Трубы для водоснабжения из полиэтилена массово применяются последнюю четверть века, но имеют неприятную особенность: они предназначены только для холодной воды в силу низкой термостойкости пластика, из которого изготовлены. Сегодня нам предстоит познакомиться с разновидностью полимера, свойства которого заметно отличаются от привычных нам. Встречайте: сшитый полиэтилен!
Младший брат
Вернемся, однако, немного назад, и изучим свойства напорных полиэтиленовых труб.
Для удобства читателя мы соберем все их особенности в общий список:
В России эти трубы производятся по ГОСТ 18599-2001;
Заметьте: действие стандарта не распространяется на газовые трубы и полиэтиленовые оболочки для прокладки кабелей.
Нормальной эксплуатационной температурой полиэтиленового напорного трубопровода считают 20°С, допустимой — 0 - 40°С;
Комментарий: при более высокой температуре полиэтилен размягчается, теряя прочность по отношению к гидростатическому давлению. При охлаждении ниже нуля стенки труб не пострадают, но водопровод по понятной причине перестанет выполнять свои функции.
Стандарт предусматривает максимальное рабочее давление в 25 атмосфер. На практике рабочее давление трубы определяется ее SDR (стандартным размерным отношением), равным результату деления наружного диаметра на толщину стенки;
Комментарий: по мере роста диаметра растет площадь стенок трубопровода и, соответственно, нагрузка на них при неизменном гидростатическом давлении. Падение прочности на разрыв с увеличением диаметра компенсируется ростом толщины стенок. Поэтому SDR обратно пропорционален рабочему давлению трубы.
Согласно ГОСТ, диаметр трубопровода варьируется от 10 до 1600 мм. Однако на практике не достигающие 16 мм диаметры труб из полиэтилена водоснабжение не использует: их пропускная способность недостаточна для полноценной работы любого сантехнического прибора.
Области применения
Они прямо вытекают из ограниченной термостойкости полимера и его высокой эластичности.
Напорные полиэтиленовые трубопроводы используются:
ИзображениеОписание
В качестве временных и дачных водопроводов. Эластичные трубы удобны тем, что их можно смотать в бухты и убрать для хранения на зиму.
Для ввода в дом холодной воды от водомерного колодца или скважины. Эластичность пластика сохраняется при отрицательной температуре, поэтому полиэтиленовому вводу не грозит разморозка: ледяная пробка растянет трубу, а после оттаивания та вернется к нормальному размеру.
В качестве магистральных водопроводов. Здесь выходит на перовое место способность эластичного трубопровода переносить без разрушения подвижки грунта: при морозном пучении или сейсмической активности стальная магистраль будет разрушена, а полиэтиленовая отделается незначительной деформацией.
Монтаж
Труба напорная из полиэтилена для водоснабжения может соединяться одним из трех способов:
- Стыковой сваркой. После торцовки и центровки трубы оплавляются при соприкосновении с электрическим нагревательным элементом и, будучи прижатыми друг к другу с усилием порядка 1,5 кг/см2, надежно сплавляются. Прочность шва достигает 4/5 прочности цельного участка трубопровода;
Однако: стыковая сварка применяется только при толщине стенки трубы в 4 мм и более.
- Электросварными муфтовыми фитингами. Заложенная в раструб при изготовлении фитинга нагревательная спираль при подаче на контактные клеммы тока разогревает фитинг вместе со вставленной в него трубой и надежно сплавляет их в единое целое. Автоматический контроль над процессом (сварочный аппарат считывает данные о напряжении и продолжительности нагрева из штрих-кода на фитинге) делает сварку особенно надежной;
- Компрессионными фитингами. При затягивании гайки полиэтиленовый или резиновый уплотнитель обжимает вставленную в раструб трубу. Этот тип соединений наименее надежен (рассоединить водопровод на компрессионных фитингах можно сильным рывком), зато предельно прост в монтаже: при диаметре до 32 мм фитинг затягивается своими руками, без применения хоть каких-то инструментов.
Видео в этой статье позволит вам более наглядно увидеть, как монтируется труба из сшитого полиэтилена для водоснабжения.
Эволюция
Сшитый полиэтилен химически отличается от обычного наличием поперечных связей между длинными молекулами полимера.
Изменение молекулярной структуры может обеспечиваться:
Пероксидной сшивкой. Перед экструзией в расплав полиэтилена вводятся пероксиды и антиокислители. При росте температуры пероксиды вступают в реакцию с молекулами полимера, отбирая у каждого звена длинной молекулы по атому водорода. Образовавшиеся в результате свободные связи атомов углерода объединяются, образуя прочную трехмерную сетку;
Заметьте: пероксидный метод — наиболее дорогой, но он обеспечивает наибольшую прочность полученного материала (PEX-a) при степени сшивки (количестве объединенных связями молекул) до 75%.
Силановой сшивкой (PEX-b). Так называемая влажная вулканизация Silquest соединяет молекулы полиэтилена мостиками из атомов кремния и кислорода (Si-O-Si), обеспечивая коэффициент сшивки до 65%;
Сшивка путем бомбардировки заряженными частицами (PEX-c) считается бюджетным решением с наиболее низким коэффициентом сшивки (до 60%). Обработке подвергается сформированная в процессе экструзии труба. Главный недостаток метода — неоднородность сшивки (в поверхностных слоях сшито между собой больше молекул, в глубинных — меньше).
Что дает поперечная сшивка полиэтилена в практическом плане:
- Увеличение прочности на разрыв (в том числе по отношению к гидравлическому давлению);
- Рост химической стойкости полимера (и без того, к слову, самой высокой среди пластиков);
- Увеличенный срок службы труб;
- Повышенную прочность по отношению к ударным нагрузкам при отрицательных температурах;
- Память формы. Если растянуть трубу, увеличив ее диаметр, она очень быстро вернется к первоначальному размеру;
Заметьте: это свойство есть и у обычного полиэтилена, но у всех видов PEX оно выражено гораздо сильнее.
- Более высокую температуру размягчения. Эта особенность позволяет поднять эксплуатационную температуру трубопроводов из PEX до 90-95°С, что дает возможность использовать их на горячей воде.
Области применения
Где именно применяются трубы PEX для водоснабжения?
Каких-либо ограничений, связанных со свойствами материала, нет: они могут использоваться в любой точке систем горячего и холодного водоснабжения. Однако так уж сложилось, что эластичность труб и их поставка в бухтах, позволяющая минимизировать количество фитинговых соединений, сделала их наиболее популярным решением для коллекторной разводки воды.
Судите сами:
Подводки водоснабжения могут укладываться абсолютно произвольно, по кривым линиям. Для сравнения — у как минимум не менее популярного полипропилена монтаж трубопроводов с изгибами и внатяжку запрещен. Все повороты выполняются только за счет фитинговых соединений;
Длина бухты позволяет оставить все соединения за пределами штроб или стяжки;
Огромный срок службы (не менее 50 лет) означает, что вы можете не заботиться о будущем ремонте водопровода: его ресурс вполне сопоставим со сроком эксплуатации современных домов между капремонтами.
Мелким текстом
Производители труб PEX несколько лукавят, указывая рабочие температуры и сроки службы своей продукции. 50 лет службы гарантированы при долговременной рабочей температуре не выше 70-75 градусов. Нагрев до максимальных 95°С при давлении в системе ГВС в 4-7 кгс/см2 снижает ресурс трубопровода до 8-15 лет.
У применения полимерных труб на горячем водоснабжении есть еще одна тонкость: оно допустимо лишь в системах с автономными водонагревателями (в том числе при использовании для нагрева воды теплоносителя в закрытой схеме теплоснабжения). Если горячая вода подается напрямую из теплотрассы через врезку ГВС в элеваторном узле, на горячем водоснабжении можно использовать только металлические трубы.
С чем связана инструкция? С большой вероятностью отклонений температуры и давления от штатных значений в таких системах.
В открытой схеме теплоснабжения (с подачей ГВС из теплотрассы) возможны:
Скачки давления при испытаниях теплотрасс вследствие неисправностей запорной арматуры элеваторных узлов;
Гидроудары;
Превышения расчетной температуры (например, если подача воды не была переключена на зиму с прямого на обратный трубопровод).
Монтаж
Для соединения труб PEX друг с другом и с элементами запорной арматуры используется два типа фитингов:
ИзображениеОписание
Компрессионные. Они сильно напоминают более привычные российскому потребителю фитинги для металлопластика, но лишены резиновых уплотнительных колец на штуцере: тот обжимается при затягивании накидной гайки самой трубой.
Использующие эффект памяти формы. Фитинг представляет собой штуцер-елочку с надвижной гильзой. Предварительно растянутая специальным (и, к слову, довольно дорогостоящим) инструментом — экспандером — труба надевается на штуцер и фиксируется на ней гильзой.
Заключение
Будем считать, что наше знакомство со сравнительно малораспространенным в России материалом состоялось. Успехов!
