы дает 100% гарантию совместимости, долгую эксплуатацию.

Сшитый полиэтилен или металлопластик, что выбрать

Часто встает вопрос, при замене или обустройстве любого трубопровода, что лучше выбрать полиэтилен или металлопластик. Оба материала гибкие, прочные, а так же устойчивые к коррозии. Их относительно просто собирать – не нужно ничего сваривать. А собирать трубопровод из металлопластика еще и легче, чем изделия Рех, не надо бояться за повреждение защитного слоя.

Металлопластик имеет незначительно, но выше теплопроводность, однако только Рех могут спокойно перенести замерзание воды внутри теплоносителя. Рех изделия в отличие от металлопластика легко возвращают свою форму.

Показатели по выдерживанию давления и температурных максимумов у данных изделий вполне схожи. Поэтому, при выборе нужно руководствоваться по соотношению цен и нюансами в эксплуатации трубопроводов.

Бесспорно, трубы из сшитого полиэтилена являются современным высокотехнологичным материалом, отвечающим всем современным требованиям цивилизации. Несмотря на незначительные минусы, которые можно свести к минимуму, трубопровод из сшитого полиэтилена, собранный по инструкции, будет радовать Вас, долгие десятилетия.