Характеристики полипропилена: особенности сшитого материала для применения в магистральных трубопроводах

Полипропилен (ПП). Справочник свойств и обзор сфер применения

Чт, 28 Сентябрь 2017 | Тема: Сырье

Полипропилен (ПП) является прочным и жестким, кристаллическим термопластичным полимером, получаемым из мономерного пропилена. Полипропилен – это линейный углеводородный полимер. Полипропилен имеет химическую формулу (C3H6)n. Сегодня полипропилен является одной из самых дешевых из всех доступных пластмасс.


Полипропилен относится к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее часто используемых полимеров. Из всех крупнотоннажных пластмасс полипропилен имеет самую низкую плотность.

Полипропилен используется на практике как в виде пластмассы, так и в виде волокна в следующих сферах:

– автомобилестроение;
– строительство (трубы и др.);
– производство потребительской продукции;
– упаковка;
– производство мебели.

Двумя основными типами полипропилена, доступными на рынке, являются гомополимерные (homopolymers) и сополимерные (copolymers) марки материала.

– Гомополимерный полипропилен — наиболее широко используемая марка общего назначения этого полимера. Молекула гомополимерного полипропилена состоит только из звеньев пропилена, а сам материал находится в частично кристаллизующемся твердом состоянии. Этот материал используется в основном при производстве упаковки, тканей, изделий медицинского назначения, труб, автокомпонентов и электрических компонентов.

– Сополимерные марки полипропилена подразделяются на рандом-сополимеры (статистический сополимер пропилена) и блок-сополимеры, которые получаются в результате сополимеризации пропена и этена.

а) Рандом-сополимер пропилена получается в результате совместной сополимеризации этена и пропена. В состав молекул этого полимера входят звенья этена (обычно до 6% массы), которые распределяются вдоль цепи полимера случайным образом. Такие полимеры характеризуются высокой гибкостью и оптической прозрачностью, что позволяет использовать их для получения прозрачных изделий и компонентов с хорошим внешним видом.

б) В цепочках блок-сополимера пропилена содержится большее количество звеньев этена (5–15%). Сомономерные звенья располагаются вдоль цепи полимера регулярно (в виде блоков). За счет такого регулярного расположения звеньев термопластичный материал становится более прочным и менее хрупким по сравнению с рандом-сополимером пропилена. Такие полимеры подходят для тех сфер применения, в которых компонентам необходимо придавать высокую прочность, например для промышленной сферы.

– Ударопрочный сополимер пропилена ( Polypropylene, Impact Copolymer ) — это смесь гомополимерного полипропилена и рандом-сополимера пропилена. Ударопрочный сополимер пропилена содержит в своем составе 45–65% звеньев этилена. Он используется для получения изделий с высокой ударной прочностью. Ударопрочные сополимеры используются в основном при производстве упаковки, деталей бытовых приборов, пленок и труб, а также в сферах автомобилестроения и производства электрических приборов.

Крупными поставщиками полипропилена являются Borealis, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC, СИБУР и др.

Сравнение гомополимера полипропилена и сопопоолимера полипропилена

Гомополимерный полипропилен характеризуется высокой удельной прочностью, жесткостью и прочностью по сравнению с сополимерными марками полипропилена. Эти свойства в сочетании с высокой химической стойкостью и свариваемостью позволяют использовать материал при производстве многих коррозионно-стойких структур.

Сополимерный полипропилен характеризуется большей мягкостью, но и более высокой ударной вязкостью, прочностью и долговечностью по сравнению с гомополимером пропилена. Материал имеет более высокую стойкость к растрескиванию и низкотемпературную прочность по сравнению с гомополимером. По всем остальным свойствам гомополимер немного превосходит сополимер пропилена.

Гомополимерные и сополимерные марки полипропилена могут использоваться почти в одинаковых сферах применения. Это объясняется тем, что они обладают множеством аналогичных свойств. Поэтому при выборе конкретной марки полипропилена из двух указанных материалов очень часто на первый план выходят нетехнические критерии.

Свойства и преимущества полипропилена

1. Температура плавления полипропилена составляет:
– гомополимер: 160–165 °C;
– сополимер: 135–159 °C.

2. Полипропилен является одним из наиболее легких полимеров из всех стандартных пластмасс. Эта особенность позволяет использовать его при производстве легких конструкций.

– Гомополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Рандом-сополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Ударопрочный сополимер: 0,898–0,900 г/см 3 .

3. Стойкостью к химическому воздействию

– Полипропилен характеризуется очень высокой стойкостью к действию разбавленных и концентрированных кислот, спиртов и оснований.

– Полипропилен имеет хорошую стойкость к действию альдегидов, сложных эфиров, алифатических углеводородов, кетонов.

– Полипропилен характеризуется ограниченной стойкостью к действию ароматических и галогенсодержащих углеводородов и окислителей.

4. Полипропилен является высокогорючим материалом.

5. Полипропилен сохраняет механические и диэлектрические характеристики даже при повышенных температурах, в условиях повышенной влажности и даже при погружении в воду. Полипропилен является водонепроницаемым.

6. Полипропилен характеризуется высокой стойкостью к растрескиванию от напряжений под воздействием окружающей среды.

7. Полипропилен характеризуется низкой чувствительностью к воздействию микроорганизмов (бактерии, грибы и т.д.).

8. Полипропилен обладает хорошей стойкостью при стерилизации паром.

Для улучшения физических и/или механических характеристик в полипропилен могут вводиться полимерные добавки, такие как осветлители, антипирены, стеклянные волокна, минеральные наполнители, электропроводные наполнители, смазки, пигменты и т.д.

Например: полипропилен характеризуется низкой стойкостью к действию УФ-излучения, поэтому в него часто вводятся светостабилизаторы в виде затрудненных аминов. Это позволяет повысить срок эксплуатации материала по сравнению с немодифицированным полипропиленом.

Кроме того, для повышения эксплуатационных характеристик и улучшения перерабатываемости в полипропилен дополнительно вводятся наполнители (глина, тальк, карбонат кальция и т.д.) и армирующие добавки (стеклянные волокна, углеродные волокна и т.д.).

Благодаря значительному улучшению эксплуатационных характеристик (новые добавки и наполнители, а также новые процессы полимеризации и новые методы смешения) полипропилен все чаще рассматривается не как дешевый материал, а как полимер с высокими эксплуатационными характеристиками, который можно использовать в качестве альтернативы традиционным конструкционным пластмассам, а иногда даже металлам (например, марки ПП, армированные длинными стеклянными волокнами).

– Низкая стойкость к действию УФ-излучения, ударной нагрузки и образованию трещин.
– Высокая хрупкость при температурах ниже —20 °C
– Низкая максимальная температура эксплуатации (90–120 °C)
– Подвергается воздействию окисляющих кислот, быстро набухает в хлорированных растворителях и ароматике
– На стойкость к тепловой деструкции существенно влияет наличие контакта материала с металлами
– Изменение размеров изделий после формования вследствие протекания процесса кристаллизации. Эта проблема может решаться добавлением нуклеирующих агентов
– Плохая адгезия красок

Сферы применения полипропилена

Полипропилен широко используется в различных сферах благодаря своей высокой химической стойкости и хорошей свариваемости.

1. Производство упаковки: хорошие барьерные свойства, высокая прочность, хорошее качество поверхности и низкая стоимость позволяют применять полипропилен при производстве упаковки.

а) Гибкая упаковка: ПП-пленки обладают хорошими оптическими свойствами и низкой проницаемостью по отношению к парам воды, что позволяет использовать их для упаковки пищевых продуктов. Из полипропилена получаются также термоусадочные оберточные пленки, пленки для электронной промышленности, пленки для нанесения графических изображений, элементов одноразовых подгузников, крышек и т.д. ПП-пленки получаются либо в виде плоскощелевых пленок (Cast Film) либо в виде двухосно-ориентированных полипропиленовых пленок (БОПП, BOPP).

б) Жесткая упаковка: из полипропилена методом раздувного формования получается тара (ящики), бутылки и емкости. Тонкостенные контейнеры из полипропилен обычно используются для упаковки пищевых продуктов.

2. Потребительские товары: полипропилен используется при производстве некоторых компонентов бытовой техники и потребительских товаров, в частности прозрачных деталей, предметов домашнего обихода, мебели, приборов, игрушек и т.д.

3. Автомобилестроение: вследствие низкой стоимости, а также благодаря хорошим механическим свойствам и хорошей перерабатываемости полипропилен широко используется при производстве автокомпонентов. Материал, в частности, применяется при производстве корпусов аккумуляторных батарей, поддонов, бамперов, боковых молдингов, элементов внутренней отделки, приборных панелей и элементов отделки дверей. Важными свойствами ПП, которые позволяют использовать его в сфере автомобилестроения, являются также низкое значение коэффициента линейного термического расширения, низкий удельный вес, высокая химическая стойкость, хорошая атмосферостойкость, перерабатываемость и соотношение ударной вязкости и жесткости.

4. Волокна и ткани: большое количество ПП используется в сегменте волокон и тканей. ПП-волокна используются в сферах производства лент (получаются в результате разрезания пленок), полос, ремней, объемных непрерывных нитей, штапельных волокон, материала спан-бонд и непрерывных нитей. Канаты, веревки и шпагаты из ПП имеют высокую прочность и стойкость к воздействию влаги, что позволяет использовать их в сфере судостроения.

5. Медицина: полипропилен используется для производства различных медицинских изделий благодаря своей высокой химической стойкости и стойкости к действию бактерий. Кроме того, медицинские марки ПП обладают высокой стойкостью в условиях стерилизации паром. Одноразовые шприцы — наиболее типичное изделие медицинского назначения, получаемое из полипропилена. Материал также используется для получения медицинских пробирок, элементов диагностических устройств, чашек Петри, бутылок для внутривенной инфузии, бутылок для образцов, пищевых контейнеров, ванночек, контейнеров для таблеток и т.д.

6. Промышленность: полипропиленовые листы широко используются в промышленной сфере для производства емкостей для кислот и химических реагентов, листов, труб, многооборотной транспортной упаковки и тары (RTP) и т.д. Это объясняется тем, что материал обладает высоким пределом прочности, стойкостью к воздействию повышенных температур и стойкостью к коррозии.

Сравнение полиэтилена и полипропилена

Мономером для получения полипропилена является пропилен

Может получаться в виде оптически прозрачного материала

Имеет меньшую плотность (более легкий материал)

ПП обладает высокой стойкостью к растрескиванию, к воздействию кислот, органических растворителей и электролитов

Он имеет высокое значение температуры плавления и хорошие диэлектрические свойства

ПП является нетоксичным материалом

Он обладает более высокой жесткостью и стойкостью к воздействию химических реагентов и органических растворителей по сравнению с полиэтиленом

ПП характеризуется более высокой жесткостью по сравнению с полиэтиленом

Мономером для получения полиэтилена является этилен

Может получаться только в виде полупрозрачного, матового материала

Его физические свойства позволяют ему лучше противостоять воздействию пониженных температур, особенно при использовании его для получения указателей

ПЭ обладает хорошими электроизоляционными свойствами

Материал обладает хорошей дугостойкостью

Полиэтилен обладает высокой прочностью по сравнению с полипропиленом

Как производится полипропилен?

Полипропилен был впервые получен методом полимеризации немецким химиком Карлом Реном (Karl Rehn) и итальянским химиком Джулио Натта (Giulio Natta). Эти ученые в 1954 году получили кристаллический изотактический полипропилен. После этого открытия совсем скоро, в 1957 году, полипропилен стал в промышленных масштабах синтезироваться итальянской компанией Montecatini.

Синдитактический полипропилен также был впервые синтезирован Натта и его сотрудниками. В настоящее время полипропилен получается методом полимеризации мономерного пропена (непредельное органическое соединение с химической формулой C3H6) в присутствии:

  • катализаторов Циглера — Натта (Ziegler-Natta);
  • металлоценовых катализаторов.

При полимеризации может образовываться три различные структуры цепочек полипропилена (в зависимости от расположения метильных заместителей):

  • атактический ПП (аПП) — неупорядоченное расположение метильных групп (CH3) вдоль молекулярной цепи;
  • изотактический ПП (иПП) — метильные группы располагаются с одной стороны относительно углеродной цепи;
  • синдиотактический ПП (сПП) — метильные группы располагаются чередующимся образом относительно углеродной цепи.

Условия переработки полипропилена

Полипропилен может перерабатываться в изделия практически любым методом переработки. Наиболее типичными методами переработки полипропилена являются: литье под давлением, экструзионно-раздувное формования, экструзия общего назначения.

1. Литье под давлением
– Температура расплава: 200–300 °C
– Температура формы: 10–80 °C
– При правильном хранении перед переработкой материал не требуется подвергать сушке
– При высокой температуре формы повышается уровень глянца и улучшается внешний вид получаемых изделий
– Степень усадки материала в форме составляет от 1,5 до 3%, в зависимости от условий переработки, реологических характеристик полимера и толщины стенки формуемого изделия

2. Экструзия (трубы, раздувные и плоскощелевые пленки, изоляция на кабели и провода и т.д.)
– Температура расплава: 200–300 °C
– Степень сжатия материала: 3:1
– Температура материального цилиндра: 180–205 °C
– Предварительная сушка: не требуется. Вторичный материал необходимо сушить в течение 3 часов при температуре 105–110 °C (221–230°F)

3. Раздувное формование (экструзия с последующим раздувом)
4. Компрессионное формование (прессование)
5. Ротационное формование
6. Инжекционно-раздувное формование
7. Экструзионно-раздувное формование
8. Ориентированное инжекционно-раздувное формование
9. Экструзия общего назначения

С помощью специального процесса может также получаться вспененный полипропилен (ППВ). Материал хорошо перерабатывается методом литья под давлением, при этом он широко используется как при периодических, так и при непрерывных процессах.

Вторичная переработка полипропилена

Всем пластмассам присваивается «Код идентификации полимера/Код рециклинга пластмасс» в зависимости от типа используемого в них полимера. Полипропилен имеет идентификационный код – 5.

Полипропилен полностью 100% может подвергаться вторичной переработке (рециклингу). Примеры изделий, получаемых из вторичного полипропилена (в-ПП): корпуса автомобильных аккумуляторов, сигнальное освещение, кабели батарей, метлы, щетки, скребки для льда и т.д.

Процесс рециклинга полипропилена обычно включает стадию плавления отходов пластмасс при температуре 250 °C с целью удаления из материала примесей, последующую стадию удаления оставшихся молекул в условиях вакуума, а также стадию перевода в твердое состояние при температуре примерно 140 °C. Этот вторичный полипропилен может смешиваться с первичным полипропиленом в количестве до 50%. Основная проблема рециклинга полипропилена связана с большим объемом потребления этого полимера. Так, например, в настоящее время рециклингу подвергается только примерно 1% использованных ПП-бутылок. Для сравнения, в настоящее время перерабатывается 98% использованных бутылок, изготовленных из ПЭТФ и ПЭВП (ПЭНД).

Полипропилен является безопасным материалом, поскольку он не имеет значительного влияния на здоровье человека и не оказывает на него химическое и токсическое действие.

Полипропилен: эксплуатационные характеристики

Полипропилен является одним из наиболее универсальных из используемых полимеров, который обладает высокими механическими характеристиками.

Полипропилен также обладает хорошей химической стойкостью и термостойкостью. Некоторые из этих характеристик позволили полипропилену вытеснить полиэтилен из некоторых сфер применения. За счет изучения всех свойств полипропилена, в частности механических, электрических и химических характеристик, можно правильно подобрать материал для конкретной сферы применения.

Свойства

Значение показателя

Стабильность размеров (формоустойчивость)

Коэффициент термического линейного расширения

Сравнение полипропиленовых труб и труб из сшитого полиэтилена

В данной статье мы рассмотрим плюсы и минусы полипропиленовых труб (PP-R) и труб из сшитого полиэтилена (PE-X). Если полипропилен появился на рынке уже сравнительно давно и достаточно хорошо известен, то вот сшитый полиэтилен использовался ранее в основном лишь в качестве изоляции для изделий кабельной промышленности, а для труб и трубопроводной арматуры это материал достаточно новый. Итак, приступим и начнём с последнего, так как трубы из сшитого полиэтилена на рынке совсем недавно, и немногие знают о качествах этого материала (отсутствие электропроводности не в счёт). Трубы из сшитого полиэтилена (этот материал также маркируется как PE-X или PEX – последнее обозначение и будем использовать для удобства) отличаются от обычных полиэтиленовых прежде всего значительно увеличенной надёжностью, долговечностью и термоустойчивостью. Дело в том, что благодаря процессу сшивания полиэтилен становится гораздо более устойчивым, поскольку молекулы вещества скрепляются также и поперечными связями. За счёт этого происходит значительное уплотнение материала, что на практике означает высокую прочность и надёжность изделий из этого материала, а также их износостойкость. Из основных преимуществ PEX труб выделим следующие в соответствии с ключевыми характеристиками для большинства трубопроводных систем.

  • Гибкость и эластичность. При этом стоит заметить, что сшитый полиэтилен – один из немногих полимерных материалов, который отлично запоминает свою форму после случайных деформаций, восстанавливая её очень быстро. Иными словами, это материал обладает отличной “памятью”. Что касается эластичности, то благодаря этому свойству полиэтиленовые трубы не трескаются и не надламываются, причём даже под достаточно сильным давлением и при повышенной температуре.
  • Термостойкость и устойчивость к давлению. Сшитый полиэтилен способен выдерживать температуру транспортируемой среды до +95 С, при этом испытываемое давление может составлять даже десять атмосфер. На самом деле, конечно, PEX трубы выдержат и большую температуру и давление, однако превышение допустимых эксплуатационных параметров не лучшим образом скажется на их долговечности.
  • Морозостойкость. Трубы PEX обладают высокой устойчивостью к низким температурам, не деформируются при низких температурах, а кроме того, допускают даже монтаж на морозе, который оказывается ничуть не сложнее, чем, например, при комнатной температуре.
  • Герметичность. По трубам из сшитого полиэтилена можно пускать даже газ, причём без риска утечки, поскольку они изготавливаются с использованием специальной прослойки – так называемого антикислородного барьера, препятствующего проникновению внутрь практически любых газов. Разумеется, это самым положительным образом сказывается и на износоустойчивости полиэтиленовых труб, поскольку кислород, проникая в трубу, вызывает различные химические процессы.
  • Низкая шероховатость труб из сшитого полиэтилена. Если говорить точнее, то полиэтиленовые трубы являются абсолютно гладкими, благодаря чему на их внутренней поверхности исключено образование различных отложений и грязи, что самым положительным образом влияет на их обслуживание, проходимость и экологичность.
  • Химическая стойкость. Сшитый полиэтилен является одним из самых химически устойчивых материалов и, благодаря этому свойству материала, трубы из PEX способны работать с самыми разными средами, включая соединения щелочей и кислот, без риска разрушения. И в самом деле, существует лишь немного жидкостей и газов, которые нельзя транспортировать по трубам из сшитого полиэтилена, да и то, как правило, такие ограничения действуют при определённой температуре среды, а при низких температурах в подавляющем большинстве случаев трубы PEX выдержат любую жидкость или газ.
  • Прочность и износостойкость. Трубы из сшитого полиэтилена могут работать очень долго даже в режиме постоянной нагрузки и физических воздействий, оказываемых на них (то есть, например, при подземном монтаже). При этом стоит отметить, что PEX трубы обладают исключительной стойкостью к истиранию. Что же касается прочности современных полиэтиленовых труб, то она такова, что PEX трубы могут применяться не только в системах водоснабжения, отопления и канализации, но и, например, при строительстве газопроводов, где показатели давления подчас значительно превышают показатели в вышеперечисленных системах.
  • Удобство монтажа. Трубы из сшитого полиэтилена можно с полным правом назвать самыми удобными в монтаже. Лёгкость, гибкость и эластичность этих труб позволяет легко соединять и конфигурировать их при помощи самых простых инструментов и с использованием минимального количества фитингов. Более того, можно выбрать даже способ соединения труб PEX, благодаря чему можно выполнять как разъёмные, так и неразъёмные соединения. Впрочем, подробнее о монтаже труб из сшитого полиэтилена мы поговорим в специальной статье, посвящённой этому вопросу, а некоторые вопросы монтажа PEX труб будут освещены и ниже.
  • Экологичность. Полиэтиленовые трубы – одни из самых экологически безопасных. Благодаря этому качеству их можно использовать на самых разных предприятиях, в том числе пищевой и фармацевтической промышленности для подачи пищевых и лекарственных сред, а также, разумеется, и для транспортировки питьевой воды в водопроводных системах. Сшитый полиэтилен абсолютно не токсичен даже при плавлении, поэтому его использование оправдано и с точки зрения пожарной безопасности.
  • Отсутствие электрической проводимости. Сшитый полиэтилен является одним из лучших диэлектриков (материалов-изоляторов, не проводящих электрический ток) и уже достаточно давно используется в качестве изоляционного материала в кабельной промышленности, где является отличной заменой поливинилхлориду (ПВХ), хотя и несколько дороже последнего. Именно поэтому трубы PEX абсолютно не проводят электрический ток, что значительно расширяет сферу их эксплуатации, обеспечивая дополнительную безопасность.

Теперь давайте пройдёмся по особенностям полипропиленовых труб. Об этом мы уже писали, однако в данной статье сделаем акцент на сравнении труб из PP-R (рандом-сополимера полипропилена, тип 3) с трубами из PEX – сшитого полиэтилена.

  • Гибкость и эластичность. Трубы из PP-R, точно также как и PEX трубы, очень хорошо восстанавливают форму после различных деформаций, обусловленных механическими воздействиями. Кроме того, они также достаточно эластичны, не трескаются и не надламываются, как и полиэтиленовые, даже при достаточно высоком давлении и температуре.
  • Термостойкость и устойчивость к давлению. PP-R, как и PEX, спокойно выдерживает температуру транспортируемой среды до +95 С. Что касается давления, то здесь показатели полипропиленовых и полиэтиленовых труб также примерно совпадают. И точно так же, как и трубы из сшитого полиэтилена, полипропиленовые могут выдерживать и температуру, и давление больше заявленных, но разумеется, это также отразится и на их долговечности.
  • Морозостойкость. Трубы PP-R, как и трубы PEX, устойчивы к пониженным температурам, не деформируются на морозе. Что касается монтажа полипропиленовых труб в условиях низкой температуры, то он представляет определённые сложности, поскольку выполняется он при помощи термосварки. Именно поэтому из-за сильной разности температур лучше выполнять монтаж труб PP-R при той температуре, при которой они будут эксплуатироваться большую часть времени, то есть при плюсовой.
  • Герметичность. В плане герметичности полипропиленовые трубы несколько уступают трубам из сшитого полиэтилена, правда, здесь стоит оговориться, что речь идёт об обычных полипропиленовых трубах, а армированные по данному показателю ничуть не хуже любых полиэтиленовых. Армированные трубы PP-R, как и трубы PEX можно также использовать для транспортировки практически любых сред при соблюдении таких параметров, как температура и давление.
  • Низкая шероховатость полипропиленовых труб. Полипропиленовые трубы, как и полиэтиленовые, являются абсолютно гладкими, за счёт чего их внутренняя поверхность оказывается естественным образом защищённой от образования различных отложений и грязи. И, как и в случае с полиэтиленом, это самым благоприятным образом влияет на обслуживание, проходимость и экологичность труб из PP-R.
  • Химическая стойкость. По этому показателю полипропиленовые трубы, как минимум, ничем не уступают трубам из сшитого полиэтилена. PP-R также один из самых химически устойчивых материалов и полипропиленовые трубы подходят для транспортировки самых разных сред, включая соединения щелочей и кислот, без риска для целостности трубопроводной системы. Как и в случае с трубами PEX, есть совсем немного сред, которые нельзя транспортировать по полипропиленовым трубам, причём, как правило, такие ограничения также действуют при определённой температуре среды, а при пониженной температуре в подавляющем большинстве случаев трубы PP-R тоже выдержат испытание практически любыми химическими веществами.
  • Прочность и износостойкость. Полипропиленовые трубы тоже могут работать продолжительное время даже в режиме постоянной нагрузки и механических воздействий, которые оказываются на них. Кроме того, полипропиленовые трубы тоже обладают высокой стойкостью к истиранию. Ну а по степени прочности трубы из PP-R также выглядят достаточно впечатляющими и могут использоваться в системах водоснабжения, отопления и канализации, а армированные полипропиленовые трубы также и в газопроводах, поскольку армирование позволяет трубам из PPR выдерживать значительно большее давление.
  • Удобство монтажа. По этому качеству полипропиленовые трубы значительно отличаются от труб из сшитого полиэтилена. Рассматривая особенности монтажа полиэтиленовых труб, мы отмечали, что их очень легко соединять и конфигурировать с использованием самых простых инструментов и минимального набора фитингов, а также в системах PEX можно выполнять монтаж как разъёмных, так и неразъёмных соединений. С полипропиленом всё сложнее. Трубы PP-R монтируются методом термической сварки, причём соединения можно выполнять только неразъёмные, то есть сплошные. Но здесь есть и свои плюсы: дело в том, что стыки полипропиленовых труб не менее прочны, чем сами трубы и фактически стыками не являются, поскольку абсолютно герметичны. Впрочем, к монтажу труб PP-R и PEX мы ещё вернёмся.
  • Экологичность. Полипропиленовые трубы, как и полиэтиленовые, самые экологичные среди всех. Это позволяет применять их на предприятиях пищевой, фармацевтической промышленности для подачи пищевых и лекарственных сред, для транспортировки питьевой воды в водопроводных системах и даже очищенных нефтепродуктов. Также отметим, что PP-R, как и PEX, также совершенно не токсичен даже при плавлении, что самым положительным образом сказывается и на пожарной безопасности этого материала. Именно поэтому полипропиленовые трубы в жилых домах, общественных и торговых заведениях, а также на предприятиях и в офисных зданиях стоит предпочесть трубам из ПВХ.
  • Отсутствие электрической проводимости. Полипропилен, как и сшитый полиэтилен, является одним из лучших диэлектриков, хотя в кабельной изоляции, в отличие от своего “соперника”, практически не используется. Тем не менее, трубы PP-R также совершенно не проводят электрический ток, что положительно сказывается на их безопасности и позволяет прокладывать их (как и трубы из PEX) даже на открытой местности, но при условии защиты от ультрафиолетового излучения (то есть солнечного света).

Ну а в следующей статье поговорим об особенностях монтажа полиэтиленовых (PEX) и полипропиленовых (PPR) труб и оценим их удобства с точки зрения монтажников и потребителей.

Технические характеристики полипропиленовых труб

В строительстве синтетические материалы успешно вытесняют металл: они в среднем дешевле, долговечнее (поскольку не подвержены коррозии), проще в монтаже и легче. Рассмотрим, что собой представляют полипропиленовые трубы — технические характеристики, виды, особенности применения.

Преимущества и особенности п/п труб

Различают три типа полипропилена для труб:

  • гомополимер (РРН);
  • сополимеры (РРВ);
  • статический сополимер с этиленом (PPRC), он же рандом сополимер. Этилен обеспечивает высокую термическую устойчивость. Полипропиленовые трубы и фитинги для отопления этого типа могут кратковременно переносить температуры до 110 ºC. Они используются чаще всего.

Физико-механические характеристики PPR регламентируются существующими стандартами:

  • в соответствии с ГОСТ 21553 температура плавления материала + 149 ºC;
  • по ГОСТ 15139 плотность PPR – 0,9 граммов на сантиметр кубический;
  • по 11262 растяжение (предел текучести) – 24-25 Н/кв.мм, удлинение при его достижении — 50%:
  • прочность на разрыв – 34-35;
  • по 15173 коэффициент термического расширения – 0,15 мм на ммс;
  • по 23630 удельная теплоемкость – 2 кДж на кгс (при +20 ºC);
  • по DIN (немецкий стандарт) – теплопроводность 0,24 ватт на м/с (при +20 ºC).

К преимуществам PPR-труб относятся:

  • неподверженность коррозии и гниению, высокая долговечность (у труб для отопления и ГВС – 50 лет, для ХВС – 100);
  • на стенках не собирается осадок, которым часто «зарастают» трубы из металла. Со временем диаметр внутреннего канала не меняется;
  • стоимость ниже, чем у металлических изделий;
  • вес в среднем в 9 раз меньше, чем у металлических того же сечения;
  • простой и недорогой ремонт. Полипропилен не требуется регулярно красить, замена поврежденных узлов выполняется без дорогостоящей техники;
  • участки труб соединяются между собой сваркой (т.н. «утюжок» для полипропилена). Соединения неразъемные и максимально надежные. Количество резьбовых соединений (через которые чаще всего возникают протечки) в системе сведено к минимуму;
  • пластик обладает низкой теплопроводностью: минимизированы теплопотери через стенки и скопление конденсата на трубах;
  • звукоизоляция (в отличие от звукопроводящих металлических труб);
  • благодаря пластичности материала трубы не лопаются при замерзании теплоносителя в холодное время;
  • высокая химическая устойчивость;
  • экологическая чистота;
  • неподверженность грибковым заражениям;
  • материал отпускается в бухтах, которые удобно транспортировать.

Читайте также: Как отогреть водопровод – практические советы.

Сферы применения

Где могут использоваться трубы из полипропилена:

  • основное применение – системы водоснабжения и (в зависимости от характеристик) отопления;
  • системы канализации;
  • транспортировка химикатов, включая агрессивные;
  • трубопроводы с самыми высокими прочностными характеристиками могут использоваться для транспортировки сжатого воздуха;
  • в системах орошения и мелиорации, для устройства дренажа.

Важно: При монтаже котельного отопления в частном доме участки трубопровода, непосредственно примыкающие к котлу, а также шланг для подачи газа и дымоход выполняются строго металлическими трубами.

Область использования зависит от конкретной модели полипропиленовой трубы – основных параметров, материала изготовления, наличия или отсутствия армирования. Основные технические характеристики канализационных полипропиленовых труб – максимально допустимые температуры и давления, к трубопроводу для питьевой воды предъявляются повышенные санитарные требования и т.д.

Применение полипропиленовых труб для организации водоснабжения

Виды, маркировка, характеристики

Технические характеристики полипропиленовых труб для водопровода различны. В первую очередь различна устойчивость к высоким давлениям и температурам. От этих параметров зависит возможность применения для тех или иных целей.

Основные виды полипропиленовых труб и их характеристики:

  • трубы PN 10 рассчитаны на эксплуатацию при давлении не выше 10 атмосфер (1 МПа) и температуре до 45 градусов. Можно использовать в трубопроводах с холодной водой, питьевой и технической. Размеры: наружный диаметр от 2 до 11 см, внутренний – от 1,62 до 9. Толщина стенки от 1,9 мм до сантиметра. Стоимость самая низкая в категории;
  • PN 16 – давление до 16 атм., температура до 60 ºC. Наружный диаметр от 1,6 до 11 см. Можно использовать для устройства «теплого пола», для обслуживания радиаторов – нет;
  • PN 20 – давление 20 атм., максимальная температура 95 ºC. Подходят для систем центрального отопления. Внутренний диаметр 1,06-7,32 см, наружный – 1,6-11, стенка – от 2,7 до 18,4 мм;
  • PN 25 отличаются от других моделей наличием в структуре алюминиевой фольги. Вместо нее может также использоваться стекловолокно. Прочность этих труб самая высокая, за счет армирующего слоя термическое расширение минимально. Давление – 25 атм., температура – 95 ºC. Внутренний диаметр 1,32-5 см, наружный – 2,12-7,79, стенка – 4-13,3 миллиметра.

На заметку: На данный момент на рынке можно найти не только полипропиленовые трубы маркировки PN 25, которые имеют армирование.

Цвета полипропиленовых труб всех типов – серый, белый, зеленый и черный. У черных лучше защита от ультрафиолетовых лучей, в остальном цвет на характеристики полипропиленовых труб и фитингов для водоснабжения или других систем не влияет.

Виды фитингов

Фитинг для п/п труб — соединительный элемент, изготовленный также из полипропилена. Может иметь в составе латунную никелированную впрессованную вставку с резьбой. Для устройства трубопроводов применяются следующие соединительные детали:

  • муфта – похожий на миниатюрный бочонок полый элемент для сваривания труб одинакового сечения. Трубы вставляются с обеих сторон;
  • переходник – похожий элемент, но для соединения труб с разными диаметрами. Есть также переходники для соединении п/п труб с металлическими, с резьбой на одном конце;
  • уголок используется для поворота магистрали: так можно избежать лишнего изгиба. Есть уголки под 45 и 90 градусов, а также совмещенные с переходниками — с разным сечением входных отверстий, с металлической резьбой с одной стороны;
  • тройники и кресты используются для соединения более двух труб. Углы и конфигурация различны, есть детали с резьбой и без нее;
  • обводы – детали для обхода конструкционных элементов (например, других труб). Позволяют избежать лишнего изгиба полипропилена. Формы и размеры различны;
  • компенсаторы. Существуют в готовом виде, но при необходимости можно собрать из фрагментов труб и уголков;
  • американка – разборный фитинг, муфта с накидной гайкой. На тех участках, которые будут периодически подвергаться демонтажу (для очистки узла, установки водосчетчика и т.д.) предпочтительно установить американку.

Кроме соединительных деталей в трубопроводах используются краны и вентили из полипропилена, заглушки (для перекрытия глухих торцевых участков), крепежные элементы и фиксаторы для монтажа на стены.

Различные фитинги для труб из полипропилена

Особенности соединения

Для соединения отрезков труб из полипропилена применяются три вида сварки:

  • встык;
  • полифузная (раструбная);
  • с использованием электрофитингов.

При соединении с металлическими трубами используются фитинги с резьбовыми вставками. Для герметизации стыков применяют тефлоновую ленту и другие уплотнители.

Важно: Самостоятельно нарезать резьбу на заводских изделиях нельзя. Для монтажа следует использовать фитинги и трубы одной марки, только так качество готовой системы будет гарантировано.

Несколько основных правил монтажа п/п трубопровода:

  1. Перед началом работы нужно внимательно осмотреть материал, чтобы исключить повреждения и загрязнения.
  2. Выполнять монтаж следует при плюсовой температуре от 5 градусов, при необходимости сгибать трубы – от 15.
  3. Максимальный радиус изгиба зависит от размеров труб. Например, для 1,6-3,2 см – 8 диаметров.
  4. Крепление осуществляется с учетом термического расширения. При нагреве труба деформируется и может лопнуть. Монтаж на неподвижной опоре допускается только для короткого участка. Во всех остальных случаях используется подвижная, допускающая возможность компенсационного смещения без отклонения от оси трубопровода.
  5. Необходимый уклон трубы – от 0,5 процента в сторону слива теплоносителя или воды с помощью дренажного крана.
  6. Настенные колена крепятся на жесткую пластину, дабы исключить крутильные напряжения.

В бытовых условиях трубы из полипропилена соединяются с помощью раструбной сварки

Популярные производители

Марки труб и фитингов, популярные сегодня на российском рынке:

  1. Valtec (Италия) представляет три категории полипропиленовых труб: тонкостенные, армированные фольгой (99,4% алюминия), армированные стекловолокном. Материал – PP-R 100. Слои проклеиваются клеевыми составами японского и американского производства, обеспечивающими прочность прослойки 70 Н на 10 мм (норма – 15). В процессе сварки не образуется валик из расправленного пластика. Особенность фитингов – конический раструб. Детали с металлической резьбой – восьмигранные (благодаря форме с ними можно работать стандартными ключами).
  2. Banninger (Германия). Сырье – химически нейтральный полипропилен рандом-сополимер. Изделия можно использовать в том числе и для подачи питьевой воды. Главный минус марки – высокая цена.
  3. Wavin Ecoplastic (Чехия). Трубы выдерживают нагрузку до 20 атм. Виды труб для отопления: Стаби – армированные фольгой, Fiber, Basalt+ – базальтовым волокном. Остальные модели подходят для холодного водоснабжения.
  4. Kalde (Турция). Виды: чистый полипропилен – PN10 и 16; армированные стекловолокном – PN16; superpipe – армированные алюминиевой перфорированной фольгой. Последнему виду при сварке не требуются зачистка и торцевание. Срок эксплуатации при температурах до 70 градусов – 50 лет.
  5. Tebo (Турция). Сырье – стойкий полимер нового поколения Random Copolymer (PPR третьего типа). Изделия имеют сертификаты на соответствие стандартам DIN, ГОСТ, TSE. Размеры сечения – от 2 до 16 см, виды труб – PN10, 20 и 25. Фольга в PN25 неперфорированная, при сварке требуется зачистка.
  6. SPK (Турция). Полипропиленовые трубы в среднем вдвое дешевле, чем у европейских брендов, при сохранении высокого качества. Изготавливаются из голландского сырья на немецком оборудовании. Отличные характеристики: изделия можно использовать в том числе в трудных эксплуатационных условиях (например, в Сибири).


Характеристики полипропилена: особенности сшитого материала для применения в магистральных трубопроводах

СВОДЫ ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ ПОЛИПРОПИЛЕНА “РАНДОМ СОПОЛИМЕР”

Design and laying of “Random copolymer” polipropilene pipelines

Дата введения 1996-09-04

1. РАЗРАБОТАН ЗАО “НПО Стройполимер” и ведущими специалистами научно-исследовательских и проектных организаций в области проектирования и монтажа трубопроводов из полимерных материалов.

ВНЕСЕН Главным управлением стандартизации, технического нормирования и сертификации Минстроя России.

2. ПРИНЯТ И РЕКОМЕНДОВАН письмом Главтехнормирования Минстроя России от 9 апреля 1996 г. N 13/214.

Введение

Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена “Рандом сополимер” содержит рекомендуемые дополнения к действующим нормативным документам: СНиП 2.04.01-85, СНиП 3.05.01-85, СН 478-80, СН 550-82 и др.

При разработке Свода правил использованы результаты сертификационных испытаний труб из PPRC, опыт применения их при монтаже систем водоснабжения в Российской Федерации, положения зарубежных норм, материалы и техническая документация корпорации “Pipe line” и др.

Трубы и соединительные детали имеют сертификат соответствия N ГОСТ P RU.9001.1.3.0010-16, выданный Минстроем России, и гигиенический сертификат N 11-9660 от 28.12.94 г., выданный Московским центром Государственного санитарно-эпидемиологического надзора Госкомитета санэпидемнадзора Российской Федерации.

Свод правил согласован с ГПК СантехНИИпроект, НИИСантехники, НИИМосстрой, АО “Моспроект”, МНИИТЭП, УМЭСТР, Главмосстрой.

По мере расширения области применения труб, соединительных деталей и т.п. в него будут внесены необходимые положения и дополнения.

В разработке настоящего Свода правил принимали участие: Г.М.Хорин, В.А.Глухарев, В.А. Устюгов, Л.Д.Павлов, Ю.И.Арзамасцев, А.В.Поляков, В.С.Ромейко, Ю.Н.Саргин, А.В.Сладков.

Замечания и предложения по совершенствованию Свода правил следует направлять в НПО “Стройполимер”.

1. Область применения

1.1. Трубы и соединительные детали, изготовленные из полипропилена “Рандом сополимер” (товарное название PPRC) предназначаются для монтажа трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения и технологических трубопроводов. В настоящем Своде правил приведены особенности проектирования и монтажа систем трубопроводов из PPRC, обладающих специфическими свойствами.

1.2. Не допускается применение труб из PPRC для раздельных систем противопожарного водоснабжения.

1.3. Срок службы трубопроводов из PPRC в системах холодного водоснабжения – не менее 50 лет, в системах горячего водоснабжения (при температуре не более 75 °С) не менее – 25 лет. Срок службы технологических трубопроводов из PPRC зависит от химического состава транспортируемой среды, ее температуры, давления и определяется проектом.

1.4. При проектировании и монтаже систем трубопроводов, указанных в п.1.1, должны выполняться требования действующих нормативных документов (СНиП 2.04.01-85, СНиП 3.05.01-85, СН 478-80, СН 550-82 и др.)

1.5. Основные физико-механические свойства труб и соединительных деталей из PPRC при температуре +20 °С приведены в табл.1.1, а химическая стойкость – в прил.1.

Средний коэффициент линейного теплового расширения

Предел текучести при растяжении

Предел прочности при разрыве

Относительное удлинение при разрыве

________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

1.6. При замерзании жидкости в трубах из PPRC они не разрушаются, а увеличиваются в диаметре и при оттаивании вновь приобретают прежний размер.

1.7. Типы труб PPRC указаны в табл.1.2.

1.8. Размеры и масса труб приведены в табл.1.3.

Номинальное давление, МПа (кгс/см )

1. Номинальное давление – постоянное внутреннее давление воды при 20 °С, которое трубы могут выдерживать не менее 50 лет.

2. Рабочее давление в трубопроводе при транспортировании воды в зависимости от ее температуры, срока службы и типа трубы приведено в прил.2.

3. Выбор типа труб из PPRC для трубопроводов определяется проектом.

Размеры и масса труб из PPRC
(по DIN 8077)

Толщина стенки, мм, и теоретическая масса 1 м трубы

наружный труб PPRC, мм

1.9. Трубы из PPRC поставляются в отрезках длиной до 4 м.

1.10. Условное обозначение труб состоит из слов: труба PPRC, размера наружного диаметра и типа трубы. Пример условного обозначения трубы из PPRC на давление 20 кгс/см наружным диаметром 32 мм: труба PPRC 32PN20.

2. Проектирование трубопроводов

2.1. Проектирование систем трубопроводов связано с выбором типа труб, соединительных деталей и арматуры, выполнением гидравлического расчета, выбором способа прокладки и условий, обеспечивающих компенсацию тепловых изменений длины трубы без перенапряжения материала и соединений трубопровода. Выбор типа трубы производится с учетом условий работы трубопровода: давления и температуры, необходимого срока службы и агрессивности транспортируемой жидкости.

Примечание – При транспортировании агрессивных жидкостей следует применять коэффициенты условий работы трубопровода согласно табл.5 СН 550-82.

2.2. Сортамент труб, соединительных деталей и арматуры приводится в прил.3.

2.3. Гидравлический расчет трубопроводов из PPRC заключается в определении потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений, возникающих в трубе, в стыковых соединениях и соединительных деталях, в местах резких поворотов и изменений диаметра трубопровода.

2.4. Гидравлические потери напора в трубах определяются по номограммам рис.2.1. и 2.2.

Рис.2.1. Номограмма для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN10)

Рис.2.1. Номограмма для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN10)

Пример определения

Дано: труба PPRC 32PN10, расход жидкости 1 л/с

По номограмме: средняя скорость течения жидкости 1,84 м/с, потеря напора 140 мм/м

Рис.2.2. Номограмма для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN20)

Рис.2.2. Номограмма для инженерного гидравлического расчета холодного водопровода из труб PPRC (PN20)

Пример определения

Дано: труба PPRC50 PN20, расход жидкости 1 л/с

По номограмме: средняя скорость течения жидкости 1,1 м/с, потеря напора 45 мм/м

2.5. Гидравлические потери напора в стыковых соединениях можно принять равными 10-15% величины потерь напора в трубах, определенными по номограмме. Для внутренних водопроводных систем величину потерь напора на местные сопротивления, в соединительных деталях и арматуре рекомендуется принимать равной 30% величины потерь напора в трубах.

2.6. Трубопроводы в зданиях прокладываются на подвесках, опорах и кронштейнах открыто или скрыто (внутри шахт, строительных конструкций, борозд, в каналах).

Скрытая прокладка трубопроводов необходима для обеспечения защиты пластмассовых труб от механических повреждений.

2.7. Трубопроводы вне зданий (межцеховые или наружные) прокладываются на эстакадах и опорах (в обогреваемых или необогреваемых коробах и галереях или без них), в каналах (проходных или непроходных) и в грунте (бесканальная прокладка).

2.8. Запрещается прокладка технологических трубопроводов из PPRC в помещениях, относящихся по пожарной опасности к категориям А, Б, В.

2.9. Не допускается прокладка внутрицеховых технологических трубопроводов из пластмассовых труб через административные, бытовые и хозяйственные помещения, помещения электроустановок, щиты системы контроля и автоматики, лестничные клетки, коридоры и т.п. В местах возможного механического повреждения трубопровода следует применять только скрытую прокладку в бороздах, каналах и шахтах.

2.10. Теплоизоляция трубопроводов водоснабжения выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 (раздел 3).

2.11. Изменение длины трубопроводов из PPRC при перепаде температуры определяется по формуле

где – температура изменения длины трубы, мм;

0,15 – коэффициент линейного расширения материала трубы, мм/м;

– длина трубопровода, м;

– расчетная разность температур (между температурой монтажа и эксплуатации), °С.

2.12. Величину температурных изменений длины трубы можно также определить по номограмме рис.2.3.

Рис.2.3. Определение величины температурных изменений длины трубы по номограмме

Пример – =20 °C, =75 °C, =6,5 м.

По номограмме =55 мм.

2.13. Трубопровод должен иметь возможность свободно удлиняться или укорачиваться без перенапряжения материала труб, соединительных деталей и соединений трубопровода. Это достигается за счет компенсирующей способности элементов трубопровода (самокомпенсация) и обеспечивается правильной расстановкой опор (креплений), наличием отводов в трубопроводе в местах поворота, других гнутых элементов и установкой температурных компенсаторов. Неподвижные крепления труб должны направлять удлинения трубопроводов в сторону этих элементов.

2.14. Расстояние между опорами при горизонтальной прокладке трубопровода определяется из табл.2.1.

Расстояние между опорами в зависимости от температуры воды в трубопроводе

Номинальный наружный диаметр трубы, мм

2.15. При проектировании вертикальных трубопроводов опоры устанавливаются не реже чем через 1000 мм для труб наружным диаметром до 32 мм и не реже чем через 1500 мм для труб большого диаметра.

2.16. Компенсирующие устройства выполняются в виде Г-образных элементов (рис.2.4), П-образных (рис.2.5) и петлеобразных (круговых) компенсаторов (рис.2.6).

Рис.2.4. Г-образный элемент трубопровода

Рис.2.4. Г-образный элемент трубопровода

2.17. Расчет компенсирующей способности Г-образных элементов (рис.2.4) и П-образных компенсаторов (рис.2.5) производится по номограмме (рис.2.7) или по эмпирической формуле (2.2)

где – длина участка Г-образного элемента, воспринимающего температурные изменения длины трубопровода, мм;

– наружный диаметр трубы, мм;

– температурные изменения длины трубы, мм.

Величину можно также определить по номограмме (рис.2.7).

Рис.2.5. П-образный компенсатор

Рис.2.5. П-образный компенсатор

Рис.2.6. Петлеобразный компенсатор

Рис.2.6. Петлеобразный компенсатор

Рис.2.7. Номограмма для определения длины участка трубы, воспринимающего тепловое удлинение

Рис.2.7. Номограмма для определения длины участка трубы, воспринимающего тепловое удлинение

Пример – =40 мм, =55 мм

По номограмме =1250 мм

2.18. Конструирование систем внутренних трубопроводов рекомендуется производить в следующей последовательности:

на схеме трубопроводов предварительно намечают места расположения неподвижных опор с учетом компенсации температурных изменений длины труб элементами трубопровода (отводами и пр.);

проверяют расчетом компенсирующую способность элементов трубопровода между неподвижными опорами;

намечают расположение скользящих опор с указанием расстояний между ними.

2.19. Неподвижные опоры необходимо размещать так, чтобы температурные изменения длины участка трубопровода между ними не превышали компенсирующей способности отводов и компенсаторов, расположенных на этом участке, и распределялись пропорционально их компенсирующей способности.

2.20. В тех случаях, когда температурные изменения длины участка трубопровода превышают компенсирующую способность его элементов, на нем необходимо установить дополнительный компенсатор.

2.21. Компенсаторы устанавливаются на трубопроводе, как правило, посредине, между неподвижными опорами, делящими трубопровод на участки, температурная деформация которых происходит независимо друг от друга. Компенсация линейных удлинений труб из PPRC может обеспечиваться также предварительным прогибом труб при прокладке их в виде “змейки” на сплошной опоре, ширина которой допускает возможность изменения формы прогиба трубопровода при изменении температуры.

2.22. При расстановке неподвижных опор следует учитывать, что перемещение трубы в плоскости перпендикулярно стене ограничивается расстоянием от поверхности трубы до стены (рис.2.4). Расстояние от неподвижных соединений до осей тройников должно быть не менее шести диаметров трубопровода.

2.23. Запорная и водоразборная арматура должна иметь неподвижное крепление к строительным конструкциям для того, чтобы усилия, возникающие при пользовании арматурой, не передавались на трубы PPRC.

2.24. При прокладке в одном помещении нескольких трубопроводов из пластмассовых труб их следует укладывать совместно компактными пучками на общих опорах или подвесках. Трубопроводы в местах пересечения фундаментов зданий, перекрытий и перегородок должны проходить через гильзы, изготовленные, как правило, из стальных труб, концы которых должны выступать на 20-50 мм из пересекаемой поверхности. Зазор между трубопроводами и футлярами должен быть не менее 10-20 мм и тщательно уплотнен несгораемым материалом, допускающим перемещение трубопроводов вдоль его продольной оси.

2.25. При параллельной прокладке трубы из PPRC должны располагаться ниже труб отопления и горячего водоснабжения с расстоянием в свету между ними не менее 100 мм.

2.26. Проектирование средств защиты пластмассовых трубопроводов от статического электричества предусматривается в случаях:

отрицательного воздействия статического электричества на технологический процесс и качество транспортируемых веществ;

опасного воздействия статического электричества на обслуживающий персонал.

При проектировании и эксплуатации таких трубопроводов должны выполняться положения СН 550-82.

2.27. Для обеспечения срока службы трубопроводов горячего водоснабжения из труб PPRC не менее 25 лет необходимо поддерживать рекомендуемые режимы эксплуатации (давление, температуру воды), указанные в прил.2.

2.28. Принимая во внимание диэлектрические свойства труб из PPRC, металлические ванны и мойки должны быть заземлены согласно соответствующим требованиям действующих нормативных документов.

3. Транспортирование и хранение труб

3.1. Транспортирование, погрузка и разгрузка полипропиленовых труб должны проводиться при температуре наружного воздуха не ниже минус 10 °С. Их транспортирование при температуре до минус 20 °С допускается только при использовании специальных устройств, обеспечивающих фиксацию труб, а также принятии особых мер предосторожности.

3.2. Трубы и соединительные детали необходимо оберегать от ударов и механических нагрузок, а их поверхности – от нанесения царапин. При перевозке трубы из PPRC необходимо укладывать на ровную поверхность транспортных средств, предохраняя от острых металлических углов и ребер платформы.

3.3. Трубы и соединительные детали из PPRC, доставленные на объект в зимнее время, перед их применением в зданиях должны быть предварительно выдержаны при положительной температуре не менее 2 ч.

3.4. Трубы должны храниться на стеллажах в закрытых помещениях или под навесом. Высота штабеля не должна превышать 2 м. Складировать трубы и соединительные детали следует не ближе 1 м от нагревательных приборов.

4. Монтаж трубопроводов

4.1. Монтаж трубопроводов ведется с применением труб, соединительных, крепежных деталей и арматуры, приведенных в прил.3.

4.2. Соединение пластмассовых трубопроводов с металлическими следует производить с помощью комбинированных деталей (прил.3).

4.3. Размеры опор должны соответствовать диаметрам трубопроводов. Для крепления пластмассового трубопровода можно использовать также опоры, выполненные по типовой серии 4.900-9 (разработчик – ГПК СантехНИИпроект).

4.4. Конструкция скользящей опоры должна обеспечивать перемещение трубы в осевом направлении. Конструкция неподвижных опор может быть выполнена путем установки двух муфт рядом со скользящей опорой или муфты и тройника. Неподвижное крепление трубопровода на опоре путем сжатия трубопровода не допускается.

4.5. При проходе трубопровода через стены и перегородки должно быть обеспечено его свободное перемещение (установка гильз и др.). При скрытой прокладке трубопроводов в конструкции стены или пола должна быть обеспечена возможность температурного удлинения труб.

4.6. Для систем водоснабжения, эксплуатируемых только в теплый период года, допускается прокладка труб выше глубины промерзания грунтов. Для систем круглогодичной эксплуатации прокладку трубопроводов в земле следует выполнять с учетом требований СНиП 2.04.02-84*. С целью предотвращения разрушения трубопровода при изменении температуры, при прокладке его в земле рекомендуется укладка способом “змейка”.

4.7. Прикладываемое усилие при соединении металлических труб с резьбовыми закладными элементами соединительных деталей из PPRC не должно вызывать разрушение последних.

Рис.4.1. Виды опор

4.8. Трубопровод из труб PPRC не должен примыкать вплотную к стене. Расстояние в свету между трубами и строительными конструкциями должно быть не менее 20 мм или определяться конструкцией опоры.

5. Соединение труб

5.1. Основными способами соединений труб из PPRC при монтаже являются:

контактная сварка в раструб;

резьбовое соединение с металлическими трубопроводами;

соединение с накидной гайкой;

соединение на свободных фланцах.

5.2. Контактная сварка в раструб осуществляется при помощи нагревательного устройства (сварочный аппарат), состоящего из гильзы для оплавления наружной поверхности конца трубы и дорна для оплавления внутренней поверхности раструба соединительной детали или корпуса арматуры (рис.5.1).

Рис.5.1. Последовательность процесса контактной сварки в раструб трубы и муфты из PPRC

Рис.5.1. Последовательность процесса контактной сварки в раструб трубы и муфты из PPRC

1 – муфта; 2 – дорн нагревательного устройства; 3 – гильза нагревательного устройства; 4 – метка на внешней поверхности конца трубы; 5 – ограничительный хомут; 6 – труба; 7 – сварной шов

5.3. Контактная раструбная сварка включает следующие операции:

на сварочном аппарате (см. прил.3) установить сменные нагреватели необходимого размера;

включить сварочный аппарат в электросеть, рабочая температура на поверхности сменных нагревателей (+260 °С) устанавливается автоматически. Сигналом готовности сварочного аппарата к работе является выключение сигнальной лампочки;

на конце трубы снять фаску под углом 30°;

конец трубы и раструб соединительной детали перед сваркой очистить от пыли и грязи и обезжирить;

на трубе нанести метку (или установить ограничительный хомут) на расстоянии от торца трубы до метки (или до края хомута), равном глубине раструба соединительной детали плюс 2 мм. Величина расстояния от торца трубы до метки для различных диаметров приведена в табл.5.1;

Сравнение сшитого полиэтилена и полипропилена

В процессе создания проекта для устройства коммуникаций вновь построенного либо реконструируемого здания как жилого, так и промышленного назначения вам могут предложить установку труб полипропиленовых или PEX – из сшитого полиэтилена. Выступая альтернативой металлическим изделиям, оба эти материала обладают прочностью, неплохой стойкостью к нагрузкам и долговечностью, превышающей этот показатель даже для металла. Однако они, являясь полимерами разных органических соединений, имеют существенные различия и поэтому более предпочтительны в различных строительных назначениях.

Внутренние различия

Попробуем разобраться в различии свойств сшитого полиэтилена и полипропилена, обратившись к особенностям их строения:

  1. Полиэтилен PEX получают методом поперечной «сшивки» линейных макромолекул полимеризованного этилена до получения трехмерной сетчато-ячеистой структуры:
    • Образованные в этом процессе прочные межмолекулярные связи дают материалу высокую стойкость к нагрузкам механического, химического и термического характера.
    • Такие связи еще на этапе отливки изделия дают ему форму, которую затем будет очень сложно изменить.
    • PEX является самым плотным из всех видов полиэтилена с показателем 940 кг/м 3 .
  2. Полипропилен – это полимер углеводорода пропилена, имеющий нестабильное кристаллическое строение, что дает ему как большую прочность на растяжение и разрыв, так и высокую пластичность. Он:
    • Может быть трех типов в зависимости от пространственной направленности ответвлений молекул (метильных групп),
    • Имеет «дышащую» структуру, способную пропускать газообразные вещества,
    • Является гораздо менее плотным материалом, чем любой другой вид пластмасс, с показателем плотности от 850-ти до 900 кг/м 3 .

Свойства ПП и PEX

Прочность

Прочностные характеристики этих двух материалов примерно равны, показатели их растяжения до предельного положения (разрыва) составляют диапазон от 250-ти до 800 %. Но при этом:

  • Полипропилен обладает большей стойкостью к растрескиванию, даже при воздействии возможных неблагоприятных факторов,
  • Сшитый полиэтилен более прочен при резком перепаде нагрузок: повышение скорости растяжения значительно снижает механические свойства ПП.

Температурная стойкость

Максимально высокие температуры эксплуатации изделий из обоих пластмасс не превышают значение в 140 0 C, но плавятся и горят они немного в разных температурных режимах:

  • ПП плавится при t 0 =176 0 C,
  • PEX – при t 0 от 190 до 200 0 C.

А вот «нижний» предел использования материалов сильно отличается. Если сшитый полиэтилен сохраняет свои прочностные и эластичные свойства до -50 0 C, то полипропилен становится хрупким уже при -15 0 C (для некоторых модификаций даже при -5 0 C).

ИНТЕРЕСНО! Сшитый полиэтилен более стоек к временному повышению температур до очень высоких значений, а полипропилен – материал длительной стойкости. Это означает, что низкотемпературные отопительные системы с возможностью резких скачков температур лучше изготавливать из PEX, а постоянно горячие трубопроводы дольше прослужат из ПП.

Химические свойства

Химически полипропилен уступает сшитому полиэтилену:

  • Стойкость его к органическим и неорганическим реагентам и растворителям хотя и высока по сравнению с неполимерными материалами, но слабее, чем у PEX.
  • Стойкость к явлениям среды также намного ниже: в чистом виде он намного быстрее стареет под воздействием кислорода воздуха и солнечного света, особенно при повышении температур.

ВНИМАНИЕ! Для увеличения срока службы ПП-полимеров в сырьё на этапе производства изделий добавляются стабилизаторы, улучшающие стойкость к ультрафиолету и кислороду, а PEX-трубы обычно имеют защитное антидиффузное покрытие.

Физические свойства

Несмотря на значительно большую, чем у полипропилена, плотность и практически аналогичную текучесть, PEX является более мягким материалом, а еще обладает следующими возможностями:

  • Из-за высокой плотности не пропускает сквозь себя жидкости и даже газы, что позволяет изготавливать из него безопасные напорные газопроводы и технические трубопроводы,
  • Благодаря эластичности трубы из него намного лучше гнутся с образованием более крутых поворотов, за счет чего из сшитого полиэтилена получается намного более качественный контур для систем теплого пола.

Трубы из сшитого полиэтилена: свойства и область применения

Рынок отопительных технологий за последние 20 лет претерпел достаточно серьезные изменения. Появилось большое количество новых материалов, оборудования, а также различных решений по отоплению малых и крупных объектов.

В России изменения эти связаны не только с нововведениями в системы центрального отопления, но и расширением сектора частного отопления. В прошлой статье мы рассмотрели полипропиленовые трубы. В этой речь пойдет о еще одном тип труб, который в РФ стал набирать популярность совсем недавно – трубы из сшитого полиэтилена.

Технические характеристики

Свойства труб из сшитого полиэтилена

Трубы из сшитого полиэтилена обладают высокими прочностными показателями. Благодаря свойствам материала они обладают отличными показателями растяжения на разрыв, а также износостойкости (к стиранию). Хоть материал и устойчив к изменениям условий эксплуатации, лучше не допускать резких и частых перепадов температур в системе. Наличие внутренней гладкой поверхности не допускает образование различных отложений. Поэтому на протяжении всего срока эксплуатации труб их пропускная способность, а значит и эффективность, снижаться не будет.

Стоит отметить высокую стойкость к коррозии, химическую и биологическую устойчивость (какие-либо действия на трубы могут оказывать лишь сильные растворители и тяжелолетучие соединения). Наличие малого линейного расширение достойно компенсируется эластичностью трубы. Особенностью труб из сшитого полиэтилена является эффект памяти. Он восстанавливает форму сам после незначительных деформаций. При сильных с помощью строительного фена: необходимо прогревать место излома. При этом после восстановления труба не теряет свои свойства.Необходимо отметить хороший уровень шумоизоляции, благодаря которому максимально снижается шумность проходящего по трубам теплоносителя.

Трубы из сшитого полиэтилена применяются в широком температурном диапазоне, сохраняя ударопрочность при -50 °C, и прекрасно себя чувствуют в системах отопления с температурой до 95 °C, и, в зависимости от производителя, выдерживая кратковременные нагрузки до 100-120 °C. К тому же, трубы обладают не большим весом, что позволяет их легко транспортировать и монтировать. Для защиты от ультрафиолета и проникновение кислорода и воздуха имеют специальные защищающие слои.

Условия эксплуатации и срок службы

Срок службы труб из сшитого полиэтилена (в прочем, как и всей системы), как и любых других, зависит от условий их эксплуатации. К ним можно отнести температуру теплоносителя, давление в системе, условия трубопрокладки.

Трубы из сшитого полиэтилена хорошо себя чувствуют в изменяющихся условиях. Однако, как и любой другой материал, благодаря этому они подвержены ускоренному «старению», хоть и в меньше степени, чем, например, полипропиленовые. Причем, чем выше температура, тем быстрее процесс старения происходит. С процессом старения связано и давление, которое может выдержать сама труба. Соответственно со временем такое максимально выдерживаемое давление снижается, при этом резкое изменение или аварийные температуры значительно влияют на этот показатель.

Многое зависит и от производства: каким методом трубы сшивались, какая степень сшивки и т.д. Например, точно не известно, какой процент сшивки является лучшим, но если показатель находится около 70% это очень хорошо.

Стоит сказать пару слов и об условиях трубопрокладки. Главное не повредить трубы при монтаже, изначально продумать и заложить в плане маршруты труб, исключить их перегибы и изломы и использовать различные дуги, пружины, гофры если того требуют условия. Для монтажа труб используйте только профессиональное оборудование. Это как минимум минимизирует или исключит возможное проблемы, которые могут быть на уровне монтажа.

Типы труб

Трубы разделяются из сшито полиэтилена разделяются по методу сшивки, а соответственно и по процентному уровню сшивки.

Говорить, что один метод сшивки лучше другого нельзя. Сшитые трубы даже одинаковым методом будут различаться как по прочности, так и по пластичности. Энергия связей так же различна. Равномерность сшивки, как и сама степень, будет различаться не только у разных производителей, но и у одного (значения могут колебаться в пределах нескольких процентов). Трубы, сшитые по одному методу, у одного производителя будут жесткие, у другого гибкие. Пероксидный способ самый дорогой в производстве, и получаемые трубы обладают наибольшей прочностью и устойчивостью к давлению и температурам. Стоит отметить, что трубы, полученные силановым способом, также обладают большой плотностью, и, как следствие, не лучшими показателями гибкости. Самым дешевым является радиационный способ, и благодаря степени сшивки трубы получаются достаточно гибкими и способными работать во всех системах отопления. Однако, не все производители реально могут гарантировать равномерную степень сшивки.

Сейчас также набирают популярность PERT трубы, которые близки по своим показателям трубам PEX, но при этом дешевле в производстве, а, следовательно, находятся в более выигрышном положении на рынке.

Сфера применения

Трубы из сшитого полиэтилена отвечают всем характеристикам, и могут применяться со всеми классами эксплуатации: холодное и горячее водоснабжение, напольное, низкотемпературное, радиаторное отопление. При этом обращайте внимание на рекомендации производителями по эксплуатации, чтобы ваши трубы прослужили вам верно долгий срок.

Читайте также:  Размеры канализационных труб из ПВХ: сферы применения и особенности монтажа в системах канализации
Добавить комментарий
ПолипропиленПолиэтилен