Полиэтиленовые трубы ПНД: производство и применение

В статье мы постараемся разобраться, что такое полиэтилен низкого давления, каковы особенности этого материала и где он может применяться.

Получение сырья

Полиэтилен — на данный момент самый распространенный из всех существующих пластиков. Его получают полимеризацией газа этилена при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора.

Трубы ПНД могут складироваться под открытым небом

Все виды полиэтилена — эластичные диэлектрики, стойкие к низким температурам и химически агрессивным средам.

Однако некоторые физические свойства этого материала определяются тем, при каких условиях проходила полимеризация.

• При давлении 150-300 МПа, температуре 200-260 С и в присутствии кислорода получается полиэтилен высокого давления, он же полиэтилен низкой плотности;
• Если же давление существенно ниже 2 МПа, температура лишь немного выше точки кипения воды и присутствуют некоторые экзотические катализаторы ( к примеру, смесь TiCl4 и AlR3) — мы получим искомое: полиэтилен низкого давления ПНД, обладающий большей механической прочностью и более тугоплавкий.
  Именно он применяется для производства водопроводных и канализационных труб, которые так и называются: трубы полиэтиленовые ПНД.

Таким наш герой покидает автоклав

Производство труб

Производятся трубы общими для всех пластиков способами:

• Литьем.  Пластик заливается во вращающуюся форму и, застывая на ее внутренней поверхности, формирует стенки будущей трубы;
• Экструзией (выдавливанием). Разогретый пластик выдавливается из пресс-формы и тут же застывает.

Что мы и наблюдаем на фотографии

Физические свойства материала

Именно они определяют те области, где может применяться полиэтиленовая труба ПНД.

Итак, мы имеем дело с материалом, который:

• Имеет плотность 0,94 — 0,96 грамма/см3. То есть немного легче воды.
• Обладает относительным удлинением при разрыве от пятисот до шестисот процентов. Раз так — трубы из полиэтилена низкого давления крайне эластична и может гнуться под произвольным углом, укладываться в грунт без защитного короба и не бояться разморозки: лед не порвет ее, а лишь заставит чуть растянуться.
• Начинает размягчаться при температуре от 80 до 120 С в зависимости от наличия стабилизирующих добавок. Это, в свою очередь, сообщает нам две новости:  труба полиэтиленовая ПНД может легко соединяться с фитингами диффузной сваркой при помощи простенького низкотемпературного паяльника; кроме того, для горячей воды и отопления она категорически не подходит.

Области применения

Водопровод

Разумеется, только водопроводные ПНД трубы холодного водоснабжения. Однако в этой области трубы из ПНД так хороши, что в свое время Япония централизованно меняла на этот материал стальные  магистрали водоснабжения.

У нас тоже, к великому счастью, полиэтилен вытесняет стальные магистрали

Канализация

И здесь канализационные трубы ПНД — однозначный чемпион.

Они:

• Очень прочны;
• Не пропускают наружу звуков, что в случае канализации — несомненный плюс;
• Гнутся под любым углом, при этом не проявляя характерной для ПВХ хрупкости.

Совет: трубы для канализации из полиэтилена — и в самом деле лучший выбор.

Внешне их можно отличить от ПВХ прежде всего по более толстым и гибким стенкам.

Кроме того, ПНД применяется и при изготовлении емкостей для септиков, пластиковых колодцев и прочих конструкций, которым предстоит долгое время жить в агрессивных средах и при самых разных температурах.

Септики производятся не только из ПВХ

Обсадные трубы для скважин на воду

При достаточной прочности трубы очень легко варятся встык или вообще собираются на резьбах. Кроме того, такая обсадная труба не боится подвижек грунта: она просто слегка деформируется и продолжит выполнять свои функции.

Такой метод соединения делает использование труб ПНД в качестве обсадных неимоверно удобным

Отсюда — совет: в самом деле, для обсадной трубы лучше поискать ПНД трубы с резьбами. Сделанные именно такими, без утолщений в местах стыковки, они собираются и опускаются в скважину буквально влет. Не забудьте сделать низ обсадной трубы перфорированным, чтобы она не мешала воде поступать в скважину.

Размеры и другие характеристики

Труба ПНД полиэтиленовая поставляется в виде прямых отрезков длиной до 12 метров или в бухтах, вмещающих до сотни метров трубы. Во втором случае легко отрезать именно ту длину, которая необходима в вашем случае, не переплачивая за оставшийся невостребованным остаток.

Различают два вида труб: ПЭ80 и ПЭ100. Первые используются для внутренних водопроводов диаметром до 90 мм, вторые — для магистралей большого сечения.

Максимальное давление, на которое рассчитаны трубы из ПНД — 16 атмосфер. Максимальное расчетное давление отражается в маркировке трубы:  параметр SDR — отношение диаметра трубы к толщине ее стенки. Чем этот параметр меньше, тем большее давление труба выдержит. Так, для ПЭ80 SDR21 рабочее давление 6 атмосфер, а для ПЭ100 SDR11 — 16.

Диаметр труб и толщина их стенок варьируется в самых широких пределах. Если трубы ПЭ1011020В с внешним диаметром 20 миллиметров и толщиной стенок 2 мм используются в качестве разводки холодной воды в частном доме или квартире, то ПЭ80136800В имеет диаметр 80 сантиметров, стенки толщиной 58,8 миллиметра и применяется при сборке магистралей, питающих водой целые микрорайоны.

Все размеры к вашим услугам

Способы соединения

Трубы ПНД малого диаметра соединяются обжимными фитингами или фитингами, использующими диффузную сварку.  Первый вариант удобен тем, что соединения остаются разборными.

Для внутренних водопроводов очень удобно

В случае прокладки магистрали большого диаметра из полиэтиленовых труб они свариваются встык. Благодаря большой толщине стенок соединение по прочности мало отличается от монолитной трубы.

С трубами большого диаметра все сложнее

Заключение

Еще один удобный, экологичный и недорогой материал, пусть и с областью применения, ограниченной низкими температурами. Как говорится, не проходите мимо!