Трубы ПНД для воды

Полиэтиленовые трубы ПНД применяются для прокладки напорных и безнапорных трубопроводов транспортирующих воду, в том числе для
хозяйственно-питьевого водоснабжения, при температуре транспортируемой жидкости от 0 до 40 С, для напорных канализационных коммуникаций и газораспределительных систем, а также других жидких и газообразных веществ, к которым полиэтилен химически стоек.
Трубы ПНД выпускаются из полиэтилена марок ПЭ80 и ПЭ100 согласно гостам:

• полиэтиленовые трубы для водоснабжения ГОСТ 18599-2001;
• полиэтиленовые трубы для газопроводов ГОСТ Р 50838-2009.

Различаются газовые и водопроводные трубы цветом продольной полосы, проходящей по всей поверхности трубы. Так, водопроводные трубы имеют полосу синего цвета, а газовые трубы, желтого цвета. Естественно, что водопроводные трубы для газа не подходят, а газовые можно использовать как для газа, так и для воды, так как для обоих видов труб используется один вид полиэтилена.

Трубы ПНД предназначены исключительно для подземной прокладки, 
выпускаются они в бухтах по 100, 200 метров и в отрезках по 12, 13
метров. В настоящее время практически все работы по ремонту
ветхих и строительству новых водопроводов, прокладки новых
газовых сетей проводят исключительно трубами, изготовленными из
полиэтилена низкого давления.

Полиэтиленовые трубы ПНД обладают рядом неоспоримых преимуществ перед стальными
трубами:

• полиэтиленовые трубы значительно дешевле стальных труб;
• труба ПНД имеет большой срок службы, гарантия не менее 50 лет;
• им не требуется катодная защита, значит, они не нуждаются в дальнейшем обслуживании;
• такие трубы не подвергаются коррозии и устойчивы к воздействию химических веществ;
• небольшой вес полиэтиленовой трубы значительно облегчает проведение монтажных работ;
• стыковочная сварка полиэтиленовых труб значительно проще и дешевле, чем сварка стальных
  труб;
• трубы ПНД обладают высокой морозостойкостью, вода, замерзшая внутри, не разрушает трубу,
  при этом сохраняется полная герметичность;
• трубы напорные ПНД являются хорошей защитой от бактерий и микроорганизмов.
• Трубы полиэтиленовые ПНД выпускаются из полиэтилена низкого давления методом непрерывной шнековой экструзии. Все трубы ПНД различают в зависимости от того, какому номинальному давлению они соответствуют. Отношение размера диаметра к толщине стенок трубы обозначают буквами SDR.

Полиэтиленовые трубы НПД отличает широкий комплекс эксплуатационных свойств:

• полная инертность к атмосферной и подземной коррозии с хорошей химической стойкостью к воздействию агрессивных сред определенных составов; сроки эксплуатации при выполнении требований по укладке и эксплуатации не менее 50 лет;
• установленная санитарно-гигиеническими и экологическими службами департаментов разных стран безопасность и безвредность для здоровья людей и окружающей среды;
• очень низкая шероховатость поверхности и практическое отсутствие наслоений при эксплуатации вязких сред;
• минимальный абразивный износ при транспортировке сред с твердыми включениями (в сравнении с трубами из других материалов);
• хорошее сопротивление гидравлическим ударам;
• инертность к воздействию блуждающих токов;
• небольшой удельный вес и легкая транспортировка при намотке в бухты;
• высокая ремонтопригодность и образование сварных соединений с прочностью, превосходящей прочность на разрыв самого материала.

Недостатки полиэтиленовых труб характерны для всех вязкоупругих термопластов:

• жесткая зависимость практически всех эксплуатационных свойств, в том числе долговечности от температуры транспортируемой и окружающей среды, а также от рабочего давления;

• сравнительно небольшая прочность на разрыв при изгибе и сжатии;
• склонность к овализации, часто неравномерной под нагрузками при нарушении требований укладки;
• чувствительность к ультрафиолетовому излучению солнца, которую стараются нивелировать введением сажи в сырьевую смесь и защитной окраской;
• значительное тепловое расширение, которое компенсируют Г- и П-образными компенсирующими конструкциями или укладкой «змейкой».

Полиэтиленовые трубы для увеличения кольцевой жесткости выпускают двухслойными с гофрой, спиральновитыми и армированными стекловолоконной сеткой.

Полиэтиленовые трубы применяют для прокладки:

• наружных, иногда внутренних сетей холодного водоснабжения, канализации, газоснабжения
  (трубы из сшитого полиэтилена могут также использоваться и в сетях горячего водоснабжения и
  водяных отопительных системах при контроле максимальной температуры транспортируемой
  среды);
• технологических трубопроводов (пульпопроводов, бальнеологических систем, некоторых видов
  агрессивных веществ, к которым полиэтилен химически стойкий);
• обсадных труб при бурении скважин;
• закрытых оросительных и дренажных систем;
• кабельных линий в качестве защитной оболочки.

Производство полиэтиленовых труб
Полиэтилен получают полимеризацией этилена, что формирует специфическую структуру с зонами выпрямленных молекул и зонами хаотически расположенных связей. Для упрочнения материала и улучшения его прочностных и теплофизических свойств часть молекул водорода из решетки отщепляют принудительно физическим или химическим воздействием, после чего «вакантные» связи молекул соединяются в широкоячеистую трехмерную сетку – «сшивка» полиэтилена (PEX).

Упрощенно при полимеризации этилена в зависимости от температуры и давления процесса
получают:

• полиэтилен высокого давления и низкой плотности 910 - 935 кг/м3 (аббревиатура ПВД, LDPE, ПНД) – температура полимеризации 200-300 °С, давление 100-350 МПа;
• полиэтилен среднего давления и средней плотности 945-955 кг/м3 (аббревиатура ПСД, ПСД) - температура полимеризации 150-180 °С, давление 3-6 МПа;
• полиэтилен низкого давления и высокой плотности 960-970 кг/м3 (аббревиатура ПНД, HDPE, ПВП) - температура полимеризации 20-180 °С, давление 0.2-4 МПа. 
   

Классификация полиэтиленовых труб

Классификация полиэтиленовых труб в ГОСТ 18599-83 по давлению процесса полимеризации (ПВД, ПСД, ПНД) в настоящий момент не используется. Согласно ГОСТ 18599-2001 (с изм. от 01.09.2002 и от 01.07.2006), гармонизированному с международными нормативно-правовыми актами, трубы из полиэтилена классифицируют по их минимальной длительной прочности MRS (Minimum Required Strength) –
экстраполяции на 50-летний период результатов испытаний на сопротивление полиэтиленовых труб внутреннему гидростатическому давлению рабочей среды с температурой 20 градусов Цельсия. В стандарте введено обозначение SDR, как отношение наружного диаметра трубы к толщине ее стенки. А также максимальное допустимое рабочее давление в трубопроводе МОР (Maximum
Allowable Operating Pressure), которое определяется по формуле МОР = 2 х MRS / (С (SDR - 1)), где С – коэффициент запаса прочности (1.25 для систем водоснабжения из полиэтиленовых труб, 3.95 – для газопроводов).
Кроме того, стандартом введен термин трубная серия S, определяемая, как (SDR - 1) / 2 (или SDR = 2S + 1), а также зависимость между максимальным рабочим давлением в трубопроводе р и допустимым напряжением в стенке трубы Ϭ ( =Ϭ MRS / С) и трубной серией – Ϭ / р = S.

Типовые соединения и монтаж полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы, как правило, соединяются встык сваркой, или с помощью фитингов (муфт, тройников, отводов, седловых соединений) с закладными нагревательными элементами (электродиффузионными фитингами) с последующей их сваркой с трубой, а к регулирующей и измерительной арматуре и трубопроводам из стали посредством специальных патрубков с фланцем, привариваемых к полиэтиленовой трубе.

Полиэтиленовые трубы малых диаметров (до 110 мм включительно) могут соединяться, как сваркой встык или в раструб (электродиффузионными фитингами), так и с использованием компрессионных соединений с обжимом цангового типа. Перед сваркой полиэтиленовые трубы обрабатывают, снимая окисный слой толщиной 0.1- 0.2 мм и производят их осевое торцевание. Торцы труб при сварке должны плотно соприкасаться друг с другом. Аналогично снимают окисный слой в случае приварки седловых отводов на трубы больших диаметров. При сварке муфтами с закладными нагревательными элементами снимают фаску на торцах труб. При деформациях трубы используют гидравлические приспособления для устранения овализации.

Сварка встык используется для полиэтиленовых труб с толщиной стенки от 5 мм, соединение муфтами с закладными нагревательными элементами – для труб с любой толщиной стенки и гладкой наружной поверхностью. Электродиффузионная сварка при помощи фитингов с закладными нагревательными спиралями применяется при соединении газовых труб. Методы, которые используют при монтаже полиэтиленовых труб, могут быть траншейные и бестраншейные. Когда трубы укладывают традиционным методом, укладкой в траншею, то траншея делается намного уже, что снижает себестоимость работ, при этом труба может повторять уклоны и повороты траншеи, т.к. ПЭ трубы обладают высокой эластичностью. Кроме того, при их прокладке, можно использовать метод наклонно-направленного бурения, прокола или воспользоваться методом продавливания.

Полиэтиленовые трубы для напорного питьевого и технического водоснабжения по ГОСТу 18599-2001

Трубы полиэтиленовые водопроводные соответствуют ГОСТ 18599-2001 и массово используются при строительстве и реконструкции водопроводов, в системах автоматизированного полива, при
оборудовании бассейнов, для подъема воды из артезианских скважин.

Трубы ПНД водопроводные производятся в прямых отрезках по 12м и бухтах по 100, 200 м. Полиэтиленовые трубы водопроводные должны иметь гладкие наружную и внутреннюю поверхности. Допускаются незначительные продольные полосы и волнистость, не выводящие толщину стенки трубы ПНД за пределы допускаемых отклонений. На наружной, внутренней и торцевой поверхностях труб не допускаются пузыри, трещины, раковины, посторонние включения.

Цвет трубы ПНД для водоснабжения имеют черный или черный с синими продольными маркировочными полосами в количестве не менее трех, равномерно распределенными по окружности, либо синими, оттенки которого не регламентируется.

Полиэтиленовые трубы для водоснабжения можно разграничить по нескольким основным параметрам, которые существенно влияют на область применения полиэтиленовых труб для водоснабжения:

1. Показатель марки полиэтилена, из которого сделаны данные трубы. Марки полиэтилена бывают
   ПЭ80 и ПЭ100. Трубы для водоснабжения ПЭ80 обладают хорошими потребительскими
   свойствами, способны выдерживать значительные внутренние давления протекающих жидкостей.
   Они являются идеальным решением при строительстве водопроводной сети небольшого сечения
   (до 90мм). Полиэтиленовые трубы для водоснабжения ПЭ100 позволяют существенно экономить
   на материале при использовании труб большого сечения. Именно поэтому такие трубы
   используются в основном при строительстве магистралей холодного водоснабжения.
2. Показатель устойчивости трубы ПНД водопроводной к внутреннему давлению SDR. Он
   определяется простым отношением диаметра трубы ПЭ к толщине ее стенки. Чем значение этого
   показателя меньше, тем более прочными являются трубы.
3. Диаметр полиэтиленовых труб для водоснабжения.

При укладке полиэтиленовых труб нужно помнить, что слой почвы, расположенный непосредственно под трубой, не должен содержать крупных камней или предметов, которые могут повредить трубопровод. непосредственно под трубой должна быть насыпана подложка из песка или мелкого гравия, слой подстила может быть от 10 см и более. Песок или гравий необходимо хорошо уплотнить. На подготовленное дно канавы полиэтиленовая труба для водоснабжения укладывается так, чтобы стыки были слегка утоплены в песок. При транспортировке полиэтиленовых труб кузов автомобиля не должен содержать предметов, способных повредить трубу, гвозди, обрезки металлических конструкций, режущие инструменты, стекло.