Я приветствую своего уважаемого читателя!
В этой статье я расскажу о том, что такое труба ПНД – размеры, характеристики, сортамент, сфера применения.
Самый распространенный пластик в нашей жизни – полиэтилен. Загляните в холодильник: в нем полно пакетов разных размеров из прозрачной пластичной пленки, в кладовку – емкости и ведра из знакомого пластичного материала, в ванную – крем, шампуни расфасованы в тюбики и флаконы из полиэтилена, в подпол – подвод воды от магистрали проложен с помощью черной с голубой полоской трубы, голубая емкость для воды в огороде – тоже из знакомого пластика.
Продукты из магазина мы приносим в пакетах из полиэтилена, в ведерках из полиэтилена продают «корейские» салаты и попкорн, фасуют краски и шпаклевки, из ПЭ изготавливают оболочки для проводов, упаковывают новую мебель и одежду.
Впервые полиэтилен был случайно изготовлен в 1899 году немцем Гансом фон Пехманном. Открытие его не заинтересовало, и вторично его начали изучать в 1933 году в Англии, в компании ICI (Imperial Chemical Industries). Промышленное производство ПЭ было начато в 1939 году.
Самое первое применение полиэтилена – оболочки радиочастотных проводов, затем телефонного кабеля. Широкое применение сдерживалось тем, что сначала полиэтилен синтезировали при высоком давлении. Этот способ был относительно дорог и сложен.
В 1952 году группа немецких ученых во главе с К.В. Циглером разработала способ получения полиэтилена при невысоком давлении в присутствии металлоорганических катализаторов. С этого момента человечество буквально захлестнул океан полиэтиленовых предметов.
Практически все ходовые полиэтиленовые изделия изготавливают из полиэтилена низкого давления, и эта статья именно о нем.
Содержание:
Что такое труба ПНД
Недорогой, технологичный и не подверженный коррозии пластик идеален для создания трубопроводов. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД, достаточную жесткость, пластичность, химическую устойчивость и устойчивость к коррозии.
Трубы из полиэтилена низкого давления – актуальная и технологичная разновидность труб. Легкие, прочные, долговечные трубы можно использовать для самых различных систем. Размеры труб позволяют заменять полиэтиленовыми конструкциями даже трубопроводы большого диаметра. По конструкции трубы из ПНД бывают одно- и двухслойными, гофрированными и гладкостенными, раструбными, с перфорацией – для ливневок и дренажных систем.
Современная тенденция в устройстве инженерных коммуникаций – заменять стальные трубопроводы пластиковыми. Полиэтиленовые трубы занимают больше половины всего объема выпускаемых пластиковых труб.
Сферы применения
Трубопроводы из полиэтилена низкого давления используют во всех областях нашей жизни:
- инфраструктура городов и поселков;
- строительство;
- технологические промышленные коммуникации;
- инженерные коммуникации сельскохозяйственного назначения;
- нефтегазовый комплекс;
- коммуникации железной дороги, аэродромов.
Трубы из ПНД разных размеров используют для водо- и газопроводов, канализационных систем, дренажа, ливневок, прокладки электрических силовых, телефонных, информационных сетей.
Распространение полиэтиленовых трубопроводов сдерживает только его нестойкость к ультрафиолету, повышенной температуре и меньшая прочность по сравнению со сталью: пластик по прочности все-таки не дотягивает до металлов.
Технические характеристики и свойства
Полиэтилен производят из нефти. Плотность – 0,931–0,97 г/см2. Жесткость больше, чем у полиэтилена высокого давления. Температура плавления – 120…135 °С, температура хрупкости – -60…-150 °С, морозостойкость – -70 °С. Предел прочности при растяжении составляет 100–170 кгс/см². Твердость по Бринеллю – 1,4–2,5 кгс/мм². Относительное удлинение при разрыве – 500-600 %.
Трубы характеризуются в первую очередь физическими размерами и кольцевой жесткостью (зависящей от толщины стенки).
Состав материалов
Полиэтилен – цепочка этиленовых звеньев. Это органическое соединение имеет длинные гибкие цепочки углерода с присоединенными атомами водорода (формула CH2—CH2—CH2—CH2—, или (С2H4) n). У полиэтилена низкого давления небольшая степень ветвления цепочек, поэтому его плотность больше, чем ПВД.
В состав ПНД в зависимости от марки добавляют красители, антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы.
Срок службы
Срок службы ПНД при оптимальных условиях достигает 50 лет и больше. Оптимальные условия – отсутствие солнечного цвета, перегрева, циклических механических изгибающих нагрузок на трубу.
Таблица пропускной способности
При проектировании домашних систем водоснабжения владельцу приходится решать, трубу какого размера использовать. В идеальном случае выполняют гидравлический расчет системы – это определяет минимально допустимое сечение трубопровода, обеспечивающее нормальную работу всех сантехнических приборов.
Но расчет достаточно сложен, для частного дома можно использовать приближенный показатель. Сначала по приложению 1 СНиП 2.04.01-85 определяют расчетный расход воды на каждой точке водоразбора (смесителе для раковины и душевой кабины, кране и т.д.). Затем складывают расходы и получают максимальное (пиковое) потребление воды в здании (расход).
Затем открывают таблицы Шепелева или онлайн-калькулятор на базе этих таблиц. Таблицы слишком велики, чтобы можно было привести их в этой статье. В левой части таблицы нужно найти расчетный расход в л/с. В следующем столбце находят скорость потока воды. Вверху столбца находят минимальный размер в мм (внутренний). Скорость для частных домов принимают 0,7–1,5 м/с. Следует иметь в виду, что таблицы рассчитывались для стали, и для пластиковых труб с гладкими стенками без ржавчины размер можно незначительно уменьшить.
Какое давление выдерживают
Максимальное давление для ПНД составляет 12,5 МПа. Номинальное рабочее давление – не более 10 МПа, или 100 атмосфер. Эти данные – для особо прочных конструкций из ПЭ 100, используемых для газопроводов. Для обычных водопроводных систем давление соответственно 2,5 МПА и 1,6 МПа.
Как производятся
ПНД производится в аппаратах с давлением ниже 0,1–2 МПа; температуре 120–150 °C; в присутствии катализаторов – металлогалогенов (чаще всего смесь TiCl4 и AlR3). Для реакции используют нефтепродукты. Степень кристаллизации ПНД составляет 75–80 %.
ПНД изделия независимо от размера изготавливают методом экструзии, выдавливая расплавленный полиэтилен через экструдер.
Технология производства
Сначала гранулы полимера засыпают в экструдер и расплавляют при одновременном перемешивании. Затем ПЭ выдавливают через выходное отверстие экструдера, калибруют, медленно охлаждают. Готовую продукцию нарезают и упаковывают.
Нормативные документы
Сам ПНД выпускается в соответствии с ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления». Стандарт оговаривает состав десятков марок полиэтилена, известных только узким специалистам. Обычно под понятием «марка полиэтилена» понимают названия ПЭ 80; ПЭ 100 (PE-80, PE-100). PE-63 снимается с производства. Цифры 80 и 100 соответствуют рабочему давлению в МПа 8,0 и 10,0.
Стандарты и ГОСТы
- ГОСТ Р 54475-2011 «Трубы полимерные со структурированной стенкой и фасонные части к ним для систем наружной канализации»;
- ГОСТ 22689-2014 «Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации»;
- ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов»;
- ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена».
Виды, сортамент, размеры и сечения
- Гладкостенные для напорных систем и электрических сетей. Такие конструкции из ПНД выпускаются с наружным размером 10–2000 мм.
- Гладкостенные газовые выпускаются Ø до 630 мм.
- Гофрированные однослойные и гофрированные двухслойные выпускаются размером до 2400 мм.
- Раструбные элементы для безнапорных систем – с диаметрами от 32 до 315 для внутреннего монтажа, до 2400 мм – для наружного (гофра).
Изделия размером до 180 мм поставляются в бухтах и отрезках, больше 180 мм – в отрезках по 6 и 12 м. Гофру иногда по заказу выпускают длиной 9 м, раструбные элементы – от 0,5 до 6 м.
Сортамент приведен в стандартах для каждого вида труб – см. выше.
Толщина стенки и вес
Толщина стенок гладкостенных напорных ПНД труб – от 2 до 95,5 мм. Гофры (конструкций со структурированными стенками) – 19–170 мм.
Масса п.м. – это расчетное данное, его находят по таблицам в соответствующих ГОСТах. Вес зависит от толщины стенок.
Типоразмеры и маркировка
Окраска труб из ПНД в разные цвета помогает быстро определить назначение коммуникаций, яркий цвет помогает найти конструкции в земле и не повредить их при земляных работах. Трубы ПНД бывают следующих цветов:
- Для водопроводов питьевого назначения применяют ярко-голубой или черный цвет с голубой полосой.
- Желтые или черные с желтой полоской трубы используют для газопроводов.
- Чисто черный/черно-серый цвет используют для технических целей.
- Дрены окрашивают в зеленый цвет.
- Наружные канализационные трубопроводы окрашивают в оранжевый или рыжий цвет.
- Красный цвет применяют для окраски кожухов для прокладки электрических проводов.
Маркировка наносится на поверхность труб на расстоянии не более 1м между надписями. Текст маркировки труб из ПНД включает в себя следующие элементы:
- наименование стандарта, в соответствии с которым изготовлены трубы;
- международное обозначение марки ПНД (PE100, PE80);
- наружный диаметр и толщина стенки в мм;
- номинальное рабочее давление;
- дата изготовления;
- номер партии.
Марки полиэтилена
Полиэтилен в соответствии с ГОСТ 16338-85 выпускается десятков марок (композиций) с несколько разными характеристиками. Эта маркировка известна только узким специалистам. Гораздо чаще применяют маркировку по максимальному давлению – ПЭ-100, ПЭ-80, П-63, ПЭ-32. Чем выше прочность ПНД, тем выше плотность и вес 1 метра.
Коэффициент SDR полимерных труб
ГОСТ 18599-2001 предусматривает определенные стандартные отношения наружного диаметра труб к толщине стенки. Это отношение называется коэффициентом SDR (Standart Dimension Ratio). SDR – стандартная величина, принимается из табличных данных. От SDR зависит толщина стенки трубопровода и, соответственно, кольцевая жесткость и прочность труб.
SDR6; SDR7,4; SDR9; SDR11; SDR13; SDR13,6; SDR17; SDR17.6; SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 – ряд размеров SDR.
Диаметр полимерных труб
Гладкостенные ПНД трубы имеют размер от 10 до 2000 мм. Гофрированные и раструбные – до 2400 мм.
Pn – номинальное давление трубы
Номинальное давление трубы – это номинальное рабочее давление Pn. Для систем в многоэтажных зданиях Pn не должно быть ниже 1,6 МПа (16 атм). Для частных домов высотой в два этажа номинальное давление обычно в пределах 0,3 МПа.
Преимущества и недостатки
Преимущества труб из полиэтилена низкого давления:
- Долговечность. В отсутствие солнечного цвета ПНД может прослужить 40-50 лет.
- Высокая прочность.
- Достаточная кольцевая жесткость.
- Стойкость к гидроударам.
- Нехрупкость.
- Морозостойкость до -70 °С.
- Нетоксичность.
- Устойчивость к коррозии.
- Химическая инертность. ПНД устойчив к кислым и щелочным агрессивным средам, органическим растворителям.
- Экологичность. ПНД безвредно утилизируется.
- Пластичность.
- Полиэтилен восстанавливает исходную форму после деформации (замерзания).
- Малая адгезия. Просвет не перекрывается солями кальция и магния.
- Небольшой вес.
- Легкий монтаж.
- Фотодеструкция под воздействием ультрафиолета. ПНД нельзя применять под открытым солнцем.
- Большой коэффициент температурного расширения. Длинные участки при нагреве могут изогнуться.
- Маленькая устойчивость к повышенным температурам.
- Неэстетичность для монтажа в жилой зоне дома.
Советы, как выбирать
ПНД – оптимальный выбор для монтажа в грунте или цокольных помещениях без ультрафиолетовых лучей, резких скачков температуры и механических колебаний. При выборе вида, размера труб руководствуются назначением и условиями эксплуатации. Сначала определяют назначение трубопроводов – напорные и безнапорные, герметичные или нет. Силовые, телефонные или интернет-сети прокладывают в кожухах из трубок большего размера, нередко эти трубопроводы не герметизируются.
Второй важный фактор – рабочее давление в водопроводе или давление грунта на безнапорные сети. От этих факторов зависит выбор конструкции трубы (гладкостенная, гофра, гофра двухслойная, раструбная). Кроме того, учитывают температурный режим – перегрев земли летом, промерзание зимой.
Выбор параметров трубы для канализации зависит от веса вышележащего слоя грунта. Если глубина залегания больше 5–6 м или канализация находится под площадкой для автомобилей, используют гофрированные двухслойные трубы с большой кольцевой жесткостью. Гофру применяют и при глубокой закладке водопроводов, большом слое стяжки над системой теплого пола.
При выборе материалов в магазине лучше выбирать товар известных брендов. Гофра однозначно лучше импортного производства. Гладкостенные трубы можно выбирать и отечественных производителей.
В любом случае трубы необходимо осматривать при покупке – нет ли трещин, сколов, наплывов, не слишком ли они мягкие и не тонкая ли стенка. Чеки, сертификат при покупке обязательны.
Примерная цена и лучшие производители
Лучшие отечественные производители – «Евротрубпласт», «Казаньоргсинтез», «ТехСтройПолимер», «ПолиПластик», «БалтЭнергосистемы». Импортных производителей множество, но качество импортных труб ПНД ненамного выше отечественных, а вот цена существенно отличается. Определять наличие и цены труб иностранных производителей нужно отдельно по каждому региону: ассортимент и цены очень разные!
Цена ходовых изделий отечественного производства:
- 1 м гладкостенной водопроводной трубы Ø 32 мм стоит от 50 мм, Ø 40 мм – от 70 рублей;
- 1 м однослойной гофротрубы Ø 50 мм стоит примерно 60 рублей; Ø 63 мм – 90 рублей; Ø 110 мм – 150 рублей;
- раструбная ПНД конструкция ходового размера 110 мм и длиной 2 м стоит около 300 рублей; гофрированная – порядка 400 рублей.
Способы соединения труб разных диаметров
Трубы разного размера соединяют всевозможными переходными муфтами. Проще всего с раструбными трубами – для них выпускаются элементы буквально на все варианты сложных конфигураций системы. Для канализации иногда используют резиновые муфты с хомутами.
Немного сложнее выглядит вопрос соединения гладкостенных труб. Трубы небольших размеров соединяют при помощи компрессионных переходных муфт (цанговых).
Уменьшение диаметра совмещают с раструбными элементами и установкой запорной арматуры.
Для монтажа трубопроводов больших размеров также встречаются переходные элементы под сварку или сегментные фитинги (см. фото).
Переход выполняют после перехода с ПНД на металл – уж для металла точно существует множество переходных фитингов.
Заключение
Я прощаюсь с моим любимым читателем! Современные пластмассы потихоньку вытесняют металлические конструкции отовсюду, где это возможно. Замена стальных и чугунных труб на полиэтиленовые позволяет сэкономить немало денежных и трудовых ресурсов. Долговечность, дешевизна и устойчивость к коррозии делает полиэтилен самым распространенным в мире пластиком. Ученые разрабатывают новые разновидности полиэтилена с улучшенными свойствами – это расширяет сферу применения ПЭ. Будущее в строительстве – за пластиком!
Подписывайтесь на обновления сайта, делитесь информацией с друзьями, приводите их на мой сайт. Полезной информации много не бывает!
