Сшитый полиэтилен для водоснабжения что это такое
Трубы из сшитого полиэтилена для водоснабжения — особенности, применение и монтаж
Сшитый полиэтилен — это полимер с модифицированной структурой молекулярных связей. Получается путем полимеризации этилена под высоким или низким давлением. Наиболее плотный среди других полиэтиленовых материалов. Устойчив к высоким температурам, агрессивной химической среде, механическому воздействию.
Сегодня происходят поистине революционные изменения, связанные с массовым использованием пластиковых изделий, идет повсеместная замена стальных трубопрокатных материалов на пластиковые. Поэтому многим домашним мастерам может понадобиться произвести монтаж труб водоснабжения из сшитого полиэтилена своими руками.
В данной статье вы найдете всю информацию по техническим характеристикам данных изделий, рассмотрим их достоинства и недостатки, на какие моменты нужно обратить внимание при выборе.
Так же предлагаем изучить подробную инструкцию по прокладке полиэтиленового водопровода с чертежами и видео уроками.
Технические характеристики труб из сшитого полиэтилена
Статистика утверждает, что более четвертой части всех водопроводных систем в стране производятся в исполнении PEX. Так чем же обусловлена популярность полиэтиленовых труб. Рассмотрим их технические данные:
Уровень сшивки полиэтилена зависит от способа его производства, он должен составлять:
Следует отметить, что полиэтилен, сшитый тем или иным способом, в ГОСТе 25134-2003 различается только степенью сшивки.
Гомологический размерный ряд полиэтиленовых труб для прокладки водопровода включает в себя следующие размеры:
10х1,4 — 12х1,8 — 16х2,2 — 20х2,8 – 25х3,5 – 32х4,4 – 40х5,5 – 50х6,9 – 63х8,6.
На этом нужно прервать этот ряд, поскольку другие размеры для монтажа внутриквартирных и в частных домах практически не применяются.
По длине полиэтиленовые изделия выпускаются в различных формах, основной из которых являются бухты длиной 200, 400 и 600 метров. Для удобства отпуска в розницу на поверхности трубы наносится шкала – линейка, позволяющая без особых хлопот отмерить нужное количество продукции.
Технология производства труб и физические свойства материала
Материалом для изготовления такой продукции является гранулированный полиэтилен. Его загружают в бункер и нагревают до полного расплавления. После этого масса под давлением подается в формирующую головку. Она имеет выход в виде кольцевой щели, соответствующей размеру производимой в данный момент продукции.
Прессовый инструмент для сшитого полиэтилена является сменным и устанавливается в зависимости от программы производства. Поскольку он работает в условиях высоких температур, инструмент нужно постоянно охлаждать. Это производится по внутренним каналам для воды. При прохождении по ним жидкость нагревается, унося часть тепла из рабочей зоны.
На выходе из формирующей головки конец трубы захватывается извлекателем и, с контролируемым натяжением, удаляется из установки. Для обеспечения точности размеров внутрь изделия подается воздух под давлением. Распирающее давление прижимает еще пластичную массу к стенкам формирующего участка, обеспечивая номинальный размер изделия.
В потоке производства на наружную поверхность наносится маркировка, содержащую полную информацию о производимом изделии.
Рассмотрим характеристики
Что собой представляет сшитый полиэтилен? Сырьем для производства этого материала является газ этилен. Его химическая формула С2Н4, в ней присутствуют две молекулы углерода и четыре – водорода. Структурно углеродные составляющие имеют две связи, а водород – одну. Молекулы С соединяются между собой и каждая из них образует связь с двумя корпускулами водорода. При этом один из контактов С = С прочнее второго.
При определенных условиях более слабая связь разрывается, образуя свободную валентность. Она реализует себя в соединении с таким же местом другой молекулы. В результате частички этилена образуют длинные цепочки.
А когда они начинают соединяться между собой, происходит образование макромолекул, что и называется сшивкой, а материал уже называется сшитым полиэтиленом. Процесс можно сравнить с формированием кристаллической решетки, хотя материал является аморфным.
Процесс полимеризации происходит при различных условиях, основными являются:
В зависимости от способа воздействия получаются различные разновидности полиэтилена.
Полиэтилен – термопластичный материал, обладающий следующими свойствами:
Из всех пластиков полиэтилен нашел наибольшую область применения для изготовления трубной продукции для водоснабжения экструзионным или литьевым способом. Способ производства прессованием применяется для размеров от 6 до 300 миллиметров, при этом имеется возможность формировать изделия в бухты, наматывая на катушку.
Это позволяет выполнять прокладку длинных бес стыковых участков систем водоснабжения, что повышает эффективность при производстве строительных работ.
Трубы больших диаметров (до 1300 миллиметров) производятся методом центробежного литья. При этом в литьевую машину загружается гранулированный материал, разогревается до нужной температуры.
Барабану придается вращение по оси. Центробежная сила при этом равномерно распределяет массу расплава по стенкам барабана и, остывая, формирует изделие.
Характеристики полиэтилена позволяют использовать продукцию из него для самых различных целей.
Трубы для холодного водоснабжения
Для трубопроводов холодной воды применяются трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД). Для них существует ограничение по температуре – не выше, чем 40 градусов. В сравнении с металлическими аналогами они имеют ряд преимуществ:
Трубы из ПНД производятся в диапазоне размеров от 40 до 800 миллиметров. Форма выпуска – бухты на катушках или прямые изделия длиной до 11,5 метра. Для самотечных систем трубы производятся в раструбном исполнении.
Для горячего водоснабжения и отопления
Прежде, чем приступить к рассмотрению этого вопроса, обращаем внимание, что продукция из ПНД обладает более высокими прочностными и эксплуатационными характеристиками, чем аналогичные из полиэтилена высокого давления (ПВД).
Данные высокотехнологичные изделия широко используются для отопительных систем и горячего водоснабжения. Это определяется их способностью переносить температуры до 95 градусов Цельсия. Для обеспечения жизнестойкости в условиях повышенных тепловых воздействий в сочетании с давлением до 20 атмосфер, возникла необходимость в разработке материала с повышенными характеристиками.
Водопроводные трубы из сшитого полиэтилена: характеристики и особенности
Для водоснабжения трубы из сшитого полиэтилена применяются относительно недавно, но уже смогли заслужить признание специалистов. Полиэтилен сегодня является одним из самых многофункциональных материалов, который можно встретить в различных сферах, начиная от домашнего быта, и заканчивая крупными промышленными производствами.
Область применения полиэтиленовых труб
Для прокладки сетей водоснабжения с успехом используются трубы из полиэтилена – лёгкие, достаточно прочные и долговечные. А главное их преимущество перед металлическими аналогами – доступная цена полиэтилена, в разы меньшая, чем у той же оцинкованной стали или меди. Единственный существенный недостаток обычных полиэтиленовых труб, ограничивающий область их применения, это боязнь высоких температур.
Максимальная рабочая температура воды внутри полиэтиленовой водопроводной системы не должна превышать +40…45 о С. В противном случае трубы начинают терять свою жёсткость и деформироваться, провисая на крепежах. Для преодоления этой проблемы был изобретён особый вид полимера, способный переносить воздействие повышенных температур – сшитый полиэтилен, имеющий международное обозначение РЕХ. Это позволило существенно расширить сферу использования полиэтиленовых труб.
Применяются трубы из сшитого полиэтилена для водоснабжения, прокладки газовых и дренажных магистралей, при обустройстве отопительных систем, «тёплых полов». Благодаря своей устойчивости к нагреву, сшитый полиэтилен по большей части используется при необходимости смонтировать трубопровод для подачи горячей воды. Для холодного водоснабжения рациональнее устанавливать трубы из более дешёвого ПНД или полипропилена. Впрочем, если необходимо смонтировать «холодный» водопровод с повышенными прочностными характеристиками, вполне допустимо использовать РЕХ-трубы.
Характеристики полиэтиленовых труб
Технические характеристики полиэтиленовых труб различаются, в зависимости от степени сшивки, количества слоёв, и даже от компании-производителя, так как изготовление может производиться по разным технологиям.
Для примера приведём ряд эксплуатационных характеристик универсальной многослойной РЕХ-трубы серии «Rautitan Stabil» от лидера мировых производителей, германской компании «Рехау»:
Сравнить технические характеристики РЕХ-полиэтилена с прочими полимерными материалами, используемыми для изготовления водопроводных труб, возможно при помощи нижеприведённой таблице.
Устройство полиэтиленовых труб
На современном рынке строительных материалов можно встретить трубы из сшитого полиэтилена разной внутренней конструкции. Они могут состоять из одного или нескольких, до пяти, слоёв. Каждый из подобных типов подбирается в соответствии с будущими эксплуатационными условиями.
Чаще всего встречаются РЕХ-трубы, содержащие три слоя:
Производство многослойных РЕХ-труб значительно дороже изготовления однослойных из-за большей трудоёмкости и расхода материала. Соответственно, и стоимость их будет различаться, в зависимости от количества слоёв.
Труба для холодного водоснабжения
Холодная вода, в отличие от горячей, не создаёт дополнительных тепловых нагрузок на физическую структуру ПЭ труб. Поэтому, для монтажа холодных водопроводов целесообразнее применять однослойные варианты, сшитые радиационным способом. В продажу они поступают под маркировкой РЕХ-с, и имеют степень сшивки ок. 60%. Такая продукция имеет наиболее бюджетную стоимость, но, в то же время, её эксплуатационные свойства вполне отвечают техническим требованиям для холодных водопроводов.
Многослойная труба для горячего водоснабжения
К трубопроводам горячего водоснабжения и отопительным контурам предъявляются повышенные технические требования. Поэтому и трубы для их монтажа следует выбирать максимально прочные и долговечные. Предпочтительнее всего для подобных целей подходят универсальные многослойные РЕХ-трубы. Конструктивно они состоят из двух труб, отлитых из сшитого ПЭ, между которыми располагается прослойка из алюминиевой фольги.
Внешний слой полиэтилена защищает всю конструкцию от воздействия солнечного ультрафиолета и механических воздействий. Алюминиевая прослойка несёт антидиффузную функцию, защищая конструкцию от проникновения воздуха в местах креплений. Также алюминий придаёт трубе дополнительную жёсткость при изгибах. В продаже представлены многослойные РЕХ-трубы диаметром от 16мм до 63мм, так что подобрать необходимый размер для монтажа отопления или горячего водопровода не составит труда.
Улучшенная полиэтиленовая труба
На современном рынке стройматериалов можно встретить разновидность труб из сшитого полиэтилена, обладающую повышенными техническими характеристиками. Это так называемая улучшенная труба, созданная специально для горячей воды. В её основе лежит РЕХ-труба, по которой и осуществляется подача горячей воды. Снаружи, при помощи клеевого состава к ней крепится антидиффузионный слой, созданный по новейшей технологии EVON. Стоимость улучшенной трубы на порядок дороже, чем обычной однослойной ПЭ-трубы, поэтому монтировать из неё холодные водопроводы абсолютно не целесообразно.
Способы соединения полиэтиленовых труб
Полиэтиленовые трубы достаточно технологичны и просты в своём монтаже. Создать водопроводную сеть из РЕХ-труб можно своими руками, без привлечения дорогостоящих специалистов. Монтаж трубопровода осуществляется тремя основными способами.
Способ: компрессионный
Для компрессионного способа не требуется дорогого инструмента, вся работа производится вручную. На конец трубы натягивается обжимная гайка, затем – срезное кольцо, которое фиксируется в 1мм от торцевого края трубы. Затем на торец натягивается сам компрессионный фитинг.
Та же операция производится и с концом второй стыкуемой трубы, после чего обе половины фитинга стыкуются и скрепляются между собой при помощи обжимной гайки. Закручивать её следует от руки, при помощи мускульной силы. Ключи следует использовать только в крайнем случае, дабы не повредить пластиковую конструкцию.
Способ: опрессовочный
Опрессовочный способ соединения РЕХ-труб производится при помощи особого ручного инструмента – расширителя. На один конец стыкуемых труб надевают опрессовочное кольцо, затем при помощи расширителя этот конец расширяется до тех пор, пока в него не будет свободно входить фитинг.
Такую же операцию производят и с концом второй трубы. Спустя несколько минут растянутые концы полиэтиленовых труб принимают свой первоначальный размер, плотно охватывая фитинг. Для большей надёжности сверху закрепляется опрессовочное кольцо.
Способ: электросварочный
Самый затратный, с точки зрения финансовых расходов — электросварочный метод соединения сшитого полиэтилена. Для соединения труб потребуются специальные электромуфты. Они представляют собой обычный наружный фитинг, но внутри которого проложена спираль из металлического проводника с высоким удельным сопротивлением. От обоих концов спирали наружу выходят две клеммы. К ним подключается специальный сварочный аппарат, производящий нагрев внутренней спирали до нужной температуры.
Сварочный аппарата представляет собой автоматический прибор, который считывает информацию со штрих-кода электромуфты, и самостоятельно выбирает режим нагрева. После окончания сварки он подаёт сигнал об окончании процесса. В результате полностью исключается влияние человеческого фактора на результат работы. Но подобный метод весьма дорогостоящ, и потому не всегда рентабельно приобретать такой аппарат для единоразового монтажа водопроводной системы внутри дома.
Достоинства и недостатки полиэтиленовых труб для водопровода
РЕХ-трубы обладают солидным количеством неоспоримых достоинств:
Вместе с тем, сшитый полиэтилен обладает и рядом минусов, на которые также следует обращать недостатки при выборе товара:
Технология изготовления труб из сшитого полиэтилена
Полиэтилен недорогой и технологичный материал, но имеющий недостаточную прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Для повышения его эксплуатационно-технических характеристик, применяют специальную технологию, называемую сшивкой. В ходе процесса сшивки происходит полимеризация материала, и на молекулярном уровне создаются дополнительные связи. В результате молекулярная структура полиэтилена приобретает вид трёхмерной кристаллической решётки.
Чем больше степень сшивки, тем лучшими физическими показателями обладает полимер. В современной промышленности используется 4 метода сшивки:
В ходе процедуры сшивки повышается стойкость полиэтиленовой трубы к нагреву, её упругость, долговечность и сопротивление механическим воздействиям.
Основные производители полиэтиленовых труб
На современном строительном рынке можно найти большое количество различных полиэтиленовых труб, от самых разных производителей. Поэтому у любого человека, решившего самостоятельно произвести монтаж трубопровода, непроизвольно возникает вопрос: «Какой марке отдать предпочтение?».
Наиболее надёжными производственными фирмами, по мнению специалистов, являются:
Среди бюджетных вариантов стоит обратить внимание на продукцию таких компаний:
Вывод и полезное видео
В качестве заключения хочется ещё раз напомнить, что многослойные полиэтиленовые трубы обладают гораздо большей стойкостью к различным воздействиям. Поэтому использовать их лучше всего для монтажа систем горячего водоснабжения. Здесь они покажут себя с наилучшей стороны. Собирать же холодные водопроводы с невысоким давлением из многослойных, дорогих РЕХ-труб абсолютно нелогично. С подобными нагрузками легко справятся другие, более бюджетные материалы, например, ПНД, или полипропилен.
7 советов, какие трубы из сшитого полиэтилена для теплого пола, отопления и водоснабжения лучше выбрать
Гибкость, прочность, долговечность, способность восстанавливать форму после повреждений – это основные, но далеко не единственные, преимущества труб из сшитого полиэтилена. Они уверенно вытесняют другие виды труб с рынка, активно используются при монтаже теплых полов, водопровода (горячего и холодного) и систем отопления. Неужели они настолько универсальны? Расставим все точки на «i» и попробуем разобраться, какие трубы из сшитого полиэтилена для теплого пола, отопления и водоснабжения лучше выбрать, на что обратить внимание при покупке и каким производителям можно доверять.
№1. Особенности производства
Если особым образом воздействовать на обычный полиэтилен (полимер, состоящий из атомов углерода и водорода), то некоторые атомы водорода отделяются, приводя к формированию новой связи между молекулами углерода. Процесс получения этих дополнительных углеродных связей называют сшивкой. Воздействуют на полиэтилен различными веществами и способами, поэтому степень сшивки может отличаться. Оптимальный показатель – 65-85%.
Сшивка позволяет улучшить свойства полиэтилена: повышается устойчивость к высоким температурам, улучшается гибкость, износостойкость, появляется возможность самовосстановления после механических нагрузок. Процесс сшивки разработал в 1968 году шведский химик Т. Энгель, но недооценил свое изобретение, посчитав его неконкурентоспособным. Патент у него выкупила компания WIRSBO, которая первая в мире начала промышленное производство труб сшитого полиэтилена (PEX) и до сих пор является лидером в этой сфере. На отечественный рынок подобные изделия попали не сразу, зато сейчас пользуются огромной популярностью.
PEX-труба обычно состоит из трех слоев: внутри – сшитый полиэтилен, снаружи – кислородозащитный слой, соединены они при помощи клея. В продаже встречаются и 5-слойные трубы. У них сверху кислородозащитного слоя располагается еще слой клея и сшитого полиэтилена.
№2. Метод сшивки труб PEX-труб
Важнейший параметр при выборе труб из сшитого полиэтилена – это метод сшивки, который использовал производитель. От него зависит количество образованных дополнительных связей, а следовательно, и эксплуатационные качества изделия.
Для образования дополнительных связей (мостов) в полиэтилене используют такие методы сшивки:
Трубы PEX-A получают путем нагревания сырья с добавлением пероксидов. Плотность сшивки у этого способа максимальная и достигает 70-75%. Это позволяет говорить о таких преимуществах, как отличная гибкость (максимальная среди аналогов) и эффект памяти (при разматывании бухты труба практически сразу принимает исходную прямую форму). Перегибы и заломы, которые могут появиться в процессе монтажа, можно исправить, если немного нагреть трубу строительным феном. Основной минус – это высокая цена, так как технология пероксидной сшивки считается самой дорогой. Кроме того, во время эксплуатации проходит вымывание химических веществ, причем несколько более интенсивно, чем в других PEX-трубах.
Трубы PEX-B производят в два этапа. Сначала в сырье добавляют органические силаниды, получая на выходе недосшитую трубу. После этого изделие гидратируется, и в итоге плотность сшивки достигает 65%. Такие трубы отличаются невысокой ценой, они устойчивы к окислению, имеют высокие показатели давления, при котором происходит разрыв трубы. По надежности они практически не уступают трубам PEX-A: хоть процент сшивки тут ниже, но прочность связей выше, чем при пероксидной сшивке. Из минусов отметим жесткость, поэтому согнуть их будет проблематично. Кроме того, эффекта памяти тут нет, поэтому первоначальная форма трубы будет восстанавливаться плохо. При появлении заломов помогут только соединительные муфты.
Трубы PEX-C получаются при т.н. радиационной сшивке: на полиэтилен воздействуют электронами или гамма-лучами. Процесс производства требует тщательного контроля, ведь от расположения электрода относительно трубы зависит равномерность сшивки. Степень сшивки достигает 60%, такие трубы имеют неплохую молекулярную память, они более гибкие, чем PEX-B, но в процессе эксплуатации на них могут образовываться трещины. Заломы исправляются только соединительными муфтами. В России такие трубы не нашли широкого распространения.
Трубы PEX-D производятся путем обработки полиэтилена соединениями азота. Степень сшивки невысокая, около 60%, поэтому по эксплуатационным качествам такие изделия значительно уступают аналогам. Технология фактически ушла в прошлое и сегодня почти не применяется.
В продаже можно встретить трубы PEX-EVOH. Отличаются они не способом сшивки, а наличием внешнего дополнительного антидиффузного слоя из поливинилэтилена, который еще больше защищает изделие от попадания внутрь трубы кислорода. По способу сшивки они могут быть любыми.
Самыми качественными считаются трубы PEX-A, но их высокая стоимость заставляет многих использовать трубы PEX-B. Эти два вида изделий получили наибольшее распространение на рынке, а выбор между ними зависит от бюджета, личных предпочтений и особенностей трубопровода, который необходимо с их помощью построить.
Не путайте трубы из сшитого полиэтилена с:
№3. Преимущества и недостатки PEX-труб
Назвать трубы из сшитого полиэтилена уникальным и революционным продуктом сложно, но преимуществ у материала, действительно, немало:
Среди минусов:
Трубы из сшитого полиэтилена стоят, конечно, дороже чугунных или обычных полиэтиленовых труб, но все же вполне доступны, правда, потратиться придется еще и на соответствующие фитинги. Монтаж выполняется при помощи специального ручного инструмента. При этом очень и очень важно не повредить защитный слой. Можно сказать, что долговечность трубопровода будет зависеть от осторожности при работе, именно поэтому имеет смысл доверить монтаж сертифицированным мастерам.
№4. Сфера использования
Эксплуатационные характеристики труб из сшитого полиэтилена позволяют использовать их для построения следующих инженерных сетей:
В промышленных целях PEX-трубы не используются – материал большого диаметра (например, для магистрального водопровода) стоит дорого.
№5. Сшитый полиэтилен или металлопластик?
Трубы из сшитого полиэтилена и металлопластиковые трубы – главные конкуренты, когда дело касается обустройства водопровода, системы отопления или теплых полов. У них много общего. Оба вида труб достаточно гибкие, прочные, устойчивы к коррозии и относительно просты в монтаже – сваривать уж точно ничего не придется. Правда, монтировать металлопластиковые трубы все же легче, чем PEX-трубы, с которыми необходимо быть предельно осторожным
У металлопластиковых труб чуть выше коэффициент теплопроводности (0,45 против 0,38), но они не переживут замерзания внутри теплоносителя. PEX-трубы же после того, как вода в системе расстаит, можно будет эксплуатировать, как и прежде. Более того, некоторые виды PEX-труб легко восстанавливают свою форму. Устойчивость к высоким температурам и давлению высокая у обоих видов труб: металлопластик выдерживает давление до 25 атм при температуре 25 0 С, может эксплуатироваться при температурах теплоносителя до +95 0 С с кратковременным повышением до +120 0 С, правда, максимальное давление при этом 10 атм. Таким образом, эксплуатационные характеристики вполне сравнимы с аналогичными параметрами труб из сшитого полиэтилена, которые мы приводили выше.
Выбор зависит, в основном, от особенностей эксплуатации водопровода и бюджета. Разброс цен среди труб, даже в пределах одной группы, значительный, но PEX-трубы чаще оказываются дешевле металлопластиковых.
№5. Диаметр и длина
Трубы из сшитого полиэтилена продают в бухтах по 50, 100 и 200 м. Трубы диаметром 40 мм и более продают отрезками до 12 м. На трубе по всей ее длине должна быть нанесена информация о материале изготовления (тип сшивки), рабочей температуре, давлении, диаметре, дате и месте производства. Для дополнительного удобства некоторые производители наносят на изделие риски ровно через каждый метр.
Выбор диаметра трубы зависит от типа трубопровода, давления воды в нем, количества потребителей и прочих параметров. Общие рекомендации по подбору диаметра таковы:
Обычно производитель указывает, для каких целей лучше всего подходит та или иная труба, например, для отопления, горячего водоснабжения, или же она универсальна в использовании.
Длину рассчитать нетрудно, но для этого должен быть точный план системы водопровода, радиаторного или напольного отопления. Измеряем длину предполагаемого трубопровода и умножаем полученное значение на 1,2 – это запас на непредвиденные ситуации, которые могут случиться во время монтажа.
№6. Фитинги для труб из сшитого полиэтилена
Забегая наперед, отметим, что фитинги лучше брать от того же производителя, что и трубы. Даже при одинаковых заявленных размерах разница в диаметре изделий разных производителей может достигать 0,5 мм. В этом случае трудно говорить об абсолютной герметичности и надежности системы.
Для соединения отдельных отрезком PEX-труб используют такие типы фитингов:
Сваривать, паять и клеить швы труб из сшитого полиэтилена нельзя.
№7. Производители труб из сшитого полиэтилена
Чтобы быть на 100% уверенным, что трубопровод уже через пару лет не придется ремонтировать, или вовсе – менять, лучше брать трубы от проверенного производителя, который дает гарантию на все изделия. Крупные компании не будут рисковать своей репутацией и выпускать некачественную продукцию. Итак, сегодня на рынке труб из сшитого полиэтилена фигурируют такие основные производители:
Большинство производителей указывают заоблачные сроки гарантии, это 20-30 лет, а где-то даже все 50. Условия этой гарантии необходимо изучить внимательно, чтобы при монтаже и эксплуатации не нарушить их, иначе свои обязательства производитель будет вправе не выполнять.