Характеристики сшитого полиэтилена

Трубы PEX и PE-RT: в чем разница, какая лучше для теплого пола и отопления

Чем отличаются PEX трубы от PE-RT трубопровода? А какая из них лучше подойдет для отопления или теплого пола? Ответы в этой статье.

До последнего времени наиболее популярным и доступным видом материала, из которого изготавливали трубопровод для отопления, был металлопластик. Такие трубы представляют собой конструкцию из двух полимерных слоев с алюминиевой фольгой между ними.

Однако, сложность монтажа и ремонта поврежденных участков металлопластиковой магистрали стали ключевыми факторами, по которым большинство покупателей все чаще и чаще отдают свое предпочтение трубам из сшитого полиэтилена, таким как PEX и PE-RT.

Особенности труб из сшитого полиэтилена

Данные типы трубопровода изготавливаются из одного и того же сырья — полиэтилена, однако PEX и PE-RT трубы отличаются технологией производства.

PEX – изделия из сшитого полиэтилена с разной степенью сшивки, которая осуществляется за счет формирования поперечных связей между макромолекулами полимера под химическим или физическим воздействием. Выделяют следующие виды сшивки:

• PEX-a (пероксидная 75%),
• PEX-b (силановая 65%),
• PEX-с (радиационная 60%).

Процент сшивки указывает на степень прочности и устойчивости трубопровода к высоким температурам и агрессивной среде, хотя на качество и надежность это никак не влияет. Однако считается, что чем выше степень сшивки полипропиленовой трубы, тем выше вероятность заломов и повреждений при их монтаже.

PE-RT – полиэтилен с повышенной термостойкостью, в котором сшивка осуществляется за счет прочного переплетения ветвей макромолекул такого сополимера, как октилен. Выделяют PE-RT трубы 1 и 2 типа, второй способен выдержать давление на 20% больше первого. Данная характеристика указывает на его повышенную износостойкость.

Сравнение труб PEX и PE-RT

Несмотря на то, что данные виды труб имеют схожие черты и преимущества, такие как:

• Устойчивость к УФ-лучам.
• Устойчивость к агрессивным веществам и коррозии.
• Длительный срок эксплуатации (до 50 лет).
• Безопасность и экологичность материала.

Тем не менее PEX и PE-RT изделия имеют ряд отличительных свойств. В видео, представленном ниже, эксперты компании Valtec проводят наглядное сравнение разных видов полиэтиленовых труб:

Термостойкость и срок эксплуатации

Большинство производителей заявляют, что полиэтиленовые трубы этих двух разновидностей не потеряют своих эксплуатационных свойств в течение 50 лет службы. Однако, такая длительность достигается только при соблюдении определенных температурных показателей теплоносителя.

PERT трубы считаются изделиями повышенной термостойкости, тем не менее при температуре жидкости в магистрали более 70 градусов их срок службы резко сокращается (данная характеристика относится в большей степени к ПЕРТ трубопроводу 1 типа).

У PEX-труб долговечность определяется классом эксплуатации полиэтиленового теплопровода. Конструкция из сшитого полиэтилена 5 класса способна выдержать температуру теплоносителя до 90 градусов. При этом срок эксплуатации на прямую зависит от рабочего давления в системе отопления. Например, при давлении 8 бар и температуре воды 90 градусов ПЕКС трубопровод прослужит максимум 8 лет.

Стоит отметить, что колебания температуры и давления в системе отопления напрямую влияют на долговечность всех видов полиэтиленовых изделий: чем выше температурные показатели, тем меньше срок службы трубопровода.

Жесткость

Если сравнивать PEX и PERT трубы, то последние по своим свойствам немного мягче первых. Это позволяет им принять наименьший радиус изгиба без излома теплопровода при ее монтаже, что особенно актуально при обустройстве водяного теплого пола.

Гибкость трубопровода из сшитого полиэтилена типа PEX зависит от его степени сшивки. PEXa наиболее жесткие трубы в сравнении с PEXb и PEXc, однако данный тип изделий характеризуется хорошей ремонтоспособностью. В случае залома ПЕКС-трубы принимают свою первоначальную форму под воздействием высокой температуры, для этого достаточно нагреть поврежденный участок трубопровода горячим феном.

Обращаем ваше внимание, что PE-RT трубы можно сваривать при монтаже и обеспечить хорошую герметичность трубопровода. С PEX теплопроводом этого делать нельзя.

Стоимость

Еще одна отличительная особенность трубопровода из сшитого и термостабилизированного полиэтилена это их цена. На рынке представлен широкий ассортимент полиэтиленовых труб и зачастую PEX изделия будут стоить в 1,5 раза дороже, чем PE RT аналоги.

Трубы PEX и PE-RT: какая лучше для отопления и для теплого пола?

Стоит помнить, что трубы подбираются с учетом особенностей отопительной системы. Согласно установленным нормам, на каждом трубопроводе указывается его класс эксплуатации, который указывает на рабочие давление, температуру и максимальный срок службы изделия при соблюдении указанных температурных показателей.

Принимая во внимание, что в СЦО возможны скачки давления и гидравлические удары, то в такой системе рациональнее использовать PEX трубы или термоустойчивые теплопроводы 2 типа с 5 классом эксплуатации. Однако, применяя изделия из сшитого полиэтилена в централизованном отоплении, не рекомендуется утапливать их в стену.

По соотношению цены и качества для напольного отопления лучшим решением будет трубопровод PE-RT. Максимальная температура эксплуатации для них не должна превышать 70 градусов, что допустимо при монтаже водяного теплого пола.

В автономной системе отопления, где есть возможность регулировать температурные показатели системы, можно использовать как PEX, так и PERT трубопровод. Здесь главным фактором в принятии решения может быть лишь его цена.

Вывод

При выборе трубы из сшитого полиэтилена стоит руководствоваться их эксплуатационными характеристиками и подбирать трубопровод в зависимости от типа и особенностей отопительной системы. У любой полиэтиленовой магистрали есть три основных параметра: рабочие температура и давление, а также срок службы. Чем выше давление или температурные показатели в системе, тем ниже ее срок эксплуатации.

Важно выбирать качественные изделия проверенных производителей, чтобы в дальнейшем избежать непредвиденных проблем.

А у Вас был опыт использования труб из сшитого полиэтилена для радиаторного отопления или системы водяного теплого пола? Делитесь своими историями и впечатлениями в комментариях!

Что такое сшитый полиэтилен и каким он бывает?

Сшитый полиэтилен – что это такое, как применяется, лучше ли он полипропилена и металлопластика, каков срок его службы и другие характеристики, отличающие этот вид полимеров? Эти и другие вопросы возникают у тех, кто планирует замену труб. Пребывая в поисках оптимального материала для прокладки коммуникаций в доме или на даче, сшитый полиэтилен точно не стоит сбрасывать со счетов.

Характеристики

Долгое время полимерные материалы пытались избавить от их главного недостатка — повышенной термопластичности. Сшитый полиэтилен являет собой пример победы химических технологий над прежними недочётами. Материал обладает модифицированной сетчатой структурой, образующей дополнительные связи в горизонтальной и вертикальной плоскости. В процессе сшивки материал приобретает высокую плотность, не деформируется при термическом воздействии. Его относят к термопластам, изделия производят по ГОСТу 52134-2003 и ТУ.

Основные технические характеристики материала включают следующие параметры:

• масса — примерно 5,75-6,25 г на 1 мм толщины изделия;
• прочность на разрыв – 22-27 МПа;
• номинальное давление среды – до 10 бар;
• плотность – 0,94 г/м3;
• коэффициент теплопроводности – 0,35-0,41 Вт/м°С;
• температура эксплуатации – от −100 до +100 градусов;
• класс токсичности продуктов, испаряемых при горении, – Т3;
• показатель горючести – Г4.

Стандартные размеры варьируются от 10, 12, 16, 20, 25 мм до максимальных значений в 250 мм. Такие трубы подходят и для прокладки водопровода, и для канализационных сетей. Толщина стенок составляет 1,3-27,9 мм.

Маркировка материала в международной классификации выглядит так: PE-X. В российской чаще всего используют обозначение ПЭ-С. Он выпускается в отрезках прямого типа, а также свёрнутым в бухты или на катушках. Срок службы сшитого полиэтилена и изделий из него достигает 50 лет.

Производство труб и оболочек из этого материала выполняется путём обработки в экструдере. Полиэтилен проходит через формующее отверстие, подаётся в калибратор, проходя охлаждение с применением потоков воды. После окончательной формовки заготовки нарезаются согласно заданному размеру. Изготовление труб из PE-X может осуществляться несколькими методами.

1. PE-Xa. Материал, сшитый пероксидным способом. Он имеет равномерную структуру, содержащую значительную долю сшитых частиц. Такой полимер безопасен для здоровья человека и окружающей среды, обладает высокой прочностью.
2. PE-Xb. В трубах с такой маркировкой используется силановый метод сшивки. Это более жёсткий вариант материала, но такой же прочный, как пероксидный аналог. Если речь идёт о трубах, стоит проверить гигиенический сертификат изделия — не все виды PE-Xb рекомендованы к использованию в бытовых сетях. Чаще всего из него изготавливают оболочку кабельной продукции.
3. PE-Xc. Материал, полученный из радиационного сшитого полиэтилена. При этом методе производства изделия получаются достаточно жёсткими, но наименее прочными.

Важно учитывать, что в бытовых сферах при прокладке коммуникаций предпочтение чаще всего отдаётся изделиям типа PE-Xa, наиболее безопасным и долговечным. Если основным требованием является прочность, стоит обратить внимание на сшивку силановым методом — такой полиэтилен лишён некоторых недостатков пероксидного, долговечен и прочен.

Сферы применения

Использование сшитого полиэтилена ограничено лишь несколькими сферами деятельности. Из материала производят трубы для радиаторного отопления, для тёплого пола или водоснабжения. Их разводка на большие расстояния требует прочного основания. Именно поэтому основное распространение материал получил при работе в составе систем со скрытым способом монтажа.

Кроме того, помимо напорной подачи среды, такие трубы хорошо подходят для технической транспортировки газообразных веществ. Сшитый полиэтилен — один из основных материалов, применяемых в прокладке подземных газопроводов. Также из него изготавливают полимерные детали приборов, некоторые виды строительных материалов.

Применяется он и в кабельном производстве как основа для защитных рукавов в сетях высокого напряжения.

Обзор видов

Сшивка полиэтилена стала необходимой из-за его особенностей, напрямую связанных с высоким уровнем тепловых деформаций. Новый материал получил принципиально иную структуру, обеспечив более высокую прочность и надёжность изготавливаемым из него изделиям. Прошитый полиэтилен имеет дополнительные молекулярные связи, обладает эффектом памяти. После незначительной тепловой деформации он восстанавливает прежние характеристики.

Серьёзной проблемой долгое время являлась и кислородопроницаемость сшитого полиэтилена. При попадании этого газообразного вещества в теплоноситель, в трубах образуются стойкие коррозионные соединения, что очень опасно при использовании металлических фитингов или других элементов из чёрных металлов, которыми соединяется система при монтаже. Современные материалы лишены и этого недостатка, поскольку содержат внутренний кислородонепроницаемый слой из алюминиевой фольги или EVON.

Также для этих целей может использоваться лаковое покрытие. Трубы с кислородным барьером более устойчивы к таким влияниям, их допускается использовать в сочетании с металлическими.

При изготовлении сшитого полиэтилена может применяться до 15 разных способов, влияющих на конечный результат. Основное различие в них заключается в способе воздействия на материал. Он влияет на степень сшивания и некоторые другие характеристики. Наиболее часто используются всего 3 технологии.

• Физическая или основанная на воздействии на молекулярную структуру полиэтилена радиационным облучением. Степень сшивания достигает 70%, что выше среднего уровня, но значительное влияние здесь оказывает толщина стенок полимера. Такие изделия маркируют как PEX-C. Их основное отличие — неравномерность соединения. Технология производства не применяется в странах ЕС.

• Силанольносшитый полиэтилен получают при химическом соединении силана с основой. В современной технологии B-Monosil для этого создаётся соединение с пероксидом, ПЭ, а затем подаётся на экструдер. Это обеспечивает равномерность сшивки, существенно повышает её интенсивность. Вместо опасных силанов в современном производстве применяются вещества органосиланиды с более безопасной структурой.

• Пероксидный метод сшивки полиэтилена также предусматривает химическое соединение компонентов. В процессе задействовано сразу несколько веществ. Это гидропероксиды и органические пероксиды, добавляемые в полиэтилен при его плавлении до экструдирования, что позволяет получить сшивку до 85%, обеспечить её полную равномерность.

Сравнение с другими материалами

Выбирая, что лучше – сшитый полиэтилен, полипропилен или металлопластик, потребитель должен учитывать все плюсы и минусы каждого материала. Переход в домашней системе водоснабжения или отопления на PE-X не всегда целесообразен. Материал не имеет армирующего слоя, который есть в металлопластике, но он легко выдерживает неоднократное замораживание и нагревание, тогда как его аналог при таких условиях эксплуатации придёт в негодность, треснув по стенкам. Преимуществом является и высокая надёжность сварного шва. Металлопласт часто расслаивается в процессе эксплуатации, при давлении среды выше 40 бар его просто разрывает.

Полипропилен — материал, долгое время рассматривавшийся как безальтернативная замена металлу в частном домостроении. Но этот материал очень капризен в монтаже, при понижении атмосферных температур собрать линию качественно довольно сложно. При ошибках в сборке неизбежно будет ухудшаться проходимость труб, появятся протечки. ПП-изделия не подходят для укладки в стяжку пола, скрытой проводки в стенах.

Сшитый полиэтилен лишён всех этих недостатков. Материал поставляется в бухтах по 50-240 м, что позволяет заметно сократить количество фитингов при монтаже. Труба имеет эффект памяти, восстанавливает исходную форму после её искажения.

Благодаря гладкой внутренней структуре стенки изделий способствуют снижению риска образования отложений. Монтируются трассы из сшитого полиэтилена холодным способом, без нагрева и пайки.

Если рассматривать все 3 вида пластиковых труб в сравнении, можно сказать, что всё зависит от условий эксплуатации. В городском жилье с магистральной подачей воды и тепла лучше ставить металлопластик, хорошо адаптированный под широкий диапазон рабочего давления и постоянный температурный режим. В загородном домостроении лидерство при прокладке коммунальных систем сегодня прочно удерживает сшитый полиэтилен.

Производители

Среди представленных на рынке брендов можно найти немало известных фирм, выпускающих трубы PE-X с применением разных технологий. Самые известные из них заслуживают особого внимания.

• Rehau. Производитель использует пероксидную технологию сшивки полиэтилена, выпускает трубы диаметром 16,2-40 мм, а также необходимые комплектующие для их монтажа. Кислородный барьер в виде алюминиевой фольги есть у серии Stabil, она же имеет самый низкий коэффициент температурного расширения. В серии Flex есть трубы нестандартного диаметра до 63 мм.

• Valtec. Ещё один признанный лидер рынка. В производстве используется силановый метод сшивки, доступный диаметр труб – 16 и 20 мм, монтаж осуществляется обжимным способом. Изделия считаются надёжными, ориентированы на прокладку внутренних скрытых коммуникаций.

• Uponor. Производитель изготавливает продукцию с диффузионным барьером на полимерной основе. Для систем теплоснабжения предназначена продукция Radi Pipe с диаметром до 63 мм и увеличенной толщиной стенок, а также линейка Comfort Pipe Plus с рабочим давлением до 6 бар.

Это основные производители, известные далеко за пределами РФ. У продукции международных фирм есть масса достоинств: она сертифицирована по более строгим стандартам, соответствует гигиеническим нормам. Но стоимость таких изделий существенно выше предложений китайских малоизвестных брендов или российских компаний.

В РФ производством сшитого полиэтилена занимаются следующие предприятия: «Этиол», «Пкп Ресурс», «Ижевский завод пластмасс», «Нелидовский завод пластических масс».

Как выбрать?

Выбор изделий из сшитого полиэтилена чаще всего осуществляется перед прокладкой внутренних и наружных коммуникаций. Если речь идёт о трубах, рекомендуется уделить внимание следующим параметрам.

1. Визуальные свойства. Не допускается наличие шероховатостей на поверхности, утолщений, искажающих или нарушающих установленную толщину стенок. К дефектам не относятся минимальная волнистость, продольные полосы.
2. Равномерность прокрашивания материала. Он должен иметь однородный цвет, поверхность без пузырей и трещин, посторонних частиц.
3. Способ производства. Наилучшими свойствами обладает сшитый полиэтилен, изготовленный пероксидным методом. У силановой продукции нужно обязательно проверять гигиенический сертификат — он должен соответствовать стандартам питьевых или технологических трубопроводов.
4. Характеристики. Они указываются в маркировке материала и изделий из него. Важно с самого начала разобраться, какие именно диаметр и толщина стенок трубы окажутся оптимальными. Наличие кислородного барьера обязательно, если труба используется в одной системе с металлическими аналогами.
5. Температурный режим в системе. Сшитый полиэтилен хоть и имеет расчётные показатели термостойкости до 100 градусов Цельсия, всё же не предназначен для систем с температурой среды более +90 градусов. При повышении этого показателя всего на 5 пунктов срок службы изделий снижается в десятки раз.
6. Выбор производителя. Поскольку сшитый полиэтилен — материал относительно новый, высокотехнологичный, лучше выбирать его у известных брендов. Среди лидеров — Rehau, Unidelta, Valtec.
7. Стоимость продукции. Она ниже, чем у полипропилена, но всё равно достаточно высокая. Цена варьируется в зависимости от применяемого способа сшивки.

Учитывая все эти моменты, подобрать изделия из сшитого полиэтилена с нужными характеристиками можно без лишних хлопот.

В следующем видео рассказывается о монтаже изделий из сшитого полиэтилена.

Проектирование, монтаж и запуск систем отопления в СПБ и ЛО

Сшитый полиэтилен – это популярный строительный материал, который с каждым годом все чаще применяется при монтаже систем отопления и коммуникации водоснабжения. Я на себе прочувствовал все преимущества таких труб, ведь при обустройстве собственной квартиры теплым полом остановил свой выбор на PERT. Но при этом строители часто сталкивают между собой трубы PERT и PEX, отличия которых необходимо рассмотреть.

Классификация PEX труб по способу производства:

PEX труба – это труба из сшитого полиэтилена. Независимо от торговой марки и фирмы-производителя существует три способа производства PEX труб, то есть три способа сшивки:

• пероксидный метод (PEX-А трубы)
• силановый метод (PEX-В трубы)
• метод облучения (PEX-С трубы)

Вопреки распространенному заблуждению, эти обозначения указывают только лишь на различия в процессе производства каждого из вида труб и не отражают конкретные технические характеристики или свойства. Тем не менее, различия существуют. Подробнее мы рассмотрим их ниже. Сейчас же хотим обратить ваше внимание на то, что независимо от своего типа, любая труба PEX должна соответствовать следующим стандартам:

• выдерживать определенное давление и температуру
• иметь определенный минимальный радиус сгибания
• диаметр и толщина стен трубы должны соответствовать тому, что заявлено производителем

Обязательно проверяйте маркировку на самих трубах.

Читайте также: Труба витая и рельефная декоративная: красивый и практичный элемент для отделочных работ

Характеристики сшитого полиэтилена

Независимо от метода производства труб PEX, изделия из этого вещества, не теряя положительных свойств простого полиэтилена, обладают следующими достоинствами:

• повышенная прочность материала;
• улучшенная гибкость продукции и способность по окончании деформационного воздействия принимать исходную форму, упругость сшитого полиэтилена предотвращает возникновение на поверхности изделий изломов и трещин, даже после долгого изгибания при повышенных температурах;
• рабочее значение верхнего температурного порога при давлении до 10 атм – +95°С;
• стойкость к воздействию кислорода (окислению);
• благодаря гладкой внутренней поверхности изделий на ней практически не скапливаются отложения грязи, биологических отходов и т.д.;
• химическая и биологическая нейтральность материала – стойкость к большинству агрессивных рабочих сред и биологических веществ;
• прекрасные электроизоляционные характеристики, позволяющие использовать трубы PEX в местах пролегания проводов и силовых кабелей.

В соответствии с ГОСТом 52134-2003 на трубах должно быть указано:

сокращенное обозначения материала с указанием типа сшивки (А, В или С), стандартное размерное соотношение SDR (например, SDR9), через тире номинальный наружный диаметр и номинальная толщина стенки трубы в миллиметрах, класс эксплуатации, максимальное рабочее или номинальное давление в МПа или в бар и номер ГОСТа. Стандартное размерное соотношение SDR необходимо для расчетов максимально допустимого рабочего давления трубы.

Многие width=»623″ height=»263″[/img] выделяют отдельный тип труб PEX-EVOH. Это трубы из сшитого полиэтилена с антидиффузионным слоем из поливинилэтилена, который препятствует диффузии кислорода в теплоноситель. Фактически же это дополнительная характеристика к уже существующей классификации труб, т.е. правильно обозначение должно быть таким PEX-А(или В или С) – EVOH.

Применение труб ПЕКС

Вследствие указанных выше преимуществ материала, возможно использование продукции в следующих областях деятельности человека:

• прокладка водопроводов;
• перенос рабочих сред в газообразном состоянии;
• обустройство канализационных контуров;
• использование для отопления труб PEX-A;
• конструирование тёплых полов;
• подвод до мест использования технической воды и разнообразных химических реагентов;
• устройство трубопроводов прочих назначений.

Какой тип PEX труб выбрать?

Самые гибкие из всех PEX труб, имеют отличную молекулярную память и дают возможность с помощью строительного фена исправить заломы, возникшие в процессе монтажа. Используются в мировой практике уже более 50 лет, это дольше чем любой из видов PEX труб и за это время не было зарегистрировано ни одного серьезного случая.

Тем не менее, у этого вида труб есть два существенных недостатка. Во-первых, процент вымывания химических веществ от 50 до 200% больше чем у труб PEX-В, что негативно влияет на другие элементы отопительной системы. Во-вторых, высокая цена по сравнению с PEX-В и PEX-С трубами. А если добавить к цене труб еще и стоимость фитингов и инструмента, то общая стоимость систем отопления может отличаться в разы. Маленький радиус сгибания PEX-А по сравнению с другими трубами с одной стороны является преимуществом, с другой стороны вряд ли это свойство может служить решающим фактором при выборе труб.

Трубы PEX-В стали широко использовать позже, но все же уже зарекомендовали себя на рынке труб для систем отопления за более чем 40 лет своего существования. Их отличают высокий показатель давления разрыва трубы и высокая устойчивость к окислению, что, несомненно, является важным преимуществом. Недостатками данного типа труб является их жесткость и низкая молекулярная память. Например, труба, размотанная из катушки, будут сохранять изгиб. Жесткость труб особенно заметная на трубах большого диаметра, например, 1”.

Достаточно мало распространены как на Российском, так и на мировом рынке. В конце 2013 года в США на крупнейшего производителя этого типа труб был подан коллективный иск, в котором утверждалось, что их трубы подвержены высокому риску возникновения трещин из-за раннего окисления. В нашей практике мы не сталкивались с применением этого типа труб.

Подводя итоги нашей статьи, мы рекомендуем нашим клиентам выбирать между трубами PEX-А и PEX-В в зависимости от личных предпочтений, бюджета и индивидуальных особенностей систем отопления. Мы не продвигаем никого из конкретных производителей и работаем с любым материалом. Будем рады ответить на любые возникшие у вас вопросы.

Сравнение PERT и PEX

Главный параметр, на который нужно изначально смотреть при постройке любой долговечной системы – срок эксплуатации. Изготовитель заявляет, что сшитый полиэтилен не теряет свои свойства в течение пятидесяти лет. Но если обратиться в графикам старения PEX и PERT, то будет видно, что только до 70°C графики не различаются.

Поэтому, если будут использоваться PERT или PEX для теплого пола с температурой воды не больше 70 градусов, то разницы при эксплуатации владелец дома не почувствует. Но при больших температурах PERT труба сильно проигрывает, ведь скорость его старения будет выше, нежели у PEX.

Следующий параметр для сравнения: гибкость и жесткость. Но по этой характеристике сравнивать трубы достаточно сложно, так как гибкость и жесткость полностью зависят от производителя, который для удовлетворения потребностей всех клиентов изготавливают, как жесткие, так и гибкие модели.

Особенно важно обращать внимание на этот параметр, если у трубы PEX или PERT нужно изменить изгиб. Максимально важным качество оказывается, когда человек самостоятельно решил провести монтаж, и он стремится максимально облегчить для себя предстоящую работу.

А вот при ремонте отсутствуют какие-либо отличия трубы PERT от PEX. При этом они выгодно отличаются от металлопластиковых труб тем, что имеют полимерные и латунные фитинги с длительным сроком эксплуатации.

Еще о трубах для водяного пола в видео:

Трубы PEX и PE-RT: какая лучше для отопления и для теплого пола?

Стоит помнить, что трубы подбираются с учетом особенностей отопительной системы. Согласно установленным нормам, на каждом трубопроводе указывается его класс эксплуатации, который указывает на рабочие давление, температуру и максимальный срок службы изделия при соблюдении указанных температурных показателей.

Принимая во внимание, что в СЦО возможны скачки давления и гидравлические удары, то в такой системе рациональнее использовать PEX трубы или термоустойчивые теплопроводы 2 типа с 5 классом эксплуатации. Однако, применяя изделия из сшитого полиэтилена в централизованном отоплении, не рекомендуется утапливать их в стену.

По соотношению цены и качества для напольного отопления лучшим решением будет трубопровод PE-RT. Максимальная температура эксплуатации для них не должна превышать 70 градусов, что допустимо при монтаже водяного теплого пола.

В автономной системе отопления, где есть возможность регулировать температурные показатели системы, можно использовать как PEX, так и PERT трубопровод. Здесь главным фактором в принятии решения может быть лишь его цена.

Трубы из молекулярного сшитого полиэтилена Реx-А, Pex-B и Pex-C: какие выбрать?

Трубы из сшитого полиэтилена используются при монтаже тёплых полов, разводке систем холодного и горячего водоснабжения, установке систем «холодная панель» (альтернатива кондиционерам), питьевого водоснабжения и во многих других сферах.

Матчасть

1. Что такое PEX

Сшитый полиэтилен (PEX) – это полиэтилен с большим молекулярным весом, получаемый из обычного полиэтилена низкого давления (ПНД) методом сшивания его линейных молекул с помощью органических пероксидов и гидропероксидов (PEX-a); органосиланидов (кремний + органические радикалы – PEX-b); ионизирующего излучения (PEX-c). В результате процесса «сшивания» образуются поперечные дополнительные связи, которые усиливают сцепляющую связь молекулярных кластеров (ячеек) трубы.

2. Что такое PE-RT

Полиэтилен с повышенной термостойкостью (PE-RT) – термоустойчивый полиэтилен, в котором в результате химической реакции бутен заменяется на октен, имеющий разветвленную в пространстве структуру. В дальнейшем он образует около главной цепи боковые ответвления, представляющие собой взаимно переплетенные цепочки мономера. Они соединяются между собой благодаря механическому переплетению веток, а не за счёт межатомных связей.

PE-RT или PEX?

Термоустойчивый полиэтилен (PE-RT) схож некоторыми свойствами со сшитым полиэтиленом, например, устойчивостью к высоким температурам, ультрафиолету.

Однако PE-RT проигрывает при сравнении долговременной стойкости к высоким температурам и давлению, к тому же PE-RT менее кислотостойкий, нежели PEX.

Графики длительной прочности сшитого полиэтилена PEX и высокотемпературного полиэтилена PERT

У PE-RT при высокой температуре, как видно из графика, происходит резкое снижение срока эксплуатации. Так при высоких температурах срок эксплуатации труб PE-RT составляет приблизительно два года. Точка излома называется критической, при достижении этой точки материал начинает активно ускорять потерю прочности.

Какой метод сшивки лучше: Реx-А, Pex-B или Pex-C

1. О методе PEX-a

Трубы из сшитого полиэтилена способом Рex-а производятся методом химической сшивки полиэтилена при помощи органических пероксидов и гидропероксидов под большим давлением.

Технология считается наиболее совершенной, так как позволяет добиваться не менее 85% сшивки (PEX-b не может обеспечить степень сшивки более 75%, а PEX-c составляет около 70%).

РEХ-а позволяет обеспечивать равномерную сшивку молекул, как по длине трубы, так и по всей глубине её стенок. Это связано с тем, что в процессе производства полиэтилен в экструдере равномерно перемешивается с пероксидом. Сшивается материал в расплавленном состоянии под одновременным воздействием направленного лазерного излучения и высокого давления. То есть, труба формируется из полностью подготовленного сырья, за счёт чего и достигается предельная равномерность процесса.

Трубы из молекулярного сшитого полиэтилена способом РEХ-А устойчивы к перепадам температур (так, например, если жидкость, циркулирующая по трубам, замёрзнет – трубы лишь немного растянутся, а после оттаивания вернутся к прежнему размеру).

Также РEХ-а отличается высоким уровнем молекулярной памяти, благодаря чему для устранения заломов в большинстве случаев достаточно воздействия нагревом.

Кроме того, такие изделия наиболее гибкие и эластичные сравнительно с аналогами, произведенными способами PEX-b и PEX-c.

2. О методе РEХ-b

В РEХ-b используется химический метод молекулярной сшивки при помощи органосиланидов. Силаниды – токсичны, в связи с этим многие европейские компании перешли на метод PEX-a.

В процессе производства трубы происходит процесс замещения атомов водорода, что повышает итоговую плотность готового изделия. После выхода из экструдера труба погружается в силановую ванну. Сам процесс сшивки одновременно происходит и по внутренней, и по наружной поверхности, благодаря чему достигается достаточно высокая однородность изменения свойств. Но в толще стенки процент замещения атомов все равно заметно ниже, чем извне.

Процесс сшивки при методе РEХ-b происходит одновременно по внутренней и по наружной поверхности, благодаря чему достигается достаточно высокая однородность сшивки.

Процент сшивки для РEХ-b составляет около 75%. При сшивке методом PEX-b трубы характеризуются проблемами с исправлением заломов (так у данных методов небольшая молекулярная память, поэтому для исправления заломов могут потребоваться соединительные муфты); РEХ-b отличается меньшей гибкостью в сравнении с PEX-a, но обладает большей стойкости к механическим воздействиям, так как у PEX-b более жёсткая структура.

3. О методе PEX-c

Сшитый полиэтилен способом РEХ-c производится методом ионизирующего облучения ПНД. Усредненный процент сшивки по данной технологии составляет не более 70%. При этом сшиваются молекулы неоднородно – плотность существенно снижается от поверхности до внутренних слоёв.

Трубы РEХ-с обладают сниженной молекулярной памятью, что усложняет исправление заломов (также используются соединительные муфты). Высока вероятность образования в процессе эксплуатации микротрещин.

Преимущества РEХ-a перед РEХ-b и РEХ-c

Резюмируя особенности производства труб из молекулярного сшитого полиэтилена, и используя в качестве примера продукцию марки РEХ-a от ТМ PRADEX, можно выделить следующие преимущества перед изделиями, полученными по технологиям РеХ-B и РеХ-C:

• Равномерная сшивка молекул по всей трубе.
• Максимальная плотность сшивки PeX-a (молекулярного уплотнения материала) составляет 85% против 70-75% у РEХ-b и РEХ-c.
• Благодаря плотности и равномерности сшивки трубы РEХ-a обладают повышенной прочностью.
• Трубы со сшивкой РEХ-a обладают хорошей молекулярной памятью. Благодаря этому заломы устраняются путем нагрева в месте повреждения, что позволяет отказаться от ремонта с применением соединительных муфт.
• При кратковременных пиковых температурных нагрузках в пределах от -20°C до +110°C трубопроводы РеХ-А полностью сохраняют прочностные и теплофизические характеристики, тогда как в РеХ-B и РеХ-C возможно появление микротрещин и других повреждений.
• Также следует отметить, что трубы со сшивкой РEХ-a наиболее экологичны по сравнению с другими видами сшивок.

BIM-модели трубы из молекулярного сшитого полиэтилена РеХ-А ТМ PRADEX:

PE-Xa EVOH Pradex.

Отличительные свойства

«Сшитые» полимерные материалы отличаются от простых необычной внутренней структурой, имеющей форму трехмерной сетки. В ней имеются не только продольные, но и поперечные связи между боковыми ответвлениями полимерных макромолекул. Подобное строение делает полиэтилен похожим на особо прочные твердые вещества, имеющие основой кристаллическую молекулярную решетку. Это дает материалу дополнительную прочность при воздействии механических, химических и термодинамических факторов.

Аналогично трубы, изготовленные из модифицированного полиэтилена, отличаются от простых ПЭ-трубопроводов следующими параметрами:

• Нормальная эксплуатация PEX-трубы возможна при температурах уже не 00 – +400, а 00 – +95 0C, благодаря чему расширилась сфера ее применения до систем горячего водоснабжения и даже отопления,
• Труба начинает плавиться только по достижении +150 0C, а горит только при +400 0C,
• Растяжение на разрыв для некоторых образцов достигает 800 %,
• Изделия обладают «температурной памятью» формы, то есть при нагревании после небольших деформаций способны восстанавливаться до исходного вида,
• Трубы из сшитого полиэтилена устойчивы к таким внешним воздействиям, как перепады давления и прямой солнечный свет,
• Их устойчивость перед химически активными веществами (сильными кислотами, щелочами, органическими растворителями) значительно выше, чем у труб ПВД и ПНД,
• Они очень легко гнутся, не ломаясь даже при повторных изгибах,
• Сохраняют ударопрочность и трещиностойкость даже при -50 0C.

ИНТЕРЕСНО! Трубы, изготовленные из молекулярно модифицированного полиэтилена, не выделяют токсических веществ даже при горении, так как при этом материал просто разлагается на безвредные для человека вещества — воду и углекислый газ.

Какую лучше выбрать трубу для отопления, PEX или PE-RT?

Трубы подбираются в соответствии с будущими условиями эксплуатации. Информацию о применении конкретного типа трубы производитель указывает в маркировке в виде класс эксплуатации / рабочее давление. Таблицу с определением условий для классов эксплуатации и указанием, какие трубы можно использовать для каждого класса можно посмотреть ниже. (Выдержка из ГОСТ 32415, соответствует ISO 10508 и распространяется на основные полимерные материалы трубопроводов: полипропилен и сополимеры пропилена (РР-Н, РР-В, PP-R, PP-RCT), сшитый полиэтилен (РЕ-Х), хлорированный поливинилхлорид (PVC-C), полибутен (РВ), полиэтилен повышенной термостойкости (PE-RT), непластифицированный поливинилхлорид (PVC-U), полиэтилен (РЕ 80, РЕ 100). Стандарт устанавливает требования к трубам из указанных материалов, к фитингам (соединительным деталям) и соединениям — то есть к системам трубопроводов в целом.

Стандарт регламентирует параметры, определяющие срок службы трубопровода в системах холодного водоснабжения, горячего водоснабжения, отопления:

Мифы о трубах из сшитого полиэтилена

На сегодняшний день, к сожалению, маркетинговые ходы и рекламные уловки всё чаще влияют на различные технические решения и выбор в проект того или иного материала и оборудования. Всё чаще у проектировщиков вместо полноценного технического паспорта или каталога на оборудование на столе оказывается рекламные буклеты и брошюры, по которым он и производит подбор. То, что недопустимо писать в серьёзной технической литературе, перекочевывает на страницы таких буклетов. Зачастую маркетологи присваивают своему товару завышенные или вовсе несуществующие показатели, вводя инженеров в заблуждение. Как правило, незаурядные технические особенности оборудования в буклетах представляются как неоспоримые преимущества. И наоборот, любая техническая информация о конкурентной продукции представляется в виде существенных и неисправимых недостатков.

Все эти факторы в конечном cчете приводят к неверному выбору материалов и оборудования, что в итоге может привести к аварийной ситуации. Вина в этом случае ложится на плечи инженера-проектировщика, так как у любого производителя наряду с красочной рекламой, триумфально описывающей все прелести товара, имеются либо сноски мелким шрифтом, либо тщательно скрываемый от людского глаза технический паспорт с реальными данными. Чаще всего в рекламных брошюрах приводится информация, не противоречащая паспортным данным, но преподнесенная таким образом, что у людей создается ложное представление о реальных технических особенностях товара. Например, фразы «труба выдерживает температуру 95 ºС и давление 10 бар» и «труба выдерживает температуру теплоносителя 95 ºС при его давлении 10 бар в течение 50 лет» кардинально отличаются друг от друга. В первом случае загадана загадка: труба способна выдержать 95 ºС температуру теплоносителя и 10 бар одновременно, либо это две критические точки применения данной трубы? А самое главное – отсутствует временной показатель, то есть неизвестно, в течение какого времени трубопровод выдерживает данные параметры – пять минут, час или 50 лет?

В этой статье приведены основные маркетинговые уловки и мифы, распространяемые производителями труб из сшитого полиэтилена (PEX).

1-я группа мифов – о превосходстве одного способа сшивки над другим

Практически любой производитель труб из PEX утверждает, что именно способ сшивки их труб самый лучший, а прочие никуда не годятся. Только полиэтилен, сшитый по их методике, будет обладать повышенными прочностными характеристиками и показателями надёжности.

Для начала хотелось бы напомнить некоторые сведения о сшивке полиэтилена. Под сшивкой подразумевается создание пространственной решётки в полиэтилене высокой плотности за счёт образования объёмных поперечных связей между макромолекулами полимера. Относительное количество образующихся поперечных связей в единице объёма полиэтилена определяется показателем «степени сшивки». Степень сшивки – это отношение массы полиэтилена, охваченного трёхмерными связями к общей массе полиэтилена. Всего известно четыре промышленных способа сшивки полиэтилена, в зависимости от которых сшитый полиэтилен индексируется соответствующей литерой.

Таблица 1. Виды сшивки полиэтилена

Минимальная степень сшивки рабочего слоя

Вид способа по методу воздействия

Сшивка органическими пероксидами или гидропероксидами

Сшивка органическими силанидами (силанами)

Сшивка потоком элементарных частиц

Пероксидная сшивка (метод «a»)

Метод «a» является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органических пероксидов и гидропероксидов.

Органические пероксиды представляют из себя производные перекиси водорода (HOOH), в которых один или два атома водорода заменены органическими радикалами (HOOR или ROOR). Самый популярный пероксид, применяемый при производстве труб – dimethyl-2.5-di-(bytylperoxy)hexane. Пероксиды относятся к особо опасным веществам. Их получение – технологически сложный и дорогостоящий процесс.

Для получения PEX по методу «а» полиэтилен перед экструдированием расплавляется вместе с антиокислителями и пероксидами (процесс Томаса Энгеля), рис. 1.1. С повышением температуры до 180–220 ºС пероксид разлагается, образуя свободные радикалы (молекулы со свободной связью), рис. 1.2. Радикалы пероксидов забирают у атомов полиэтилена по одному атому водорода, что приводит к образованию свободной связи у атома углерода (рис. 1.3). В соседних макромолекулах полиэтилена атомы углерода, имеющие свободные связи, объединяются (рис. 1.4). Количество межмолекулярных связей составляет 2–3 на 1000 атомов углерода. Процесс требует жесткого контроля за температурным режимом в процессе экструзии, когда происходит предварительная сшивка, и в ходе дальнейшего нагревания трубы.

Метод «а» самый дорогой. Он гарантирует полный объёмный охват массы материала воздействием пероксидов, так как они добавляются в исходный расплав. Однако этот метод требует того, чтобы сшивка была не ниже 75 % (по российским нормам – не ниже 70 %), что делает трубы из данного материала более жёсткими по сравнению с другими способами сшивки.

Силановая сшивка (метод «b»)

Метод «b» является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органосиланидов. Органосиланиды представляют соединения кремния с органическими радикалами. Силаниды – ядовитые вещества.

В настоящее время для производства PEX-труб по методу «b» в основном используется винилтриметаксилоксан (H₂C=CH)Si(OR)₃ (рис. 2.1). При нагревании связи винильной группы разрушаются, превращая его молекулы в активные радикалы (рис. 2.2). Эти радикалы замещают атом водорода в макромолекулах полиэтилена (рис. 2.3). Затем полиэтилен обрабатывают водой либо водяным паром, органические радикалы при этом присоединяют молекулу водорода из воды и образуют стабильную гидроокись (органический спирт). Соседние радикалы полимера замыкаются через связь Si-O, формируя пространственную решётку (рис. 2.4). Вытеснение воды из PEX ускоряется при помощи оловянного катализатора. Процесс окончательной сшивки происходит уже в твёрдой стадии изделия.

Радиационная сшивка (метод «c»)

Метод «c» заключается в воздействии на группу C-H потоком заряженных частиц (рис. 3.1). Это может быть поток электронов или гамма-лучей. При таком воздействии часть связей C-H разрушается. Атомы углерода соседних макромолекул, у которых был выбит атом водорода, объединяются друг с другом (рис. 3.3). Облучение полиэтилена потоком частиц происходит уже после его формования, то есть в твёрдом состоянии. К недостаткам данного метода можно отнести неизбежную неравномерность сшивки.

Невозможно расположить электрод так, чтобы он был равноудалён ото всех участков облучаемого изделия. Поэтому полученная труба будет иметь неравномерную сшивку по длине и по толщине.

В качестве источника облучения чаще всего используется циклический ускоритель электронов (бетатрон), который относительно безопасен как в производстве, так и в применении готовой трубы.

Несмотря на это во многих европейских странах производство труб сшитых методом «с» запрещено.

Для удешевления процесса сшивки иногда используют в качестве источника излучения радиоактивный кобальт (Co₆₀). Данный метод безусловно дешевле, так как труба просто помещается в камеру с кобальтом, однако безопасность использования таких труб весьма сомнительна.

Заблуждение № 1: «Сшивка перекидным способом (PEX-a) по прочности получаемого материала лучше прочих, потому что регламентированная минимальная степень сшивки для данного метода больше, нежели для остальных метолов. А чем больше степень сшивки PEX, тем прочнее материал»

Действительно, ГОСТ Р 52134 регламентирует различную минимальную допустимую степень сшивки труб из PEX для разных способов изготовления (табл. 1), и правда то, что при увеличении степени сшивки увеличивается прочность труб.

Однако сравнивать степени сшивки PEX-a, PEX-b и PEX-c недопустимо, так как образованные в результате сшивки молекулярные связи данных материалов имеют различную прочность, а следовательно даже сшитые до одной и той же степени данные виды полиэтилена будут иметь различную прочность. Энергия связи типа С-С, которая образуется в полиэтилене, сшитом методом «a» и «c» составляет порядка 630 Дж/моль, в то время как энергия связи типа Si-C, которая образуется в полиэтилене, сшитом методом «b» составляет 780 Дж/моль. На физико-химические и технические свойства влияет и взаимодействие макромолекул за счет водородных связей, возникающих в полимере вследствие наличия полярных групп и активных атомов, а также образование ассоциатов в результате взаимодействия самих поперечных связей. Это в первую очередь характерно для силанольносшитого полимера, где имеется большое число силанольных групп, способных образовывать дополнительные узлы зацепления в аморфных областях, повышающие плотность структурной сетки (которая на 30 % больше, чем при пероксидом, и в 2,5 раза – чем при радиационном сшивании) и уменьшающие деформируемость при высоких температурах.

Стендовые испытания труб из сшитого полиэтилена показывают некоторое прочностное преимущество силановой сшивки. Так, при температуре испытания 90 °C для труб диаметром 25 мм и длиной 400 мм давление разрушения труб из РЕХ-а, PEX-b и РЕХ-с составило соответственно 1,72, 2,28 и 1,55 МПа (В.С. Осипчик, Е.Д. Лебедева, «Сравнительный анализ эксплуатационных свойств сшитых различными методами полиолефинов и улучшение физико-химических характеристик силанольносшитого полиэтилена», 24 мая 2011 г.).

Таким образом, заявления о том, что PEX-a является самым прочным материалом из-за большей степени сшивки, не соответствуют действительности. Данный фактор является скорее недостатком, нежели достоинством этого метода сшивки.

Метод сшивки – это не самый важный показатель трубы при её выборе. В первую очередь следует убедиться, что полиэтилен, из которого сделана труба, действительно сшит. Некоторые производители недосшивают или вовсе не сшивают трубу, при этом указывают на ней те же характеристики что и на качественные PEX трубы.

Например, в мае 2013 г. на территории Украины были выведены из оборота трубы фирмы GROSS. Под этой маркой распространялись трубы из сшитого полиэтилена, на самих трубах была маркировка PEX (рис. 4), но по факту эти трубы состояли из обычного несшитого полиэтилена, стоит ли говорить об их эксплуатационных характеристиках? Есть несложный способ определить, что перед вами – сшитый полиэтилен или подделка из обычного полиэтилена. Для этого кусочек трубы нужно нагреть до температуры 150–180 ºС, обычный полиэтилен при такой температуре теряет свою форму, а сшитый за счёт межмолекулярных связей сохраняет свою форму даже при таких высоких температурах (рис. 5).

Рис. 4. Маркировка на трубе Gross

Рис. 5. Трубы Gross (образец 7) и VALTEC PEX-EVOH (образец 6) поле прогрева в печи в течение 30 мин при температуре 180 ºС

Заблуждение № 2: «Только полиэтилен, сшитый по методу «a», обладает свойствами температурной памяти, полиэтилены сшитые другими способами данным свойством не обладают».

Что в данном случае подразумевается под «эффектом температурной памяти»? Суть данного эффекта заключается в том, что предварительно деформированная труба после прогрева восстанавливает свою исходную форму, которую она имела до деформации. Это свойство проявляется из-за того, что при изгибе и деформации молекулярно-связанные участки сжимаются или растягиваются, при этом накапливая внутреннее напряжение. После прогрева в местах деформации упругость материала снижается. Внутренние напряжения, накопленные в процессе деформации, создают в толще «размягшего» материала усилия, направленные в сторону исходной формы трубы. Под воздействием этих усилий трубы стремится восстановиться.

Рис. 6.1. Излом трубы VALTEC PEX–EVOH (способ сшивки – PEX-b) и ее восстановление после прогрева до 100 °С

Рис. 6.2. Излом трубы из PEX-а с антидиффузионным слоем и ее восстановление после прогрева до 100 °С

Рис. 6.3. Излом трубы из PEX–c без антидиффузионного слоя и ее восстановление после прогрева до 100 °С (неокрашенный сшитый полиэтилен при высоких температурах становиться прозрачным)

На рисунках 6.1–6.3 показано восстановление труб с различными способами сшивки после залома. При всех способах сшивки трубы восстановили свою первоначальную форму. На трубах, покрытых антидиффузионным слоем, после восстановления образовались складки. В этих местах антидиффузионный слой отслоился от слоя PEX. Это не влияет на характеристики трубы, так как рабочим слоем является слой PEX, который полностью восстановился.

Эффект памяти присущ любому сшитому полиэтилену. Отличие PEX-a в технике восстановления заключается лишь в том, что PEX-a сшивается во время экструзии, и первоначальная форма, которую стремится вернуть трубопровод, – прямая. PEX-b и PEX-с, как правило, сшиваются уже после формирования в бухты, и, соответственно, форма, к которой будут стремиться трубопроводы, – круг с радиусом, равным радиусу бухты.

Заблуждение № 3: «Сшивка методом «b» не обеспечивает требуемую гигиеничность труб, так как силаниды, применяемые при производстве данных труб, токсичны».

Действительно, кремневодороды (SiH₄ – Si₈H₁₈), применяемые для получения PEX-b, крайне ядовиты. Однако кремневодороды для сшивки полиэтилена применяют только в кабельной промышленности. Для производства труб используется органосиланиды, которые тоже ядовиты, но их отличительной особенностью является то, что при сшивке они либо полностью переходят в химически связанное состояние, либо превращаются в химически нейтральный органический спирт, который вымывается при гидратации трубопроводов. На сегодняшний день самым распространённым реагентом для сшивки полиэтилена методом «b» является винилтриметаксилан (упрощенная формула: С₂Н₄Si (OR)₃).

Основным показателем безопасности трубопровода и фитингов является гигиенический сертификат. Только трубы и фитинги, на которые есть данный сертификат, допустимы к установке в системах питьевого водоснабжения.

Заблуждение № 4: «Только у труб PEX-a степень сшивки равномерна по всему сечению, в то время как у других труб сшивка не равномерна».

Основным преимуществом сшивки методом «а» является то, что пероксиды добавляются в расплавленный полиэтилен до его экструзии в трубу, и сшивка трубы при должном внимании к температурам и дозировкам пероксидов будет равномерна.

Когда трубопроводы из сшитого полиэтилена массово не применялись, у сшивок методом «b» и «c» действительно существовал недостаток, заключающийся в неравномерности сшивки по длине и ширине трубопровода. Однако, когда объём производства труб достиг нескольких километров в неделю, возник вопрос о повышении качества и автоматизации данных видов сшивки. Силановым методом можно равномерно сшить трубопровод, подобрав правильную дозировку реактивов, точно поддерживая температурные и временные параметры обработки трубы, а также используя катализаторы (олово).

К тому же современный метод ввода силана отличается от первоначального, если раньше силан добавлялся в расплав полиэтилена при экструзии (метод В-SIOPLAST), то сейчас, как правило, силан предварительно смешивается с пероксидом и некоторым количеством полиэтилена и только потом добавляется в экструдер (метод В-MONOSIL).

Заводы, производящие большие объёмы труб, давно методом проб и ошибок вышли на идеальную технологию сшивки, а автоматизация производства позволила получать трубы со стабильными характеристиками. Таким образом, проблема неравномерной сшивки трубопровода остаётся только у мелких, неавтоматизированных производств.

Заблуждение № 5: «PERT является одним из видов сшитого полиэтилена, и не уступает ему по характеристикам».

Термостойкий полиэтилен PERT является сравнительно новым материалом, применяемым для производства труб. В отличие от обычного полиэтилена, у которого в качестве сополимера используется бутен, в PERT сополимером является октен (октилен С₈H₁₆). Молекула октена имеет протяжённую и разветвленную пространственную структуру. Образуя боковые ветви основного полимера, сополимер создаёт вокруг главной цепи область взаимопереплетённых цепочек сополимера. Эти ветви соседних макромолекул образуют пространственное сцепление не за счёт образования межатомных связей как у PEX, а за счёт сцепления и переплетения своих «ветвей»

Термоустойчивый полиэтилен обладает рядом свойств сшитого полиэтилена: стойкость к высоким температурам и ультрафиолетовым лучам. Однако данный материал не обладает долговременной стойкостью к высоким температурам и давлению, а также является менее кислотостойким, чем PEX. На рис. 7 представлены графики длительной прочности сшитого полиэтилена PEX и высокотемпературного полиэтилена PERT, взятые из ГОСТ Р 52134-2003 с изменением № 1. Как видно из графиков, сшитый полиэтилен со временем мало теряет в своей прочности, даже при высоких температурах. При этом график падения прочности прямой и легкопрогнозируемый. У PERT график имеет излом, причём при высоких температурах этот излом наступает уже через два года эксплуатации. Точка излома называется критической, при достижении этой точки материал начинает активно ускорять потерю прочности. Всё это приводит к тому, что труба, которая достигла критической точки, очень быстро выходит из строя.

Рис. 7. Эталонные кривые длительной прочности труб из PEX (слева) и PERT (справа)

К тому же из-за отсутствия связей между макромолекулами PERT не обладает свойствами температурной памяти.

Заблуждение № 6: «PEX-трубы безоговорочно можно использовать для систем радиаторного отопления».

Условия применимости пластиковых и металлопластиковых трубопроводов на территории Российской Федерации регламентируются ГОСТ 52134-2003. Так как на прочность пластиковых трубопроводов довольно ощутимо влияет время воздействия на них теплоносителя с определённой температурой, то для них установлены классы эксплуатации (табл. 2), которые отражают характер воздействия определённых температур на трубу в течение всего срока эксплуатации.

Характеристики сшитого полиэтилена

Сшитый, или сверхмолекулярный, полиэтилен является наиболее плотной модификацией продукта полимеризации этилена, имеющей сетчатую молекулярную структуру с дополнительными межмолекулярными связями. Обозначается аббревиатурой PEX, где PE – «полиэтилен», а X – значок, обозначающий сшивку. Технические характеристики сшитого полиэтилена поистине уникальны, так как позволяют использовать его в областях, недоступных для несшитых образцов.

Особенности строения

Обычный полиэтилен ПНД получают под воздействием низкого давления в присутствии различного вида катализаторов. Он имеет крупные полимерные молекулы с большим количеством боковых ответвлений, большинство из которых находится в «свободном плавании» в межмолекулярном пространстве.

Процесс «сшивки» дает дополнительные боковые связи, создающие межмолекулярную сетку – особенно прочную структуру, напоминающую кристаллическую решетку твердых веществ. При различных технологиях сшивания получается вещество с большим или меньшим количеством этих связей, а значит и более или менее прочное:

• PEx a – пероксидный сшитый полиэтилен, получаемый в присутствии перекиси водорода, имеет наибольший процент сшивки, у которого количество сшитых молекул достигает 85 %,
• PEx b – силановый полимер, который наиболее распространен и применим в широком перечне изделий, имеет до 70 % связанной структуры,
• PEx c получают радиационным способом со сшивкой до 60 % молекул,
• PEx d создается в присутствии азота, требует достаточно сложных условий протекания реакции и дает 70 % сшивки.

При этом PEx a, получаемый более дорогим способом, имеет наибольшую трещиностойкость, ударопрочность и самую высокую температуру плавления.

ВАЖНО! Высокопроцентная сшивка дает более твердые и менее пластичные изделия, что не определяет ее как наилучшую, а просто позволяет получать качественно различные материалы для изготовления изделий разного назначения.

Основные свойства

Сшитый полиэтилен по техническим характеристикам не уступает многим твердым веществам, а некоторые из них даже превосходит по стойкости к различным разрушителям и длительности срока эксплуатации.

Технический перечень

• Плотность – 940 кг/м 3 ,
• Температура плавления – +200 0 C,
• Горение при температуре +400 0 C с разложением на углекислый газ и воду,
• Растяжение на разрыв, определяющее механическую прочность, колеблется от 350-ти до 800 %,
• Очень высокий уровень гибкости,
• Сохранение ударопрочности при отрицательных температурах до -50 0 C,
• Теплопроводность – 0,38 Вт/мК,
• Срок эксплуатации в стандартных условиях – более 50-ти лет.

Преимущества

Изделия из сшитого полиэтилена обладают следующими возможностями:

• Не реагируют с кислотами, щелочами, большим перечнем органических растворителей,
• Имеют высокую прочность на разрыв и растяжение,
• Не растрескиваются при колебаниях температур,
• Не разрушаются биологическим способом,
• Имеют отличные диэлектрические свойства,
• Легко выдерживают высокие температуры, в частности кипение воды.

ИНТЕРЕСНО! Трубы из PEX выдерживают многократные заморозки и имеют повышенную пропускную способность, на 20-30 % превышающую этот показатель для других труб.

Кроме этого, PEX – трубы не только прочны сами по себе, но также дают очень прочные межтрубные соединения. Этот факт позволяет использовать их для устройства трубных коммуникаций в сейсмоопасных зонах.

Недостатки

Для сшитого полиэтилена остаются верными недостатки практически всех видов ПЭ, хотя и становятся более сглаженными:

• Неустойчивость перед ультрафиолетовым излучением, при долгом воздействии которых материал начинает медленно разрушаться, становится хрупким;
• Разрушающее действие кислорода при проникновении внутрь молекулярной структуры вещества

Эти проблемы решаются путем физической защиты изделий либо добавки специальных защитных веществ на этапе создания PEX-продукции.

Применение

Модифицированные полиэтиленовые продукты со сшитой структурой молекул являются материалами нового поколения. Благодаря своим свойствам они находят очень широкое применение в изготовлении изделий для бытовых либо производственных нужд:

Особенности сшитого полиэтилена для производства труб и сфера их применения

Трубы из сшитого полиэтилена являются хорошей альтернативой стальным коммуникациям в частном домостроительстве. Сшитый полиэтилен – это продукт высокотехнологических производств, когда усилиями ученых и производственников создаются материалы с уникальными свойствами. Полимерные коммуникации выдерживают нагрузки для водяной отопительной системы, они безопасны для водопровода, имеют большой срок службы.

Технические характеристики сшитого полиэтилена

Оптимальная температура эксплуатации в отопительных системах 90 градусов при 6 атмосферах рабочего давления. Эти параметры гарантируют срок службы трубопровода до 50 лет.

Обратите внимание! Для сравнения – обычный полиэтилен начинает деформироваться при температуре выше 40 градусов.

Максимальная температура теплоносителя до 120 градусов (без негативных последствий), минимальная -50 градусов. Причем, благодаря эластичности материала, трубы из сшитого полиэтилена не разрушаются от расширения замерзшей в них воды. Они отлично зарекомендовали себя в классическом водяном отоплении индивидуального дома. Здесь температурный режим и давление (небольшое) способствуют их длительной безаварийной эксплуатации.

Обратите внимание! Полиэтиленовые трубы нельзя использовать при паровой системе отопления.

Технические характеристики трубы из сшитого полиэтилена минимального диаметра (16 мм):

• вес погонного метра 110 г;
• стенка трубы 2мм;
• объем жидкости, которую во время работы содержит 1 метр коммуникаций, составляет около 113 мл;
• плотность полиэтилена 940 кг/м³;
• теплопроводность — 0.39 Вт/мК.

Загорается сшитый полиэтилен при температуре около 400 градусов, при 200 градусах начинает плавиться.

Различают трехслойные трубы и пятислойные. Многослойность полиэтиленовых труб объясняется их неустойчивостью к ультрафиолетовому излучению и способностью пропускать кислород. Эксплуатация незащищенных труб на свету приводит к их быстрому износу. Способность пропускать кислород делает полиэтиленовые коммуникации опасными для стальных элементов. Кислород является сильнейшим окислителем и приводит к активной коррозии металлов.

Трехслойные трубы имеют следующее строение:

• внутренний полиэтиленовый слой;
• клей;
• защитный слой – кислородный барьер.

Пятислойные имеют два слоя клея, два (внутренний и внешний) слоя полиэтилена и в середине защитный слой от проникновения кислорода. Соответственно, чем сложнее структура трубы, тем надежнее ее защита и тем больше цена.

Производство труб из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен – это продукт современных технологий химической промышленности. Создается высокотехнологичный материал из органического полимера этилена, путем «сшивания» исходного сырья на молекулярном уровне.

Молекула полиэтилена представляет собой очень длинную цепочку соединенных последовательно молекул этилена. Сшивание происходит путем инициации поперечных связей между длинными (полимерными) молекулами. Схематично это можно представить как скрепление отдельных волокон в крепкую сеть. На выходе получается сшитый полиэтилен – материал с особо прочными физическими и химическими характеристиками.

Различают следующие виды сшитого полиэтилена для труб, в зависимости от особенностей технологического процесса:

• PEX-A – материал, полученный при использовании пероксида водорода для инициации поперечных связей. Такие трубы обладают лучшими характеристиками устойчивости к нагрузкам среди всех разновидностей. Сшивание пероксидом позволяет скрепить до 90% молекул. Трубы отличаются повышенной эластичностью и долговременной молекулярной памятью. При разматывании бухты они быстро выпрямляются и хорошо держат форму. На изгибах (в пределах допустимых норм и соблюдении технологии) не заламываются.
• PEX-B – сшитый полиэтилен для труб, который получают при использовании силановых полимеров. Сшивка силаном дает около 80% скрепления молекул исходного полимера. Производственный процесс проходит в два этапа. На первом полимер насыщается силаном, на втором – насыщается дополнительной водой (гидратируется). Трубы не уступают по прочности пероксидным, но менее эластичны и хуже восстанавливают первоначальную форму.
• PEX-C – эту марку получают технологией, которая использует радиоактивное излучение для сшивки полимера. Здесь выход поперечных связей в готовом материале составляет около 60% от общего числа возможных. В процессе материал бомбардируется электронами. Выходные характеристики материала зависят от пространственной ориентации при производстве. Трубы получаются не слишком гибкими, склонными к заломам. Заломы устранить можно только с помощью соединительной муфты.
• PEX-D – в производстве этого полимера применяется азот. Полезный выход здесь около 70%, что больше, чем у PEX-C. Однако эта технология самая сложная в практической реализации и производители от ее использования постепенно отказываются.

Обратите внимание! Лучшими по эксплуатационным характеристикам являются трубы марки PEX-A. Лучшее соотношение ценакачество у труб PEX-B. Именно они пользуются наибольшей популярностью у потребителей.

Ведущими производителями на рынке полимерной трубной продукции являются страны Европы – Швеция и Германия. На востоке конкуренцию им составляет Израильская химическая промышленность. В России налажен собственный выпуск полиэтиленовых прошитых материалов. Диаметр труб варьируется от 10 мм до 250. Первопроходцами в этой сфере были шведы, они и дали название трубам РЕХ в середине прошлого века.

Рекомендуем ознакомиться: Как изготовить станок для прокатки металлической профильной трубы своими руками

Сфера применения

В промышленных масштабах трубы из сшитого полиэтилена находят мало применения, поскольку их диаметр ограничен максимумом в 250 мм и ограниченными возможностями эксплуатации при усиленных нагрузках. В индивидуальном строительстве использование сшитого полиэтилена находит широкое применение в монтаже:

• отопительных коммуникаций;
• в холодном и горячем водоснабжении.

Популярны трубы из сшитого полиэтилена для устройства теплого пола. Этот материал легок в монтаже, не требует специальных навыков или сложного оборудования, долговечен и надежен. Для отопительных систем используют только трубные материалы с защитным слоем.

При выборе труб и фитингов для монтажа коммуникаций водоснабжения или отопительных систем следует ориентироваться на рекомендации производителей, поскольку в документации всегда указывается направление использования и допустимые параметры эксплуатации.

Обратите внимание! Вся трубная продукция подробно маркируется на внешней стороне.

На маркировке указывается:

• способ производства;
• дата выпуска (до недели);
• толщина стенки и диаметр;
• допустимые параметры эксплуатации;
• отметка о проверке качества.

Каждый производитель предлагает фитинги для монтажа своей продукции. Использование родных материалов является залогом надежного соединения и долговременной эксплуатации, поскольку при производстве труб и фитингов используется один процесс.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж труб из сшитого полиэтилена проводят только с использованием фитингов. Здесь не применяют сварку, как в работе с другими полимерными трубами.

Обратите внимание! Благодаря эластичности полиэтиленовых труб, удается сократить число используемых фитингов до минимума. Это удешевляет процесс сборки. Залогом оптимального варианта монтажа является грамотный проект на предварительном этапе.

Распространены два способа соединения полиэтиленовых трубопроводов:

• компрессионный – с использованием накидной, затягивающей гайки;
• напрессовочный – с использование специальной пресс-гильзы.

Для компрессионных фитингов потребуется два разводных ключа или набор гаечных. Для напрессовочных нужен специальные инструменты – пресс-клещи и расширитель, которые будут соответствовать диаметру ваших труб. Купить их можно в комплекте с трубами и фитингами, фирменные от производителя. Но дешевле использовать прокатный инструмент.

Для подготовительных работ потребуется инструмент для резки труб. Здесь лучше не экономить и использовать профессиональный труборез. Только таким инструментом можно получить качественный, пригодный для дальнейшей работы, срез. Это должен быть строго перпендикулярный направляющей оси срез, без заусенец, с недеформированной окружностью.

Монтаж компрессионного фитинга выглядит следующим образом:

• на подготовленную трубу надевают открученную от фитинга накидную гайку;
• далее фиксируют разрезное кольцо в 1 см от края;
• внутрь трубы вставляют штуцер фитинга;
• подвигают гайку на кольцо и затягивают ее ключами (одним удерживают фитинг, вторым затягивают гайку).

Напрессовочное соединение является неразъемным. Порядок действий следующий:

• на трубу надевают обжимную гильзу;
• расширяют диаметр разреза до размеров штуцера;
• вставляют штуцер;
• натягивают гильзу и запрессовывают ее пресс-клещами.

Напрессовочное соединение обладает повышенной прочностью, его используют при монтаже отопительных систем и систем горячего водоснабжения.

Где применяют сшитый полиэтилен, как его выбрать, плюсы и минусы материала

Здравствуй, дорогой читатель! Модификация молекулярной структуры избавила полимерные материалы от основного недостатка — термопластичности — и позволила им эксплуатироваться в условиях повышенных температур. Один из таких материалов — сшитый полиэтилен. О том, как его сшивают и где применяют, я и хочу рассказать в этой статье.

Что это такое

Сшитым называется полиэтилен с модифицированной сетчатой структурой. Его молекулы соединены между собой дополнительными боковыми связями. Сшивка обеспечивает материалу максимальную плотность, снижает его термопластичность.

Сфера применения

Сшитые полиэтиленовые продукты находят применение в производстве:

• напорных водопроводных труб;
• деталей трубопроводов горячего водоснабжения;
• газопроводных труб для подземной прокладки;
• элементов систем отопления;
• защитных рукавов кабельных сетей высокого напряжения;
• различных деталей и элементов в приборостроении;
• специальных стройматериалов.

Технические характеристики сшитого полиэтилена

1. Плотность 0,94 г/м³.
2. Прочность на разрыв 22–27 МПа.
3. Относительное удлинение при разрыве 350–550 %.
4. Модуль упругости более 550 МПА.
5. Ударопрочность 441 кДЖ/см².
6. Твердость по Шору 64.
7. Твердость по Вика 124,5 ºС.
8. Диапазон рабочих температур -100…+100 ºС.
9. Температура:

• размягчения — 150 ºС;
• плавления — 200 ºС;
• горения — 400 ºС.

1. Коэффициент линейного расширения 1,4*10⁻⁴ (ºС⁻¹).
2. Коэффициент теплопроводности 0,35–0,41 Вт/мºС.
3. Класс горючести — Г4.
4. Класс воспламеняемости — В3.
5. Класс по токсичности продуктов горения — Т3.

Материал подразделяется на виды в зависимости от способа его сшивки:

1. Пероксидный. Сшит с помощью пероксида водорода. Процесс идет под давлением, охватывает до 85 % молекул.
2. Силановый. Сшитый химическим способом, когда сырье насыщают органическими силанидами и гидратируют. Образованный полимер обладает до 70 % сшитой структуры.
3. Радиационный. При сшивке на полимер воздействуют энергией ионизирующего облучения. Доля сцепленных молекул составляет до 60 %.
4. Азотный. Для сшивки используются азотные соединения. Структура полиэтилена при таком способе сшита на 70 %.

ЧИТАЕМ: Зачем нужны рыжие канализационные трубы: все виды и отличия в цвете, стандартные диаметры + нюансы выбора

Срок службы

Максимальный срок службы изделий из сшитого полиэтилена составляет 50 лет.

Преимущества и недостатки

Изделия из сшитого полиэтилена обладают следующими преимуществами:

• высокая прочность на разрыв и растяжение;
• износостойкость;
• трещиностойкость;
• морозостойкость;
• диэлектрические свойства;
• устойчивость к коррозии;
• легко выдерживают воздействие высоких температур;
• высокая стойкость к воздействию химикатов;
• биологическая стойкость.

К недостатком можно отнести:

1. Неустойчивость к воздействию ультрафиолета.
2. Способность к окислению при проникании кислорода в структуру материала. Чтобы нивелировать этот недостаток, материал покрывают пленкой из этиленвинилового спирта: она снижает диффузию внешнего слоя.

Что лучше — сшитый полиэтилен или металлопластик

У изделий из сшитого полиэтилена, полипропилена и металлопластика много одинаковых характеристик:

• коррозийонная стойкость;
• эластичность;
• прочность;
• долговечность;
• удобный монтаж.

Но трубы из металлопластика быстрее нагреваются, имеют большую теплопроводность. Это преимущество для использования их в системах отопления. Однако у металлопласта разный коэффициент линейного расширения слоев, что может привести к расслоению стенки. Не выдержит он и несколько циклов замораживания и размораживания, его просто разорвет.

Всех этих недостатков лишены изделия из сшитого полиэтилена. Но монтировать их нужно с осторожностью, чтобы не повредить слой антидиффузной защиты на внешней стороне.

Технология производства труб из сшитого полиэтилена

Полиэтилен в расплавленном виде поступает в экструдер, где выдавливается через формующее отверстие. Далее заготовка двигается по ленте конвейера в калибратор, во время движения подвергается воздействию проточной воды, которая постепенно ее охлаждает. Калибратор придает изделию окончательную форму. После этого заготовка поступает на линию пореза, где отрезаются хлысты нужной длины.

Метод сшивки РЕХ труб

Трубная продукция РЕХ выпускается из разных видов сшитого полиэтилена и отличается по своим характеристикам. Виды маркировок:

1. РЕ-Ха. Сшиты пероксидным методом. Равномерная структура с наибольшим количеством сшитых молекул, прочные и безопасные для здоровья человека.
2. РЕ-Хb. Сшиваются силановым методом. Не менее прочные изделия, чем пероксидные полиэтиленовые трубы, но более жесткие, хуже восстанавливают первоначальную форму. Некоторые их разновидности содержат химические вещества и предназначаются только для изготовления кабельной оболочки. Поэтому при выборе водопроводных труб нужно ориентироваться по данным в гигиеническом сертификате;
3. РЕ-Хс из радиационного сшитого полиэтилена более жесткие, склонные к заломам и уступают по равномерности структуры пероксидным материалам.

Советы, как выбирать

Выбор труб должен начинаться с визуального осмотра. Они должны иметь гладкую поверхность. Незначительная волнистость, наличие продольных полос допустимы при условии, что они не утолщают стенку больше разрешенных значений. Кроме того, трубы должны иметь равномерную окраску, а поверхности — без трещин, пузырей, посторонних включений, раковин.

Информация по основным характеристикам труб входит в маркировку. Из нее можно узнать, какой тип сшивки применялся при изготовлении, а также геометрические параметры изделия.

Популярные производители

Хорошо зарекомендовала трубная продукция следующих брендов:

1. TECEflex (Германия). Компания выпускает трубы марки РЕ-Хс. Сшивка осуществляется электронно-лучевым методом. Для антидиффузионной защиты применяется этиленвинилалкоголь. Он образует кислородозапирающий слой, стойкий к механическим повреждениям.
2. UNIDELTA (Италия). Изготавливает трубы с внутренним защитным слоем EVOH, сшитые силановым способом.
3. REHAU (Германия). Компания производит изделия из пероксидного полиэтилена с наружным антидиффузионным покрытием, окрашенным в красный цвет.

Примерная цена

Материалы из сшитого полиэтилена дешевле полипропиленовых изделий, также применяющихся для сборки водопровода и отопительных систем. Стоимость труб РЕХ зависит от метода сшивки полиэтилена.

Способы соединения

Полиэтиленовые трубы соединяются тремя способами:

1. Компрессионными фитингами. Фасонные детали компрессионного типа более просты в монтаже и могут использоваться для сборки трубопроводов подачи холодной и горячей воды.
2. Пресс-фитингами. С помощью напрессовочных фитингов получают неразъмные стыки деталей. Благодаря свойству материала восстанавливать форму после деформации полимерные молекулы в зоне стыка распрямляются после опрессовки и заполняют все зазоры между трубой и соединительными элементами. В результате образуется трубопровод с очень надежными соединениями, не требующими дополнительного обслуживания.
3. Электросварными муфтами. Электросварной способ способствует образованию монолитных соединений, не уступающих по прочности самому изделию.

Особенности монтажа и эксплуатации

Полиэтиленовые трубопроводы монтируются по стандартным схемам, за исключением небольших нюансов:

1. Трубы заносят в помещение за 2–3 часа, чтобы они прогрелись до комнатной температуры.
2. Трубные разводки из сшитого полиэтилена желательно закрывать защитными коробами или укладывать в ниши во избежание случайных механических повреждений.
3. Ниши и короба должны иметь запас по размеру, так как трубы из сшитого полиэтилена расширяются при нагреве.
4. Разъемные фитинги нельзя замоноличивать в стены или бетонную стяжку пола, к ним нужно обеспечить свободный доступ для обслуживания.
5. Место изгиба вначале разогревается строительным феном, затем заготовка помещается в оправку из досок, фанеры или других подручных материалов до полного остывания.
6. С торцов нарезанных деталей нужно удалять заусенцы, так как они могут засорить трубопровод.
7. Для фиксации разводок к стенам используют специальные крепежные элементы — клипсы, удерживаемые дюбелями.

Заключение

Сшивка молекулярных цепочек значительно улучшает свойства полиэтилена. Их высокие технические характеристики не вызывают сомнений даже у скептиков. Подписывайтесь на наш сайт, оставляйте комментарии, делитесь полезной и нужной информацией с друзьями в социальных сетях.