Трубы и фитинги из сшитого полиэтилена

Трубы из полимерных материалов в системах тепло-, водо- и газо-снабжения благодаря легкости, удобству транспортировки (часто бухту можно увезти в легковой машине), устойчивости к коррозии и недорогой цене можно встретить в каждом доме. Многие хозяева домов и квартир остановили свой выбор на трубах из модифицированного или сшитого полиэтилена.

Трубы и фитинги из сшитого полиэтилена

Бухта PEX трубы

Трубы PEX

Трубы из сшитого полиэтилена (PEX, где PE - PolyEthylene, X-Cross-Linked) получили такое свое название из-за особой внутренней структуры полимера. В сшитом полиэтилене в процессе специальной технологии производства образуются трехмерные молекулярные связи(сшивки), довольно существенно меняющие характеристики материала. Такой полиэтилен по прочности сравнивают с материалами с кристаллической решеткой, труба из него выдерживает высокие температуры долгое время, даже при прямом воздействии огня может восстановить свою форму (эффект памяти), не разрушается при минусовых температурах, а при полном сгорании разлагается на экологичные углекислый газ и воду. Полимерное изделие всегда образует свою форму под воздействием температуры и химических веществ, и трубы из сшитого полиэтилена могут быть произведены по разным технологиям, отраженным в названии - PEX-a, PEX-b, PEX-c, PEX-d. . Кроме метода производства, разные типы сшитого полиэтилена отличаются степенями сшивки. Под «степенью сшивки» понимается процентное отношение полиэтилена с трехмерными молекулярными связями к общей массе.

Виды сшитого полиэтилена

 

Трубы, произведенные методами PEX-c и PEX-d менее распространены, поскольку первый в силу своей неэкологичности производства вообще запрещен в некоторых странах, и оба в силу невозможности обеспечить равномерность воздействия радиоактивного источника либо азотной смеси не могут претендовать на стабильность характеристик по длине и ширине трубы. При производстве PEX-с иногда с целью равномерности сшивки вместо источника электронов - бетатрона применяют помещение трубы внутрь камеры с радиоактивным кобальтом, это дешевле, но безопасность таких труб впоследствии подвергается сомнению.

Особенным типом труб являются изделия из PERT - термостойкого полиэтилена, по свойствам близкие к сшитому полиэтилену, но им не являющиеся. В данном виде полиэтилена сополимером является не бутен, как в обычном, а октен. Последний имеет молекулы большой протяженности и разветвленности, они сцепляются между собой, образуя пространственную структуру PERT, позволяющую выдерживать ему высокие температуры и ультрафиолетовые лучи. Однако, в отличие от PEX, имеющего межатомные, более прочные связи, он не способен длительно работать в условиях высоких температур и давления и обладает меньшей кислотоустойчивостью.

PEX-a, пероксидный - маркировка сшитого полиэтилена, получаемого при воздействии органических пероксидов и гидропероксидов. Они добавляются в общую массу полиэтилена при его расплавлении и только затем уже из преобразованного материала формируется труба. Пероксиды относятся к особо опасным веществам, их производство очень высокотехнологично и дорого. Предварительная сшивка происходит уже в общей массе полиэтилена и этот процесс требует жесткого температурного контроля. Такой метод производства наиболее дорогой и труба образуется с наибольшей степенью сшивки, это делает ее жестче, чем трубы из других типов сшитого полиэтилена.

Однако на прочность трубы влияет не только степень сшивки и жесткость, но и тип образующихся связей внутри материала, поэтому и другие методы производства сшитого полиэтилена позволяют добиться необходимых эксплуатационных характеристик.

PEX-b , силановый- маркировка сшитого полиэтилена, полученного воздействием органосиланидов, соединений кремния с органическими радикалами. Силаниды относятся к ядовитым веществам. После первого этапа воздействия силанидов на полиэтилен его обрабатывают водой или водяным паром в присутствии оловянного катализатора, после чего химический процесс образования трехмерной молекулярной решетки заканчивается.

Когда производство PEX-b только зарождалось и имело небольшие объемы, при таком методе случалось неравномерное воздействие силанов на сшивку по длине и ширине трубопроводов по сравнению с пероксидным методом, когда реагент действует во всей расплавленной массе полиэтилена. Однако подбор правильной дозировки реагента, соблюдение температурных и временных параметров обработки трубы при автоматизации процесса PEX-b исключает эту проблему. Трубы, выпущенные на предприятиях с многокилометровым объемом производства имеют стабильные прочностные характеристики по всей длине, а вот небольшим фабрикам добиться этого труднее.

Не следует опасаться сертифицированных труб известных производителей, применяемых в питьевом водоснабжении и произведенных таким методом сшивки полиэтилена, хоть кремниевые соединения и очень опасны. Кремневодороды - самые опасные из них, применяются для сшивки PEX-b только в кабельной промышленности, а для водопроводных труб применяются органосиланиды, которые при сшивке либо переходят полностью в химически нейтральное состояние, либо превращаются в химически нейтральный органический спирт, вымываемый при гидратации (обработке водой) трубы.

«Эффект памяти»

Любой сшитый полиэтилен в отличие от обычного, обладает «эффектом памяти», то есть труба из этого материала после нагрева стремится восстановить свою форму. При этом труба из PEX-a стремится восстановить прямую форму, поскольку полиэтилен образовал межмолекулярные связи в общей массе, до получения формы трубы, а трубы PEX-b и PEX-c будут стремиться к форме круга, ведь их сшивка закончилась, когда труба была уже в в виде бухты.

Труба РЕХв после нагрева и восстановления

 

Для удобства монтажа труб из РЕХ там, где нужно чтобы она сохранила изогнутую форму некоторые производители предлагают готовые решения, например, REHAU для системы теплых полов разработала монтажные маты Varionova, а в местах прохода труб открытым способом - желоба, в которые укладываются изогнутые участки трубопровода.

Монтажная система Varionova

 

Антидиффузионный или кислородозащитный слой

Труба РЕХ с антидиффузионным слоем при нагреве и восстановлении

 

Часто среди труб из сшитого полиэтилена можно увидеть название «труба с антидиффузионным слоем» и она при воздействии больших температур на ее участок восстановит свою форму с небольшими складочками в месте сгиба. Этого не следует бояться, свойства самого полиэтилена при этом не изменились, прочность трубы не уменьшилась, в этом месте отслоился антидиффузионный слой.

 

Труба с кислородозащитным слоем

 

Антидиффузионный или кислородозащитный слой (EVOH) является важным дополнением к трубам из сшитого полиэтилена, выбираемого для монтажа системы отопления и им не стоит пренебрегать при покупке. Любая система отопления имеет в своем составе стальные и алюминиевые элементы: котлы, рабочие колеса насосов, краны, участки трубопроводов.. Они подвергаются коррозии, если в перемещаемом теплоносителе содержится растворенный кислород. Автоматические воздухоотводчики удаляют излишек кислорода только если он выделился из теплоносителя и не способны полностью решить проблему коррозии.

Кислород проникает через толщу полиэтилена и растворяется в воде. Процесс называется диффузией газов, возникает при разности парциальных давлений газообразного вещества в воздухе и в воде. Парциальное давление кислорода в воздухе при нормальных условиях 0,147 бара. Теплоноситель в системах отопления специально подготавливают, воду в котельных или тепловых пунктах деаэрируют с помощью специальных установок. Парциальное давление в абсолютно деаэрированной воде - 0 бар и растёт по мере насыщения кислородом воды.

Кислородопроницаемость трубы из сшитого полиэтилена с толщиной стенки 2 мм, диаметром 16 мм при температуре воздуха 20 ºС составляет 670 г/м³·сут. При этом СНИП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» в п.6.4.1 регламентирует:

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

Обычная труба из сшитого полиэтилена без антидиффузионного барьера при диаметре 16 мм, толщине стенки 2 мм и длине 100 м. в год пропустит в воду 3416 г. кислорода, что приведет к выпадению на стенке в виде ржавчины около 7,9 кг железа, а еще около 4 кг железа будет находиться в теплоносителе, загрязняя его. Если принять защиту трубы антидиффузионным слоем максимально допустимой по норме, то есть когда проникновение кислорода не превышает 0,1 г/м³ в сутки, то за год труба такого же диаметра и длины приведет к коррозии максимум 1,82 г. железа, что в 6500 раз меньше. Очевидно, что для систем отопления следует применять только трубы из PEX с антидиффузионным слоем.

При монтаже трубопроводов из PEX в бетонных стяжках и постоянных температурных колебаниях никаких разрушений стяжки, отслоения плитки не наблюдается. Этот полимер обладает низшим модулем упругости по сравнению с другими материалами, из которых изготавливаются трубопроводы и за счет этого гасит напряжение, возникающее при температурном расширении трубы.

Производство сшитого полиэтилена - высокотехнологичный процесс и главное - его соблюдение при любом методе. Иногда производители, стремясь к удешевлению продукции выдают обычный полиэтилен за сшитый, внешне их отличить сложно. Главная отличительная черта материала, по которой можно отличить модифицированный полиэтилен от обычного - его температурная устойчивость. Вот так выглядит труба из обычного и сшитого полиэтилена, нагретая до 150-180 град С в печи в течение 30 минут.

Труба из обычного и сшитого полиэтилена при нагреве

 

Производителей сшитого полиэтилена известно сегодня большое количество, но поскольку такой материал получается с правильными свойствами лишь при непременном соблюдении технологии, применении недешевых реагентов и сложного автоматизированного оборудования, при выборе отдают предпочтения известным маркам, таким как Uponor, Altstream, HLV, TAEN, VALTEC, REHAU.

Соединение PEX-труб

Соединение PEX-труб производится с помощью специальных фитингов:

-пресс-фитингов - неразъемное, очень прочное соединение, выдерживает давление до 5-6 атм. Понадобится ручной или гидравлический пресс.

Прессфитинг

 

-фитингов с надвижной гильзой или обжимных фитингов - разъемное соединение, может быть использовано для холодных и горячих систем, выдерживает давление до 2,5 атм.

Обжимной фитинг

 

Трубы из полиэтилена, произведенного методом «в» не соединяют фитингами с надвижной гильзой, поскольку при таком методе конец трубы расширяется с помощью экстрактора. Относительное удлинение при разрыве PEX-b ниже аналогичного показателя у PEX-a за счет более прочных силановых связей и такое расширение трубы приводит к накоплению микротрещин, сокращающих срок службы соединения.

-электросварных фитингов-требует специального инструмента и навыков, используется редко, по прочности соединение близко к монолиту.

Трубы известного производителя UPONOR могут быть соединены специальным запатентованным видом фитингов Q&E (Quik and Easy, «быстро и легко»), с помощью их процесс занимает 30 секунд.

Быстрое соединение Uponor

 

REHAU изобрел особое соединение с надвижной гильзой, которое в своем составе не имеет резиновых уплотнительных колец, со временем выходящих из строя, а сама труба проникает при обжиме в узел, тем самым обеспечивая очень высокую долговременную надежность. Для монтажа применяется специализированный инструмент RAUTOOL, который всегда есть у профессиональных партнеров REHAU.

 

Монтажный инструмент Rautool

 

Для монтажа труб из сшитого полиэтилена достаточно ручного инструмента, сам процесс несложен, поэтому такие трубы очень распространены при прокладке внутренних сетей в доме или квартире.

При прокладке в земле трубы рекомендуют укладывать в защитных чехлах, поскольку мягкие стенки трубы доступны для грызунов и они могут повредить их.

Устойчивость к высокой температуре и давлению делает этот материал одним из самых распространенных при устройстве теплых полов.

Сшитый полиэтилен разрушается при воздействии солнечного света, поэтому с такими трубами обычно ведут скрытый монтаж, внутри стен.

Соединения ведут только в местах установки тройников, сама труба очень гибкая и легко образует повороты, следует лишь крепить ее к основанию, поскольку в свойстве материала - восстановить свою форму после изгиба. Удобными и создающими малое гидравлическое сопротивление являются латунные уголки с площадкой под крепление компании REHAU

Труба из модифицированного полиэтилена одинаково может быть применена и в системах питьевого водоснабжения, и в отопительных контурах, и при монтаже системы подачи горячей воды. Розовые трубы PINK от REHAU универсальны для радиаторного отопления и системы теплых полов, что позволяет сэкономить до 20% на покупке материалов, ведь остатки от теплых полов легко можно использовать для подключения радиаторов, и наоборот.

При подаче питьевой воды по трубам желательно отсутствие контакта жидкости с любыми металлическими деталями системы, поэтому REHAU выпускает полимерные фитинги с нажимной гильзой RAUTITAN.

Нажимная гильза REHAU

 

Трубы из PEX позволяют упростить и облегчить монтажные работы, их несложно транспортировать, они не требуют погрузочно-разгрузочных работ, специальных электрических агрегатов для сварки, все это делает их очень распространенным материалом для создания внутренних инженерных сетей зданий.