Параметры полиэтиленовых труб: шероховатость, прочность и пропускная способность ,а также срок службы

Размеры пэ труб. Полиэтиленовые трубы — технические характеристики и прочая информация

Или отопления считалось новинкой, но сегодня они нашли достаточно широкое применение. Трубы полиэтиленовые, технические характеристики которых сильно отличают их от металлических, служат своим хозяевам иногда даже больше 50 лет. Так в чем же их особенность?

Обзор полиэтиленовых труб

Первым и главным преимуществом такой трубы является ее устойчивость к коррозии. Именно благодаря ей они могут выдержать без ремонта достаточно длительный период времени. Кроме того, полиэтиленовые и канализации не подвергаются Внутренняя часть их гладкая, что позволяет значительно увеличить пропускную способность. Даже спустя многие годы эксплуатации полиэтиленовые трубы для водопровода, отопления или канализации отличаются намного лучшим пропуском, чем металлические, благодаря тому, что на их стенках не остается отложений. Фасонные части могут создаваться не только из пластика, но и из металла. Кроме того, конденсат на их поверхности образовываться не может. Эти преимущества и сделали трубы полиэтиленовые (технические характеристики их будут описаны ниже) столь популярными.

Характеристики труб полиэтиленовых

Если рассматривать трубы полиэтиленовые (технические характеристики) канализационные, водопроводные или отопительные, то сначала нужно обратить внимание на марку материала, что используется в их составе, потом уже говорить о показателях устойчивости трубы к давлению изнутри и о диаметре продукта. Именно поэтому, если вы хотите больше узнать о том, что такое трубы полиэтиленовые, технические характеристики их изучить и особенности, стоит сначала ознакомиться с тем, какие бывают марки полиэтилена:

  1. ПЭ 63 (на сегодняшний день не применяется).
  2. ПЭ 80 – имеет хорошие свойства и может выдержать достаточно большое давление любых жидкостей. Такая марка применяется в создании труб небольшого диаметра, которые прокладываются для водоснабжения.
  3. ПЭ 100 – используется для создания труб с большим диаметром, которые применяются при сооружении магистралей с холодным водоснабжением.

Диаметр, который также входит в характеристики полиэтиленовых труб, может быть совершенно разным. Диапазон бывает от 20 мм до 120 см. Их длина во многом зависит от того, каким является их диаметр. Так, например, от 20 до 110 мм предполагает, что ее длина не превысит 50 метров.

Преимущества полиэтиленовых труб большого диаметра

В последнее время самым большим спросом пользуются именно трубы с большим диаметром. Это можно объяснить тем фактом, что их применяют для строительства напорного водопровода, дренажной системы, или же канализационного коллектора. Они имеют несколько важных преимуществ перед металлическими моделями:

  1. Производство, установка и эксплуатация являются более дешевыми, чем в случае с металлом.
  2. Если замерзнет вода внутри, то не произойдет ничего плохого.
  3. Вес трубы значительно ниже, поэтому транспортировка и установка легче.
  4. Полиэтиленовая труба техническая является безопасной и нетоксичной.
  5. При транспортировке не нужно переживать, так как они не являются опасными грузами.
  6. Стойки к ударам и растяжениям. Соединения получаются более надежными и прочными, что увеличивает срок эксплуатации трубы.

Полиэтиленовые канализационные трубы

Благодаря полиэтилену канализация приобрела новый вид, и значительно улучшилось ее качество. Дело в том, что полиэтилен помогает улучшить разработку самой системы, да и строительство ее происходит в разы легче и быстрее. К примеру, можно использовать так называемую безтраншейную укладку. Трубы полиэтиленовые, технические характеристики которых помогают им не подвергаться влиянию даже сильных химических веществ, можно легко транспортировать и монтировать. Их соединение считается более прочным и надежным, что помогает защититься от аварий.

Гофрированные трубы из полиэтилена

Этот для канализаций и водопроводов изготавливают из специального двухслойного полиэтилена. Как правило, для них используют марку ПЭ 80, которая по диаметру больше всего подходит для этой модели. Трубы отличаются стойкостью к химическим веществам. Благодаря особенной кольцевой жесткости, которая является достаточно высокой, гофрированные полиэтиленовые трубы можно монтировать с помощью скрытого метода на глубине от одного до двадцати метров. Есть из полиэтилена и для так называемых наружных стоков канализации.

Напорные трубы для канализаций и водопровода

Марка полиэтилена 80 является самой прочной из всех известных на сегодняшний день. Именно поэтому она используется для создания специальных полиэтиленовых труб, которые выдерживают как высокое, так и низкое давление. Их можно без проблем использовать даже в очень агрессивной среде, но главной зоной применения является все же водоснабжение. Для канализаций они не подходят. Самым популярным на сегодняшний день диаметром таких труб является от 2 до 6,3 см.

Известные производители полиэтиленовых труб

В строительных магазинах на сегодняшний день от огромного разнообразия и ассортимента полиэтиленовых труб глаза просто разбегаются. Если вы не знаете, какие именно трубы лучше всего приобретать, стоит сначала узнать, кто производит данные модели.

Самой популярной фирмой по производству полиэтиленовых труб для канализаций и водоснабжения сегодня является Rehau. Она создает качественные и достаточно прочные изделия, которые подходят для водопроводов и канализаций любой сложности и протяженности. Кроме того, труба полиэтиленовая водопроводная, технические характеристики которой говорят о ее высоком качестве, отличается простотой сборки, удобством транспортировки и легкостью самой системы.

Фирма Wavin из Голландии производит полиэтиленовые трубы для канализаций. Выбрав эту компанию, вы на длительное время забудете, что такое ремонт. Главной особенностью полиэтиленовых труб Wavin является то, что они имеют высокие шумоизолирующие свойства, а также выдерживают высокую температуру (до 90 градусов).

Российские производители также не отстают от зарубежных и выпускают трубы из высококачественного полиэтилена так называемого низкого давления. Такие модели отличаются низшей стоимостью, поэтому являются достаточно популярными у строителей и покупателей.

В этой статье мы исследуем то, какие имеют полиэтиленовые трубы технические характеристики и эксплуатационные свойства.

Материал

В наибольшей степени свойства любого предмета определяются тем, из чего он сделан. Полиэтиленовые трубы не исключение.

А сделаны они из материала, который является самым распространенным из существующих пластиков.

  • Полиэтилен не вступает в реакцию с кислотами, щелочами и спиртами. Зато его могут разрушить жидкие хлор и фтор .
    Впрочем, бдительному владельцу полиэтиленового водопровода это обычно не грозит: вероятность встретить фтор и хлор в свободном состоянии куда меньше, чем вероятность встретить в уборной автовокзала Жмеринки британскую королеву.
  • Полиэтилен несколько легче воды . Его плотность примерно 0,94-0,96 г/см3. Заметьте: тот факт, что он не тонет в воде, не характеризует его с плохой стороны.
    Это всего лишь легкий пластик. Вес полиэтиленовой трубы малого и среднего диаметра покажется посильным даже человеку, далекому от мирового рекорда в силовом троеборье.
  • Размягчаться и утрачивать начальную форму полиэтилен начинает при температуре 80 С .
  • Он боится света . В естественных условиях полимеризованный этилен примерно за год превращается в пыль. Не спешите оплакивать свою новую канистру: чтобы этого не произошло, промышленность использует специальные модификаторы, делающие полиэтилен почти вечным. Экологи в этом месте рыдают.

Насколько было бы чище вокруг, если бы весь полиэтилен разлагался за год…

Совет: все-таки ввод в дом желательно заглубить ниже точки промерзания грунта. Если внутренний водопровод отогреется, едва температура в помещении поднимется выше нуля, то в сугробах при -30 на улице — удовольствие то еще.

Кроме того, на время зимнего отсутствия воду из труб желательно сбросить еще по одной причине: трубам лед не страшен, а вот смесители он порвет.

Технические характеристики трубы

Технические характеристики полиэтиленовых труб вытекают из свойств материала.

Рабочая температура

Для всех без исключения полиэтиленовых труб рабочая температура ограничена 40 градусами по шкале Цельсия. Все, что сверх того — на свой страх и риск. Производитель вам этого не обещал.

Нижняя граница рабочей температуры — 0 С, точка замерзания воды. Это не значит, что при -10 трубы уже рассыплется в прах: она прекрасно переживет и космический холод, но вода по ней циркулировать не сможет. Она просто превратится в лед.

Рабочее давление

Для трубы максимальное рабочее давление определяется несколькими факторами:

  • Маркой полиэтилена . Полиэтилен низкой плотности ПЭ32 при прочих равных куда менее прочен, чем полиэтилен высокой плотности ПЭ100.
  • Толщиной стенок . Думается, объяснять не нужно. Толще стенка — прочнее труба.
  • Диаметром трубы . Полиэтиленовые трубы большого диаметра имеют куда большую внутреннюю поверхность на каждый погонный метр.
    Каждая атмосфера избыточного давления — это лишний килограмм на квадратный сантиметр площади. Больше площадь — больше суммарное давление. А растянуть-то все эти килограммы стараются стенку фиксированной толщины!

В общем случае максимальное рабочее давление — от 6 до 16 атмосфер. Косвенно на рабочее давление указывают цифры после букв STR в маркировке: чем меньше этот параметр, тем более устойчива труба к давлению.

Диаметры

Диаметры полиэтиленовых труб полностью зависят от области применения. Во внутренних водопроводах частных домов и городских квартир наибольшей популярностью пользуются диаметром 20 мм. Трубы полиэтиленовые большого диаметра используются при монтаже магистралей, снабжающих водой большие районы города. Они же могут быть использованы в качестве стенок колодцев.

Согласно действующим нормативным документам, минимальный диаметр производящейся полиэтиленовой трубы — 10 мм, максимальный — 1200. Толщина стенок варьируется от 2 мм до 6 сантиметров.

Удельный вес

Вес полиэтиленовых труб прямо пропорционален ее диаметру и толщине стенок. Его легко рассчитать, умножив площадь поверхности погонного метра трубы (она рассчитывается как S=2 π rh, где r — радиус трубы, h = 1м) на толщину стенки и плотность полиэтилена.

Так, применяемые для магистралей водоснабжения трубы большого диаметра полиэтиленовые при диаметре 1200 миллиметров и толщине стенок 6 см будут весить: 1,2*3,1415*1*0,06*960 = 217 кг на каждый погонный метр.

Чтобы не оставить никаких неясностей: 1,2 — два радиуса трубы в метрах, 3,1415 — число пи, 0,06 — толщина стенки опять-таки в метрах, 960 — удельный вес кубометра полиэтилена высокой плотности.

Как видите, в случае большого диаметра вес трубы полиэтиленовой делает невозможным монтаж вручную.

Шероховатость полиэтиленовых труб. Расчет гидравлических потерь давления в трубопроводе из пластмасс

Гидравлический расчет является важной составляющей процесса выбора типоразмера трубы для строительства трубопровода. В нормативной литературе по проектированию этот ясный с точки зрения физики вопрос основательно запутан. На наш взгляд, это связано с попыткой описать все варианты расчета коэффициента трения, зависящего от режима течения, типа жидкости и ее температуры, а также от шероховатости трубы, одним (на все случаи) уравнением с вариацией его параметров и введением всевозможных поправочных коэффициентов. При этом краткость изложения, присущая нормативному документу, делает выбор величин этих коэффициентов в значительной степени произвольным и чаще всего заканчивается номограммами, кочующими из одного документа в другой.
С целью более подробного анализа предлагаемых в документах методов расчета представляется полезным вернуться к исходным уравнениям классической гидродинамики [1].

Читайте также:  Сколы на ванне - как устранить

Потеря напора, связанная с преодолением сил трения при течении жидкости в трубе, определяется уравнением:

где: L и D длина трубопровода и его внутренний диаметр, м; ? – плотность жидкости, кг/м3; w – средняя объемная скорость, м/сек, определяемая по расходу Q, м3/сек:

λ – коэффициент гидравлического трения, безразмерная величина, характеризующая соотношение сил трения и инерции, и именно ее определение и есть предмет гидравлического расчета трубопровода. Коэффициент трения зависит от режима течения, и для ламинарного и турбулентного потока определяется по-разному.
Для ламинарного (чисто вязкого режима течения) коэффициент трения определяется теоретически в соответствии с уравнением Пуазейля:
λ = 64/Re (2)
где: Re – критерий (число) Рейнольдса.
Опытные данные строго подчиняются этому закону в пределах значений Рейнольдса ниже критического (Re 100000 предложено много расчетных формул, но практически все они дают один и тот же результат [1 – 3].

На рис.1 показано, как “работают” уравнения (2) – (4) в указанном диапазоне чисел Рейнольдса, который достаточен для описания всех реальных случаев течения жидкости в гидравлически гладких трубах.
Рис.1

Шероховатость стенки трубы влияет на гидравлическое сопротивление только при турбулентном потоке, но и в этом случае, из-за наличия ламинарного пограничного слоя существенно сказывается только при числах Рейнольдса, превышающих некоторое значение, зависящее от относительной шероховатости ξ/D, где ξ – расчетная высота бугорков шероховатости, м.
Труба, для которой при течении жидкости выполняется условие:

считается гидравлически гладкой, и коэффициент трения определяется по уравнениям (2) – (4).
Для чисел Re больше определенных неравенством (5) коэффициент трения становится величиной постоянной и определяется только относительной шероховатостью по уравнению:

которое после преобразования дает:

Гидравлическое понятие шероховатости не имеет ничего общего с геометрией внутренней поверхности трубы, которую можно было бы инструментально промерить. Исследователи наносили на внутреннюю поверхность модельных труб четко воспроизводимую и измеряемую зернистость, и сравнивали коэффициент трения для модельных и реальных технических труб в одних и тех же режимах течения. Этим определяли диапазон эквивалентной гидравлической шероховатости, которую следует принимать при гидравлических расчетах технических труб. Поэтому уравнение (6) точнее следует записать:

где: ξ э – нормативная эквивалентная шероховатость (Таблица 1).

Таблица 1 [1, 2]

По ГОСТ Р 50838, (пункт 8.11)

Основные характеристики труб из материала ПЭ80 и ПЭ100

Значение показателя для труб

Относительное удлинение при разрыве, %, не менее

По ГОСТ 1 1262 и 8.4 настоящего стандарта

Изменение длины труб после прогрева, %, не более

По ГОСТ 27078 и 8.5 настоящего стандарта

При начальном напряже­нии в стенке трубы 9,0 МПа 100

При начальном напряже­нии в стенке трубы 12,4 МПа 100

По ГОСТ 24157 и 8.6 настоящего стандарта

При начальном напряже­нии в стенке трубы 4,6 МПа 165

При начальном напряже­нии в стенке трубы 5,5 МПа 165

По ГОСТ 24157 и 8.6 настоящего стандарта

При начальном напряже­нии в стенке трубы 4,0 МПа 1000

При начальном напряже­нии в стенке трубы 5,0 МПа 1000

По ГОСТ 24157 и 8.6 настоящего стандарта

Параметры и размеры труб

Размеры труб изготавливаемых в соответствии с ГОСТ 18599-2001 и применяемых в мировой практике, указаны в таблице в прикрепенном файле.

Трубы изготовляют в прямых отрезках, бухтах и на катушках. Трубы диаметром 160 мм и более — только в прямых отрезках.

Термины и определения

Для работы с полиэтиленовыми трубами необходимо знать следующие термины и определения (в соответствии с ГОСТ 18599-2001):

  • средний наружный диаметр – dcp (мм): частное от деления измеренного значения наружного периметра трубы на значение π = 3,142, округленное в большую сторону до 0,1 мм;
  • номинальный наружный диаметр – d (мм): условное обозначение размера, соответствующее среднему наружному диаметру;
  • номинальная толщина стенки – е (мм): условное обозначение размера, соответствующее минимальной допустимой толщине стенки трубы. Рассчитывается по следующей формуле и округляется в большую сторону с точностью до 0,1 мм:

d – номинальный наружный диаметр трубы, мм;
S – серия трубы,

серия труб S: нормированное значение, определяемое по формуле:

где:
σ- допускаемое напряжение в стенке трубы, равное MRS/C, МПа;
MRS – минимальная длительная прочность, МПа;
С – коэффициент запаса прочности, равный 1,25 для воды;
МОР – максимальное рабочее давление, МПа.

  • минимальная длительная прочность – MRS (МПа): напряжение, определяющее свойства материала, применяемого для изготовления труб, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре 20 °С данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению с нижним доверительным интервалом 97,5 % и округленное до ближайшего нижнего значения ряда R10 по ГОСТ-8032;
  • коэффициент запаса прочности – С. Для водопроводных труб С = 1,25;
  • стандартное размерное отношение – SDR: отношение номинального наружного диаметра трубы d к номинальной толщине стенки е. Соотношение между SDR и S определяют по следующей формуле:

где S – серия трубы.

  • коэффициент снижения давления – Ct: коэффициент снижения максимального рабочего давления МОР в зависимости от температуры транспортируемой воды;
  • номинальное давление – PN (бар): условная величина, применяемая для классификации труб из термопластов, численно равная максимально допустимому рабочему давлению (1 бар ≈ 0,1 МПа).

Ссылка на основную публикацию
×
×
Вид трубопровода
Стальные новые оцинкованные
Стальные старые, чугунные старые, керамические
Чугунные новые
Бетонированные каналы
Чистые трубы из стекла
Резиновый шланг

Данные таблицы 1 получены для традиционных на тот период материалов трубопроводов.
В период 1950-1975 годов западные гидродинамики аналогичным способом определили ξ э труб из полиэтилена и ПВХ разных диаметров, в том числе и после длительной эксплуатации. Получены значения эквивалентной шероховатости в пределах от 0,0015 до 0,0105 мм для труб диаметром от 50 до 300 мм [3]. В США для собранного на клеевых соединениях трубопровода из ПВХ этот показатель принимается 0,005 мм [3]. В Швеции, на основе фактических потерь давления в пятикилометровом трубопроводе из сваренных встык полиэтиленовых труб диаметром 1200 мм, определили, что ξ э = 0,05 мм [3]. В российских строительных нормах в случаях, относящихся к полимерным (пластиковым) трубам, их шероховатость либо совсем не упоминается [5 – 8], либо принимается: для водоснабжения и канализации – “не менее 0,01 мм” [9], для газоснабжения ξ э = 0,007 мм [10]. Натурные измерения потерь давления на действующем газопроводе из полиэтиленовых труб наружным диаметром 225 мм длиной более 48 км показали, что ξ э 100000 следует пользоваться модификацией уравнения (4).
В ISO TR 10501 [4] для пластмассовых труб при 4000 г = J*L, м).

Пример:
Определить внутренний диаметр пластмассового трубопровода длиной 1000 м, при w макс = 2 м/сек и ∆ Н г = 10 м (1 бар), то есть J = 10/1000 = 0,01 м.
Выбрав, например, коэффициенты уравнения (11), получаем:

При этом расход составит Q=460 м3/час. Если полученный расход велик или мал, достаточно скорректировать значение скорости. Взяв, например, w=1,5 м/сек, получим D=0,188 м и Q=200 м3/час.
Расход в трубопроводе определяется потребностями потребителя и устанавливается на этапе проектирования сети. Оставив этот вопрос проектировщикам, сравним удельные потери давления в стальном (новом и старом) и пластмассовом трубопроводах при равных расходах для различных диаметров труб.

Как видно из таблицы 4, учитывая неизбежное старение стальной трубы в процессе эксплуатации, для труб малых и средних диаметров полиэтиленовую трубу можно выбирать на одну ступень наружного диаметра меньше. И только для труб диаметром 800 мм и выше, вследствие относительно меньшего влияния абсолютной эквивалентной шероховатости на потери напора, диаметры труб нужно выбирать из одного ряда.

Литература.
1. Н.З.Френкель, Гидравлика, Госэнеогоиздат, 1947.
2. И.Е.Идельчик, Справочник по гидравлическому сопротивлению фасонных и прямых частей трубопроводов, ЦАГИ, 1950.
3. L.-E. Janson, Plastics pipes for water supply and sewage disposal. Boras, Borealis, 4th edition, 2003.
4. ISO TR 10501 Thermoplastics pipes for the transport of liquids under pressure – Calculation of head losses.
5. СП 40-101-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена “рандом сополимер”.
6. СНиП 41-01-2003 (2.04.05-91) Отопление, вентиляция и кондиционирование.
7. СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий.
8. СНиП 2.04.02-84 водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
9. СП 40-102-2000 Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов.
10. СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.
11. Е.Х.Китайцева, Гидравлический расчет стальных и полиэтиленовых газопроводов, Полимергаз, №1, 2000.

Авторы: Владимир Швабауэр, Игорь Гвоздев, Мирон Гориловский
Источник: (Журнал “Полимерные трубы”)

Пропускная способность трубопровода.

Такая характеристика как пропускная способность трубопровода зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это диаметр трубы, а также тип жидкости, и другие показатели.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

При расчете любых систем, основанных на циркуляции жидкости по трубам, возникает необходимость точного определения пропускной способности труб. Это метрическая величина, которая характеризует количество жидкости, протекающее по трубам за определенный промежуток времени. Данный показатель напрямую связан с материалом, из которого изготовлены трубы.

Если взять, к примеру, трубы из пластика, то они отличаются практически одинаковой пропускной способностью на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик, в отличие от металла, не склонен к возникновению коррозии, поэтому постепенного нарастания отложений в нем не наблюдается.

Что касается труб из металла, то их пропускная способность уменьшается год за годом. Из-за появления ржавчины происходит отслойка материала внутри труб. Это приводит к шероховатости поверхности и образованию еще большего налета. Особенно быстро этот процесс происходит в трубах с горячей водой.

Далее приведена таблица приближенных значений которая создана для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В данной таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы.

Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.

Вид жидкости

Скорость (м/сек)

Вода городского водопровода

Вода трубопроводной магистрали

Вода системы центрального отопления

Вода напорной системы в линии трубопровода

Масло линии трубопровода

Масло в напорной системе линии трубопровода

Пар в отопительной системе

Пар системы центрального трубопровода

Пар в отопительной системе с высокой температурой

Воздух и газ в центральной системе трубопровода

Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

Расчет пропускной способности труб.

Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:

  • Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
  • Длина трубопровода
  • Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)

Наиболее популярные способы расчета:

1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений. Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон.

2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.

3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.

Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.

Пример расчета пропускной способности трубопровода.

Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.

Пропускная способность труб:

  • 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
  • 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
  • 4 т/ч при диаметре 50 мм

Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

Полиэтиленовые трубы — технические характеристики изделий из ПНД

На современном рынке трубной продукции всё большее распространение получают полиэтиленовые трубы, технические характеристики которых приближаются, а иногда и превосходят аналогичные свойства металлических изделий. Эти трубы изготавливают из полиэтилена – полимерного материала общетехнического назначения.

Способы производства полиэтилена

Полиэтилен – полимер этилена, производимый методом пиролиза непредельных углеводородов. Это высокомолекулярное соединение представляет собой твёрдый белый продукт с высокой устойчивостью к воздействию масел, бензина, ацетона и прочих органических растворителей и большинства сильных кислот (исключая концентрированную азотную).

В качестве сырья в производстве полиэтилена используют природные углеводородные газы и попутные газы, образующиеся при добыче нефти.

Продуктом реакции полимеризации этилена при высоком давлении (150-300 МПа) является полиэтилен высокого давления (ПВД) или низкой плотности. Это эластичный продукт молочного цвета с низким водопоглощением и хорошими диэлектрическими характеристиками.

Этот полимер имеет молекулярную структуру, состоящую из разветвлённых цепей разной длины, его степень кристалличности не превышает 60%.Полиэтилен низкой плотности ПЭ32 не находит широкого применения для изготовления труб из-за своей низкой прочности и теплостойкости.

Рабочая температура полиэтиленовых труб этой категории не превышает 40 0 С. Для повышения эксплуатационных характеристик необходимо утолщать стенку трубных изделий, что приводит к неоправданному расходу материала.

С помощью химической модификации получают линейный полиэтилен, обладающий теплостойкостью, устойчивостью к растрескиванию, хорошей ударной стойкостью

Продуктом полимеризации при давлении 3,5-4,0 МПа и температурном диапазоне 125-150 0 С является полиэтилен среднего давления.

Наиболее распространённым видом являются трубы, изготовленные из полиэтилена низкого давления (высокой плотности), который получают при давлении менее 0,5 МПа и температуре менее 80 0 С.

ПНД – полупрозрачный высококристаллический полимер молочного цвета, которому характерна высокая устойчивость к воздействию большинства щелочей, солей, органических и неорганических кислот.

Основные преимущества и области применения ПНД изделий

Основными сферами применения труб ПНД являются:

  • передача питьевой воды и воды хозяйственного назначения;
  • трубопроводы напорной и безнапорной канализации;
  • тепловые трассы, на которых полиэтиленовые трубы применяют в качестве гидроизоляционных оболочек;
  • прокладка силовых кабелей, защита каналов связи и электрической проводки;

Трубы полиэтиленовые для прокладки кабеля

  • в качестве формообразующих элементов в монолитном строительстве;
  • в тепличных хозяйствах – для организации систем полива, подпочвенного обогрева;
  • сооружение съёмных и стационарных ледовых полей.

Для защиты сетей электрических, телевизионных, телефонных кабелей трубы ПНД (например, ПЭ63) могут прокладываться под землёй. Внутренняя гладкая стенка обеспечивает удобство протягивания кабелей, а гофрированная внешняя – их надёжную защиту от механических воздействий.

Одной из новых сфер применения полиэтиленовых труб является сооружение подводных трубопроводов. В отличие от стальных, полиэтиленовые трубопроводы полностью монтируются на берегу, что значительно удешевляет работы. После сборки трубопровод постепенно «затапливают» с помощью балластных грузов.

Подводные трубопроводы из полиэтиленовых труб

Для горячего водоснабжения и отопления оптимальным вариантом являются трубы из сшитого полиэтилена. Этот полимер, прошедший специальную обработку – «сшивку» молекулярной структуры, может выдерживать температуру 95 0 С при давлении 1 МПа. Помимо прочих преимуществ, трубы из «сшитого» полиэтилена обладают хорошей гибкостью.

Постоянно возрастающая востребованность полиэтиленовых коммуникаций в самых различных сферах народного хозяйства объясняется рядом уникальных преимуществ этой полимерной продукции:

  • долговечность, гарантированный эксплуатационный срок составляет 50 лет;
  • отсутствие необходимости в катодной защите, что позволяет значительно сэкономить на расходах на обслуживании;
  • небольшой вес полиэтиленовых труб, которые легче стальных изделий с аналогичными размерными параметрами в 5-7 раз;
  • неподверженность коррозии, высокая устойчивость ко многим химически агрессивным средам;
  • благодаря гладкой стенке, коэффициент шероховатости полиэтиленовых труб составляет 0,01-0,1, на внутренней поверхности не образуется накипь, не скапливаются жировые и иные отложения;
  • низкая вероятность разрушения полиэтиленового трубопровода при замерзании в нём воды;
  • относительно невысокий модуль упругости таких изделий значительно повышает их стойкость к гидроударам;
  • длина отрезков полиэтиленовых труб значительно превышает длину металлических;
  • низкий уровень шероховатости труб из полиэтилена не даёт возможности бактериям скапливаться на её поверхности, полиэтиленовые трубы полностью соответствуют гигиеническим и экологическим стандартам;

Применение полиэтиленовых изделий в организации и реконструкции сетей водо-, газоснабжения и водоотведения даёт экономию примерно в 40%, по сравнению с использованием металлических труб.

До недавнего времени стальные трубы с сечением большого диаметра (более 1500 мм) твёрдо удерживали свои позиции, но малый вес полиэтиленовой трубы и простота её монтажа всё больше привлекают внимание потребителей и строителей. Диаметры полиэтиленовых труб в диапазоне 500-1200 мм применяются, чаще всего, для сооружения ливнёвых и канализационных коллекторов, напорных водоводов, при организации дренажных систем.

Целесообразность применения полиэтиленовых труб в газовом хозяйстве

Технические характеристики полиэтиленовых труб позволяют их использовать в качестве альтернативы в областях, где ранее применялись исключительно металлические трубы, например, в газовой отрасли.

Для изготовления газовых труб используют определённые марки полиэтилена, имеющие маркировку «газ».

Основными качествами, благодаря которым полиэтиленовые трубы стали использоваться в газовом хозяйстве, является их стойкость к электрохимической коррозии и, как следствие, длительный срок службы полиэтиленовых труб. Отсутствие необходимости в катодной защите, малый вес, длинномерные отрезки труб позволяют повысить скорость сооружения газопровода при грамотной организации работ в два-три раза, по сравнению со строительством стального газопровода. При этом в два раза снижается количество рабочих, занятых на земляных, сварочных, трубоукладочных, изоляционных, транспортных работах, а надёжность и гарантийный срок газопровода существенно возрастают.

Перспективным направлением использования полиэтиленовых труб является применение способа бестранштейных технологий при прокладке новых и реконструкции старых водопроводных и водоотводящих систем. При такой методике все работы, связанные с обнаружением дефектов, ремонтом, прокладкой труб, производятся с минимальным вскрытием грунта.

Трубы ПНД: особенности, характеристики срок службы

Трубы ПНД представляют собой изделия, которые изготавливают с использованием полиэтилена низкого давления. Этот материал производят методом полимеризации этилена в условиях низкого давления. Толщина стенок у продукции варьируется от 2 до 69 мм. Изделия используются для прокладки систем водоснабжения, устройства канализационных сетей, а также газоснабжения.

Технические особенности труб ПНД

Технические характеристики трубной продукции из полиэтилена определяются свойствами, которые присущи для этого материала. Основными являются следующие:

  • легкость. 1 куб.м материала имеет вес 900 кг. Это заметно облегчает задачу по монтажу;
  • устойчивость к повышенному давлению. Верхний предел прочности трубных изделий из ПНД составляет 3/5 мПа.
  • ограничение температурного режима. При понижении температуры до 0 градусов этот материал становится стеклянным, а при повышении до 40 градусов и выше происходит потеря кольцевой жесткости;
  • небольшое тепловое расширение. При нагреве трубы до температуры 70 градусов размеры изделий из этого материала увеличиваются всего на 3%.

Плюсы

У труб ПНД имеются определенные достоинства. К числу основных можно отнести следующие:

  1. продолжительный период эксплуатации. Качественная продукция может использоваться в течение 40 лет, при этом во время срока эксплуатации снижения характеристик не происходит;
  2. устойчивость к ржавчине и химическому воздействию. Водопроводные трубы ПНД укладываются с дополнительной защитой для обеспечения их длительной эксплуатации;
  3. по сравнению с металлическими трубами изделия из ПНД обладают более низкой стоимостью, что и делает их привлекательными для потребителей;
  4. в процессе эксплуатации на стенках этих изделий не образуется ил, накипь. Обеспечивается это благодаря гладкой поверхности, которую имеют стенки труб;
  5. для этих трубных изделий характерны низкие показатели теплопередачи. На их внешней поверхности не образуется конденсата;
  6. при замерзании жидкости внутри трубы её разрыв исключён. Единственным неприятным последствием может стать лишь увеличение диаметра изделия на 5–7%. Когда жидкость оттает, оно вернется в свое первоначальное состояние;
  7. удобство при выполнении транспортировки и монтажа. Это положительное качество труб ПНД обеспечивается по причине их легкого веса. В этом плане они превосходят традиционные изделия из стали в 6 раз;
  8. простота монтажа. Соединение труб из ПНД представляет собой довольно простую задачу, поскольку:
    • процесс протекает быстро;
    • обеспечивается высокая надежность;
    • устройство соединения не требует больших затрат времени и денежных средств.

Эти изделия не содержат в своем составе токсических компонентов, поэтому их можно использовать для водоснабжения. В странах Европы для создания систем водоснабжения преимущественно используются водопроводные трубы из ПНД подходящего диаметра.

Минусы

Продукция из ПНД, как и трубные изделия из любого другого материала, имеет определенные недостатки:

  • при выполнении монтажных работ от специалистов требуется применение нестандартного подхода;
  • существуют определенные ограничения в плане температур, что заметно сужается спектр использования труб из этого материала;
  • срок службы продукции из ПНД зависит главным образом от подвижности местного грунта;
  • высокая чувствительность к УФ-воздействию, поэтому при постоянном влиянии на изделия этого фактора рабочие характеристики труб будут снижаться.

Труба ПНД: характеристики

Долгое время существовало убеждение в том, что самые прочные трубы — это изделия из чугуна и стали. Однако такое положение вещей сохранялось до момента появления на рынке такого материала, как полиэтилен, который многие первое время считали хрупким. Однако обработка полиэтиленовых гранул в условиях высокого давления после шнековой экструзии дает возможность для получения практичного материала, который по своим эксплуатационным характеристикам ничем не отличается от стальных труб. Он удобен в монтаже и имеет длительный период эксплуатации. По отдельным характеристикам продукция из ПНД превосходит изделия из металла.

Сегодня все чаще при монтаже систем водоснабжения выбор делается в пользу труб ПНД. Специалисты, принимая такое решение, руководствуются главным образом преимуществами, которые характерны для этих трубных изделий. Среди главных характеристик этой продукции стоит выделить следующие:

  • антикоррозийность;
  • инертность изделий к биологическому загрязнению;
  • простота монтажа;
  • незначительная себестоимость транспортировки;
  • минимальный вес;
  • высокие показатели рабочего давления. Оно варьируется от 10 до 25 атмосфер. Также изделия из ПНД в состоянии выдерживать воздействие негативных факторов внешней среды;
  • высокое сопротивление к гидравлическим ударам;
  • низкие показатели теплопроводности.

ПНД труба: диаметры

В большинстве случаев изделия из ПНД применяются для обеспечения защиты кабелей при их размещении в грунте, а также для прокладки канализационных сетей и создания систем водостока. Говоря другими словами, они могут использоваться в тех сферах, где отсутствует напор жидкости и не требуется перемещение газов.

На характеристики полиэтиленовых труб большое влияние оказывает диаметр изделия. Его величина определяет пропускную способность, а кроме этого максимальный объем проложенных труб и гибкость продукции.

К числу изделий большого размера принято относить продукцию ПНД диаметром 110 мм и 160 мм. Основное, для чего она используется, — отведение стоков канализации, а также укладка кабеля под дорогой. Изделия с малым диаметром применяются в тех случаях, когда возникает потребность проложить провода в доме или в грунте.

Распространенные диаметры

Заводская маркировка выполняется по наружному диаметру изделий. Именно на него следует ориентироваться. Большинство производителей выпускают трубные изделия из полиэтилена низкого давления с диаметром, который варьируется от 20 до 160 мм. Продукцию с какой толщины стенки выбрать, этот вопрос потребитель решает в зависимости от того, нужны ему технические изделия или требуются трубы для питьевой воды. В том случае, если неизвестен точный размер, тогда можно ориентироваться на наиболее распространенные диаметры:

  • Трубы небольшого диаметра. К их числу относятся изделия, у которых этот параметр варьируется от 20 до 63 мм. Они применяются главным образом для прокладывания электрокабеля в домах;
  • Изделия из ПНД с диаметром от 50 до 75 мм. Они используются главным образом для отвода стоков от ванны, стиральной машины и другой сантехники. Что касается применения с целью изоляции кабеля, то такие трубы могут использоваться для обеспечения защиты фонарных столбов, а также применяться для прокладки проводов вдоль дороги;
  • Среди всего ассортимента продукции из ПНД самым распространенным диаметром является 110мм. Изделия с таким параметром используются главным образом для создания сетей канализования вод, а также отведения стоков от унитазов. Не менее популярны трубы этого диаметра и при выполнении работ по устройству электрических и оптоволоконных магистралей;

Трубы из полиэтилена с диаметром от 160 мм специалисты рекомендуют применять в домах высотой более 5 этажей для устройства канализации. Помимо этого, такая продукция может использоваться для прокладки кабеля в грунте, в том числе и под дорогами.

Трубы ПНД для питьевой воды

Еще несколько десятилетий назад при прокладке водопровода активно использовались бетонные и металлические трубы. Сегодня же их можно считать пережитком прошлого, поскольку все активнее применяются водопроводные изделия из полиэтилена низкого давления, которые являются более надежными и долговечными.

Их широкая распространенность не должна удивлять, поскольку для этой продукции характерны такие качества, как простота монтажных работ, возможность для бесканальной прокладки и доказанная долговечность эксплуатации наряду с невысокой стоимостью продукции. Отметим, что такие достоинства имеют не только трубы для питьевой воды, но и продукция, предназначенная для технических целей. Благодаря всем этим положительным моментам использование изделий из полиэтилена низкого давления при прокладке систем водоснабжения является выгодным, причём не только по стоимости, но и по времени выполнения работ.

Для прокладки водопровода чаще всего используются полиэтиленовые изделия. Наиболее популярными марками этой продукции являются следующие: ПЭ63, ПЭ80, ПЭ100. Присутствующие буквы означают материал изготовления — полиэтилен. При выборе продукции необходимо ориентироваться не только на цену, но и обращать внимание на марку продукции. Чем она выше, тем более высокими характеристиками обладает продукция и тем выше толщина стенки.

Изделия из ПНД при работах по созданию систем водоснабжения используются главным образом для напорного водоснабжения.

Самые разные способы могут применяться для соединения полиэтиленовых труб для водопровода. Здесь все во многом определяется полевыми условиями, а также особенностями эксплуатации этой продукции. Если говорить о самом распространенном соединение изделий из ПНД, то это сварка встык. Данный способ является наиболее доступным и используется в случаях, когда необходимо соединить изделия с большим количеством стыков. При прокладке труб с диаметром до 110 мм при небольшом количестве стыков от этого способа отказываются и применяют компрессионные фитинги. Они активно используются в коттеджном строительстве.

Срок службы полиэтиленовых труб

В наше время востребованными являются трубные изделия из ПНД. При условии грамотного монтажа они в состоянии служить длительное время, при этом во время эксплуатации не подвержены процессам гниения и коррозии. Именно все эти моменты и обеспечивают длительный срок службы продукции из ПНД, который может доходить до 50 лет. Именно этот момент привлекает потребителей в продукции из полиэтилена. Устроив в своем жилище систему водоснабжения на основе трубных изделий из полиэтилена, можно получить надежную водопроводную сеть и к минимальным значениям свести затраты на ремонт.

Заключение

Вместо металлических труб сегодня все активнее используются полиэтиленовые изделия. Они являются надежными и имеют длительный срок службы. Правильно выполнив монтаж, можно позабыть про ремонт системы водоснабжения на долгие годы. На это достоинство наряду с невысокой ценой и обращают внимание многие люди при возникновении потребности в прокладке системы водоснабжения. Большой выбор диаметров позволяет каждому потребителю подобрать под свои задачи изделия необходимого размера.

Полиэтиленовые трубы технические характеристики, область применения

Полиэтиленовые трубы технические характеристики согласно ГОСТ 18599-2001, предназначенные для трубопроводов, транспортирующих воду, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения, при температуре от 0 до 40 °С, а также другие жидкие и газообразные вещества к которым стоек полиэтилен.

Полиэтиленовые трубы получили широкое применение благодаря своим свойствам: высокой прочности и химической стойкости, небольшому весу, отсутствию коррозии, простоте и скорости монтажа, большому сроку службы. Полиэтиленовые трубы стойки к воздействию водных растворов кислот, щелочей, солей, а также многих органических растворителей, но не пригодны для транспортирования концентрированных кислот.

Общие рекомендации по выбору труб для транспортирования различных сред

Согласно ГОСТ 18599-2001 выбор и расчет максимального рабочего давления труб для транспортирования различных жидких и газообразных сред, кроме воды, к которым полиэтилен химически стоек, проводят на основе нормативных документов на монтаж и эксплуатацию соответствующих трубопроводов.

Коэффициент снижения максимального рабочего давления при температуре транспортируемой по трубопроводу воды до 40 °С на срок службы 50 лет приведен в таблице

Рабочая температура воды

Коэффициент снижения давления Ct, для труб из

Полиэтиленовые трубы технические характеристики. Внешний вид поверхности:

Трубы должны иметь гладкие наружную и внутреннюю поверхности. Допускаются незначительные продольные полосы и волнистость, не выводящие толщину стенки трубы за пределы допускаемых отклонений. На наружной, внутренней и торцевой поверхностях труб не допускаются пузыри, трещины, раковины, посторонние включения, видимые без увеличительных приборов. Цвет труб черный или черный с синими продольными полосами, в количестве не менее четырех, равномерно расположенных по окружности трубы, или синий, оттенки которого не регламентируются.

Требования к материалу

Основные характеристики полиэтилена ПЭ 80 и ПЭ 100 в соответствии с требованиями ГОСТ 18599-2001 представлены в таблице.

Характеристики полиэтилена, используемого для производства напорных полиэтиленовых труб:

Плотность при 23 °С, базовой марки, кг/м 3 , не менее

По ГОСТ 15139, разделы 5, 6, 4

Показатель текучести расплава при 190 °С и нагрузке 5 кг, г/10 мин

Предел текучести при растяжении, МПа, не менее

Термостабильность при 200 °С, мин, не менее

По ГОСТ Р 50838, (пункт 8.9)

Содержание сажи, % мас.

Массовая доля летучих веществ, мг/кг, не более

Тип распределения технического углерода (сажи)

По ГОСТ 16338, пункт 5.18

Стойкость к газовым составляющим при 80 °С и начальном напряжении в стенке трубы 2 МПа, ч, не менее (на трубах диаметром 32 мм с SDR 11)

По ГОСТ Р 50838, (пункт 8.8)

Стойкость к медленному распространению тре­щин при 80 °С и начальном напряжении в стенке трубы 2 МПа, ч, не менее (на трубах d 110 или 160 мм с SDR11)

При начальном напря­жении в стенке трубы:
Стойкость при постоянном вну­треннем давлении при 20 °С, ч, не менее
Стойкость при постоянном вну­треннем давлении при 80 °С, ч, не менее
Стойкость при постоянном вну­треннем давлении при 80 °С, ч, не менее