Трубы из ПНД

Трубы из ПНД

Отличительные свойства полиэтилена низкого давления (ПНД)

Полиэтилен, как и любой другой изомер, получается в результате реакции катализированной полимеризации. В данном случае исходным веществом выступает газ этилен (C2H4).

В результате создания нужных условий (давление, температура, введение в реакционную среду катализатора) рушится двойная связь между атомами углерода в исходных молекулах и образуется единая полимерная цепочка. Получившийся продукт обладает специфическими свойствами, позволяющими использовать его в соответствующих областях жизнедеятельности.

Конкретно полиэтилен низкого давления (ПНД) получают в барокамере при давлении около 20 атм. И температуре порядка 150°С. Получившийся материал обладает следующими основными преимуществами, влияющими на характеристики труб ПНД:

  • способность выдерживать высокое давление (до 5 МПа);
  • небольшой вес готового изделия, являющийся следствием небольшой плотности материала (кубометр полиэтилена низкого давления весит меньше тонны). Читайте также: «Какой вес трубы ПНД – характеристики материала, правила использования».;
  • небольшое значение теплового расширения – при нагреве до самой высокой температуры, какую выдерживает труба ПНД – 70°С – размер трубы увеличивается только на 3%.

Самый существенный недостаток упомянутой продукции – небольшой рабочий диапазон температур – от 0°С до 40°С. При температурах ниже минимальной труба ПНД затвердевает и становится хрупкой, при значениях выше максимального – размягчается и утрачивает кольцевую жёсткость.

Благодаря этим условиям назначение труб ПНД весьма ограничено.

Характеристики и использование труб ПНД

Руководствуясь производственными стандартами и строительными нормами, трубы ПНД используются в четырёх конкретных областях:

  • в водопроводах с холодной (до 40°С) питьевой водой;
  • в водопроводах с холодной (до 40°С) технической водой;
  • для перемещения неразрушающих полиэтилен жидкостей или газов, температура которых также не превышает указанного значения;
  • в качестве изоляции или короба электрокабелей.

Следует отметить, что, несмотря на скромные значение температуры эксплуатации труб ПНД, эти изделия при должном использовании весьма долговечны – срок их службы до 50 лет. Читайте также: «Технические характеристики труб ПНД – маркировка и правила использования».

Свойства труб ПНД также определяются сортом применяемого при изготовлении полиэтилена. От этого зависит, какое максимальное внутреннее давление сможет выдерживать пластиковая труба.

В настоящее время, благодаря развитию технологий, выделяют несколько сортов полиэтилена низкого давления:

  • ПЭ 100 (PE 100) – выдерживает давление до 10 МПа;
  • ПЭ 80 (PE 80) – способен выдержать внутренне давление до 80 МПа;
  • ПЭ 63 (PE 63) – максимальное давление около 6,3 МПа;
  • ПЭ 33 (PE 33) – менее 3,3 МПа, в современных условиях практически не используется.

Понятно, что изделия из полиэтилена высших марок стоят дороже, однако в тех случаях, когда речь идёт о большом напоре жидкости или газа, повышенная цена – вполне оправданная плата за безопасность и непрерывность технологического процесса.

Эксплуатационные параметры труб низкого давления (ПНД) определяются типоразмерами изделий, то есть их сортаментом.

Знание типоразмеров и правильный подбор габаритов изделия под нужды конкретного производства позволяет повысить число часов бесперебойной работы и уменьшить затраты на аварийное обслуживание или полную замену элементов технологической схемы. Поэтому, помимо физико-химических свойств труб ПНД, вторая их основная характеристика – габаритный ряд.

В качестве технической характеристики, размеры труб ПНД, такие как толщина стенки и внутренне сечение, определяют пропускную способность, допустимый напор и прочие технологически важные показатели. Поэтому имеет смысл подробнее рассмотреть типоразмеры названных изделий.

Сортамент труб из полиэтилена низкого давления

В связи с изменением производственных процессов и внедрением аппаратов нового поколения, в настоящее время параметры сортамента труб ПНД должны регулироваться ГОСТом 18599 от 2001 г.

Как упоминалось выше, основными типоразмерными свойствами данной продукции считаются толщина стенки и диаметр трубы. Эти размеры должны быть привязаны и к качеству полиэтилена, идущего на изготовление продукции. В противном случае, несмотря на выдержанность параметров, трубу может прорвать из-за недостаточной устойчивости материала.

В частности, для материала ПЭ 33 диаметр трубы колеблется в пределах 10-160 мм, толщина стенки – 2-12 мм.

Изготовленная в соответствии со всеми требованиями труба выдержит указанное давление – до 3,3 МПа. В случае же с ПЭ 100 диаметр трубы будет колебаться в пределах 32-1000 мм, толщина стенок – 1-59 мм (подробнее: «Какие бывают диаметры труб ПНД, виды, характеристики»). Максимальное давление, которое можно допустить при эксплуатации такой трубы – 10 МПа.

Самыми используемыми сортами полиэтилена низкого давления являются ПЭ 80 и ПЭ 63. Минимальный диаметр таких трубок – 16 мм, максимальный – 1600 мм, толщина стенки – 2-67 мм. Самое большое допустимое давление для этих труб, как следует из названия марки, соответственно 8 и 6,3 МПа.

В итоге существует довольно много конечных типоразмеров продукции, позволяющих удовлетворить любые практические нужды современного производства. Из ПЭ 100 выпускают 26 видов изделий, из ПЭ 80 – 34, из ПЭ 63 – 30, из ПЭ 33 – 15.

Кроме отечественного ГОСТа, существует международная система стандартизации. По коэффициенту SDR (Standard Dimension Ratio, стандартное соотношение размеров), определяющемуся отношением наружного диаметра изделия к толщине, трубы из ПНД выделяются в одиннадцать групп.

Численные значения для SDR по группам составляют от 6-41 единицу. В каждой группе выделяют три значения, в зависимости от сорта полиэтилена. Читайте также: «Виды полиэтиленовых труб – способы производства и применение».

К примеру, при SDR, равном 41 единице (тогда сечение трубы составляет 75-1600 мм) для ПЭ 100 максимально возможное давление равно 4 МПа. Если же брать пример с показателем в 21 единицу и сортом полиэтилена низкого давления марки ПЭ 63, то величины диаметров колеблются от 40 до 1400 мм, максимальное допустимое давление составляет 5 МПа.

Этот пример достаточно наглядно показывает, что предел допустимого при эксплуатации труб давления зависит не только от марки используемого полиэтилена, но и от габаритных параметров.

Погонные длины труб ПНД обычно составляют 5-24 м. Но такие трубы диаметром до 180 мм могут выпускаться длиной до 500 м. Это значительно облегчает технологическое использование, так как отсутствует необходимость в последующем наращивании трубы до определённой длины, однако в таком случае трубу приходится хранить и перевозить свёрнутой в бухту, что может сказаться на её сохранности.

Маркировка труб из ПНД

Для того, чтобы избежать ошибок при выборе трубы нужного качества, используется маркировка труб ПНД. Она осуществляется в виде буквенно-цифровых изображений на поверхности трубы.

При помощи маркировки отображают такие данные, как:

  • компания-производитель и стандарт, согласно которому труба изготовлена (в РФ это ГОСТ 18599-2001);
  • марка изделия в международном обозначении (PE100, PE80, PE63);
  • наружный диаметр – указывается в миллиметрах;
  • толщина стенки трубы – тоже в миллиметрах;
  • рабочее давление (при его соблюдении труба прослужит до 50 лет);
  • наибольшее допустимое давление;
  • Дата изготовления и номер партии.

Помимо указанных выше обозначений, снаружи трубы наносят и цветовой маркер – синюю или жёлтую полосу, что соответственно обозначает принадлежность трубы к водопроводной или газопроводной системе.

Разумеется, разобраться в богатом выборе труб из полиэтилена низкого давления непросто, однако понимание характеристик и маркировки таких труб позволит подобрать максимально эффективные для данной сферы производства решения.

Особенности материала

Технические характеристики

Как и все виды полиэтилена, ПЭ-80 – это термопластичный полимер, который плавится при повышении температуры до определенного барьера и обладает рядом собственных и схожих с другими полиэтиленовыми продуктами свойств:

  • Плотность полиэтилена ПЭ-80 составляет 941 кг/м3, что достаточно много для полимерного продукта и объясняет твердость и прочность изделий из него;
  • Температурный диапазон эксплуатации – от -70 до +120 0C, что достаточно много для применения в бытовых и даже промышленных целях;
  • Предел прочности материала – 700 часов для внутреннего растяжения;
  • ПЭ-80 стоек к сильным химическим реагентам – щелочам и кислотам;
  • Не разлагается биологическим методом, то есть не подвергается действию плесени, грибка, насекомых и т.п.;
  • Является отличным диэлектриком и изолятором для жидкостей и газов;
  • Обладает стойкостью к радиационным излучениям;
  • Имеет осень большой по сравнению с натуральными веществами срок службы, в стандартных условиях превышающий показатель в 60-80 лет.

Состав

Отличие ПЭ-80 от других полиэтиленов, во-первых, состоит в том, что это – материал высокой плотности группы ПНД, который получают полимеризацией исходного углеводорода – этилена при низком давлении, но при высокой температуре и наличии набора катализаторов.

В группу полиэтиленов ПНД также входят вещества с маркировкой ПЭ-100, ПЭ-63 и другие. Их различие состоит в наличии либо отсутствии дополнительных связей между молекулами. Полимеризуясь, углеводороды образуют огромные молекулы со свободными ответвлениями, которые могут соединяться между собой. Процент таких связей может быть больше или меньше, напрямую влияя на степень «кристалличности» и прочности изделий. И чем они «кристалличнее» и прочнее, тем больший индекс присваивается материалу. Так, ПЭ-80 и ПЭ-100 отличаются следующими свойствами:

  • ПЭ-100 имеет более прочные межмолекулярные связи и поэтому более плотный и тяжелый;
  • Крепко связанные молекулы дают большую прочность изделий, а также большую стойкость к разрушающим действиям среды (влаге, температурным скачкам, солнечному освещению) и химических реагентов;
  • Но ПЭ-80 более пластичен и устойчив к небольшим деформациям,
  • ПЭ-80 плавится при более низких температурах, что удобно при необходимости соединения полиэтиленовых деталей методом сварки и облегчает монтажные работы;
  • Особенности производства делают ПЭ-80 более дешевым материалом.

ИНТЕРЕСНО! На изготовление изделий с одинаковыми геометрическими параметрами (например, труб) полиэтилена ПЭ-80 по массе уходит меньше, чем вещества с индексом «100», что составляет дополнительную экономию производства изделий из него.

Использование

Область применения

Полиэтилен ПЭ-80 находит широкое применение в изготовлении товаров народного потребления, строительных материалов, деталей и частей различных приборов:

  • Как один из наиболее прочных видов полиэтилена ПНД и наравне с ПЭ-100 – при изготовлении труб для устройства средненапорных трубопроводных коммуникаций;
  • В производстве соединительных и вспомогательных деталей к напорным и безнапорным трубопроводам (краны, фитинги, муфты и т.п.);
  • Для изготовления электроизоляционных пластин, оболочек и т.п.;
  • При строительстве накопителей для загрязняющих природу веществ на полигонах по переработке отходов и др.

Производство изделий

При изготовлении продукции конкретного назначения из ПЭ-80 производство обязательно должно происходить в соответствии с принятыми государственными стандартами и быть заверено сертификатами качества (соответствия). Для наиболее распространенных изделий из ПЭ-80 это:

Изделия, отвечающие требованиям стандартов, соответствуют им как внутренне – по составу материалов, так и внешне. В частности, питьевые водопроводные трубы должны иметь отметки в виде синих продольных полос с нанесением маркировки не реже, чем через каждый 1 метр. А газовая ПЭ-80 труба может быть желтого цвета либо черная с нанесением продольных желтых полос.

Сфера применения напорной продукции из полиэтилена
Технические характеристики напорных полиэтиленовых труб
Особенности прокладки напорных ПЭ труб
Сварное соединение напорных труб из полиэтилена
Фланцевое соединение напорных трубных изделий

Из года в год пластиковая трубная продукция вытесняет с отечественного рынка аналогичные по назначению изделия, производимые из других материалов. Больше всего востребованы трубы напорные полиэтиленовые низкого давления, которые можно использовать для прокладки практически любой коммуникационной системы.

В свое время напорные изделия из полиэтилена были изобретены с целью транспортировки жидкостей и сейчас трубопроводы для подачи холодной воды монтируют в основном из них.

Технические характеристики напорных полиэтиленовых труб

Они имеют такие характеристики:

  1. В качестве материала изготовления используется полиэтилен разного класса, что зависит от давления, при котором будут эксплуатироваться трубы, и от их сечения. Классификация изделий стартует с ПЭ 63 и завершается ПЭ 100+.
  2. В настоящее время выпускают трубы со SDR (стандартным размерным коэффициентом) в пределах от 6-ти до 41.
  3. Изделия производят с номинальным диаметром от 16 до 1600 миллиметров. Их можно эксплуатировать в определенном рабочем диапазоне 4 – 20 бар.
  4. Продукцию изготавливают черного цвета с синими маркировочными полосами.
  5. Реализуется труба напорная из полиэтилена отрезками 12-метровой длины или в бухтах (барабанах) протяженностью от 50 до 1000 метров.
  6. Оптимальный температурный режим, при котором следует эксплуатировать полиэтиленовые изделия – не более 40 градусов. В таком случае продолжительность их службы не превышает 50 лет. Трубами можно пользоваться и при температуре до 60 градусов, но тогда они прослужат гораздо меньший срок.

Главное преимущество трубы напорной из полиэтилена — ее доступная цена по сравнению с аналогичными пластиковыми изделиями.

Особенности прокладки напорных ПЭ труб

Монтаж трубопроводов из полиэтиленовой трубной продукции имеет ряд особенностей:

  1. Трубы напорные, имеющие диаметр не более 110 миллиметров, соединяют при помощи механических фитингов.
  2. Изделия большего сечения стыкуют сварочным способом или с использованием терморезисторных фитингов, для чего требуется специальное оборудование. В результате получают монолитное соединение, которое считается более надежным.
  3. В некоторых случаях для обустройства трубопровода из напорных ПЭ труб применяют фланцевый метод.

Перед началом работ необходимо:

  1. Осмотреть фитинги и трубы на наличие загрязнений, дефектов и различных повреждений. Плоские срезы, царапины и другие недостатки не должны превышать 10-ти процентов минимально допустимой толщины трубных стенок. Изделия, имеющие повреждения, не следует использовать.
  2. Для того, чтобы отрезать кусок нужного размера от трубы напорной из полиэтилена, применяют пилу с мелкими зубьями либо специальный труборез. Инструмент держат под прямым углом относительно изделия, а затем торец обрабатывают напильником, пока не получают ровную и абсолютно гладкую поверхность без изъянов.

Поскольку ПЭ трубы отличаются гибкостью, их можно гнуть без проведения предварительного нагрева, если необходимо изменить направление прокладки трубопровода.

Когда нужно выполнить резкий поворот в системе, следует установить отвод или фитинг.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *