Полиэтиленовые трубы: особенности, преимущества и недостатки использования в отопительных системах

Диаметры и армирование

Для сборки систем отопления жилых зданий и производственных объектов применяются пластиковые трубы диаметром 16, 20, 25, 32 мм. Для прокладки теплотрасс подходят следующие диаметры: 40, 50, 63, 75, 90, 110. Толщина стенок — 1,9–110,5 мм.

Армирование пластиковых труб выполняется с целью:

Повышения прочностных характеристик.
Защиты от проникновения кислорода к теплоносителю.
Снижения теплового расширения изделий.
Повышения термостойкости.

Барьерный слой может быть выполнен из стекловолокна, цельной или перфорированной алюминиевой ленты. Некоторые модели стабилизируются базальтовым волокном, в процессе производства вплавляемым в пластмассу. Такой способ армирования уменьшает коэффициент теплового расширения пластиковой трубы в 3 раза.

Технические характеристики и особенности монтажа полиэтиленовых труб

Трубы из полиэтилена низкого давления или просто полиэтиленовые изделия применяют только для прокладки холодного трубопровода. Ведь от горячей воды материал сразу же теряет свои эксплуатационные характеристики. Есть ограничения и к монтажу – материал ПНД разрешено использовать только внутри домов или же в траншеях на глубине, где не промерзает земля. При всем этом ПНД изделия являются востребованными из-за дешевизны и легкости монтажа.

Характеристики труб ПНД

Технические особенности

Трубы ПНД изготавливают из полиэтилена низкого давления. Именно свойства этого материала определяют технические характеристики изделий:

легкость – вес кубического метра ПНД составляет 900 килограмм, что упрощает монтаж труб,
устойчивость к давлению в десятки атмосфер, граничный предел прочности составляет 3-5 МПа,
ограничение рабочего температурного режима – при температуре меньше 0°С ПНД стекленеет, а при превышении 40°С – теряет кольцевую жесткость,
небольшое тепловое расширение – при нагреве до 70°С изделие из полиэтилена низкого давления увеличивается только на три процента.

Сфера применения

Продукция из полиэтилена низкого давления применяются при

прокладке трубопроводов для транспортировки питьевой или технической воды с температурой до 40°С,
прокладке трубопроводов для транспортировки газообразных или жидких материалов с температурой ниже 40°С,
прокладке фекальной или ливневой канализации,
сооружении короба или изоляционного слоя для электрических кабелей (для этих целей выпускают гофротрубы ПНД).

Важно также, чтобы транспортируемый материал не вступал в реакции с полиэтиленом, был инертным к этому веществу

Нормативы труб ПНД

Допустимые параметры изделий указаны в ГОСТе 18599, изданном в 2001 году. Этот документ регламентирует диаметр и толщину стенок. Эти параметры тесно связаны с типом использованного полимера.

Разбег диаметра труб из полиэтилена РЕ 33 составляет 10-160 мм при толщине стенок в 2-12 мм. Но такие изделия крайне ненадежны при большом давлении – при нагрузке более 3,2 МПа материал лопнет.
Использование другого полимера сорта РЕ 100 создает условия для производства изделий больших размеров. Теперь диаметр будет колебаться в пределах от 32 мм до метра с толщиной стенки 1-59 мм. Рабочее давление жидкости в таком трубопроводе допустимо до 10 МПа.
Сорта полимера РЕ 63 и РЕ 80 позволяет создавать крупногабаритные изделия. При этом допустимый начальный диаметр составляет всего 16 мм с толщиной стенок 2-67 мм. В такой трубопровод газообразный или жидкий носитель подается под давлением 6,3-8 МПа.

Только по диаметру в сортаменте формируется 34 оригинальных изделия. Также выпускается 15 типоразмеров продукции из сорта РЕ 33, 30 типоразмеров из сорта РЕ 63, 34 изделия из сорта РЕ 80 и 26 изделий из сорта РЕ 100. Такое разнообразие продукции позволяет заказчикам подобрать изделие, исходя из необходимых технических характеристик и пропускной способности.

Маркировка

Для упрощения выбора труб ПНД и предотвращения ошибок при их монтаже на внешнюю поверхность изделий наносится соответствующая маркировка:

название производителя и ГОСТ 18599-2001, по стандартам которого производят изделия,
используемый сорт полиэтилена,
величина сортамента, то есть наружный диаметр – например, труба ПНД 25, 32, 50, 63 или даже 225 мм, что обуславливает характеристики и пропускную способность изделия,
следующее значение обозначает толщину стенки в миллиметрах,
номинальное рабочее и максимально допустимое давление в МПа,
дата изготовления и номер партии.

Следует отметить, что изделия маркированы и цветовыми полосами. Желтая указывает на возможность использования трубопроводов для транспортировки газа, а синяя обозначает прокладку водопроводных сетей.

Зачастую мерные отрезки ПНД труб составляют 5-24 метров. Хотя полиэтиленовые водопроводы диаметром до 180 миллиметров реализуются в бухтах протяженностью 30−40 метров, а иногда и до 0,5 километра – такие водопроводные сети делают с минимальным количеством соединительных муфт, что удобно при сооружении сети наружного водовода.

Преимущества

Несмотря на ряд ограничений, такие изделия обладают весомыми преимуществами.

Технические характеристики и особенности монтажа полиэтиленовых труб Качественные и недорогие трубы ПНД применяют для прокладки водопроводов, транспортировки газа и изоляции электрокабелей.

Сварка полимерных трубопроводов

Процесс сварки отопительных труб из полимеров имеет ряд особенностей. Для соединения полипропиленовых изделий применяют специальный паяльник. Современные сварочные аппараты позволяют выполнять работу своими руками даже при отсутствии соответствующих навыков.

Аналогично сваривают трубы из поливинилхлорида. Для данных изделий использование паяльника позволяет создавать наиболее прочный и экономичный вариант соединения в кратчайшие сроки.

Металлопластиковую трубную продукцию монтируют с помощью особых деталей – фитингов. В некоторых случаях при стыковке изделий диаметром не более 40 миллиметров допускается применение метода холодной сварки. Для труб, имеющих большие диаметры, нужно использовать монтажные приспособления.

В результате сварки полимерных труб получают высококачественные соединения и это притом, что для этого задействуют самое простое и недорогое по стоимости оборудование. Данное обстоятельство является неоспоримым преимуществом изделий из полимера по сравнению с металлической продукцией.

Трубы для отопления Rehau

Компания Rehau занимается изготовлением труб из сшитого полиэтилена пероксидным методом. Диаметр варьируется от 16,2 до 40 мм. Они поставляются в отрезках или бухтах. Преимущество – можно купить все комплектующие для установки теплоснабжения (фитинги, фиксаторы поворота, запорную и регулирующую арматуру, фиксирующие желоба).

Для монтажа труб Rehau из сшитого полиэтилена примеряют следующие марки:

STABIL, (PE-X/AI/PE). Кислородный барьер из алюминиевой фольги. Обладает пониженным коэффициентом температурного расширения (0,026 мм/м*К). Однако теплопроводность равна 0,45 Вт/м*К.
Flex (RAU-PE-Xa). Отличие от Stabil – повышен коэффициент температурного расширения (0,15 мм/м*К). Возможна поставка изделий нестандартного диаметра 63 мм.
Pink (RAU-PE-Xa). От Flex отличается только цветом.

Для защиты от воздействия окружающей среды можно купить трубы с наружной изоляцией из полиэтилена низкой плотности или экструдированного вспененного полиэтилена.

Некоторые свойства изделий из ПВХ

Элементы из поливинилхлорида первыми пришли на смену стальной водопроводной сети, так как соответствуют Санитарным Нормам и правилам. Кроме этого, труба ПХВ может использоваться в канализационных и технологических системах.

Популярность труб из поливинилхлорида обусловлена некоторыми особенностями материала:

Отсутствие надобности в специальных монтажных инструментах. Элементы соединяются специальной сваркой или в раструб с помощью резиновой манжеты. Хорошая жесткость и правильно подобранные элементы соединения создают прочную систему, схожую с металлическими трубами. Следовательно, составление проекта и монтаж может проводиться в соответствии с расчетами по стальным системам. Использование напорных систем из ПВХ для фиксации трубопроводов дает возможность прокладывать пластиковые трубы под землей. Возможность осуществления наружной прокладки

Трубы из ПВХ имеют привлекательный внешний вид, что очень важно при прокладке труб открытым способом. Невысокая цена

Поливинилхлорид относится к дешевым полимерам, поэтому стоимость всей системы из поливинилхлорида будет намного ниже, чем аналоги из других полимерных материалов.

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.

Разновидности и общие характеристики пластиковых труб

Трубы из пластика – это материал на основе полимеров, функциональность которого зависит от характеристик основы. Пластиковые трубы применяются в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения, канализации, вентиляции, в качестве гильз и каналов для электропроводки. Каждая область применения предъявляет определённые требования к этому материалу, поэтому характеристики пластиковых труб для отопления специфичны. Но при этом есть и общие свойства, присущие всем разновидностям полимерных труб.

Разновидности пластиковых труб

Полиэтиленовые трубы (PE, русская аббревиатура — ПЭ) – производятся для монтажа трубопроводов высокого и низкого давления (трубы ПВД и ПНД), применяются для внутренней и наружной разводки систем водоснабжения, канализации и водостока, в отопительных системах использование возможно только в качестве питающего трубопровода расширительного бачка системы отопления открытого типа.

Трубы из сшитого полиэтилена – материал из полиэтилена, в котором одним из четырёх способов выполнена молекулярная «сшивка», увеличивающая прочность за счёт создания дополнительных поперечных связей между молекулами полимера в решётке. Используются при монтаже систем отопления, а также разводке контуров холодного и горячего водоснабжения.

Полипропиленовые трубы (PP, русское обозначение — ) – группа из нескольких видов трубного материала на основе полипропилена, различающихся величинами основных характеристик (рабочие температура и давление). Широко применяются в системах отопления, холодного и горячего водоснабжения, канализации и вентиляции.

Трубы из полибутена (РВ, русская аббревиатура — ПБ) – высококачественный материал, отличающийся от полипропилена повышенной гибкостью, морозостойкостью и величиной максимального рабочего давления.

Трубы из поливинилхлорида (ПВХ) – материал двух разновидностей (непластифицированный и хлорированный), получаемый из хлористого винила путём полимеризации.

*Трубы из стеклопластика – стенки этого высокопрочного трубного материала изготовлены из стеклоткани с наполнителем на основе эпоксидных смол, в системах отопления данные изделия не нашли широкого практического применения из-за затратного по времени способа соединения.

Металлопластиковые трубы – изделия с многослойной конструкцией стенок, обеспечивающей материалу высокие технические характеристики и широкое распространение в отопительных системах, особенно при монтаже тёплых полов.

Общие характеристики труб из пластика

Прочность – способность противостоять нагрузкам, характерным для условий эксплуатации трубопроводов, в том числе гидроударам.
Пластичность и эластичность – сохранение характеристик неизменными после деформаций от воздействия температурных и барических нагрузок.
Коррозионная стойкость – нейтральность материала изготовления труб к контакту с влагой и растворёнными в ней соединениями.
Низкий коэффициент теплопроводности – материал наряду с наружной теплоизоляцией участвует в процессе снижения теплопотерь и образования конденсата.
Диэлектрические свойства – отсутствие факторов статического электричества и блуждающих токов.
Низкий коэффициент трения – снижение нагрузки на циркуляционный насос при преодолении трения жидкости о внутреннюю поверхность стенки трубопровода.
Стойкость к биологическим воздействиям – не разлагаются и инертны к присутствию бактерий.
Отсутствие известковых образований на внутренних стенках.
Долговечность – обусловлена перечисленными выше характеристиками.
Высокие звукоизоляционные свойства – движение среды в трубопроводе бесшумно.
Малый удельный вес – низкие расходы на транспортировку.
Простота технологий монтажа.

Пластиковые трубы для отопления должны обладать всеми перечисленными выше свойствами, причём некоторыми из них (термостойкость, гибкость) – в большей степени, чем, например, полиэтиленовые или ПВХ-изделия, не пригодные для отопительных систем.

Таким образом, из перечисленных видов пластиковых труб в отопительных системах используется разводка только из следующих материалов:

полипропилен;
сшитый полиэтилен;
полиэтилен высокой термостойкости;
полибутен;
металлопластик.

Чтобы иметь представление, какие пластиковые трубы лучше для отопления, рассмотрим продукцию из данного перечня материалов подробнее.

Достоинства и недостатки полиэтиленовых труб для водопровода

РЕХ-трубы обладают солидным количеством неоспоримых достоинств:

Возможность использования в широком температурном диапазоне, от +120 до -50 градусов С.
Стойкость к перепадам внутреннего давления в водопроводной системе.
Эластичность и способность восстанавливать первоначальную форму после механической деформации.
Повышенная прочность, стойкость к ударам и истиранию.
Долговечность эксплуатации, достигающая свыше 50 лет.
Стойкость к агрессивным внешним воздействиям – коррозии, грибковым поражениям, повреждениям насекомыми и грызунами.
Экологическая безопасность сшитого полиэтилена.
Гладкие внутренние поверхности не дают образовываться на них отложений, приводящих к засорам.
Малый вес конструкции.
Простота монтажа.

Вместе с тем, сшитый полиэтилен обладает и рядом минусов, на которые также следует обращать недостатки при выборе товара:

Чувствительность к ультрафиолетовому солнечному излучению.
Многослойные трубы с повреждённым антидиффузионным слоем могут расслаиваться в результате попадания внутрь конструкции воздуха.
Жёсткость РЕХ-трубы несколько ниже, чем у металлопластиковых аналогов, поэтому для её фиксации, во избежание провисания, потребуется больше крепёжных элементов.

Виды полимерных труб

Трубы из конструкционных полимеров используют в строительстве инженерных коммуникаций еще со второй половины ХХ века. Именно тогда появились первые поливинилхлоридные и полимерные трубы. Причем первые использовались в строительстве безнапорных трубопроводов (канализация), а вторые – при прокладке подземных водоводов.

А вот горячую воду и теплоноситель по полимерным трубам начали прокачивать только с появлением сшитого полиэтилена и полипропилена. Изготовление полимерных труб этого типа позволило преодолеть «врожденный» недостаток пластмасс – потерю жесткости конструкции при нагреве выше 60-90 градусов Цельсия. Трубы из сшитого полиэтилена и полипропилена размягчались при температуре выше 140 градусов Цельсия.

Отопительные трубы из полимера

Современные отопительные трубы производят из следующих разновидностей конструкционных полимеров:

Металлопластика (РЕХ-AL-PЕ). Этот композитный материал имеет трехслойную структуру следующего типа: внутренний слой изготовлен из сшитого полиэтилена, далее идет армирующая обмотка из алюминиевой фольги, а укрывает всю конструкцию обычный полиэтилен. Подобная структура позволяет воспользоваться термостойкостью сшитого полиэтилена без оглядки на риск возможного увеличение габаритов, спровоцированного повышенными температурами. И такие спиральновитые трубы, а алюминиевое армирование наматывается на РЕХ основу именно по спирали, прослужат в системе не менее 50 лет.
Полипропилена (РР). Этот полимер используется в отопительных системах практически в чистом виде. Ведь он способен выдержать даже 140-градусный нагрев. Правда при 175 градусах Цельсия полипропилен плавится, поэтому его не рекомендуют использовать в паропроводах, а вот для такого теплоносителя как вода РР трубы подойдут просто идеально. Причем такие трубы обладают достаточно внушительным запасом прочности – разрушающее напряжение этого материала 250-400 кгс/см2. Но механическая стойкость полипропилена явно мала (твердость 6 кгс/мм2). Поэтому трубопроводы из этого материала прокладывают только внутри зданий.
Сшитого полиэтилена (РЕ-Х). Этот полимер выдерживает температуру в 100-120 градусов Цельсия. А по сопротивляемости высоким температурам и не менее высокому давлению РЕХ трубы превосходят даже полипропилен. Причем трубопроводы из сшитого полиэтилена ненужно оборудовать компенсаторами температурных деформаций – такие системы могут регулироваться самостоятельно. Ведь РЕХ – это достаточно пластичный материал. Однако, в отличие от классического полиэтилена, РЕХ обладает эффектом обратной усадки – диаметр трубы возвращается к «фабричному» размеру сразу же после снятия нагрузки.

Многослойная труба для горячего водоснабжения

Стоимость

Цены на трубы зависят не только от вида пластика, но и от характеристик изделия – диаметра и толщины стенки конкретной трубы. Для примера сделаем обзор цен на 16 – 20 мм трубы основных отопительных пластиков:

Металлопластиковые трубы 16х2 можно приобрести за 54-76 рублей/метр.
Полипропиленовые PN25 стоят 40 – 66 руб/м.
Полиэтиленовые PEX-b на 16 обойдутся в 49-63 руб. Трубы на 20 стоят 62-80 руб.

Итак

Выбирая пластиковые трубы для отопления, обращайте прежде всего внимание на:

Металлопластик.
Полипропилен PN25.
Полиэтилен PEX-b.

Именно эти материалы лучше всего подходят для работы с горячим теплоносителем при давлении.

Металлические трубы из чугуна и стали в наше время вытесняются полимерными изделиями. Полипропиленовые трубы для отопления: технические характеристики, типы армирования и особенности монтажа системы отопления с ПП-трубами.

О том, как организовать систему отопления из полипропиленовых труб, читайте в этой статье.

Преимущества и недостатки

Применение пластиковых труб для отопления обусловлено их достоинствами:

Экологической чистотой. При нагреве пластик не выделяет токсичных веществ.
Низкой теплопроводностью.
Высокой пропускной способностью.
Малым весом, поэтому их легко транспортировать и устанавливать без использования анкерного крепления.
Не нуждаются в покраске.
Долго сохраняют приятный внешний вид.
Они легко режутся.
Просто соединяются в трубопровод с помощью фитингов по методу пайки.
Пригодны как для открытой, так и для скрытой прокладки.
Обладают антикоррозийными свойствами.

К недостаткам можно отнести:

Уникальность технологии монтажа каждого из видов пластиковых труб.
Ограничения по температурному режиму.
Невозможность использования в системах пожаротушения.

Из каких труб лучше делать теплый пол?

Труба для теплого пола должна соответствовать вполне определенным требованиям, таким как:

устойчивость к механическим нагрузкам;
длительный срок эксплуатации;
устойчивость к коррозии;
экологическая безопасность;
невысокий коэффициент линейного расширения;
эластичность;
высокая теплоотдача;
способность поглощать шум.

В той или иной степени этим характеристикам соответствует целый ряд материалов. Вполне успешно для монтажа систем водяного теплого пола применяют трубы из:

меди;
гофрированной стали;
металлопластика;
полипропилена;
полиэтилена.

Медные трубы — это высококлассный и проверенный временем вариант. Однако их стоимость высока сама по себе. Кроме того, понадобится потратиться на полимерную оболочку, необходимую при монтаже меди в стяжку, и на специальные латунные фитинги.

С гофрированной сталью работать проще и расход ее будет несколько меньше, при практически таких же эксплуатационных характеристиках, как у меди. Но и цена материала будет такой же высокой.

Металлопластиковые конструкции относительно «молоды» и прекрасно выполняют роль транспортной магистрали при монтаже теплого пола. Однако со временем внутри резьбовых фитингов может откладываться накипь. Кроме того, при монтаже велика вероятность разреза трубы.

У полипропиленовых труб, при таких достоинствах, как приемлемая цена, простой монтаж и невысокий физический вес, «хромают» показатели линейного расширения при нагревании. При монтаже в бетонную стяжку их необходимо армировать стекловолокном и алюминием.

Трубы из сшитого полиэтилена считаются самым современным выбором для монтажа теплого пола, поскольку их характеристики соответствуют технологическим требованиям в самой полной мере. Из недостатков можно отметить недостаточную гибкость материала, из-за которой трубы плохо держат форму во время монтажа.

В состав трубы из сшитого полиэтилена с антидиффузной защитой входит специальный слой алюминия, который препятствует проникновению кислорода или водяного пара через стенки трубы

Широкий выбор труб, фитингов, коллекторов и других видов продукции для инженерных сетей предлагает бренд STOUT.

Компания Stout предлагает широкий ассортимент труб

Металлопластиковая труба STOUT разработана специально для российских условий эксплуатации

Способ производства сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен Рехау производится двумя способами: при помощи химических реакций и жёсткого излучения. При химическом способе используется полиэтилен низкой плотности плюс катализаторы вспенивания, стабилизаторы и другие химические добавки. После смешивания в экструдере под большим давлением и температурой происходит разрыв и сшивка молекул полиэтилена.

Облучение полиэтилена быстрыми электронами приводит к модификации внутренней молекулярной структуры. Во время облучения химическая формула вещества остаётся неизменной, но образуются поперечные связи между соседними молекулами. В результате повышается прочность на разрыв по сравнению с обычным полиэтиленом.

Производство сшитого полиэтилена

Первоначальным сырьем для производства сшитого полиэтилена является простейший газообразный углеводород этилен. Он состоит из 2 молекул углерода и 4 молекул водорода. Путем полимеризации (реакции, в ходе которой молекулы этилена соединяются между собой в длинные углеводородные цепочки с одинаковыми звеньями «CH2») получают полиэтилен. Материал представляет собой прозрачное термопластичное вещество, которое широко используется для производства, например, бытовых полиэтиленовых пакетов.

Полиэтилен в промышленном производстве получают в гранулированном виде. Этот материал легко плавится, уже при 40 градусах становится мягким. Без дальнейшей обработки получить крепкие трубы для отопления из полиэтилена невозможно.

Для изготовления особо прочного материала (сшитого полиэтилена) простой полиэтилен подвергают дальнейшему химическому и физическому воздействию.

Сшитый полиэтилен — это материал, у которого длинные цепочки молекул одинаково ориентированы и соединены между собой дополнительными боковыми связями. Эти связи возникают вместо пары атомов водорода отобранных у полимерной углеводородной молекулы этилена. Чем больше подобных боковых связей, тем устойчивее сшитый полиэтилен к внешним воздействиям.

Существует множество способов отнять атомы водорода у полимерной молекулы этилена. Впервые реакцию осуществил шведский химик еще в прошлом веке, но посчитал, что полученному веществу нет практического применения. У автора технологию выкупила шведская компания, которая маркировала свой продукт как PEX-а. Под этой маркировкой сшитый полиэтилен потребители знают и сегодня.

Рекомендуем ознакомиться: Характеристики и особенности использования гофрированных труб из ПВХ

Существует около 15 способов прошивки полиэтилена. На сегодняшний день в промышленных масштабах применяют 3 способа производства сшитого органического полимера:

PEX-A. Обработка полиэтилена пероксидом. Реакцию проводят при повышенном давлении и постоянном контроле температурного режима. Пероксид, являясь окислителем, при разложении отнимает у полимеров атомы водорода, заставляя атомы углерода образовывать связи между собой. В результате образуется трехмерная сетка из очень длинных цепочек-молекул, в которой до 85% атомов углерода имеют боковые связи с соседней молекулой. Сшивание полиэтилена пероксидом является наиболее эффективным методом. Однако особенности технологического процесса повышают стоимость материала на выходе.
PEX-B. Трубы этой марки производят в два этапа. На первом в полиэтилен внедряют силан. На втором проводят насыщение продукта водой в присутствии катализатора. Итогом является сшитый полиэтилен, с процентным выходом дополнительных связей от 65%.
PEX-C. Сшивка полиэтилена радиационным излучением

Здесь важно следить за пространственной ориентацией изделия относительно источника излучения. Доля образования связей около 60%.

До недавнего времени использовали для производства труб из сшитого полиэтилена сшивку азотом (PEX-D). Сейчас доля таких труб на рынке сошла на нет.

Полиэтиленовые трубы для отопления

Диаметры и армирование