Полиэтиленовые трубы для водоснабжения: требования ГОСТ, особенности применения, методы монтажа

Напорный водопровод. Материал — полиэтилен

В каких случаях есть смысл использовать полиэтиленовые трубы ПНД для водоснабжения? По каким нормативным документам они производятся? Как выполняется монтаж полиэтиленового водопровода? Сегодня нам предстоит найти ответы на эти и некоторые другие вопросы.

Свойства полиэтилена

Свойства напорных труб из полиэтилена в наибольшей степени определяются свойствами самого полимера.

Полиэтилен в гранулах. Так он выглядит при отгрузке с химзавода

Давайте ознакомимся с ними.

Далее:

• При температуре до 40-50°С полиэтилен нерастворим и не реагирует ни с одним из известных веществ;

Любопытно: емкости для хранения концентрированных кислот и щелочей производятся именно из этого полимера.

На фото — азотная кислота в стеклянной бутылке и серная кислота в полиэтиленовой таре

• зависимости от технологии производства разделяют полиэтилен низкого, среднего и высокого давления. ПНД (полиэтилен низкого давления), проходящий полимеризацию при избыточном давлении в 1-20 атмосфер и температуре до 150 градусов в присутствии катализатора, наиболее механически прочен;

Заметьте: как правило, полиэтиленовая труба для водоснабжения производится именно из ПНД; менее прочные  ПСД и ПВД (полиэтилен среднего и высокого давления) чаще используются при производстве безнапорных канализационных труб.

Разновидности полиэтилена и технология их производства

• Полимер стоек к биологическому разложению, обладает нулевой гигроскопичностью (способностью к поглощению воды), но боится ультрафиолета. Для защиты от ультрафиолетовой составляющей солнечного спектра в изделия из этого полимера добавляют стабилизаторы и красители, поглощающие излучение.

Требования стандарта

В нашей стране напорные полиэтиленовые трубы производятся по межгосударственному стандарту за номером 18599-2001. Тот, в свою очередь, является актуализированной версией советского стандарта 18599-83.

Межгосударственный стандарт, регламентирующий производство напорных полиэтиленовых трубопроводов

Итак, какими должны быть произведенные по ГОСТ 18599-2001 трубы полиэтиленовые для водоснабжения?

Определения

Начнем с определений, использующихся в тексте документа.

• Номинальный наружный диаметр — внешний диаметр без учета предусмотренных стандартом допусков. Внутренний диаметр, непосредственно влияющий на пропускную способность водопровода, отличается от внешнего на удвоенную толщину стенки трубы;
• Овальность — разница между максимальным и минимальным диаметрами, измеренными в одном поперечном сечении;
• Номинальная толщина стенки — толщина стенки трубы без учета допустимых отклонений;
• SDR (стандартное размерное отношение) — результат деления номинального внешнего диаметра на номинальную толщину стенки. Чем больше SDR, тем меньше прочность трубы на разрыв: по мере увеличения диаметра (и, соответственно, площади внутренних стенок) при неизменном внутреннем давлении растет усилие, растягивающее стенки;

Чем меньше SDR, тем прочнее трубопровод

• MOP (максимальное рабочее давление) — давление, допустимое при постоянной эксплуатации напорного водопровода;
• PN (номинальное давление) — численное обозначение, указывающее на механическую прочность водопровода и на допустимое давление в нем, но уже с учетом коэффициента запаса прочности.

Размеры

Какие диаметры полиэтиленовых труб водоснабжения предусматривает ГОСТ 18599-2001?

Таблица размеров включает диаметры от 10 мм до 2 метров при толщине стенок от 2 до 118 миллиметров. Отклонения от номинального диаметра и номинальной толщины стенок допустимы только в большую сторону; это требование гарантирует соответствие минимальной пропускной способности и прочности водопровода значениям, предусмотренным стандартом.

Линейка размеров труб с актуальными на 2017 год ценами

Трубы для водоснабжения полиэтиленовые могут поставляться на катушках, в бухтах длиной свыше 500 метров и в прямых отрезках.

Однако: при диаметре свыше 180 мм трубы по понятным причинам поставляются только прямыми отрезками. Их длина варьируется от 5 до 24 метров с кратностью в четверть метра.

Обозначение

Как маркируются трубы полиэтиленовые для холодного водоснабжения?

Образец маркировки

Обозначение должно включать:

1. Слово «труба»;
2. Вид полиэтилена (ПЭ 32 — ПЭ 100);

Справка: число в названии марки полиэтилена указывает на его минимальную длительную прочность. Способность материала выдержать без разрушения нагрузку в 3,2 МПа характерно для полиэтилена ПЭ 32, 8 МПа — для полиэтилена ПЭ 80 и так далее.

3. SDR;
4. Наружный диаметр;
5. Толщину стенки;
6. Назначение трубы (питьевая или техническая);
7. Обозначение стандарта.

Так, труба ПЭ 80 SDR 17,6 — 160х9,1 питьевая ГОСТ 18599-2001 изготовлена из полиэтилена ПЭ 80, имеет номинальный внешний диаметр 160 мм при стенках толщиной 9,1 мм и предназначена для питьевой воды.

Внешний вид

Напорные трубы для холодной воды маркируются цветом и могут быть:

• Черными;
• Черными с продольными синими полосками;

Цвет трубы — черный, с тремя продольными синими полосками

• Синими.

Поверхности (наружная и внутренняя) должны быть гладкими, без пузырей,  трещин, посторонних включений и каверн. Допустимы лишь продольные полосы и небольшая волна — при условии, что они укладываются в пределы допустимых отклонений от номинального размера и не выводят трубу за рамки допустимой овальности.

Оценка

Насколько хороши трубопроводы водоснабжения из полиэтиленовых труб на фоне конкурирующих решений?

Давайте взвесим их достоинства и недостатки.

Плюсы

• Огромный ресурс (не менее 50 лет). Для сравнения — расчетный срок службы черной стальной трубы на холодной воде равен 15 годам, оцинковки — 30;

Однако: полипропилен служит на холодной воде те же 50 лет.

• Стойкость к агрессивным средам, что позволяет смело укладывать трубы в грунт;
• Как мы уже выяснили, полиэтилен — диэлектрик. Раз так, можно забыть про поражение металлических элементов системы водоснабжения блуждающими токами и электрохимическую коррозию;

Заметьте: и это свойство характерно для всех пластиков.

• Полиэтилен не оказывает никакого влияния на состав и вкусовые качества питьевой воды. Чтобы оценить это свойство по достоинству, вспомните характерный привкус воды из ржавого стального водопровода;

Сталь и ее коррозия сильно влияют на вкус, состав и цвет воды

• Стенки труб имеют идеально гладкую поверхность и оказывают минимальное сопротивление движению потока. Низкое гидравлическое сопротивление означает, что падение напора в водопроводе будет минимальным;
• Труба не зарастает отложениями. Через десятилетия эксплуатации ее просвет не уменьшится;

Для контраста: стальные водопроводы приходится рассчитывать с учетом неизбежного зарастания известью и ржавчиной. Просвет трубы может снизиться вдвое уже за первые десять лет службы магистрали.

Общая проблема стальных труб — уменьшение пропускной способности из-за зарастания отложениями

• Полиэтилен обладает низкой теплопроводностью. Это означает, что температура транспортируемой воды останется относительно стабильной вне зависимости от внешних условий;
• Небольшой вес труб упрощает их транспортировку и монтаж;
• Значительная длина бухты (500 и более метров) уменьшает количество монтажных соединений при прокладке подземных магистралей небольшого диаметра;
• Стыковая сварка труб большого диаметра не требует никаких расходных материалов. Для нее нужна лишь электроэнергия;
• Наконец, главное: полиэтилен эластичен, причем это свойство сохраняется при отрицательных температурах. Это означает, что проложенная в грунте труба останется целой при его просадках и подвижках, а при замерзании воды в водопроводе он не получит повреждений. Труба растянется и после таяния льда вернутся к номинальному сечению.

Полиэтиленовый водопровод не боится разморозки. После оттаивания труба останется целой

Минусы

Без них тоже не обошлось; однако недостатки нельзя назвать сколь-нибудь существенными.

1. Полиэтилен боится ультрафиолета. Однако добавка стабилизаторов, красителей и закрытая прокладка водопроводов нивелирует эту особенность материала;

При прокладке в грунте низкая устойчивость полиэтилена к ультрафиолету не имеет никакого значения

2. Фитинги, которыми выполняется монтаж водоснабжения из полиэтиленовых труб малого диаметра, заметно дороже, чем предназначенные для раструбной сварки полипропилена. Однако самих фитингов требуется куда меньше — именно потому, что гибкие полиэтиленовые трубы поставляются в бухтах.

Области применения

Первое и главное: напорные трубы из полиэтилена могут применяться только и исключительно для транспортировки холодной воды. Да, размягчаться полимер начинает лишь при 80 градусах; но задолго до этого начинает падать прочность стенок на разрыв. Если при +20 градусах водопровод способен выдержать давление в 10 атмосфер, то при +70 максимальное рабочее давление будет уже вдвое меньше.

Напорные полиэтиленовые трубы используют для:

• Прокладки магистральных водопроводов в черте города и в сельской местности;
• Реконструкции водопроводов. Полиэтиленовая плеть меньшего диаметра пропускается прямо через уложенную в грунт старую трубу. При этом ее низкое гидравлическое сопротивление компенсирует уменьшение диаметра;
• Монтажа вводов водоснабжения в частные и многоквартирные дома;

Кессон скважины на воду. Ввод на дом проложен полиэтиленом

• Прокладки временных водопроводов (в том числе дачных). Гибкая труба небольшого диаметра после разборки фитинговых соединений легко сматывается и убирается на хранение.

Особый случай

Чуть выше мы упомянули, что полиэтиленовые трубы для горячего водоснабжения не используют.

Однако, помимо обычного полиэтилена с его невысокой термостойкостью, при монтаже сантехоборудования применяются две его экзотические разновидности:

1. Сшитый полиэтилен PE-X. Образование поперечных связей между молекулами полимера делает его более термостойким (до 95°С) и придает повышенную механическую прочность;
2. Термомодифицированный полиэтилен PE-RT. Его особенность — повышенная устойчивость к высоким температурам вплоть до 110 градусов.

Бухта трубы PE-RT

Оба полимера массово применяются в системах горячего водоснабжения (как правило, при скрытой коллекторной разводке воды от коллектора к сантехническим приборам) и в системах отопления (в качестве труб для лучевой разводки и водяного теплого пола).

Водяной теплый пол из труб PE-X

Монтаж

Как выполняется монтаж полиэтиленовых труб для водоснабжения?

Существует три способа соединения труб:

Изображение	Описание
Соединение компрессионными фитингами: быстро, просто, дешево	Соединение на компрессионных фитингах: трубы фиксируются накидными гайками с обжимными кольцами; герметичность обеспечивается резиновым уплотнителем. Компрессионные фитинги для полиэтиленовых труб для водоснабжения имеют размер до 110 мм включительно; при этом трубы до 32 мм могут монтироваться с их помощью своими руками, без применения какого-либо инструмента.
Электромуфтовое соединение: питание подается на клеммы фитинга	Электросварные фитинги предназначены для муфтовой сварки и снабжаются встроенной нагревательной спиралью. При подаче на нее питания пластик фитинга надежно сплавляется с пластиком трубы. Процесс сварки полностью автоматизирован: сварочный аппарат подбирает напряжение и время нагрева, считывая штрих-код на фитинге.
Монтаж стыкового соединения на магистральном водопроводе	Стыковая сварка применяется при толщине стенок трубы свыше 4 миллиметров. Торцы соединяемых труб прижимаются к нагревательному элементу (зеркалу) и оплавляются, а затем соединяются друг с другом с усилием прижима около 1,5 кг/см2. Прочность шва равна примерно 80% от прочности цельного участка трубы.

Какой именно способ соединения лучше использовать? Инструкция довольно очевидна:

• При монтаже ввода на частный дом или дачного водопровода стоит предпочесть недорогие и оставляющие соединение разборным компрессионные фитинги;

Ввод воды в дачный дом выполнен полиэтиленовой трубой на компрессионных фитингах

• Магистрали водоснабжения монтируются стыковой сваркой;
• Дорогие, но обеспечивающие максимальную прочность соединения электросварные фитинги нужны прежде всего на имеющих небольшой диаметр вводах ХВС в тех случаях, когда их конфигурация не позволяет обойтись без сращивания труб в грунте.

Обратите внимание: прокладка трубопроводов водоснабжения из напорных полиэтиленовых труб при высоком уровне грунтовых вод выполняется на песчаной подложке, выполняющей роль дренажа и исключающей морозное пучение грунта. При засыпке траншеи в грунте не должно встречаться крупных камней и прочих предметов, способных повредить стенки трубопровода.

На песчаных и супесчаных грунтах трубопровод можно укладывать в траншею без подложки

Заключение

Надеемся, что читатель сочтет наш материал интересным и информативным. Узнать больше о том, как монтируются полиэтиленовые трубы и фитинги для водоснабжения, вам поможет видео в этой статье. Успехов!