Полиэтиленовые трубы - это новые возможности при строительстве трубопроводов. Доля рынка, которую занимают полиэтиленовые трубы, довольно значительна и растет быстрыми темпами. На сегодняшний день при восстановлении устаревших систем водоводов и канализации все чаще применяют полиэтиленовые трубы , даже для прокладки под землей. Трубы из полиэтилена значительно облегчают монтаж и перемонтаж, так как этот процесс для трубы из полиэтилена протекает во много раз проще, чем при замене традиционных труб и позволяют использовать бестраншейные технологии.

Полиэтиленовые трубы представляют собой экологически чистый продукт. Они безопасны как токсически, так и бактериологически. В отличие от металлических полиэтиленовые трубы служат дольше, не боятся коррозии и электрокоррозии. Физические свойства полиэтилена обеспечивают максимальную герметичность трубы в течение всего срока эксплуатации. Такие трубы не нуждаются в ремонте. Со временем их внутренняя поверхность становится более мягкой и гладкой. Это приводит к улучшению их эксплуатационных характеристик. Полиэтиленовые трубы предназначены для внешних водопроводных и канализационных сетей. Выпускают четыре типа полиэтиленовых труб, рассчитанных на определенные максимальные давления, для транспортировки воды при 20˚С. Основная область их применения – холодное водоснабжение и сточные воды. При более низких температурах прочность материала падает, и он переходит в платично-вязкое состояние.

Стандартный коэффициент соотношения диаметра трубы и толщины стенки SDR (Standard Dimension Ratio) рассчитывают по формуле:

где – S – серия трубы согласно ISO 4065.

К разновидностям таких труб относят изделия из сшитого полиэтилена (РЕ-Х), которые производят методом непрерывной экструзии бесконечной длины.

Исходным сырьем является полиэтилен высокой плотности и прочности. Для его сшивки применяют химические и физические методы.

Полиэтилен - наиболее широко использующийся полимер. Технология переработки полиэтилена сравнительно проста, он перерабатывается всеми способами переработки пластмасс. Для переработки полиэтилена не требуется применения узкоспециализированного оборудования, как например, для переработки ПВХ.

Полиэтилен обладает низкой паро- и газопроницаемостью. Химическая стойкость зависит от молекулярной массы и плотности. Полиэтилен не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами любых солей, карбоновыми, концентрированной соляной и плавиковой кислотами.

Сырьем для полиэтилена служит газ этилен. Полиэтилен синтезируют путем полимеризации этилена при высоком и низком давлениях. Как правило, полиэтилен выпускают в виде гранул диаметром 2-5 миллиметров (намного реже порошка). ПЭ относится к классу полиолефинов. Существует два основных класса полиэтиленов: Полиэтилен Низкой Плотности (Высокого Давления) LDPE и Полиэтилен Высокой Плотности (Низкого Давления) HDPE. Кроме того, существует несколько подклассов полиэтилена.

Допустимое избыточное рабочее давление полиэтиленовых труб при транспортировке воды температурой 20˚С, бар.

При этом отдельные молекулярные цепочки полиэтилена соединяют в единую трехмерную структуру. Наибольшей величины сшивки (более 80%) достигают при использовании пероксидов при высокой температуре и давлении. Полиэтилен, сшитый пероксидным методом, обозначают как РЕ-Ха. Трубы из него применяют в различных системах тепло- и водоснабжения. За счет сшивки свойства материала улучшаются. Его отличительные черты: гибкость, морозоустойчивость, функционирование при температуре от – 40 до + 95˚С (при кратковременных повышениях температуры до + 100˚С). Экспериментальные данные показали, что замораживание и размораживание труб из сшитого полиэтилена сто раз не привело к разрыву конструкции трубопровода.

Изделия из сшитого полиэтилена устойчивы к истиранию и образованию трещин даже при нагрузке или воздействию высокой температуры. Они не изменяют своих эксплуатационных характеристик и при большей скорости водоподачи. Как и пластиковые трубы, они не подвержены коррозии. Благодаря малой степени шероховатости внутренней поверхности трубы практически не засоряются, не требуют дополнительной катодной защиты, как стальные и поэтому практически не нуждаются в обслуживании.

Полиэтиленовые трубы в два – четыре раза легче стальных труб, что существенно облегчает их монтаж. Стыковая сварка данных трубопроводов значительно дешевле, проще и занимает меньше времени. Пластиковые трубы легко гнутся, режутся и идеально сочетаются с существующими инженерными коммуникациями.

Более высокую стоимость полиэтиленовых труб по сравнению со стальными компенсирует более долгий срок эксплуатации (гарантия не менее 50 лет), отсутствие затрат на аварийно-восстановительные работы и повторные перекладки трубопровода.

Полиэтиленовые трубы активно используются в системах холодного и горячего водоснабжения в жилых зданиях и на промышленных объектах. Их применяют для отопления и обогрева полов помещений, транспортировки пищевых жидкостей, в том числе химически агрессивных. Данные трубы отлично подходят для водопроводных систем, так как они не меняют вкусовых свойств воды.

Основные свойства и характеристики полиэтиленовых труб.

Трубы полиэтиленовые (ПЭ) напорные предназначены для наружных и внутренних напорных трубопроводов (водопровода, канализации, водостоков). Величины их рабочего давления составляют 6 кгс/см 2 (6 атмосфер) для типа "С" (средний) и 10 кгс/см2 (10 атмосфер) для типа "Т" (тяжелый).

По сравнению с другими пластиковыми материалами полиэтилен имеет наиболее низкую предельную температуру производства работ -20 °С, что особенно важно для укладки и эксплуатации труб в зимних условиях. Трубы ПЭ наружным диаметром от 20 до 63 мм соединяются латунными или полипропиленовыми фитингами с резиновым уплотнительным кольцом, а также с помощью электросварных муфт. Трубы диаметром от 63 до 160 мм соединяются стыковой сваркой.

Промышленностью выпускаются трубы из полиэтилена высокого и низкого давления: ПВД и ПНД.

Трубы полиэтиленовые безнапорные диаметром 50, 63, 90 и 110 мм предназначены для внутренней канализации. Этот вид труб также бывает двух типов: ПНД и ПВД. Выпускают такие трубы 15 заводов России и ближнего зарубежья.

Трубы полиэтиленовые (ПЭ)

Трубы ПЭ — полиэтиленовые напорные и водопроводные предназначены для прокладки трубопроводов которые транспортируют как хозяйственную так питьевую воду. Также трубы ПЭ используются для транспортировки жидких и газообразных веществ, к которым материал из которых они изготовлены (полиэтилен) химически стоек. Газовые трубы предназначены для подземных газопроводов, которые транспортируют горючие газы. Трубы ПЭ пригодны для транспортировки сырья которое используется в качестве и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования.

При обозначении труб из полиэтилена (трубы ПЭ) указывается параметр SDR — это отношение номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки.

Преимущества, определяемые свойствами полиэтиленовых труб:

• долговечность. Гарантийный срок эксплуатации 50 лет;
• герметичность и коррозийная стойкость;
• увеличение пропускной способности;
• экономия при прокладке трубопроводов;
• эластичность материала;
• безопасность;
• высокая надежность при механических перегрузках вследствие таких свойств ПЭ, как вязкость и упругость одновременно;
• хорошие теплоизоляционные свойства;
• полиэтиленовые трубы в 2-4 раза легче стальных, что существенно облегчает их транспортировку и монтаж;
• стыковая сварка полиэтиленовых труб полностью автоматизирована, дешева, проста и не требует дополнительных расходных материалов.

Трубы диаметром до 32 мм включительно поставляются в бухтах, диаметрами от 40 до 160 мм в бухтах и отрезках длиной от 6 до 12 м, трубы диаметром более 160 мм поставляются в отрезках длиной от 6 до 12 м.

Герметичность и коррозийная стойкость

В отличие от стали, физические и химические свойства полиэтилена гарантируют прекрасную герметичность и высокую стабильность под воздействием агрессивных веществ, находящихся в почве и в транспортируемой среде, в течение всего срока эксплуатации. Более того, для полиэтиленовых труб не нужна специальная защита (анодная или катодная), что создает дополнительную экономию средств на строительстве и эксплуатации трубопровода.

Увеличение пропускной способности

Внутренний диаметр металлических труб со временем уменьшается вследствие коррозийного зарастания. Полиэтиленовые трубопроводы характеризуется низким показателем микробиального зарастания. А также увеличение пропускной способности полиэтиленовых трубопроводов нарастает со временем по следующим причинам:

• Диаметр полиэтиленовых труб увеличивается в процессе эксплуатации без потери работоспособности за счет характерного для полиэтилена явления ползучести. Это увеличение составляет около 1,5% за первые 10 лет и около 3% за весь срок службы трубопровода.
• Внутренняя поверхность полиэтиленовой трубы со временем становится более гладкой вследствие набухания граничного слоя полимера и возникновения специфического поверхностного эффекта эластичности, который улучшает условия обтекания стенки трубы и снижает сопротивление движению.

Долговечность

Срок эксплуатации стальных подземных трубопроводов составляет не более 25 лет. Гарантированный срок эксплуатации полиэтиленовых труб составляет не менее 50 лет, а расчетный срок — до 300 лет.

Экономия при прокладке трубопроводов

Для сварки полиэтиленовых труб не требуется тяжелая техника. Сваривать полиэтиленовые трубы может бригада из 1-2 человек. Значительно ниже потребление электроэнергии (либо топлива) по сравнению со сваркой стальных труб. А применение так называемых «длинномерных труб» (на катушках или в бухтах) снижает количество сварных соединений в 50-100 раз. Все это значительно ускоряет строительство полиэтиленового трубопровода и снижает стоимость монтажа.

Для прокладки подземных трубопроводов из стальных труб требуется изоляция поверхности полимерными пленками, либо битумной мастикой. Стоимость полиэтиленовых труб значительно ниже изолированной стальной. Экономичность применения полиэтиленовых труб увеличивается с уменьшением диаметра (ниже 200мм) и толщины стенок.

Кроме этого, трубы из полиэтилена легче стальных в 2-4 раза и поэтому небольшие перемещения при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов. Одно транспортное средство перевозит в 2-4 раза больше ПЭ труб, чем стальных.

Безопасность

Полиэтиленовые трубы токсикологически и бактериологически безопасны. Их внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей, что подтверждается санитарно-гигиеническими сертификатами.

Эластичность материала

Гибкость полиэтиленовых труб упрощает строительство и позволяет отказаться от покупки отводов. Полиэтиленовые трубы обладают повышенной стойкостью к гидравлическим ударам при нормальном уплотнении грунта. Увеличение длины на 10% не изменяет выносливости трубы. Полиэтиленовые трубы обладают хорошими теплоизоляционными свойствами.

Фитинги для труб ПЭ

Соединительные детали (фитинги, фасонные изделия) предназначены для соединения полиэтиленовых труб методом стыковой сварки.

Соединительные детали изготавливаются следующих типов: тип С (средний) — 0,6 Мпа и тип Т (тяжелый) — 1,0 Мпа. Материал: полиэтилен низкого давления (ПНД). Цвет деталей — черный, однородный.

При выполнении фланцевых соединений трубопроводов необходимо использовать стальные накидные фланцы.

Номенклатура соединительных деталей, изготовленных из труб по ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия» методом гнутья и сварки, включает гнутые и сварные отводы, сварные тройники, формованные втулки под фланцы и переходы. Диапазон диаметров:

• гнутые отводы (90°, 60°, 45°, 30°) от 25 до 160 мм;
• сварные отводы (90°, 60°, 45°, 30°) от 25 до 315 мм, при этом отводы 90° начиная с диаметра 110 мм могут изготавливаться двухсекторными.
• тройники равнопроходные и переходные типа С (SDR 17,6) изготавливают из труб типа Т (SDR 11) диаметром от 25 до 315 мм (равнопроходные) и от 110 до 315 мм (переходные).