ГОСТы по полиэтиленовым (ПНД) трубам

Трубы из ПЭ (полиэтилена), благодаря своим техническим и эксплуатационным характеристикам, успешно применяются в транспортировочных целях, частично вытеснив изделия из металла и бетона, и для прокладки различных силовых коммуникаций. Наиболее высокими показателями по отношению к внешнему воздействию и внутреннему давлению обладают изделия из ПНД – полиэтилена низкого давления. Основным документом, регламентирующим внешние и внутренние характеристики ПНД, правила их транспортировки и хранения, являются государственные стандарты (ГОСТ).

Обратите внимание! Соответствие нормам ГОСТа – главное условие введения труб ПНД в эксплуатацию. Документ, на основе которого предъявляются требования к напорным и безнапорным трубам из полиэтилена – ГОСТ 18599 2001.

Где применяются полиэтиленовые (ПНД) трубы?

Сфера применения труб ПНД определяется, исходя из эксплуатационных качеств материала: высокой плотности, способности выдерживать значительные внутренние нагрузки, низкой воспламеняемости и устойчивости к химическим реагентам. Трубы из полиэтилена низкого давления широко применяют в различных областях промышленности и народного хозяйства.

• Канализационные системы – для прокладки внутренних и внешних напорных и безнапорных коммуникаций.
• Сети холодного водоснабжения. Трубы ПНД широко применяют для подачи питьевой воды (нет постороннего запаха и привкуса, безопасно для здоровья) и воды для технических нужд – например, для полива в сельскохозяйственной отрасли.
• Организация газопроводов низкого давления (используются трубы ПНД со специальной пометкой «газ»).
• Транспортировка агрессивных жидкостей.
• Организация дренажных систем.
• Гидроизоляционная оболочка для силовых кабелей, электропроводки, связи, где определяющим показателем являются диэлектрические показатели ПНД.
• В монолитном строительстве в качестве формообразующего элемента.
• При организации бурения скважин, рытья колодцев.

Внимание! Главным ограничением использования полиэтиленовых труб, в том числе и ПНД, является свойство легкоплавкости – при температуре свыше 110⁰C полиэтилен начинает плавиться, а при 80⁰ – размягчаться. ПНД, применяемые на открытом пространстве, где они подвержены УФ-излучению, производятся с добавлением стабилизирующих компонентов. Более подробно о ПНД трубах Вы можете почитать в нашей статье «Полиэтиленовые (ПНД) трубы ПЭ-100»

Какие существуют ГОСТы на полиэтиленовые трубы ПЭ?

На полиэтиленовые трубы распространяется несколько видов государственных стандартов, в зависимости от эксплуатационных характеристик изделий, сортамента и других параметров.

• Свойства полиэтилена как материала для изготовления труб регламентированы ГОСТом 16338, который был разработан в 1985 году.
• Основным документом, где указываются условия применения ПЭ трубы, является ГОСТ 18599 2001, который сменил действующий до 2003 года ГОСТ 18599 83. Кроме сфер и возможностей использования, здесь отражены основные требования, предъявляемые я к производству труб из полиэтилена, а также – к характеристикам готовой продукции. Данный вид стандартизации применяется к ПЭ трубам для транспортировки различных жидкостей (воды, соков, молока и т.п.) и газов при температуре, не превышающей 40⁰C.
• Документ 22689 2014 устанавливает технические характеристики фасонных составляющих и полиэтиленовых труб для канализационных коммуникаций и внутренних систем водоотведения.
• ГОСТом 50838 (последняя редакция ГОСТа для газовых труб — ГОСТ Р 58121.2) регламентируются требования к ПЭ трубам для прокладки газопровода.
• Для проведения кабеля технические параметры труб регулирует государственный стандарт 18599.
• ГОСТ 32415 2013 регулирует условия использования труб ПНД напорных для водопровода, отопления и соединительных деталей к ним.
• Кроме того, существует ГОСТ 30732 2006, который регламентирует правила использования полиэтиленовых безнапорных изделий в качестве ППУ изоляции для стальных труб.

Внимание! Если Вас интересуют характеристики, сортемент или где можно купить трубы ПЭ 100 для холодной воды — то более подробно об этом можно узнать в нашем подразделе Трубы для холодного водоснабжения.

Каким должен быть ПНД по ГОСТу?

Производство, транспортировка и хранение полиэтилена низкого давления, из которого изготавливают напорные трубы, регламентируют правила – ГОСТ 16338-85, соответственно которым материал получает конкретную маркировку.

Согласно стандартам, для изготовления ПНД используют две технологии, в результате получаются два вида материала.

1. Суспензионный, произведенный путем полимеризации гранулированного вещества С2Н4. В ГОСТе указаны требования к 10 базовым маркам этого ПНД.
2. Газофазный, изготовленный в газовом реакторе с применением катализаторов, сомономеров и других веществ, в правилах указаны требования к основным 20 маркам такого материала.

Листовой ПНД используют для производства различных изделий, в том числе, напорных труб, путем термоформования или механической обработки. Основные технические характеристики, которым должен соответствовать полиэтилен низкого давления, таковы:

• плотность материала должна быть в пределах от 0,931 – 0,970 г/куб. см;
• температура плавления – от 125⁰C и не выше 132⁰C;
• плотность гранул – не менее 0,5 г/куб. см;
• прочность на изгиб и разрыв – от 19 МПа;
• удельное электрическое сопротивление – от 1,014 кОм;
• водопоглощение за месяц календарный – не выше 0,04%.

ГОСТом также регламентируются марки и композиции ПНД, из которых разрешается изготавливать изделия, имеющие контакт с пищевыми продуктами, водой для питья, фармацевтическими изделиями, косметикой и др. Для газофазного типа ПНД разрешены первый и высший сорта; для вида, изготовленного из суспензионного материала – первый и второй.

Внимание! Требования ГОСТа 16338-85 не распространяются на изделия из полиэтилена низкого давления для кабельной промышленности. Данная продукция требованиями государственных стандартов не облагается.

ГОСТ в производстве полиэтиленовых труб

Стандартизация полиэтиленовых изделий касается не только технологий производства листов ПНД, но и изготовления напорных труб. По положениям ГОСТ 18599, конечный продукт производится двумя основными способами:

• путем экструзии (прессом выдавливается расплавленный полимер, а придается трубе нужная форма посредством головки экструдера);
• способом литья (расплавленный полиэтилен прилипает к стенкам специальной формы, которая вращается в скоростном режиме).

Еще одна методика получения напорных труб ПНД – способом пневматического формирования. В таком случае расплавленное вещество под давлением пневматики подается в форму – в результате получается готовое изделие.

Важно! Литьевой метод сложнее экструзии, зато последним способом получают готовые трубы с минимальными показателями отклонений в размерах и овальности.

Каких размеров должны быть ПНД трубы?

Государственные стандарты распространяются и на требования к размерам напорных ПНД труб. Главным размерным показателем трубы ПНД является диаметр (в мм), указываемый в маркировке изделий. Параметр соотношения наружного диаметра и толщины трубы SDR – один из основных для напорных изделий, которым определяется значение максимального рабочего давления (MOP) в трубе. Таким образом, чем меньше показатель SDR, тем выше параметр MOP.

Регламентирует основные размеры трубы ПНД ГОСТ 32415, эти данные приведены в таблице.

Всё о трубе ПНД: применение, таблица размеров по ГОСТу

Я приветствую своего уважаемого читателя!

В этой статье я расскажу о том, что такое труба ПНД – размеры, характеристики, сортамент, сфера применения.

Самый распространенный пластик в нашей жизни – полиэтилен. Загляните в холодильник: в нем полно пакетов разных размеров из прозрачной пластичной пленки, в кладовку – емкости и ведра из знакомого пластичного материала, в ванную – крем, шампуни расфасованы в тюбики и флаконы из полиэтилена, в подпол – подвод воды от магистрали проложен с помощью черной с голубой полоской трубы, голубая емкость для воды в огороде – тоже из знакомого пластика.

Продукты из магазина мы приносим в пакетах из полиэтилена, в ведерках из полиэтилена продают «корейские» салаты и попкорн, фасуют краски и шпаклевки, из ПЭ изготавливают оболочки для проводов, упаковывают новую мебель и одежду.

Впервые полиэтилен был случайно изготовлен в 1899 году немцем Гансом фон Пехманном. Открытие его не заинтересовало, и вторично его начали изучать в 1933 году в Англии, в компании ICI (Imperial Chemical Industries). Промышленное производство ПЭ было начато в 1939 году.

Самое первое применение полиэтилена – оболочки радиочастотных проводов, затем телефонного кабеля. Широкое применение сдерживалось тем, что сначала полиэтилен синтезировали при высоком давлении. Этот способ был относительно дорог и сложен.

В 1952 году группа немецких ученых во главе с К.В. Циглером разработала способ получения полиэтилена при невысоком давлении в присутствии металлоорганических катализаторов. С этого момента человечество буквально захлестнул океан полиэтиленовых предметов.

Практически все ходовые полиэтиленовые изделия изготавливают из полиэтилена низкого давления, и эта статья именно о нем.

Что такое труба ПНД

Недорогой, технологичный и не подверженный коррозии пластик идеален для создания трубопроводов. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД, достаточную жесткость, пластичность, химическую устойчивость и устойчивость к коррозии.

Трубы из полиэтилена низкого давления – актуальная и технологичная разновидность труб. Легкие, прочные, долговечные трубы можно использовать для самых различных систем. Размеры труб позволяют заменять полиэтиленовыми конструкциями даже трубопроводы большого диаметра. По конструкции трубы из ПНД бывают одно- и двухслойными, гофрированными и гладкостенными, раструбными, с перфорацией – для ливневок и дренажных систем.

Современная тенденция в устройстве инженерных коммуникаций – заменять стальные трубопроводы пластиковыми. Полиэтиленовые трубы занимают больше половины всего объема выпускаемых пластиковых труб.

Сферы применения

Трубопроводы из полиэтилена низкого давления используют во всех областях нашей жизни:

• инфраструктура городов и поселков;
• строительство;
• технологические промышленные коммуникации;
• инженерные коммуникации сельскохозяйственного назначения;
• нефтегазовый комплекс;
• коммуникации железной дороги, аэродромов.

Трубы из ПНД разных размеров используют для водо- и газопроводов, канализационных систем, дренажа, ливневок, прокладки электрических силовых, телефонных, информационных сетей.

Распространение полиэтиленовых трубопроводов сдерживает только его нестойкость к ультрафиолету, повышенной температуре и меньшая прочность по сравнению со сталью: пластик по прочности все-таки не дотягивает до металлов.

Технические характеристики и свойства

Полиэтилен производят из нефти. Плотность – 0,931–0,97 г/см2. Жесткость больше, чем у полиэтилена высокого давления. Температура плавления – 120…135 °С, температура хрупкости – -60…-150 °С, морозостойкость – -70 °С. Предел прочности при растяжении составляет 100–170 кгс/см². Твердость по Бринеллю – 1,4–2,5 кгс/мм². Относительное удлинение при разрыве – 500-600 %.

Трубы характеризуются в первую очередь физическими размерами и кольцевой жесткостью (зависящей от толщины стенки).

Состав материалов

Полиэтилен – цепочка этиленовых звеньев. Это органическое соединение имеет длинные гибкие цепочки углерода с присоединенными атомами водорода (формула CH2—CH2—CH2—CH2—, или (С2H4) n). У полиэтилена низкого давления небольшая степень ветвления цепочек, поэтому его плотность больше, чем ПВД.

В состав ПНД в зависимости от марки добавляют красители, антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы.

Срок службы

Срок службы ПНД при оптимальных условиях достигает 50 лет и больше. Оптимальные условия – отсутствие солнечного цвета, перегрева, циклических механических изгибающих нагрузок на трубу.

Таблица пропускной способности

При проектировании домашних систем водоснабжения владельцу приходится решать, трубу какого размера использовать. В идеальном случае выполняют гидравлический расчет системы – это определяет минимально допустимое сечение трубопровода, обеспечивающее нормальную работу всех сантехнических приборов.

Но расчет достаточно сложен, для частного дома можно использовать приближенный показатель. Сначала по приложению 1 СНиП 2.04.01-85 определяют расчетный расход воды на каждой точке водоразбора (смесителе для раковины и душевой кабины, кране и т.д.). Затем складывают расходы и получают максимальное (пиковое) потребление воды в здании (расход).

Затем открывают таблицы Шепелева или онлайн-калькулятор на базе этих таблиц. Таблицы слишком велики, чтобы можно было привести их в этой статье. В левой части таблицы нужно найти расчетный расход в л/с. В следующем столбце находят скорость потока воды. Вверху столбца находят минимальный размер в мм (внутренний). Скорость для частных домов принимают 0,7–1,5 м/с. Следует иметь в виду, что таблицы рассчитывались для стали, и для пластиковых труб с гладкими стенками без ржавчины размер можно незначительно уменьшить.

Какое давление выдерживают

Максимальное давление для ПНД составляет 12,5 МПа. Номинальное рабочее давление – не более 10 МПа, или 100 атмосфер. Эти данные – для особо прочных конструкций из ПЭ 100, используемых для газопроводов. Для обычных водопроводных систем давление соответственно 2,5 МПА и 1,6 МПа.

Как производятся

ПНД производится в аппаратах с давлением ниже 0,1–2 МПа; температуре 120–150 °C; в присутствии катализаторов – металлогалогенов (чаще всего смесь TiCl4 и AlR3). Для реакции используют нефтепродукты. Степень кристаллизации ПНД составляет 75–80 %.

ПНД изделия независимо от размера изготавливают методом экструзии, выдавливая расплавленный полиэтилен через экструдер.

Технология производства

Сначала гранулы полимера засыпают в экструдер и расплавляют при одновременном перемешивании. Затем ПЭ выдавливают через выходное отверстие экструдера, калибруют, медленно охлаждают. Готовую продукцию нарезают и упаковывают.

Нормативные документы

Сам ПНД выпускается в соответствии с ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления». Стандарт оговаривает состав десятков марок полиэтилена, известных только узким специалистам. Обычно под понятием «марка полиэтилена» понимают названия ПЭ 80; ПЭ 100 (PE-80, PE-100). PE-63 снимается с производства. Цифры 80 и 100 соответствуют рабочему давлению в МПа 8,0 и 10,0.

Стандарты и ГОСТы

Стандарты РЕ труб:

• ГОСТ Р 54475-2011 «Трубы полимерные со структурированной стенкой и фасонные части к ним для систем наружной канализации»;
• ГОСТ 22689-2014 «Трубы и фасонные части из полиэтилена для систем внутренней канализации»;
• ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов»;
• ГОСТ 18599-2001 «Трубы напорные из полиэтилена».

Виды, сортамент, размеры и сечения

Конструктив труб ПНД:

1. Гладкостенные для напорных систем и электрических сетей. Такие конструкции из ПНД выпускаются с наружным размером 10–2000 мм.
2. Гладкостенные газовые выпускаются Ø до 630 мм.
3. Гофрированные однослойные и гофрированные двухслойные выпускаются размером до 2400 мм.
4. Раструбные элементы для безнапорных систем – с диаметрами от 32 до 315 для внутреннего монтажа, до 2400 мм – для наружного (гофра).

Изделия размером до 180 мм поставляются в бухтах и отрезках, больше 180 мм – в отрезках по 6 и 12 м. Гофру иногда по заказу выпускают длиной 9 м, раструбные элементы – от 0,5 до 6 м.

Сортамент приведен в стандартах для каждого вида труб – см. выше.

Толщина стенки и вес

Толщина стенок гладкостенных напорных ПНД труб – от 2 до 95,5 мм. Гофры (конструкций со структурированными стенками) – 19–170 мм.

Масса п.м. – это расчетное данное, его находят по таблицам в соответствующих ГОСТах. Вес зависит от толщины стенок.

Типоразмеры и маркировка

Окраска труб из ПНД в разные цвета помогает быстро определить назначение коммуникаций, яркий цвет помогает найти конструкции в земле и не повредить их при земляных работах. Трубы ПНД бывают следующих цветов:

1. Для водопроводов питьевого назначения применяют ярко-голубой или черный цвет с голубой полосой.
2. Желтые или черные с желтой полоской трубы используют для газопроводов.
3. Чисто черный/черно-серый цвет используют для технических целей.
4. Дрены окрашивают в зеленый цвет.
5. Наружные канализационные трубопроводы окрашивают в оранжевый или рыжий цвет.
6. Красный цвет применяют для окраски кожухов для прокладки электрических проводов.

Маркировка наносится на поверхность труб на расстоянии не более 1м между надписями. Текст маркировки труб из ПНД включает в себя следующие элементы:

• наименование стандарта, в соответствии с которым изготовлены трубы;
• международное обозначение марки ПНД (PE100, PE80);
• наружный диаметр и толщина стенки в мм;
• номинальное рабочее давление;
• дата изготовления;
• номер партии.

Марки полиэтилена

Полиэтилен в соответствии с ГОСТ 16338-85 выпускается десятков марок (композиций) с несколько разными характеристиками. Эта маркировка известна только узким специалистам. Гораздо чаще применяют маркировку по максимальному давлению – ПЭ-100, ПЭ-80, П-63, ПЭ-32. Чем выше прочность ПНД, тем выше плотность и вес 1 метра.

Коэффициент SDR полимерных труб

ГОСТ 18599-2001 предусматривает определенные стандартные отношения наружного диаметра труб к толщине стенки. Это отношение называется коэффициентом SDR (Standart Dimension Ratio). SDR – стандартная величина, принимается из табличных данных. От SDR зависит толщина стенки трубопровода и, соответственно, кольцевая жесткость и прочность труб.

SDR6; SDR7,4; SDR9; SDR11; SDR13; SDR13,6; SDR17; SDR17.6; SDR21; SDR26; SDR33 и SDR41 – ряд размеров SDR.

Диаметр полимерных труб

Гладкостенные ПНД трубы имеют размер от 10 до 2000 мм. Гофрированные и раструбные – до 2400 мм.

Pn – номинальное давление трубы

Номинальное давление трубы – это номинальное рабочее давление Pn. Для систем в многоэтажных зданиях Pn не должно быть ниже 1,6 МПа (16 атм). Для частных домов высотой в два этажа номинальное давление обычно в пределах 0,3 МПа.

Преимущества и недостатки

Преимущества труб из полиэтилена низкого давления:

1. Долговечность. В отсутствие солнечного цвета ПНД может прослужить 40-50 лет.
2. Высокая прочность.
3. Достаточная кольцевая жесткость.
4. Стойкость к гидроударам.
5. Нехрупкость.
6. Морозостойкость до -70 °С.
7. Нетоксичность.
8. Устойчивость к коррозии.
9. Химическая инертность. ПНД устойчив к кислым и щелочным агрессивным средам, органическим растворителям.
10. Экологичность. ПНД безвредно утилизируется.
11. Пластичность.
12. Полиэтилен восстанавливает исходную форму после деформации (замерзания).
13. Малая адгезия. Просвет не перекрывается солями кальция и магния.
14. Небольшой вес.
15. Легкий монтаж.

1. Фотодеструкция под воздействием ультрафиолета. ПНД нельзя применять под открытым солнцем.
2. Большой коэффициент температурного расширения. Длинные участки при нагреве могут изогнуться.
3. Маленькая устойчивость к повышенным температурам.
4. Неэстетичность для монтажа в жилой зоне дома.

Советы, как выбирать

ПНД – оптимальный выбор для монтажа в грунте или цокольных помещениях без ультрафиолетовых лучей, резких скачков температуры и механических колебаний. При выборе вида, размера труб руководствуются назначением и условиями эксплуатации. Сначала определяют назначение трубопроводов – напорные и безнапорные, герметичные или нет. Силовые, телефонные или интернет-сети прокладывают в кожухах из трубок большего размера, нередко эти трубопроводы не герметизируются.

Второй важный фактор – рабочее давление в водопроводе или давление грунта на безнапорные сети. От этих факторов зависит выбор конструкции трубы (гладкостенная, гофра, гофра двухслойная, раструбная). Кроме того, учитывают температурный режим – перегрев земли летом, промерзание зимой.

Выбор параметров трубы для канализации зависит от веса вышележащего слоя грунта. Если глубина залегания больше 5–6 м или канализация находится под площадкой для автомобилей, используют гофрированные двухслойные трубы с большой кольцевой жесткостью. Гофру применяют и при глубокой закладке водопроводов, большом слое стяжки над системой теплого пола.

При выборе материалов в магазине лучше выбирать товар известных брендов. Гофра однозначно лучше импортного производства. Гладкостенные трубы можно выбирать и отечественных производителей.

В любом случае трубы необходимо осматривать при покупке – нет ли трещин, сколов, наплывов, не слишком ли они мягкие и не тонкая ли стенка. Чеки, сертификат при покупке обязательны.

Примерная цена и лучшие производители

Лучшие отечественные производители – «Евротрубпласт», «Казаньоргсинтез», «ТехСтройПолимер», «ПолиПластик», «БалтЭнергосистемы». Импортных производителей множество, но качество импортных труб ПНД ненамного выше отечественных, а вот цена существенно отличается. Определять наличие и цены труб иностранных производителей нужно отдельно по каждому региону: ассортимент и цены очень разные!

Цена ходовых изделий отечественного производства:

• 1 м гладкостенной водопроводной трубы Ø 32 мм стоит от 50 мм, Ø 40 мм – от 70 рублей;
• 1 м однослойной гофротрубы Ø 50 мм стоит примерно 60 рублей; Ø 63 мм – 90 рублей; Ø 110 мм – 150 рублей;
• раструбная ПНД конструкция ходового размера 110 мм и длиной 2 м стоит около 300 рублей; гофрированная – порядка 400 рублей.

Способы соединения труб разных диаметров

Трубы разного размера соединяют всевозможными переходными муфтами. Проще всего с раструбными трубами – для них выпускаются элементы буквально на все варианты сложных конфигураций системы. Для канализации иногда используют резиновые муфты с хомутами.

Немного сложнее выглядит вопрос соединения гладкостенных труб. Трубы небольших размеров соединяют при помощи компрессионных переходных муфт (цанговых).

Уменьшение диаметра совмещают с раструбными элементами и установкой запорной арматуры.

Для монтажа трубопроводов больших размеров также встречаются переходные элементы под сварку или сегментные фитинги (см. фото).

Переход выполняют после перехода с ПНД на металл – уж для металла точно существует множество переходных фитингов.

Заключение

Я прощаюсь с моим любимым читателем! Современные пластмассы потихоньку вытесняют металлические конструкции отовсюду, где это возможно. Замена стальных и чугунных труб на полиэтиленовые позволяет сэкономить немало денежных и трудовых ресурсов. Долговечность, дешевизна и устойчивость к коррозии делает полиэтилен самым распространенным в мире пластиком. Ученые разрабатывают новые разновидности полиэтилена с улучшенными свойствами – это расширяет сферу применения ПЭ. Будущее в строительстве – за пластиком!

Подписывайтесь на обновления сайта, делитесь информацией с друзьями, приводите их на мой сайт. Полезной информации много не бывает!