Трубы ПНД – разновидности и особенности эксплуатации

Область применения

Аббревиатура ПНД расшифровывается просто. Этим термином обозначают полиэтилен низкого давления – материал, не боящийся коррозии и являющийся превосходной альтернативой изделиям из металла. В отличие от полипропилена, он более эластичен, менее хрупок и способен выдерживать даже сильные морозы до -50°С. Рабочий диапазон отрицательных температур -20°С, Тогда как полипропилен допускается эксплуатировать лишь при -5°С. Но даже эта температура для него уже является критичной.

Изделия из ПНД химически стойки и не вступают в реакции с окружающей средой, поэтому их широко используют для монтажа трубопроводов холодного водоснабжения, в том числе и при закладке их в грунт. Ведь в отличие от иных пластиков, ПНД обладает повышенной прочностью на разрыв и способен изменять геометрию без потери герметичности.

Ассортимент труб ПНД достаточно велик

Вкус и состав воды, проходящим по ним, полностью сохраняется. Они идеально подходят для проведения газовых коммуникаций и канализационных систем. Из-за повышенной устойчивости к низким температурам незаменимы трубы ПНД и для прокладки наружных систем холодного водоснабжения.

Находит применение полиэтилен высокого давления также в мелиорации. Он используется и в качестве дренажа для отведения грунтовых вод. Еще одним достоинством полиэтилена низкого давления является его цена. Стоит этот полимер гораздо меньше полипропилена.

Совет! Не рекомендуется использовать этот вид пластика для открытого монтажа на улице из-за слабой стойкости к ультрафиолету. Поэтому по ГОСТ хранить его на свету допускается не более 2 месяцев.

Повышенные температуры изделия из полиэтилена низкого давления переносят хуже – их допускается эксплуатировать в рабочем режиме до +40°С. Температура же плавления этого пластика составляет 103°С. Поэтому для прокладки водоводов с горячей водой и отопительных систем используется РЕХ (сшитый полиэтилен с поперечно соединенными молекулами) и металлопластик из полипропилена – трубы, имеющие тонкий армированный слой из стекловолокна.

Металлопластиком называют изделия из пластика и стекловолокна

Разновидности ПНД изделий

Трубы ПНД классифицируются на две разновидности – напорные и безнапорные. Отличия между ними заключаются в уровне максимального давления, которое может выдержать пластиковый трубопровод. Сфера применения напорных ПНД труб – водоснабжение (горячее и холодное), системы отопления и канализационные коммуникации, также напорные трубы могут использоваться для транспортировки газа.

Безнапорные – предназначены для технических нужд: они используются в качестве обсадных при обустройстве скважин на воду, для монтажа дренажных систем и изоляции высоковольтных кабелей. Согласно техническим нормативам, допускается применение данных ПНД труб при укладке безнапорной канализации.

Для изготовления ПНД труб применяется несколько модификаций полиэтилена – ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100. Безнапорные трубы изготавливаются из ПЭ63, напорные – из ПЭ80 и 100. Разница между модификациями заключается в количестве соединенных молекул этилена в кристаллической сетке материала, числовой индекс в данном случае обозначает процент соединений от общего числа молекул. Чем он выше – тем изделие прочнее и устойчивее к деформациям, но при этом менее эластичней.

ПНД изделия, предназначенные для использования в сфере водоснабжения, обозначены синей полосой, изделия для газовых трубопроводов – полосой желтого цвета. Трубы для технического использования и канализационных систем не имеют цветовой маркировки.

Технология изготовления

Полиэтиленовые трубы производятся методом экструзии, суть которого заключается в продавливании полимерного расплава через насадку определенной формы. Технология производства ПНД изделий реализуется в следующей последовательности:

ПНД трубы для водоснабжения

1. Сырье (гранулы этилена) подается в экструзионный бункер, где под воздействием повышенной температуры этилен плавится, после чего в расплав добавляются химические присадки, обеспечивающие итоговому материалу требуемые эксплуатационные свойства.
2. В бункере поддерживается определенное давление, под воздействием которого происходит уплотнение расплава, что приводит к соединению отдельных молекул этилена в сплошную кристаллическую сетку.
3. Расплав пропускается через экструзионную головку (конструкция оборудована охлаждающими элементами), при прохождении которой материал принимает форму будущей трубы.
4. Заготовка прокатывается на калибровочном стане, где сегмент получает итоговый диаметр, и перемещается в емкость для водяного охлаждения.
5. Изделие маркируется и попадает на линию нарезки, где раскраивается на участки требуемой длины.

Также существует категория ПВД труб (ПВД – полиэтилен высокого давления). Для их изготовления применяется аналогичное сырье, отличия лежат в самой технологии производства – уровне давления, поддерживаемом в бункере на этапе плавки гранул этилена.

ПВД трубы существенно отличаются в плане эксплуатационных характеристик. ПВД является мягким, эластичным материалом, тогда как полиэтилен низкого давления жесткий и имеет минимальную пластичность (ПВД трубы реализуются в бухтах длиной 100 м, тогда как ПНД изделия диаметром от 50 мм. не гнутся и продаются отрезками длиной 2-8 метров).

Сфера применения ПВД труб – внутреннее водоснабжение и системы мелиорации. Для обустройства трубопроводов отопления и подачи горячей воды ПВД трубы не используются, поскольку их температурный максимум составляет +40 градусов.

Монтаж ПНД труб методом сварки (видео)

Особенности производства

Почти половина изделий из полиэтилена производится именно путем полимеризации при низком давлении. Для этого применяются два основных способа – в суспензии (взвеси, смеси веществ) и газофазный. Третий метод – полимеризация в растворе – используется реже.

Сырьем для ПНД служит этилен, выделенный из нефтегазов, очищенный, содержащий небольшое количество кислорода. Для получения взвеси этилен смешивают с катализаторами хлоридом титана и радикалами алюминия, нагревают до 120-150°С при пониженном давлении 0,1-2 мПа. Для регулировки текучести в состав также вводят специальные добавки.

Реактор, в котором происходит процесс полимеризации, представляет собой аппарат, установленный вертикально, снабженной охладительной «водяной рубашкой». Аппарат охлаждают дополнительно с помощью отдувки этилена, не успевшего прореагировать с катализаторами. После охлаждения он возвращается обратно в реактор.

При газофазном методе катализаторами служат соединения хрома. В этом случае состав разогревают до 90-115°С при давлении 2,1 мПа. На выходе масса полиэтилена низкого давления равна около 97% от общего количества. Из раствора полученный пластик выделяют, удаляя соединения катализаторов, растворители и газы. Этот процесс проходит в центрифуге непрерывного действия. Дальнейшую очистку производят в сепараторе и грануляторе. Последний этап – пропаривание гранул в пару и сушка их горячем азоте.

Полимеризация пластика

Что такое ПНД

Трубы, изготавливаемые из этилена при низком давлении, – вот что такое ПНД, если объяснять простым языком. Они повсеместно используются в ремонтно-строительных работах, вытесняя хрупкие и ненадежные металлические трубы.

Использование полиэтилена низкого давления решает такие проблемы как надежность и долговечность коммуникаций, сокращая при этом затраты на монтаж и поддержание работоспособности трубопроводов.

Трубы низкого давления производят путем использования метода непрерывной экструзии – плавление полимера и продавливание вязкого материала через формирующее отверстие.

На начальном этапе производства к материалу добавляют вещества, отвечающие за технические характеристики и цвет готового изделия.

При изготовлении используют полиэтилен с высокой плотностью, получаемый при низких рабочих температурах – от +120 до +150 градусов, и низком давлении – от 0,1 до 2 МПа.

Процесс изготовления прост, производителен и более экономичен, чем производство металлических аналогов.

Водопроводы из полиэтилена в несколько раз дешевле чугунных и бетонных, при этом сокращается время строительства, им не нужна изоляция, они имеют долгий срок службы.

В международных стандартах аббревиатура ПНД обозначается буквами HDPE.

Трубы изготавливаются в соответствии с нормами качества, это значит, что они характеризуются большой плотностью, повышенной прочностью, долговечностью и отличной устойчивостью к различным химическим соединениям. Состав позволяет их использовать в целях транспортировки питьевой воды.

Ассортимент

По назначению трубы ПНД подразделяются на несколько групп. Чтобы их было проще различать, каждый вид окрашивается в определенный цвет:

• водопроводные: предназначенные для подачи питьевой воды, окрашиваются в синий цвет; изделия черного цвета с продольными прожилинами синего способны выдерживать даже заморозку без потери целостности, не выгорают под солнцем;
• обсадные для скважин: высокопрочные голубые либо черные;
• газовые: желтые или черные с полосами желтого цвета;
• оросительные: чисто черные;
• канализационные: их цвет зависит условий эксплуатации; серые и белые предназначаются для внутреннего использования; оранжевые и коричневые (более жесткие и прочные) – для прокладки магистралей вне помещений; черные – для канализационных стоков;
• дренажные: гофрированные, гибкие и жесткие, способные выдерживать вес грунта, окрашиваются в синий или зеленый;

• технические: цвет зависит от вида рабочей жидкости.

Совет! Обращать внимание следует не только на цвет, но и маркировку. Ведь по ГОСТ, окраска не обязательно говорит о назначении трубопроводов. Поэтому недобросовестные производители вполне могут наносить на изделия, предназначенные только для технических нужд, синие полосы.

Цвет изделий зависит от их назначения

Форма выпуска ПНД

Форма выпуска трубы из полиэтилена зависит от диаметра – их выпускают в виде отрезков и бухт. Обычно в бухтах поставляются трубы диаметром 110 мм и меньше, длина которых при этом может составлять до нескольких сотен метров. Длинномерные трубы удобны при подземном монтаже, а также организации систем полива и прокладки кабелей.

Длина труб в виде прямых отрезков составляет от 3 до 24 метров, их удобно использовать при прокладке сетей в домах.

Чтобы распознавать трубы по типу применения было удобно, на них наносят особые обозначения –цветовую разметку, согласно международным нормам. ПНД насыщенного голубого цвета или темная труба, имеющая тонкую голубую полоску по всей длине предназначена для водопроводной воды. Полностью желтые, а также трубы с желтой продольной полоской на темном фоне, означает ее использование в газопроводных системах.

Серая или черная труба без каких-либо дополнительных цветовых элементов сделана для канализации или технических нужд.

Полиэтиленовые трубы выпускаются нескольких видов. Более прочные применяются для напорных магистралей с рабочим давлением до 5 или 20 Атм. Имеются разновидности, предназначенные для эксплуатации в условиях, приближенных к вакууму. Двустенные трубы, имеющие наружное гофрированное покрытие и внутренний гладкостенный трубопровод, применяются на сложных участках с повышенной нагрузкой, где возможно движение грунта. Усиленные ПНД обладают повышенной жесткостью.

Технические характеристики. Маркировка

По ГОСТ, подобные изделия обозначаются не буквами ПНД, а ПЭ (полиэтиленовые). Маркироваться они могут как тиснением, так и с помощью принтера красками. При этом обязательно должны указываться:

• наименование ГОСТа, по которому было изготовлено изделие;
• компания-производитель;
• вид материала (ПЭ);
• прочность (плотность): ее показателем служат цифры, идущие за первыми буквами; к примеру, обозначение ПЭ100 используется для изделий большей прочности; трубы ПЭ80 не так прочны и способны выдержать меньшую нагрузку;
• наружный и внутренний диаметр;
• толщина стенки;
• номинальное (рабочее) давление, при котором может эксплуатироваться изделие;
• максимальное давление;
• дата производства и номер партии.

Кроме вышеперечисленных параметров, в маркировке указываются буквы SDR. Это прочность стенок. Цифры, следующие за буквами, показывают, насколько наружный диаметр соотносится к толщине стенок, то есть насколько они будут способны сопротивляться перепадам давления. Чем меньше цифры, следующие за SDR, тем изделие прочнее. Но и вес такой трубы ПНД будет значительным.

Маркировка S и следующие за ней цифры также считаются показателем прочности. Однако этот показатель больше лабораторный, и пользователи редко обращают на него внимание.

Маркировка труб ПЭ

Типоразмеры и маркировка

Диаметр ПНД труб зависит от их функционального назначения:

• для водоснабжения имеют диаметр от 16 до 120 мм;
• для канализации – от 40 до 200 мм;
• для скважин на воду – от 125 до 200 мм

Изделия, предназначенные для разных сфер использования, отличаются в плане особенностей монтажа. ПНД трубы для скважин соединяются посредством резьбы, канализационные трубы – с помощью раструбов либо пайки, а для стыковки водопроводных труб применяются фасонные фитинги.

ПНД трубы обладают унифицированной маркировкой типа ПЭ80 SDR13 40*1.2 Питьевая ГОСТ №ххх. Такое обозначение имеет следующую расшифровку:

• ПЭ80 – модификация используемого для изготовления полиэтилена;
• SDR13 – соотношение толщины стенки и диаметра;
• 40*1.2 – диаметр*толщина стенки;
• питьевая – сфера использования;
• ГОСТ №ххх – технический стандарт, согласно которому изготовлено изделие.

SDR – коэффициент соотношения толщины и диаметра, от которого непосредственно зависит кольцевая прочность. Данный параметр крайне важно учитывать при выборе труб для укладки наружной канализации и водопроводных коммуникаций, которые в процессе эксплуатации будут испытывать давление вышерасположенных пластов почвы.

Приводим характеристику параметра SDR для полиэтиленовых труб наиболее востребованных типоразмеров:

• ПНД 25 – выпускается с толщиной стенки 2 мм (SDR 17.6, вес погонного метра – 152 г) и 2.3 мм (SDR 11, вес – 174 г);
• ПНД 32 – толщина стенки 2 мм (SDR 17.6, вес – 199 г) либо 3 мм (SDR – 11, вес – 283 г);
• ПНД 63 – толщина стенки от 2 до 5.8 мм, SDR от 11 до 43, вес 401-1071 г;
• ПНД 110 – толщина стенки от 3 до 10 мм, SDR от 11 до 40, вес 0.95-3.2 кг;
• ПНД 160 – толщина стенки от 3.9 до 14.6 мм, SDR от 11 до 40, вес 1.97-6.7 кг.

SDR пластиковых труб идентичного диаметра
В отдельную категорию относятся гофрированные изделия из ПНД, используемые в качестве промрукавов (изоляционной оболочки) при укладке кабелей электропроводки. Гофрированная труба выпускается в диапазоне диаметров 16-63 мм, она имеет повышенную гибкость и прочность, за счет наличия ребер жесткости.

Гофрированная труба используется при необходимости монтажа скрытой проводки, при которой кабеля бетонируются внутри стен и междуэтажных перекрытий.

Типоразмеры

Ключевыми параметрами для подобного вида изделий по ГОСТ 18599 являются диаметр и толщина стенок (см. таблицу размеров). Минимальный диаметр труб плотностью ПЭ33 составляет всего 10 мм. Максимальный параметр для изделий подобной прочности 160 мм. Толщина стенок 2-12 мм. Они предназначены для систем, давление в которых составляет лишь 3,2 МПа.

Для изделий повышенной прочности ПЭ100 минимальный и максимальный диаметр равны уже 32 и 1000 мм соответственно. Толщина стенок для них будет составлять 1-59 мм. По таким трубам можно пустить жидкость с давлением до 10 МПа.

Таблица 1 – Трубы ПНД, основные размеры при прочности стенок ПЭ-80 и ПЭ-100

Преимущества и недостатки ПНД

Трубы ПНД (допустима и расшифровка ПЭНД) обладают множеством преимуществ:

• срок эксплуатации до 50 лет;
• небольшой вес;
• морозостойкость, низкий уровень теплопроводности;
• не подвержены ржавчине;
• устойчивы к воздействию агрессивных жидкостей;
• можно изгибать без потери герметичности;
• широкий выбор по диаметру;
• имеют удобную маркировку;
• легко и быстро монтируются;
• отсутствуют швы, на гладкой внутренней поверхности не образуются накипь и илистые отложения;
• пластик, из которого они изготовлены, полностью экологичен;
• невысокая стоимость материалов ПНД.

Трубы низкого давления имеют также минусы:

• плохо переносят слишком высокие температуры;
• не устойчивы к ультрафиолету;
• максимально допустимое давление составляет 2,0 МПа, что ограничивает их применение в промышленных целях;
• меньшая механическая прочность в сравнении с металлом или бетоном;
• при монтаже необходимо использовать специальные соединительные элементы.

Во многом сходными свойствами обладает полиэтилен высокого давления (ПВД), но у него низкая плотность, и для водопроводных сетей он, как правило, не используется.

Средняя стоимость

При покупке изделий стоит обращать внимание и на ценник. При стоимости труб ниже среднерыночной качество их вряд ли будет на высоте. Ведь работать себе в убыток не будет ни одно предприятие.

Срок службы изделий из пластика во многом зависит от состава исходного сырья и в среднем равняется 50 годам. При использовании же отходов («вторички») – бутылок, ящиков из полиэтилена и даже одноразовых шприцов, – даже правильно смонтированная водопроводная или канализационная система выйдет из строя уже через год-полтора. Водопроводная вода, проходящая по таким трубам, будет иметь резкий запах химии. Как правило, подобные изделия не имеют никакой маркировки и изготавливаются из пластика, неоднородного по цвету.

Таблица 2 – Средняя цена труб ПНД разного диаметра

Применение полиэтилена низкого давления

Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении:

1. пленок с гладкой и воздушно-пузырчатой поверхностью;
2. пластиковых труб и фитингов для трубопроводов широкого назначения;
3. изоляции кабелей и проводов;
4. пакетов ПНД и упаковочных лент;
5. листовых материалов и другой продукции, изготовленной на экструдере;
6. способом выдувания создают резервуары и емкости для хранения жидкостей и бытовой химии;
7. производят под давлением из полимерного расплава сувенирную продукцию и мебельную фурнитуру, получили повсеместное распространение игрушки из пластика;
8. полимерная кухонная посуда, бытовые принадлежности и домашние аксессуары;
9. в качестве теплоизоляции часто используется вспененный полиэтилен, чаще называемый пенополиэтиленом.

Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.

Ведущие производители

В России изготовлением труб ПЭ занимаются более 100 предприятий. Но основной объем выпускаемой продукции приходится на 6 основных : на их долю приходится 20% всего объема выпускаемой в нашей стране подобной продукции; ассортимент ее немал – предприятие предлагает трубы разного диаметра (10-1200 мм) и назначения;

• «Полипластик»: владеет 10 заводами, находящимися не только в России, но и на территории СНГ; крупнейший из них Иркутский.

ООО «Полипластик» входит в шестерку крупнейших предприятий РФ по производству изделий из ПЭ

Как правильно подобрать ПНД трубу

Для того, чтобы выбор соответствовал поставленным целям, нужно определиться, в какой области изделия будут использоваться, а также рассмотреть параметры эксплуатации: глубину залегания в земле, температурный режим, агрессивность среды.

Например, если планируется проведение водопровода, подойдут исключительно трубы из ПНД с голубой полоской. Дело в том, что они изготавливаются из первичного полиэтилена и совершенно безвредны как для животных, так и для человека. Категорически запрещено использование для данных целей черных технических труб не маркированных цветными полосами, так как их производят из вторичного сырья, а, значит, в воду могут выделяться вредные вещества.

Когда проводят канализацию, используют раструбные элементы, дренаж – перфорированные конструкции. При этом стоит учитывать нагрузку на изделия. Она зависит от глубины залегания или толщины бетонной стяжки над ними. Если уровень нагрузки высок (например, когда слой земли над коммуникацией превышает полтора метра, присутствует массивная стяжка или каменистый грунт), целесообразно применение двухслойных гофрированных труб.

Гладкие конструкции подойдут для обсадных конструкций, электрокабелей, информационных коммуникаций, трубопроводов.

Рекомендуется в любых работах использовать трубы такого цвета, который соответствует назначению. Тогда в случае ремонта будет легко определить необходимую коммуникацию, а при залегании в грунте яркий цвет конструкции легко обнаружить.

Укладка труб ПНД в траншеи

Установка трубопроводов в грунт предполагает формирование открытых выемок, размер которых определяется гидрогеологическими условиями и уровнем промерзания почвы. Последний параметр индивидуален для разных регионов России. Например, в Волгограде он составляет 120 см, а в Москве – 140 см.

Что касается ширины, то траншея по дну должна соответствовать диаметру труб:

• для D 120…140 см оптимально D+50 см;
• от 70 см – 1,5D;
• до 70 см – D+30 см.

Полиэтиленовые трубы – подходящий материал для подземных трубопроводных сетей и магистралей. Они недорого стоят, долго служат, их легко перевозить и укладывать. Главное при выборе учитывать тип, маркировку и наличие цветной полосы.

Важно! В траншею нельзя укладывать элементы с компрессионными фитингами: помещать в грунт следует цельные сегменты, у которых нет дополнительных стыков. Исключение составляют отрезки, соединенные при помощи сварки.

Стоимость труб ПНД

Благодаря низким затратам на исходное сырье такие изделия широко востребованы во всех сферах коммунально-хозяйственной деятельности. Сочетание доступной цены и прогрессивных свойств объясняет их активное применение в роли канализационных, газомагистральных и водопроводных элементов. Также их используют для разводки инженерных сетей внутри помещений и прокладки кабельных систем под землей.

Наиболее дорогие – трубы из ПЭ-100 (sdr 26, 21, 17,6, 17, 13,6 и 11). Они выдерживают высокие давящие нагрузки, устойчивы к механическому воздействию и рекомендованы для газопроводов. Максимальный уровень прочности – тысяча часов непрерывной эксплуатации даже при внутреннем напряжении. То есть в момент замерзания жидкости их стенки все равно остаются целыми.

Чуть ниже по стоимости – трубы из ПЭ-80, поскольку их изготавливают из полиэтилена среднего давления. Он менее стоек к давящим нагрузкам и не подходит для зон с подвижным грунтом.

Важно! Цена на полиэтиленовые трубы очень выгодна, ведь исходное сырье дешевое, поэтому полученные из него изделия стоят недорого. Однако это не вредит качеству.

Самостоятельный монтаж водопровода

Поскольку монтаж водопровода из ПНД труб не требует дорогостоящего оборудования и особых профессиональных навыков, его вполне можно выполнить своими руками. Первым шагом является составление схемы, где обязательно нужно указать места забора воды, расположение источника. По готовой схеме рассчитывают потребность в материале и подготавливают все необходимое для работы:

• комплект труб;
• фитинговые соединения;
• краны и другие соединительные элементы;
• переходники требуемого диаметра;
• ножовку по металлу;
• торцевой конусовидный нож;
• лопату.

Разъемное соединение труб из полиэтилена
Технология самой прокладки проста, но чтобы водопровод прослужил отведенный производителем труб срок, необходимо соблюдать при монтаже определенные правила:

1. На дне, вырытой в грунте, траншеи необходимо устроить 100 мм подушку из мелкого гравия или песка, а затем утрамбовать ее. В противном случае существует риск повреждения предметами, которые могут попасть под нее.
2. При укладке водопроводных труб, места их соединения следует чуть утапливать в подушку.
3. Если трубу необходимо немного согнуть, то летом достаточно солнца, а в остальное время нагрев осуществляется с помощью фена или с использованием кипятка.

Совет: если придется нагревать трубу, делайте это осторожно. При недостаточной температуре она сломается, а при перегреве воспламенится, в результате прочность уменьшится.
Осуществляя монтаж самостоятельно, следует знать, что существует 2 типа соединения ПЭ труб: неразъемное и разъемное. Для первого необходимо иметь специальное оборудование для сварки. Чаще всего трубы сваривают встык и используют электрические муфты. Этот способ в основном применяют для трубопроводов большого диаметра.

Пример неразъемного соединения труб

Второй тип соединения получают с помощью фитингов фланцевых или раструбных, укомплектованных эластичными уплотнителями. Специальный инструмент для этого не нужен. Способ идеален, когда трубопровод работает без давления и используются трубы небольшого диаметра.

Таким образом, трубы ПНД — самый подходящий, недорогой материал для прокладки системы водоснабжения.

Обзор полиэтиленовых труб: видео

Полиэтиленовые трубы: фото