Всё о трубе ПНД: применение, таблица размеров по ГОСТу

Я приветствую своего уважаемого читателя!

В этой статье я расскажу о том, что такое труба ПНД – размеры, характеристики, сортамент, сфера применения.

Самый распространенный пластик в нашей жизни – полиэтилен. Загляните в холодильник: в нем полно пакетов разных размеров из прозрачной пластичной пленки, в кладовку – емкости и ведра из знакомого пластичного материала, в ванную – крем, шампуни расфасованы в тюбики и флаконы из полиэтилена, в подпол – подвод воды от магистрали проложен с помощью черной с голубой полоской трубы, голубая емкость для воды в огороде – тоже из знакомого пластика.

Продукты из магазина мы приносим в пакетах из полиэтилена, в ведерках из полиэтилена продают «корейские» салаты и попкорн, фасуют краски и шпаклевки, из ПЭ изготавливают оболочки для проводов, упаковывают новую мебель и одежду.

Впервые полиэтилен был случайно изготовлен в 1899 году немцем Гансом фон Пехманном. Открытие его не заинтересовало, и вторично его начали изучать в 1933 году в Англии, в компании ICI (Imperial Chemical Industries). Промышленное производство ПЭ было начато в 1939 году.

Самое первое применение полиэтилена – оболочки радиочастотных проводов, затем телефонного кабеля. Широкое применение сдерживалось тем, что сначала полиэтилен синтезировали при высоком давлении. Этот способ был относительно дорог и сложен.

В 1952 году группа немецких ученых во главе с К.В. Циглером разработала способ получения полиэтилена при невысоком давлении в присутствии металлоорганических катализаторов. С этого момента человечество буквально захлестнул океан полиэтиленовых предметов.

Практически все ходовые полиэтиленовые изделия изготавливают из полиэтилена низкого давления, и эта статья именно о нем.

Что такое труба ПНД

Недорогой, технологичный и не подверженный коррозии пластик идеален для создания трубопроводов. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД, достаточную жесткость, пластичность, химическую устойчивость и устойчивость к коррозии.

Трубы из полиэтилена низкого давления – актуальная и технологичная разновидность труб. Легкие, прочные, долговечные трубы можно использовать для самых различных систем. Размеры труб позволяют заменять полиэтиленовыми конструкциями даже трубопроводы большого диаметра. По конструкции трубы из ПНД бывают одно- и двухслойными, гофрированными и гладкостенными, раструбными, с перфорацией – для ливневок и дренажных систем.

Современная тенденция в устройстве инженерных коммуникаций – заменять стальные трубопроводы пластиковыми. Полиэтиленовые трубы занимают больше половины всего объема выпускаемых пластиковых труб.

До какой температуры можно паять ПНД трубу

Неразъёмные трубные соединения, пригодные для долговечного и надёжного использования, получаются при сварке изделий. Существует два популярных метода:

• Сварка встык.
• Электромуфтовая сварка.

Современные сварочные приборы оснащены термодатчиками, которые контролируют процесс нагрева торцов, не допуская значения свыше 130-137°С. По достижении данного значения следует оповещение мастера звуковым сигналом и/или автоматическое отключение агрегата. ПНД – жёсткий материал, способный выдерживать повышенные нагрузки, поэтому и температура его плавления достаточно высокая, если сравнивать с ПВД.

Чтобы узнать больше, позвоните специалистам нашей уже сейчас.

Сферы применения

Трубопроводы из полиэтилена низкого давления используют во всех областях нашей жизни:

• инфраструктура городов и поселков;
• строительство;
• технологические промышленные коммуникации;
• инженерные коммуникации сельскохозяйственного назначения;
• нефтегазовый комплекс;
• коммуникации железной дороги, аэродромов.

Трубы из ПНД разных размеров используют для водо- и газопроводов, канализационных систем, дренажа, ливневок, прокладки электрических силовых, телефонных, информационных сетей.

Распространение полиэтиленовых трубопроводов сдерживает только его нестойкость к ультрафиолету, повышенной температуре и меньшая прочность по сравнению со сталью: пластик по прочности все-таки не дотягивает до металлов.

Эксплуатационные характеристики

Полиэтиленовые трубы низкого давления применяются для воды, газа, стоков. Они включены в программы реновации существующих коллекторов и высоко оценены с точки зрения снижения затрат на обслуживание и повышения стабильности инженерных сетей городского и стратегического назначения.

Их плюсами являются:

• отсутствие коррозии, стойкость к действию щелочей и кислот, вязких и абразивных веществ;
• невосприимчивость к блуждающим токам, отсутствие потребности в обустройстве катодной защиты;
• бактериологическая стойкость, отсутствие гниения;
• легкий вес даже для продукции больших диаметров, что снижает потребность в тяжелой технике при монтаже;
• герметичность готовых швов, достаточно простой монтаж с большим выборов фасонных частей для построения сетей разной геометрии;
• большая эластичность и гибкость, что дает возможность обходить участки без использования переходников;
• стабильный напор, отсутствие зарастания внутреннего диаметра до конца срока службы;
• экологическая безопасность, не влияют на окружающую среду;
• сохранение свойств и характеристик транспортируемой среды: не меняют цвет, вкус, запах, состав благодаря инертности полимеров;
• морозостойкость – возможность укладки зимой, отсутствие порывов после замерзания с жидкостью внутри;
• долговечность – срок службы не менее 50 лет.

Важным плюсом является удобство использования для санации имеющихся коллекторных сетей, а также сравнительно доступная стоимость. В отношении чугуна и бетона, которые в товарном виде стоят дешевле, трубы низкого давления пнд вы итоге более выгодны, так как требуют меньше затрат при монтаже, не нуждаются в обслуживании и служат в 5-8 раз дольше.

Технические характеристики и свойства

Полиэтилен производят из нефти. Плотность – 0,931–0,97 г/см2. Жесткость больше, чем у полиэтилена высокого давления. Температура плавления – 120…135 °С, температура хрупкости – -60…-150 °С, морозостойкость – -70 °С. Предел прочности при растяжении составляет 100–170 кгс/см². Твердость по Бринеллю – 1,4–2,5 кгс/мм². Относительное удлинение при разрыве – 500-600 %.

Трубы характеризуются в первую очередь физическими размерами и кольцевой жесткостью (зависящей от толщины стенки).

Состав материалов

Полиэтилен – цепочка этиленовых звеньев. Это органическое соединение имеет длинные гибкие цепочки углерода с присоединенными атомами водорода (формула CH2—CH2—CH2—CH2—, или (С2H4) n). У полиэтилена низкого давления небольшая степень ветвления цепочек, поэтому его плотность больше, чем ПВД.

В состав ПНД в зависимости от марки добавляют красители, антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы.

Срок службы

Срок службы ПНД при оптимальных условиях достигает 50 лет и больше. Оптимальные условия – отсутствие солнечного цвета, перегрева, циклических механических изгибающих нагрузок на трубу.

Таблица пропускной способности

При проектировании домашних систем водоснабжения владельцу приходится решать, трубу какого размера использовать. В идеальном случае выполняют гидравлический расчет системы – это определяет минимально допустимое сечение трубопровода, обеспечивающее нормальную работу всех сантехнических приборов.

Но расчет достаточно сложен, для частного дома можно использовать приближенный показатель. Сначала по приложению 1 СНиП 2.04.01-85 определяют расчетный расход воды на каждой точке водоразбора (смесителе для раковины и душевой кабины, кране и т.д.). Затем складывают расходы и получают максимальное (пиковое) потребление воды в здании (расход).

Затем открывают таблицы Шепелева или онлайн-калькулятор на базе этих таблиц. Таблицы слишком велики, чтобы можно было привести их в этой статье. В левой части таблицы нужно найти расчетный расход в л/с. В следующем столбце находят скорость потока воды. Вверху столбца находят минимальный размер в мм (внутренний). Скорость для частных домов принимают 0,7–1,5 м/с. Следует иметь в виду, что таблицы рассчитывались для стали, и для пластиковых труб с гладкими стенками без ржавчины размер можно незначительно уменьшить.

Какое давление выдерживают

Максимальное давление для ПНД составляет 12,5 МПа. Номинальное рабочее давление – не более 10 МПа, или 100 атмосфер. Эти данные – для особо прочных конструкций из ПЭ 100, используемых для газопроводов. Для обычных водопроводных систем давление соответственно 2,5 МПА и 1,6 МПа.

Состав материалов

Трубы ПНД изготавливаются из полиэтилена – пластика, полученного методом полимеризации низших углеводородов в условиях низкого давления. При этом получается плотное вещество линейной структуры, состоящее из укрупненных молекул со множеством боковых ответвлений.

В зависимости от условий протекания реакции образуемые межмолекулярные связи могут быть слабее либо прочнее, поэтому полиэтилен для производства труб различается на несколько подвидов, маркируемых разными индексами (больший индекс указывает на более «сильный» материал). Из них наиболее применимы для труб следующие два вида:

• ПЭ-80, который характеризуется более слабыми внутренними связями. Он имеет меньшую плотность и температуру плавления, немного менее прочный на разрыв (предел прочности – 700 ч), но более пластичен, в связи с чем трубы из него более гибкие и легче выдерживают небольшие деформации.
• ПЭ-100 имеет большее число внутренних связей, поэтому более плотный, жесткий и прочный на разрыв (предел прочности – 1000 часов). При этом он теряет некоторые свойства пластичности и получает хрупкость при более высоких температурах, чем для ПЭ-80.

ВНИМАНИЕ! Различия видов ПНД становятся значимыми только в крайних точках допустимых диапазонов, для которых выбирают более прочные либо более пластичные материалы. В стандартных «средних» условиях эксплуатации труб эти различия несущественны.

Как производятся

ПНД производится в аппаратах с давлением ниже 0,1–2 МПа; температуре 120–150 °C; в присутствии катализаторов – металлогалогенов (чаще всего смесь TiCl4 и R3). Для реакции используют нефтепродукты. Степень кристаллизации ПНД составляет 75–80 %.

ПНД изделия независимо от размера изготавливают методом экструзии, выдавливая расплавленный полиэтилен через экструдер.

Технология производства

Сначала гранулы полимера засыпают в экструдер и расплавляют при одновременном перемешивании. Затем ПЭ выдавливают через выходное отверстие экструдера, калибруют, медленно охлаждают. Готовую продукцию нарезают и упаковывают.

Преимущества

Труба ПНД по отношению к стандартным металлическим имеет следующие преимущества:

• Гораздо меньший вес. Вес влияет на транспортировку, вес влияет на процесс монтажа. Меньший вес делает все эти процедуры более простыми;
• Не ржавеют и не окисляются. Это в свою очередь избавляет от такой процедуры, как изоляция, особенно если речь идет об укладке изделий в грунт;
• Простая и быстрая сборка. Наиболее быстрый монтаж осуществляется с применением компрессионных фитингов;

• Не вступает в химические реакции с водой, поэтому вода всегда чистая, не имеет постороннего привкуса и запаха;
• Нормально переносит процесс замораживая и оттаивания, даже с водой внутри. Если металлические материалы при этом могут просто треснуть, то вот труба ПНД способна увеличивать свой диаметр без потерь прочности;
• Долгий срок службы. И дренажные системы, и системы подачи воды, и системы защиты электропроводки способны служить не один десяток лет;
• Относительно низкая стоимость.

Итак, становится понятным, что технические характеристики, которыми обладают все подобные изделия, на порядок выше, чем у аналогичных материалов, выполненных из железа.

Однако по многим параметрам они уступают им. Но в силу того, что трубы ПНД изготавливаются специально под дренажные и канализационные системы, а также для систем водоснабжения с малым давлением, то и такие технические характеристики, как прочность или жесткость не имеют значения вовсе, а именно по этим признакам железо впереди пластика.

Нормативные документы

Сам ПНД выпускается в соответствии с ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления». Стандарт оговаривает состав десятков марок полиэтилена, известных только узким специалистам. Обычно под понятием «марка полиэтилена» понимают названия ПЭ 80; ПЭ 100 (PE-80, PE-100). PE-63 снимается с производства. Цифры 80 и 100 соответствуют рабочему давлению в МПа 8,0 и 10,0.

Стандарты и ГОСТы

Стандарты РЕ труб:

• ГОСТ Р 54475-2011 «Трубы полимерные со структурированной стенкой и фасонные части к ним для систем наружной канализации»;
• ГОСТ 22689-2014 «Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации»;
• ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов»;
• ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена».

Какую температуру выдерживает ПНД труба

Производственными стандартами и строительными нормами установлено, что трубная продукция должна эксплуатироваться для перемещения питьевой и технической воды, жидкостей и газов при температуре от 0 до +40°С. Максимальное температурное значение, которое считается критическим, составляет +70°С. При данном показателе и выше продолжительное применение изделий запрещено, так как они теряют свои свойства.

Практическое использование трубной продукции при минусовых температурах показало, что даже при замерзании воды во внутренней полости и воздействии температуры до -30°С разрыв магистрали не происходит – лишь расширение на 3%.

Виды, сортамент, размеры и сечения

Конструктив труб ПНД:

1. Гладкостенные для напорных систем и электрических сетей. Такие конструкции из ПНД выпускаются с наружным размером 10–2000 мм.
2. Гладкостенные газовые выпускаются Ø до 630 мм.
3. Гофрированные однослойные и гофрированные двухслойные выпускаются размером до 2400 мм.
4. Раструбные элементы для безнапорных систем – с диаметрами от 32 до 315 для внутреннего монтажа, до 2400 мм – для наружного (гофра).

Изделия размером до 180 мм поставляются в бухтах и отрезках, больше 180 мм – в отрезках по 6 и 12 м. Гофру иногда по заказу выпускают длиной 9 м, раструбные элементы – от 0,5 до 6 м.

Сортамент приведен в стандартах для каждого вида труб – см. выше.

Толщина стенки и вес

Толщина стенок гладкостенных напорных ПНД труб – от 2 до 95,5 мм. Гофры (конструкций со структурированными стенками) – 19–170 мм.

Масса п.м. – это расчетное данное, его находят по таблицам в соответствующих ГОСТах. Вес зависит от толщины стенок.

Типоразмеры и маркировка

Окраска труб из ПНД в разные цвета помогает быстро определить назначение коммуникаций, яркий цвет помогает найти конструкции в земле и не повредить их при земляных работах. Трубы ПНД бывают следующих цветов:

1. Для водопроводов питьевого назначения применяют ярко-голубой или черный цвет с голубой полосой.
2. Желтые или черные с желтой полоской трубы используют для газопроводов.
3. Чисто черный/черно-серый цвет используют для технических целей.
4. Дрены окрашивают в зеленый цвет.
5. Наружные канализационные трубопроводы окрашивают в оранжевый или рыжий цвет.
6. Красный цвет применяют для окраски кожухов для прокладки электрических проводов.

Маркировка наносится на поверхность труб на расстоянии не более 1м между надписями. Текст маркировки труб из ПНД включает в себя следующие элементы:

• наименование стандарта, в соответствии с которым изготовлены трубы;
• международное обозначение марки ПНД (PE100, PE80);
• наружный диаметр и толщина стенки в мм;
• номинальное рабочее давление;
• дата изготовления;
• номер партии.

Марки полиэтилена

Полиэтилен в соответствии с ГОСТ 16338-85 выпускается десятков марок (композиций) с несколько разными характеристиками. Эта маркировка известна только узким специалистам. Гораздо чаще применяют маркировку по максимальному давлению – ПЭ-100, ПЭ-80, П-63, ПЭ-32. Чем выше прочность ПНД, тем выше плотность и вес 1 метра.

Коэффициент SDR полимерных труб

ГОСТ 18599-2001 предусматривает определенные стандартные отношения наружного диаметра труб к толщине стенки. Это отношение называется коэффициентом SDR (Standart Dimension Ratio). SDR – стандартная величина, принимается из табличных данных. От SDR зависит толщина стенки трубопровода и, соответственно, кольцевая жесткость и прочность труб.

SDR6; SDR7,4; SDR9; SDR11; SDR13; SDR13,6; SDR17; SDR17.6; SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 – ряд размеров SDR.

Диаметр полимерных труб

Гладкостенные ПНД трубы имеют размер от 10 до 2000 мм. Гофрированные и раструбные – до 2400 мм.

Pn – номинальное давление трубы

Номинальное давление трубы – это номинальное рабочее давление Pn. Для систем в многоэтажных зданиях Pn не должно быть ниже 1,6 МПа (16 атм). Для частных домов высотой в два этажа номинальное давление обычно в пределах 0,3 МПа.

Характеристики ПНД труб, определяющие их выбор

Для ПНД труб выделяют три основных параметра:

• марка полиэтилена;
• показатель SDR;
• диаметр.

Существуют 3 марки полиэтилена: ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100. Изделия ПЭ-80 отличаются способностью выдерживать значительное внутреннее давление. Они хорошо подходят для водопровода сечением до 9 см. Водопроводные трубы ПЭ-100 используются для прокладки систем холодного водоснабжения на даче и производятся на основе ПЭ-80.

Такие изделия могут при меньшем диаметре обеспечить требуемую пропускную способность. Трубы из ПЭ-100 характеризуются максимальным пределом прочности при внутреннем растяжении 1 тыс. часов и стойкостью к механическим воздействиям. Показатель SDR определяется отношением диаметра трубы к толщине стенок. Для ПНД изделий для водопровода меньшее значение SDR означает более высокую прочность изделий.

Полезный совет! При частном использовании на даче достаточными являются диаметры водопроводных труб ПНД для холодного водоснабжения в 25 или 20 мм. Если суточное потребление воды большое (например, для полива огорода), то можно взять трубы 3,2 см в диаметре.

Для обустройства водопровода в дачных условиях достаточно ПНД труб небольшого диаметра

Преимущества и недостатки

Преимущества труб из полиэтилена низкого давления:

1. Долговечность. В отсутствие солнечного цвета ПНД может прослужить 40-50 лет.
2. Высокая прочность.
3. Достаточная кольцевая жесткость.
4. Стойкость к гидроударам.
5. Нехрупкость.
6. Морозостойкость до -70 °С.
7. Нетоксичность.
8. Устойчивость к коррозии.
9. Химическая инертность. ПНД устойчив к кислым и щелочным агрессивным средам, органическим растворителям.
10. Экологичность. ПНД безвредно утилизируется.
11. Пластичность.
12. Полиэтилен восстанавливает исходную форму после деформации (замерзания).
13. Малая адгезия. Просвет не перекрывается солями кальция и магния.
14. Небольшой вес.
15. Легкий монтаж.

Недостатки ПНД:

1. Фотодеструкция под воздействием ультрафиолета. ПНД нельзя применять под открытым солнцем.
2. Большой коэффициент температурного расширения. Длинные участки при нагреве могут изогнуться.
3. Маленькая устойчивость к повышенным температурам.
4. Неэстетичность для монтажа в жилой зоне дома.

Отличительные свойства полиэтилена низкого давления (ПНД)

Полиэтилен, как и любой другой изомер, получается в результате реакции катализированной полимеризации. В данном случае исходным веществом выступает газ этилен (C2H4).

В результате создания нужных условий (давление, температура, введение в реакционную среду катализатора) рушится двойная связь между атомами углерода в исходных молекулах и образуется единая полимерная цепочка. Получившийся продукт обладает специфическими свойствами, позволяющими использовать его в соответствующих областях жизнедеятельности.

Конкретно полиэтилен низкого давления (ПНД) получают в барокамере при давлении около 20 атм. И температуре порядка 150°С. Получившийся материал обладает следующими основными преимуществами, влияющими на технические характеристики труб ПНД:

• способность выдерживать высокое давление (до 5 МПа);
• небольшой вес готового изделия, являющийся следствием небольшой плотности материала (кубометр полиэтилена низкого давления весит меньше тонны).

Советы, как выбирать

ПНД – оптимальный выбор для монтажа в грунте или цокольных помещениях без ультрафиолетовых лучей, резких скачков температуры и механических колебаний. При выборе вида, размера труб руководствуются назначением и условиями эксплуатации. Сначала определяют назначение трубопроводов – напорные и безнапорные, герметичные или нет. Силовые, телефонные или интернет-сети прокладывают в кожухах из трубок большего размера, нередко эти трубопроводы не герметизируются.

Второй важный фактор – рабочее давление в водопроводе или давление грунта на безнапорные сети. От этих факторов зависит выбор конструкции трубы (гладкостенная, гофра, гофра двухслойная, раструбная). Кроме того, учитывают температурный режим – перегрев земли летом, промерзание зимой.

Выбор параметров трубы для канализации зависит от веса вышележащего слоя грунта. Если глубина залегания больше 5–6 м или канализация находится под площадкой для автомобилей, используют гофрированные двухслойные трубы с большой кольцевой жесткостью. Гофру применяют и при глубокой закладке водопроводов, большом слое стяжки над системой теплого пола.

При выборе материалов в магазине лучше выбирать товар известных брендов. Гофра однозначно лучше импортного производства. Гладкостенные трубы можно выбирать и отечественных производителей.

В любом случае трубы необходимо осматривать при покупке – нет ли трещин, сколов, наплывов, не слишком ли они мягкие и не тонкая ли стенка. Чеки, сертификат при покупке обязательны.

Примерная цена и лучшие производители

Лучшие отечественные , «Казаньоргсинтез», «ТехСтройПолимер», «ПолиПластик», «БалтЭнергосистемы». Импортных производителей множество, но качество импортных труб ПНД ненамного выше отечественных, а вот цена существенно отличается. Определять наличие и цены труб иностранных производителей нужно отдельно по каждому региону: ассортимент и цены очень разные!

Цена ходовых изделий отечественного производства:

• 1 м гладкостенной водопроводной трубы Ø 32 мм стоит от 50 мм, Ø 40 мм – от 70 рублей;
• 1 м однослойной гофротрубы Ø 50 мм стоит примерно 60 рублей; Ø 63 мм – 90 рублей; Ø 110 мм – 150 рублей;
• раструбная ПНД конструкция ходового размера 110 мм и длиной 2 м стоит около 300 рублей; гофрированная – порядка 400 рублей.

Обозначения и параметры

Подробную информацию о трубах можно узнать из текстовой маркировки. В ней указаны условия эксплуатации (максимальное давление, разрешенная температура жидких/газообразных веществ), габариты (диаметр) и сведения о производителе. Также на внешней стороне находится цветовая разметка в виде продольных линий:

• желтые указывают на принадлежность к газопроводным системам;
• синие подтверждают возможность контакта с питьевой водой.

Согласно международным стандартам, полосы расположены на черном фоне. Если их нет, значит изделие предназначено для технических нужд.

Важно! Еще один показатель – SDR. Он зависит от наружного диаметра входных/выходных отверстий и толщины стенок. Первая цифра может достигать 10…1,2 тыс. мм, вторая – 5…60 мм. Чем меньше их соотношение, тем выше допустимое давление в сети.

Способы соединения труб разных диаметров

Трубы разного размера соединяют всевозможными переходными муфтами. Проще всего с раструбными трубами – для них выпускаются элементы буквально на все варианты сложных конфигураций системы. Для канализации иногда используют резиновые муфты с хомутами.

Немного сложнее выглядит вопрос соединения гладкостенных труб. Трубы небольших размеров соединяют при помощи компрессионных переходных муфт (цанговых).

Уменьшение диаметра совмещают с раструбными элементами и установкой запорной арматуры.

Для монтажа трубопроводов больших размеров также встречаются переходные элементы под сварку или сегментные фитинги (см. фото).

Переход выполняют после перехода с ПНД на металл – уж для металла точно существует множество переходных фитингов.