05.07.2022

Трубы из сшитого полиэтилена – виды, чем лучше и как выбрать

Сшитый полиэтилен: характеристики, монтаж, применение

Здравствуй, дорогой читатель! Модификация молекулярной структуры избавила полимерные материалы от основного недостатка — термопластичности — и позволила им эксплуатироваться в условиях повышенных температур. Один из таких материалов — сшитый полиэтилен. О том, как его сшивают и где применяют, я и хочу рассказать в этой статье.

Что это такое

Сшитым называется полиэтилен с модифицированной сетчатой структурой. Его молекулы соединены между собой дополнительными боковыми связями. Сшивка обеспечивает материалу максимальную плотность, снижает его термопластичность.

Сфера применения

Сшитые полиэтиленовые продукты находят применение в производстве:

  • напорных водопроводных труб;
  • деталей трубопроводов горячего водоснабжения;
  • газопроводных труб для подземной прокладки;
  • элементов систем отопления;
  • защитных рукавов кабельных сетей высокого напряжения;
  • различных деталей и элементов в приборостроении;
  • специальных стройматериалов.

Технические характеристики сшитого полиэтилена

  1. Плотность 0,94 г/м³.
  2. Прочность на разрыв 22–27 МПа.
  3. Относительное удлинение при разрыве 350–550 %.
  4. Модуль упругости более 550 МПА.
  5. Ударопрочность 441 кДЖ/см².
  6. Твердость по Шору 64.
  7. Твердость по Вика 124,5 ºС.
  8. Диапазон рабочих температур -100…+100 ºС.
  9. Температура:
  • размягчения — 150 ºС;
  • плавления — 200 ºС;
  • горения — 400 ºС.
  1. Коэффициент линейного расширения 1,4*10⁻⁴ (ºС⁻¹).
  2. Коэффициент теплопроводности 0,35–0,41 Вт/мºС.
  3. Класс горючести — Г4.
  4. Класс воспламеняемости — В3.
  5. Класс по токсичности продуктов горения — Т3.

Виды

Материал подразделяется на виды в зависимости от способа его сшивки:

  1. Пероксидный. Сшит с помощью пероксида водорода. Процесс идет под давлением, охватывает до 85 % молекул.
  2. Силановый. Сшитый химическим способом, когда сырье насыщают органическими силанидами и гидратируют. Образованный полимер обладает до 70 % сшитой структуры.
  3. Радиационный. При сшивке на полимер воздействуют энергией ионизирующего облучения. Доля сцепленных молекул составляет до 60 %.
  4. Азотный. Для сшивки используются азотные соединения. Структура полиэтилена при таком способе сшита на 70 %.

Срок службы

Максимальный срок службы изделий из сшитого полиэтилена составляет 50 лет.

Преимущества и недостатки

Изделия из сшитого полиэтилена обладают следующими преимуществами:

  • высокая прочность на разрыв и растяжение;
  • износостойкость;
  • трещиностойкость;
  • морозостойкость;
  • диэлектрические свойства;
  • устойчивость к коррозии;
  • легко выдерживают воздействие высоких температур;
  • высокая стойкость к воздействию химикатов;
  • биологическая стойкость.

К недостатком можно отнести:

  1. Неустойчивость к воздействию ультрафиолета.
  2. Способность к окислению при проникании кислорода в структуру материала. Чтобы нивелировать этот недостаток, материал покрывают пленкой из этиленвинилового спирта: она снижает диффузию внешнего слоя.

Что лучше — сшитый полиэтилен или металлопластик

У изделий из сшитого полиэтилена, полипропилена и металлопластика много одинаковых характеристик:

  • коррозийонная стойкость;
  • эластичность;
  • прочность;
  • долговечность;
  • удобный монтаж.

Но трубы из металлопластика быстрее нагреваются, имеют большую теплопроводность. Это преимущество для использования их в системах отопления. Однако у металлопласта разный коэффициент линейного расширения слоев, что может привести к расслоению стенки. Не выдержит он и несколько циклов замораживания и размораживания, его просто разорвет.

Всех этих недостатков лишены изделия из сшитого полиэтилена. Но монтировать их нужно с осторожностью, чтобы не повредить слой антидиффузной защиты на внешней стороне.

Технология производства труб из сшитого полиэтилена

Полиэтилен в расплавленном виде поступает в экструдер, где выдавливается через формующее отверстие. Далее заготовка двигается по ленте конвейера в калибратор, во время движения подвергается воздействию проточной воды, которая постепенно ее охлаждает. Калибратор придает изделию окончательную форму. После этого заготовка поступает на линию пореза, где отрезаются хлысты нужной длины.

Метод сшивки РЕХ труб

Трубная продукция РЕХ выпускается из разных видов сшитого полиэтилена и отличается по своим характеристикам. Виды маркировок:

  1. РЕ-Ха. Сшиты пероксидным методом. Равномерная структура с наибольшим количеством сшитых молекул, прочные и безопасные для здоровья человека.
  2. РЕ-Хb. Сшиваются силановым методом. Не менее прочные изделия, чем пероксидные полиэтиленовые трубы, но более жесткие, хуже восстанавливают первоначальную форму. Некоторые их разновидности содержат химические вещества и предназначаются только для изготовления кабельной оболочки. Поэтому при выборе водопроводных труб нужно ориентироваться по данным в гигиеническом сертификате;
  3. РЕ-Хс из радиационного сшитого полиэтилена более жесткие, склонные к заломам и уступают по равномерности структуры пероксидным материалам.

Советы, как выбирать

Выбор труб должен начинаться с визуального осмотра. Они должны иметь гладкую поверхность. Незначительная волнистость, наличие продольных полос допустимы при условии, что они не утолщают стенку больше разрешенных значений. Кроме того, трубы должны иметь равномерную окраску, а поверхности — без трещин, пузырей, посторонних включений, раковин.

Информация по основным характеристикам труб входит в маркировку. Из нее можно узнать, какой тип сшивки применялся при изготовлении, а также геометрические параметры изделия.

Популярные производители

Хорошо зарекомендовала трубная продукция следующих брендов:

  1. TECEflex (Германия). Компания выпускает трубы марки РЕ-Хс. Сшивка осуществляется электронно-лучевым методом. Для антидиффузионной защиты применяется этиленвинилалкоголь. Он образует кислородозапирающий слой, стойкий к механическим повреждениям.
  2. UNIDELTA (Италия). Изготавливает трубы с внутренним защитным слоем EVOH, сшитые силановым способом.
  3. REHAU (Германия). Компания производит изделия из пероксидного полиэтилена с наружным антидиффузионным покрытием, окрашенным в красный цвет.

Примерная цена

Материалы из сшитого полиэтилена дешевле полипропиленовых изделий, также применяющихся для сборки водопровода и отопительных систем. Стоимость труб РЕХ зависит от метода сшивки полиэтилена.

Способы соединения

Полиэтиленовые трубы соединяются тремя способами:

  1. Компрессионными фитингами. Фасонные детали компрессионного типа более просты в монтаже и могут использоваться для сборки трубопроводов подачи холодной и горячей воды.
  2. Пресс-фитингами. С помощью напрессовочных фитингов получают неразъмные стыки деталей. Благодаря свойству материала восстанавливать форму после деформации полимерные молекулы в зоне стыка распрямляются после опрессовки и заполняют все зазоры между трубой и соединительными элементами. В результате образуется трубопровод с очень надежными соединениями, не требующими дополнительного обслуживания.
  3. Электросварными муфтами. Электросварной способ способствует образованию монолитных соединений, не уступающих по прочности самому изделию.

Особенности монтажа и эксплуатации

Полиэтиленовые трубопроводы монтируются по стандартным схемам, за исключением небольших нюансов:

  1. Трубы заносят в помещение за 2–3 часа, чтобы они прогрелись до комнатной температуры.
  2. Трубные разводки из сшитого полиэтилена желательно закрывать защитными коробами или укладывать в ниши во избежание случайных механических повреждений.
  3. Ниши и короба должны иметь запас по размеру, так как трубы из сшитого полиэтилена расширяются при нагреве.
  4. Разъемные фитинги нельзя замоноличивать в стены или бетонную стяжку пола, к ним нужно обеспечить свободный доступ для обслуживания.
  5. Место изгиба вначале разогревается строительным феном, затем заготовка помещается в оправку из досок, фанеры или других подручных материалов до полного остывания.
  6. С торцов нарезанных деталей нужно удалять заусенцы, так как они могут засорить трубопровод.
  7. Для фиксации разводок к стенам используют специальные крепежные элементы — клипсы, удерживаемые дюбелями.

Заключение

Сшивка молекулярных цепочек значительно улучшает свойства полиэтилена. Их высокие технические характеристики не вызывают сомнений даже у скептиков. Подписывайтесь на наш сайт, оставляйте комментарии, делитесь полезной и нужной информацией с друзьями в социальных сетях.

Загрузка…

vseotrube.ru

Виды и применение труб из сшитого полиэтилена для дома

Монтаж большинства инженерных коммуникаций немыслим без использования труб. Все они отличаются не только характеристиками, но и материалом изготовления. Металл во многих сферах существенно сдал свои позиции, уступив лидирующее положение пластикам. Одна из разновидностей таких труб – продукция из сшитого полиэтилена. В чем ее отличие и где она используется?

Следует сразу заметить, что эти трубы на нашем рынке появились сравнительно недавно, а потому не так хорошо известны потребителю. Вокруг них множество споров, вымыслов, а то и откровенных мифов и фальсификаций как элементов недобросовестной конкуренции. Свой «вклад» в различные инсинуации вносит и богатое воображение ушлых маркетологов, единственная цель которых – увеличение объема продаж. Все это диктует необходимость уточнить, какие разновидности труб из сшитого полиэтилена выпускает промышленность и чем они характеризуются, чтобы стали понятны их свойства и специфика применения.

Пример труб из сшитого полиэтилена

Справка. Не выяснив, что подразумевается под термином «сшивка», сложно разобраться с сортаментом PEX-модификаций. Так называется способ формирования пространственной решетки, при котором макромолекулы полимера обретают устойчивые связи; их еще именуют объемными поперечными. А потому существует понятие «степень сшивки» трубы из полиэтилена. В упрощенном варианте это отношение двух масс – полимера в обрабатываемой области и общей (вес единицы длины образца).

Виды труб категории PEX

Главное отличие между ними – в технологии сшивки (ее степень указана в скобках, в %).

  1. PEX-a (75 – 90). Получение шва обеспечивается химическим способом. В расплав ПЭ вводятся органические вещества группы пироксидов. Далее – повышение температуры, давления и формирование профиля трубы. Изделия характеризуются большой прочностью и одновременно «жесткостью». То есть в плане эластичности несколько уступают аналогам. Сложность реализации данного способа сшивки полиэтилена влияет и на цену – это самые дорогие трубы из всего сортамента продукции.
  2. PEX-b (до 75). Отличие технологии – в «присадках». Ими являются органосиланиды (соединения кремния). Трубы категории b несколько эластичнее (лучше поддаются изгибу).
  3. PEX-c (60). Единственная группа изделий, при изготовлении которых используется физический способ сшивки. На обрабатываемый участок для обеспечения процесса полимеризации воздействует пучок заряженных частиц. Коэффициент ниже потому, что расположить электрод так, чтобы он охватывал весь образец, нереально. Отсюда и неравномерность сшивки; отличие это наблюдается не только по длине трубы, но и по толщине.
  4. РЕХ-d (60 – 70). Еще один химический способ полимеризации. При такой технологии для сшивки в качестве ускорителя процесса применяется азот.

Степень сшивки трубы напрямую отражается на ее надежности, способности выдерживать давление на стенки. Но сравнивать процент молекулярных связей для изделий, изготовленных по разным методикам, некорректно. Даже идентичные по этому показателю образцы всех модификаций имеют отличия в прочности.

Способ сшивки – это не главное. Специалисты рекомендуют обращать внимание на производителя. Подразумевается, если приобретать, то изделия только известного бренда. Некоторые фирмы упрощают технологию в целях снижения себестоимости, и, как результат, «недосшитые» полиэтиленовые трубы, хотя их и маркируют как полноценные РЕХ.

Достоинства

Универсальность применения

  • Инертность к воздействиям агрессивных сред. К примеру, в системах отопления в качестве теплоносителя можно использовать и воду, и различные «незамерзайки».
  • «Экологическая чистота». Отсутствие токсичных компонентов в сшитом полиэтилены позволяет монтировать эти трубы в различных инженерных системах, в том числе, и водоснабжения. РЕХ-изделия соответствуют всем требованиям СаНПиН.
  • Материал способен нивелировать шумы, вибрации. В ряде случаев это имеет существенное значение.
  • Повышенная устойчивость к УФ-излучению. О полной инертности к ультрафиолету говорить нельзя, но по данному показателю трубы-РЕХ превосходят все полимерные аналоги.
  • Упрощенный монтаж

  • Эластичность. Трубы из сшитого ПЭ податливы на изгиб, а потому их можно укладывать по любой схеме. Значит, при ее грамотном расчете снижается количество соединений. Это одна их причин, по которым именно изделия РЕХ используются при обустройстве систем, имеющих сложную конфигурацию. К примеру, при сильном изгибе популярные металлопластиковые трубы ломаются; аналоги из сшитого полиэтилена – нет. Конечно, если речь не идет о прямом угле.
  • Малый вес. Прочно закрепить трубы-РЕХ можно на любой основе. Но при монтаже коммуникаций в строениях каркасного типа, из ячеистых бетонов выбирать желательно именно продукцию из сшитого полиэтилена. Она предпочтительнее (с учетом всех характеристик) других пластиковых аналогов.
  • Возможность выбора способа соединения. Вариантов два – обжим или с использованием пресс-фитингов. Мастер волен сам решать, что ему удобнее.
  • Устойчивость перед высокими/низкими температурами, ее резкими скачками. Следовательно, прокладка трасс в холодных помещениях не требует их дополнительной теплоизоляции. Да и при разморозке системы сшитый полиэтилен не разорвет.
  • Монтаж трассы можно вести самостоятельно. Практический опыт (если изучить ряд нюансов), специальный инструмент не понадобятся.
  • Пример устройства труб из сшитого полиэтилена

    Высокие эксплуатационные характеристики

  • Срок службы – порядка 50 лет, как минимум.
  • Надежность соединений. Это объясняется отсутствием в них РТИ (прокладок, уплотнительных колец и тому подобное), которые приходится регулярно менять. Их функцию выполняет сам материал, а потому РЕХ-трубы можно монтировать по любым схемам, даже там, где затруднен доступ к стыкам – протечки на трассе исключены.
  • Неподверженность коррозии. Проще говоря, материал не ржавеет.
  • Неизменность Dу. Внутренние стенки труб из сшитого полиэтилена идеально гладкие, а потому на них не накапливаются отложения. Следовательно, тот же напор в системе водоснабжения остается стабильным.

alfatep.ru

Мифы о трубах из сшитого полиэтилена

Применение кислородозащитного слоя прежде всего обусловлено выполнением требований СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» пункта 6.4.1

«…Полимерные трубы, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами (в том числе в наружных системах теплоснабжения) или с приборами и оборудованием, имеющим ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/м сут…»

Кислородопроницаемость трубы из сшитого полиэтилена с толщиной стенки 2 мм, диаметром 16 мм при температуре воздуха 20 ºС составляет 670 г/м³·сут. Очевидно, что обычная труба из сшитого полиэтилена не удовлетворяет требованиям данного СНиПа. Требования СНиП появились не случайно, дело в том, что в системах отопления и теплоснабжения используется специально подготовленный теплоноситель. Воду в котельных либо в тепловых пунктах деаэрируют при помощи специальных установок. Всё это делается для того, чтобы предотвратить коррозию стальных и алюминиевых элементов системы, которые, так или иначе, присутствуют в любой системе.

Для понимания того пагубного эффекта, который даёт кислород в теплоносителе, поясним сам процесс коррозии стали. Сталь коррозирует как в воде, в которой растворён кислород, так и деаэрированной воде, но ход процесса несколько отличается.

В воде, не содержащей кислорода, коррозия протекает следующим образом: под воздействием воды часть атомов железа переходят в раствор, в результате чего на поверхности стали накапливается отрицательный заряд атомов железа (Fe2+ + 2e). В воде же из за наличия примесей образуются катионы и анионы H+ и OH. Ионы железа с отрицательным зарядом, которые перешли в раствор, соединяются с анионами водородной группы, образуя плохо растворимый в воде гидрат железа (именно это вещество придаёт бурый, ржавый цвет теплоносителю): Fe2++2OH→ Fe(OH)2.

Водородные катионы (H+), имеющие положительны заряд, притягиваются к внутренней поверхности трубы, имеющей отрицательный заряд, образуя атомарный водород, который образует на поверхности трубы защитный слой (водородная деполяризация), уменьшающий скорость коррозии.

Как видно, коррозия стали в отсутствии кислорода носит временный характер, пока вся внутренняя поверхность трубы не покроется защитной плёнкой, и реакция не замедлится.

В случае, когда сталь соприкасается с водой, содержащей кислород, коррозия происходит иначе: содержащийся в воде кислород связывает водород, образующий защитный слой на поверхности железа (кислородная деполяризация). А двухвалентное железо подвергается окислению в трехвалентное:

4Fe(OH)2 + H2О + O2 → 4Fe(OH)3,

nFe(OH)3 + H2О + O2 → xFeO·yFe2O3·zH2O.

Продукты коррозии при этом не образуют плотно прилегающего к поверхности металла защитного слоя. Это обусловлено увеличением объема, которое имеет место при переходе гидроокиси железа в гидрат закиси железа, и «вспучиванием» слоя железа, подверженного коррозии. Таким образом, наличие кислорода в воде существенно ускоряет коррозию стали в воде.

Элементы, страдающие от коррозии в первую очередь, – это котлы, рабочие колёса насосов, стальные трубопроводы, краны и т.д.

Каким же образом кислород проникает через толщу полиэтилена и растворяется в воде? Этот процесс называется диффузией газов, процесс, при котором какое-либо газообразное вещество может проникнуть сквозь толщу аморфного материала за счёт разности парциальных давлений данного газа с обеих сторон вещества. Энергия, которая позволяет пропускать газ сквозь толщу пластика, возникает в результате разности парциальных давлений кислорода в воздухе и кислорода в воде. Парциальное давление кислорода в воздухе при нормальных условиях составляет 0,147 бара. Парциальное давление в абсолютно деаэрированной воде составляет 0 бар (независимо от давления теплоносителя) и растёт по мере насыщения кислородом воды.


Рис. 8. Слой EVOH трубы VALTEC PEX-EVOH при увеличении x100

Нетрудно количественно оценить, какой вред может нанести труба без кислородного барьера.

Для примера возьмём систему отопления с трубами из сшитого полиэтилена без кислородного барьера. Общая протяжённость труб c наружным диаметром 16 мм составляет 100 м. За год эксплуатации данной системы в воду попадёт:

Q = DO2 · (dн – 2 · s)2 · l · z = 650 · (0,16 – 2 · 0,002)2· 100 · 365 = 3 416 г кислорода.

В приведенной формуле DO2 – коэффициент кислородопроницаемости, для PEX-труб с наружным диаметром 16 мм и толщиной стенок 2 мм он равен 650 г/м3 · сут; dн и s – наружный диаметр трубопровода и его толщина соответственно, м, l – длина трубопровода, м, z – число суток эксплуатации.

В теплоносителе кислород будет находиться виде молекул O2.

Массу железа, вступившего в реакцию окисления, можно вычислить, используя стехиометрический расчёт уравнений реакций окисления двухвалентного железа (2Fe + O2 → 2FeO) и последующего окисления до трёхвалентного железа (4FeO + O2 → 2Fe2O3).

В реакции окисления двухвалентного железа его масса будет равна:

mFe = mo2 · nFe · MFe /(nО2 · MO2) = 3 416 · 2 · 56 / (1 · 32) = 11 956 г.

В этом расчете mFe– масса двухвалентного железа, вступившего в реакцию, г, mo2 – масса кислорода, вступившего в реакцию, г, nFeи nО2 – количество вещества, вступившего в реакцию: (железа, Fe, – 2 моль, кислоро, =да, O2, – 1 моль), MFeи MO2 – молярная масса (Fe – 56 г/моль; O2 – 32 г/моль).

В реакции окисления трёхвалентного железа его масса будет равна:

mFe = mo2 · nFe · MFe /(nО2 · MO2) = 3 416 · 4 · 56 / (3 · 32) = 7 970 г.

Здесь количество вещества вступившего в реакцию железа (nFe) составляет 4 моль, кислорода (nО2) – 3 моль.

Отсюда следует, что при попадании 3416 г кислорода в теплоноситель общее количество железа, подверженного коррозии, составит 11 956 г. (11,9 кг), при этом 7 970 г (7,9 кг) железа образует на стенках стали ржавый слой, а 11 956 – 7 970 = 3 986 (3,98 кг) железа останутся в двухвалентном состоянии и попадут в теплоноситель, загрязняя его. Для сравнения: если принять кислородопроницаемость трубопровода как максимально допустимую по нормам (0,1 г/м3 · сут), то в воде раствориться 0,52 г кислорода за год, что приведёт к коррозии максимум 1,82 г железа, то есть в 6 500 раз меньше.

Конечно же, не весь кислород, попавший в трубу, провзаимодействует с железом, часть кислорода будет взаимодействовать с примесями в теплоносителе, часть может достигнуть станции деаэрации, где его вновь удалят из теплоносителя. Однако опасность присутствия кислорода в системе весьма значительна и отнюдь не преувеличена.

Иногда в публикациях встречаются фраза: «…автоматические воздухоотводчики удалят весь кислород, попавший через стенки трубопровода». Данное утверждение не совсем верно, так как автоматический воздухоотводчик может выпустить кислород только в случае, если он выделится из теплоносителя. Выделение растворенных газов происходит только при резком снижении скорости или давления потока, что в обычных системах редко встречается. Для удаления кислорода устанавливаются специальные проточные деаэраторы, в которых происходит резкое снижение скорости и удаление выделившихся газов. На рис. 9.1 и 9.2 показаны обычный вариант установки воздухоотводчика и вариант с деаэрационной камерой. В первом случае воздухоотводчик удаляет только небольшое количество газов, скопившееся в трубопроводе, во втором – газы, которые принудительно «извлекаются» из потока за счет резкого увеличения сечения и снижения скорости.

tdsayany.ru

Трубы из сшитого полиэтилена VALTEC PEX-EVOH

Уважаемые читатели! С момента публикации этой статьи в ассортименте нашей компании, практике применения оборудования, нормативных документах могли произойти изменения. Предлагаемая вам информация полезна, однако носит исключительно ознакомительный характер.

На сегодняшний день в российском строительстве растет доля низкотемпературных систем отопления. Современные котлы и отопительные приборы способны полноценно отапливать помещения с температурой теплоносителя до 80 °С. К тому же в последнее время широкое распространение получили системы напольного отопления. Температура и давление теплоносителя в данных системах позволяют использовать более простые и дешевые материалы. Именно поэтому на российском рынке сейчас существует большой спрос на трубопроводы из сшитого полиэтилена. Данный вид трубопроводов сочетает в себе надежность при использовании в низкотемпературных системах отопления, простоту монтажа и низкую стоимость.

Трубопровод из сшитого полиэтилена, или, как его называют, PEX-труба, представляет собой практически монолитную конструкцию, основным материалом которой является молекулярно-сшитый полиэтилен. Обычный полиэтилен состоит из длинных углеводородных молекул, которые никак не связаны друг с другом и не пригоден для использования в качестве основного материала трубопроводов систем отопления из-за низкой термостойкости. Молекулярно-сшитый полиэтилен имеет поперечные связи между цепочками углеводородных молекул, и потому данный материал имеет более высокую прочность и жесткость и что самое главное – более высокую стойкость к температурным воздействиям.

Если говорить о металлополимерных трубопроводах, то под этим термином на сегодняшний день принимаются достаточно обширный класс полимерных трубопроводов, основное отличие которых от обычных трубопроводов заключается в наличии армирующей прослойки из металлической, как правило алюминиевой, фольги между внутренним и наружным слоем полимера. При этом в качестве материала внутреннего и наружного слоев может использоватьсятот же самый материал, что и в PEX-трубах, а именно сшитый полиэтилен. Так же могут использоваться и другие материалы – полиэтилен (PE, PE-HD), полиэтилен повышенной температурной стойкости (PE-RT), полипропилен (PP-R) и т.д.

В то время как характеристики металлополимерных труб зачастую зависят от свойств используемых материалов и качества клеевого слоя, характеристики PEX-труб, как правило, зависят от степени сшивки полиэтилена, толщины стенки трубопровода и способа нанесения кислородонепроницаемых слоев.

Сшивка полиэтилена определяет прочностные и термические характеристики трубопровода. В первую очередь сшивка позволяет добиться долговременной стойкости к высокой температуре и давлению (увеличивает предел логарифмически-пропорциональной релаксации). Сшивка полиэтилена может происходить различными способами и с различной степенью. Различают три основных промышленных способа сшивки полиэтилена: 

  • пероксидный метод (PEX-a) является химическим методом сшивки полиэтилена и заключается в сшивке органическими пероксидами и гидропероксидами. Трубопровод, получаемый при данном методе, имеет степень сшивки около 75 %;
  • силановый метод (PEX-b) также является химическим. При сшивке данным способом используются органосиланиды. Минимальный коэффициент сшивки данным методом ограничен 65 %;
  • радиационная сшивка (PEX-c) производится при помощи потока заряженных частиц. Коэффициент сшивки составляет около 60 %.
Трубопроводы VALTEC PEX-EVOH проходят полый технологический цикл сшивки силановым методом (PEX-b) на современном оборудовании, за счет чего обеспечивается равномерная сшивка полиэтилена состепенью сшивки 68–70 %.

Метод сшивки трубопроводов практически не влияет на физические свойства готового трубопровода. На свойства трубопровода в основном влияет степень сшивки. При увеличении степени сшивки возрастает прочность, термостойкость, стойкость к агрессивным средам и ультрафиолетовым лучам. Однако вместе с увеличением степени сшивки увеличивается хрупкость и уменьшается гибкость полученного трубопровода. Если довести степень сшивки полиэтилена до 100 %, то по своим свойствам он будет подобен стеклу.

Так же сшивка полиэтилена дает полученному трубопроводу «эффект памяти формы». Его суть заключается в том, что предварительно деформированный трубопровод после прогрева восстанавливает свою исходную форму. Это свойство проявляется из-за того, что при изгибе и деформации молекулярно-связанные участки сжимаются или растягиваются. После прогрева в местах деформации возникают внутренние напряжения, за счет которыхвосстанавливается изначальная форма (рис. 1).

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы VALTEC PEX-EVOH (способ сшивки – PEX-b)     

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-a с антидиффузионным слоем

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-с без антидиффузионного слоя (неокрашенный сшитый полиэтилен при высокой температуре становится прозрачным)

Рис. 1. Восстановление формы трубопроводов после деформации

На рис. 1 показано восстановление трубопроводов с различными способами сшивки после залома. При всех способах сшивки трубопроводы восстановили свою первоначальную форму. На трубопроводах, покрытых антидиффузионным слоем, послевосстановления образовались складки. В этих местах антидиффузионный слой отслоился от слоя PEX. Данный дефект практически не влияет на характеристики трубопровода, так как основную несущую способность трубопровода определяет слой PEX, который полностью восстановился. Незначительное отслоение антидиффузионного слоя несущественно увеличивает кислородопроницаемость трубопровода. Трубопровод без антидиффузионного слоя после прогрева становится прозрачным. Данный эффект присущ любому неокрашенному сшитому полиэтилену.

Эффект памяти формы очень полезен при монтаже. Если во время монтажа трубопровода образуется излом, сдавливание или иная деформация, то она легко устраняется прогреванием трубопровода до температуры 100–120 °С. К тому же, при выполнении соединения PEX-трубопровода с фитингом также возникают деформации в бороздках штуцера (рис. 2). При подаче теплоносителя и прогреве трубопровода в этих местах возникают восстанавливающие усилия. За счет данных усилий трубопровод плотнее облегает штуцер, что повышает надежность соединения.

Рис. 2. Соединение PEX-трубы VALTEC с пресс-фитингом

Рис. 3. Изгиб PEX-трубы диаметром 20 мм на радиус 100 мм

Выбор диапазона степени сшивки полиэтилена 68–70 % для трубопроводов VALTEC PEX-EVOH обусловлен оптимальным соотношениемпрочностных характеристик трубопровода и его гибкости. Например, PЕХ-трубу VALTEC можно вручную при комнатной температуре согнуть на радиус, равный пяти диаметрам трубы (рис. 3), а при использовании трубогиба или кондуктора – на радиус, равный трем диаметрам. Трубопровод со сшивкой более 70 % будет иметь радиус изгиба вручную не менее семи диаметров. Большего изгиба трубопровода при такой степени сшивки можно добиться только при использовании строительного фена.

Следует отметить, что PEX-трубопроводы являются достаточно упругими и плохо поддаются изгибанию. После «холодного» изгиба отрезок трубы будет принимать первоначальную форму. Однако если предварительно прогреть трубопровод и дать ему остыть в фиксированном положении, то он сохранит это положение. При повторном прогреве трубопровода отрезок вернется в исходное состояние за счет эффекта памяти формы.

Эффект памяти формы не следует путать с упругой деформацией. В первом случае исходная форма принимается только после прогрева, а во втором сразу же после снятия деформирующих усилий и только в пределах упругой деформации (без изломов).

Трубопроводы PEX-EVOH фирмы VALEC допустимо замоноличивать в строительные конструкции как с кожухом, так и без кожуха. При замоноличивании PEX-EVOH труб в кожухе есть возможность замены небольших участков трубопроводов без вскрытия пола.

Толщина стенки трубопровода напрямую влияет на максимальное давление теплоносителя, которое может выдержать трубопровод. Трубы VALTEC PEX-EVOH изготавливаются с такой же толщиной стенки, как и у металлополимерных трубопроводов – 16 х 2,0, 20 х 2,0 мм. Это позволяет использовать для монтажа трубопровода стандартные пресс-фитинги, выпускающиесядля металлополимерных трубопроводов.

Недостатком материала PEX является то, что он кислородопроницаем. Вода в трубопроводах без защиты от кислорода через определенное время насыщается кислородом, что может привести к коррозии элементов системы. Для уменьшения кислородопроницаемости PEX используется тонкий слой из поливинилэтилена (EVOH). Основной слой PEX и слой EVOH соединяются между собой клеем. Стоит отметить, что слой EVOH не предотвращаетполностью эмиссию кислорода, а лишь уменьшает кислородопроницаемость до значения 0,05–0,1 г/ м3 · сут., что допустимо для систем отопления.

В трубе VALTEC PEX-EVOH антидиффузионный слой выполнен снаружи, т.е. труба имеет трехслойную конструкцию: PEX-клей-EVOH.На рынке также встречаются пятислойные (PEX-клей-EVOH-клей-PEX) трубы (рис. 4).

Рис. 4. Конструкция пяти- и трехслойных PEX-труб с антидиффузионным слоем

Такая конструкция разработана для того, чтобы исключить возможность повреждения слоя EVOH. Однако испытания показали, что трехслойная труба (с нанесенным слоем EVOH снаружи) более надежна, чем пятислойная. Повышенная прочность трехслойной трубы обусловлена тем, что слой PEX является монолитным по всему сечению трубы, в отличие от пятислойной, в которой рабочий слой PEX прерывается слоем EVOH и клеем, из-за чего прерываются внутренние поперечные межмолекулярные связи полиэтилена. Также при данной конструкции возможно расслоение трубы при перегреве ее строительным феном во время изгиба.

Мнение о том, что наружный слой EVOH в трехслойной конструкции подвержен истиранию, ошибочно. Твердость слоя EVOH значительно выше, чем у слоя PEX, поэтому при правильной транспортировке повреждение наружного слоя маловероятно.

Трубопроводы из сшитого полиэтилена рекомендуется использовать при устройстве низкотемпературных систем отопления. Использование PEX-трубопроводов для систем высокотемпературного отопления не запрещается. Но тут следует отметить, что при этом допустимое максимальное давление трубопровода будет намного ниже паспортного. К тому же расчетный срок службы трубопровода в такой системе сократится.

Производители трубопроводов в основном устанавливают максимальную рабочую температуру и давление из расчета срока службы трубопровода – 50 лет. При замоноличивании и скрытой прокладке замену данных трубопроводов можно производить совместно с капитальным ремонтомздания или помещения. Более частая замена замоноличенных трубопроводов повлечет большие финансовые затраты на переделку конструкций здания.

Но температура теплоносителя во время эксплуатации системы различна. Летом и в переходный период температура теплоносителя ниже расчетной. Для оценки применимости трубопроводов к определенному температурному режиму в условиях меняющейся температуры теплоносителянормативами определены классы эксплуатации. Данные классы показывают доли влияния различных температур от всего пятидесяти летнего срока эксплуатации.

На рис. 5 представлен график, показывающий продолжительность влияния различных температур на трубопровод при четвертомклассе эксплуатации (низкотемпературное радиаторное отопление)

Рис. 5

Поэтому при определении типа трубопровода следует руководствоваться допустимым классом эксплуатации данного трубопровода, указанном в паспорте трубы. Трубопроводы из PEX, представленные на российском рынке, подходят для классов эксплуатации 1, 2, 3, 4 и ХВ.

Таким образом, благодаря своей надежности и низкой стоимости трубопроводы из сшитого полиэтилена стали все чаще и чаще применятьсяпри устройстве низкотемпературных систем отопления и систем водоснабжения.

Более подробную информацию по монтажу и применению трубопроводов VALTEC PEX-EVOH можно найти в разделе «Техническая документация».

Автор: Д.В. Жигалов

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

valtec.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.