Пнд труба характеристики

Технические ПНД трубы составили достойную конкуренцию иным пластиковым аналогам. Дело не только в бюджетной цене на продукцию, но и в положительных свойствах элементов трубопровода, которые поставили их на первые позиции в большом мире пластиковых труб. Чем заслужили они такое внимание? Какие сферы их применения? На эти и другие вопросы вы сможете найти ответы в статье.

ПНД – расшифровка или что это такое

Аббревиатура ПНД расшифровывается просто: полиэтилен низкого давления (можно встретить ПЭНД – означает то же самое, что и ПНД). Материал отличается высокой плотностью и является конечным продуктом реакции полимеризации полиэтилена при низких давлениях. Он – серо-прозрачный, жёсткий, используется в качестве сырья для производства труб разного предназначения. Данные свойства объясняются особым строением вещества, межмолекулярные связи которого обеспечивают более высокую плотность в сравнении с иными полиэтиленовыми аналогами. Его ещё называют полиэтиленом высокой плотности (ПНП, на английском – HDPE).    

ПНД для кабеля

Техническая ПНД труба для кабеля надежно защищает коммуникации связи, оптические и силовые кабеля от возможных повреждений.

Отличается:

Изделия не подвергаются высоким конструкционным нагрузкам, поскольку главная их функция – предохранение от повреждения кабелей.

Благодаря полиэтилену низкого давления – ПНД, как материалу для производства, цена труб максимально удешевляется. Данный фактор не влияет на качество деталей. Гофра для прокладки кабеля качественно, эффективно функционирует на протяжении 50 и больше лет.

Пользуясь современными технологиями, производители обеспечивают:

Элементы из полиэтилена – отличное решение для небольшого или крупного проекта.

Другие аналоги, производство которых осуществляется с применением иных материалов, близко не могут сравниться с ценой гладкой ПНД трубы для кабеля.

Характеристики, ГОСТы и сертификаты

ПНД трубы обладают такими техническими характеристиками:

Если учесть их эластичность, ударопрочность, невысокую цену, то лучших труб для прокладки магистрали – не найти.

Производство технической трубы ПНД постоянно развивается, поскольку регулярно усовершенствуются технологии и оборудование.

Сегодня сортамент регулируется ГОСТ 18599 2001, определяющим требования к трубным ПЭ деталям для прокладки хозяйственно-водных магистралей. В технической документации находится информация о производстве технических труб ПНД, обладающих конкретными характеристиками и свойствами.

Магистралями, смонтированными из таких стояков, можно перемещать не только жидкости, но и газы. Температура транспортируемых сред не должна быть выше 40⁰С при низком давлении, не превышающем 25 атм.

Производственные компании, занимающиеся выпуском технических ПНД труб, обладают сертификатами соответствия продукции существующей нормативной документации.

Материалы и предназначение

Вторичное сырьё, полиэтиленовые отходы – материал для производства безнапорных полиэтиленовых технических труб ПНД (полиэтиленовые низкого давления). Главное, чтобы полиэтилен был светостабилизированн. В противном случае, трубопроводные элементы будут подвержены отрицательному световому влиянию, что уменьшит эксплуатационный срок трубопровода.

Изделия – оптимальный вариант для монтажа кабельных каналов подземного и скрытого типа. Гладкая техническая труба ПНД – стояк-оболочка, который обеспечит защиту электросиловых проводов, телефонных магистралей, других коммуникационных, электрических кабелей от механического воздействия, влияния атмосферных осадков, грязи.

Стояки легко прокладывать, они не поддаются разрушениям при длительном функционировании.

Так же вы можете ознакомиться с основными видами труб ПВХ и аксессуарами к ним.

Изделия нашли свое применение в монтаже безнапорных водных систем:

Трубные элементы ПНД – незаменимы для прокладки канализации, для водопроводов к загородным домикам, дачам.

Не может обойтись без ПЭ элементов сельское хозяйство, строительная, химическая отрасли народного хозяйства. С их помощью хорошо изолируются теплотрассы.

Невысокая плотность материала позволяет упаковывать стояки малых диаметров в бухты. Поэтому, при такой форме складирования достаточно удобно перемещать полиэтиленовые технические трубы.

Гофрированная техническая труба ПНД обладает отличными изоляционными свойствами.

Как большинство трубных изделий, так и технические безнапорные трубы ПНД соединяются:

Классификация (Таблица) – Зависимость давления от линейных параметров

Различают 2 главных признака классификации стояков ПНД:

К первой группе относят изделия, производящиеся при низких давлениях, которые отличаются широтой цветовой гаммы. Различают стояки для:

Сегодня ПНД стояки используют также при осуществлении электромонтажных работ. Гладкие или гофрированные рукава применяют при обустройстве электрических, телефонных и оптоволоконных линий. Их можно применять при траншейном или бестраншейном способах укладки кабелей.   

Вторая группа стояков представлена такими аналогами:

Сегодня рынки сбыта заполняют изделиями из ПЭ 100. Такой полиэтилен отличается повышенной прочностью, высокой плотностью (0,954 г/см³) и может эксплуатироваться на протяжении 65-75 лет при температурах от -60℃ до +130℃. Благодаря этим и многим другим свойствам, ПЭ 100 постепенно вытесняет ПЭ 80.

Зависимость давления от линейных параметров

Популярные диаметры (Таблица)

При покупке труб ПНД нужно ориентироваться по наружным диаметрам и толщине стенок. Данные параметры определяют сферу применения изделий.

Стояки сечением от 16 до 63 мм незаменимы при прокладывании электрокабелей в зданиях и в земле.

Детали диаметром 50-75 мм подходят для обустройства сточных систем от ванн, стиральных машинок, раковин. В них размещают кабеля фонарных столбов, провода вдоль дорог.

С трубами диаметром 110 мм имели дело практически большинство из нас, поскольку их используют для канализационных магистралей. В таких трубных элементах размещают электрические и оптоволоконные конструкции.

Среди стояков больших диаметров выделяются детали сечением 400, 800, 1000, 1200, 1600 мм. Строительство ливневых и канализационных коллекторов, напорных водоводов, дренажных магистралей – сфера применения таких стояков.

Часто необходимо знать, сколько весит труба ПНД. Связано это с тем, что нужно наперёд просчитать массу подвесной канализации, конструкции для укладки электрокоммуникаций. 

Из таблицы видно, сколько весит 1 метр трубы ПНД в зависимости от наружного диаметра и значения SDR. 

Расчётные массы популярных полиэтиленовых труб из ПЭ-63, ПЭ-80, ПЭ-100

Размер наружного диаметра, мм	Расчётная масса 1 м.п. трубы, кг
SDR 41 S 20,00	SDR 26 S 12,50	SDR17,6 S 8,30	SDR13,6 S 6,30	SDR 9,0 S 4,00	SDR7,4 S 3,20	SDR 6,0 S 2,50
16,0	–	–	–	–	0,095	0,103	0,114
20,0	–	–	–	–	0,133	0,161	0,181
32,0	–	–	–	0,228	0,326	0,386	0,452
50,0	–	0,309	0,435	0,544	0,785	0,936	1,470
63,0	–	0,489	0,683	0,868	1,250	1,470	1,730
125,0	1,220	1,830	2,660	3,370	4,870	5,780	6,770
200,0	3,03	4,67	6,77	8,57	12,5	14,90	17,20
400,0	12,10	18,60	26,90	34,20	49,70	59,00	69,52
800,0	48,32	74,10	108,00	137,00	–	–	–
1000,0	75,40	116,00	168,00	214,00	–	–	–
1200,0	108,02	167,01	242,02	–	–	–	–
1600,0	193,0	296,02	–	–	–	–	–

Как соединять трубы из технического полиэтилена. Видео

Кроме сваривания, пользуются ещё 3-мя способами стыковки стояков ПНД:

1. Электромуфтовым.

2. Фланцевым.

3. Фитинговым.

Применение электромуфт

Электромуфты применяют в случае ограниченного пространства, что исключает возможность сваривания.

Сущность метода заключается в том, что с помощью нагревательного элемента происходит расплавление соединяющей поверхности. Процедура соединения выполняется так:

Свойства труб из полиэтилена таковы, что после прогревания края слегка расплавляются по всему периметру и под влиянием нужного давления получается надёжное герметическое соединение.  

Каждый мастер самостоятельно определяет время подачи электричества, поскольку визуально видно, когда необходимо осуществлять стыковку расплавленных краёв. 

Фланцевое сопряжение

Фланцы могут быть накидными или с наличием приварных втулок, алгоритм монтажа которых заключается в следующем:

Использование фитингов

Фитинговый способ соединения ещё называют стыковкой с помощью компрессионной муфты. Данную техническую операцию используют в случаях сопряжения:

Преимущества метода:

Алгоритм выполнения работ:

Благодаря уплотнительным кольцам, которые фиксируются запрессовывающимися втулками, стыковка получается полностью герметичной.    

Популярные диаметры

С применением гофры наружного диаметра 25, 32 мм осуществляется подсоединение распределительных коробок к распредщиткам, а также соединяются коробки между собой.

Межэтажные магистрали кабельной продукции монтируются в технических трубах ПНД 40 и 50 мм.

Гофрированные изделия разных диаметров имеют разное предназначение. Для прокладки телефонных коммуникаций, сигнализации достаточно гофры диаметром 16 мм. Такое сечение подходит для подводки кабелей к осветительным приборам. Техническая ПНД труба 20 мм – отличный вариант подводящего рукава к розетке, выключателю.

Оригинальными являются трубы ПНД sdr 17 с сечением 75 мм. Для их производства используют первичное и вторичное сырье. Изделия такого рода – с наличием гладкой внутренней, наружной поверхности, применяют для прокладки трубопроводов подземного типа. Выпускается продукция черного или темно-серого оттенка, возможны варианты с наличием видимых вкраплений.

ПЭ технические стояки-оболочки диаметрами от 16 до 100 мм складываются в бухты. Длина бухт с сечением 40, 63, 75 мм составляет 100 метров. В 50-ти или 100-метровых бухтах транспортируют ПЭ стояки с сечением 90-110 мм. Изделия больших диаметров: 160, 200, 225, 250, 400 мм могут быть только прямыми отрезками длиной 6 м или 12 м.

Область применения технических деталей безнапорного типа зависит от диаметра.

Изделия выпускаются разных диаметров в диапазоне 20 – 400 мм. Этот параметр определяет пропускную способность, то есть количество электрических кабелей, которые могут проходить внутри, а также гибкие свойства стояка. Например, изделия 110 – 160 мм – идеальный вариант монтажа проводов под дорогами.

Все изделия вышеуказанных диаметров применяют также для монтирования канализационных систем. В данном случае речь идет о внешних диаметрах.

В зависимости от толщины стенки, изделия могут быть:

Вес деталей напрямую зависит от толщины стенок, которая может находиться в пределах от 2 мм до 9,5 мм и выше. Техническая ПНД труба реализуется как оптом, так и в розницу. Цена изделий зависит от толщины стенки, диаметра, фирмы-производителя, иных факторов.

Кратко о Производстве

Современными производителями пластиковых стояков выпускается широкий ассортимент напорных и безнапорных изделий, фасонных деталей, труб-оболочек. Массовое производство гладких и гофрированных конструкций вызвано широким спросом на этот тип труб из полимерных материалов.

Линия по производству

Каждая линия по производству комплектуется:

Алгоритм технологии производства выглядит так:

1. Подача ПЭ гранул в накопительный бункер.
2. Расплавление сырья в экструдере.
3. Перемещение вязкой массы в экструдерную головку, где непосредственно происходит формирование заготовок конкретной формы и размеров.
4. Перемещение сформированной заготовки в вакуумный калибратор, где формируется точный диаметр изделия с его частичным охлаждением.
5. Полное охлаждение в охлаждающих ваннах.
6. Резка планетарной пилой на изделия нужной длины.
7. Нанесение маркировки.
8. Складирование.

Источник: trubtraid.ru

Полиэтилен низкого давления (ПНД), как конструкционный материал для труб

Классический полиэтилен изготавливается методом полимеризации органического газа этилена. Молекулы этого газа, в определенных условиях, объединяются в полимерные цепочки. В итоге образуется продукт с уникальными характеристиками. Полиэтилен низкого давления производится по той же схеме, только не в эфемерных «условиях», а при конкретных значениях давления (20 атмосфер) и температуры (150 градусов Цельсия), поддерживаемых в особой барокамере.

В итоге, под воздействием указанного давления и температуры из молекул этилена получается совершенно иной продукт, свойства которого определяют следующие преимущества и недостатки труб ПНД типа:

• Способность выдерживать давление в десятки атмосфер. Предел прочности такой продукции – 3-5 МПа.
• Низкий вес погонного метра трубы. Кубический метр ПНД весит всего 900 килограмм.
• Ограниченный диапазон эксплуатационных температур. Нижняя граница 0°С – при  меньших температурах ПНД стекленеет. Верхняя граница 40°С – при более высоких температурах ПНД труба теряет кольцевую жесткость.
• Относительно небольшое тепловое расширение. Любая ПНД труба при нагреве до максимально допустимой температуры (70°С) увеличится в габаритах всего на три процента.

Разумеется, подобные свойства полиэтилена низкого давления ограничивают применение труб ПНД.

В итоге, изделия из данного материала используются лишь для прокладки «холодных» водоводов или «питьевых» трубопроводов. Причем указанные линии монтируются либо внутри дома, либо в траншее, на глубинах ниже точки промерзания грунта.

↑

Трубы ПНД — технические характеристики и параметры эксплуатации

Согласно производственным стандартам и строительным нормативам ПНД трубы можно использовать лишь в четырех случаях, а именно:

• Для транспортировки холодной (до 40°С ) питьевой воды;
• Для транспортировки холодной (до 40°С ) технической воды;
• Для транспортировки жидкой или газообразной среды, температура, которой не превышает все тех же до 40°С (при условии, что указанные среды инертны к полиэтилену);
• Для обустройства слоя изоляции или короба для электрического кабеля.

Подобные ограничения на такую продукцию накладывают ее технические характеристики — для труб ПНД типа иного варианта применения просто не существует. Ведь, как говорилось выше, ПНД труба способна сохранять свою целостность в диапазоне между нулем и 40°С. И если труба удержится в этом температурном промежутке, то гарантированный срок эксплуатации изделия составит, как минимум, 50 лет.

Помимо температурного режима, на условия эксплуатации труб влияет еще один параметр – сорт полимера. Ведь переносимость внутреннего давления зависит от сорта ПНД.

Характеристики ПНД труб по стойкости стенки взаимосвязаны с типом конструкционного материала точно так же, как и характеристики температурных режимов эксплуатации.

Причем в данный момент для изготовления труб задействуют такие сорта, как ПЭ 100 (предел стойкости – 10 МПа), ПЭ  80 (может эксплуатироваться в системах с давлением до  75 атмосфер) и РЕ 63 (предел – 6,3 МПа). Ну а такая разновидность конструкционных полимеров, как РЕ 33, эксплуатируемая при давлении меньше 3,3 МПа, в современных водоводах уже практически не встречается.

Другие эксплуатационные характеристики труб ПНД типа зависят не от технических параметров изделия, а от габаритов сортамента, определяющих пропускную способность, допустимый напор, вес и прочие качества продукции.

Поэтому далее по тексту мы исследуем типоразмеры таких труб.

↑

Сортамент ПНД труб

Параметры сортамента для полиэтиленовых труб указаны в особом документе – ГОСТе номер 18599 от 2001 года. И ключевыми параметрами сортамента таких изделий по данному нормативному документу являются толщина стенки и диаметры ПНД трубы. Причем эти показатели привязаны к типу полимера использованного для производства труб и фитингов. Так, минимальный диаметры труб ПНД из полиэтилена РЕ 33 равен 10 миллиметрам, а максимальный – 160 миллиметрам. Толщина стенки для РЕ 33 труб изменяется от 2 до 12 миллиметров. Такие трубы переживут только 3,2 МПа, при большей нагрузке изделие просто лопнет.

Если в производстве продукции будут задействован сорт РЕ 100, то габариты сечения подобных изделий будут иметь совершенно иные размеры. Минимальный диаметр, в данном случае, будет равен 32 миллиметрам, а максимальный – одному метру. Ну а толщина стенки будет колебаться в пределах от 1 до 59 миллиметров. Сквозь такие трубы можно прокачать жидкий или газообразный носитель под давлением в 10 МПа.

Крупногабаритные трубы ПНД большого диаметра (до 1600 миллиметров) изготавливаются из сорта РЕ 80 и РЕ 63. Причем минимальный диаметр таких труб равен всего 16 миллиметрам. Толщина стенки труб из РЕ 80 и РЕ 63 колеблется в пределах от 2 до 67 миллиметров. Крупногабаритные трубы могут прокачивать сквозь себя жидкость или газ под давлением в 6,3-8 МПа.

Общее число полиций в сортаменте формируют 34 оригинальных изделий. И это только по диаметру трубы! Причем из РЕ 33 выпускают 15 типоразмеров трубы, из РЕ 63 – 30 типоразмеров продукции, из РЕ 80 – 34 изделия с оригинальными габаритами диаметра, а из РЕ 100 – 26 изделий.

По коэффициенту Standard Dimension Ratio (SDR), который равен соотношению наружного диаметра изделия с толщиной его стенки, ПНД трубы делятся на 11 групп. Численные значения SDR в группах изменяются от 6 до 41 единицы. Причем каждой группе соответствует три значения допустимого давления, которые зависят от конкретного сорта полиэтилена.

Так, при SDR равном 41 единице (диаметры труб в данном случае изменяются от 75 до 1600 миллиметров) допустимое давление для трубы из РЕ100 равняется 4 МПа. Ну а в случае с трубой из РЕ 63 и SDR21 (диаметры, в данном случае, будут колебаться в  пределах от 40 мм до 1,4 метра) допустимое давление при этих условиях равняется 5 МПа. В итоге, напрашивается вывод, что даже такая техническая характеристика, как допустимое давление засвистит не только от материала трубы, но и от ее габаритов.

Длина мерных отрезков труб из ПНД колеблется между 5 и 24 метрами. Однако трубы диаметром до 180 миллиметров могут выпускаться и в виде отрезков длиной до 0,5 километра. Разумеется, в этом случае труба сворачивается в бухту.

↑

Маркировка труб ПНД типа

Все упомянутые выше характеристики можно встретить не только в справочниках, но и в особых буквенно-цифровых маркерах, наносимых на внешнюю поверхность трубы. Соответственно, умение читать маркировку облегчает процесс выбора труб на складе и позволяет избежать ошибок при сборке трубопровода.

Маркировка коммуникаций из полиэтилена основана на отображении на ее внешней стороне следующих данных:

• Наименования компании-производителя и обозначения стандарта, которому соответствует такая продукция. У отечественных изделий в качестве такого стандарта используется ГОСТ 18599- 2001
• Наименования материала, в международном формате. То есть, сразу после стандарта на изделии будет проставлено обозначение сорта полиэтилена: РЕ100 или РЕ 80 или РЕ63.
• Следующая за сортом полимера группа цифр обозначает наружный диаметр — эта величина соответствует сортаменту и измеряется в миллиметрах.
• После наружных габаритов на трубе маркируется один из «внутренних» размеров – толщина стенки изделия, которая измеряется в миллиметрах.
• Следующее обозначение информирует нас о номинальном давлении. Причем если давление не выйдет из указанных границ, то данное изделие продержится в трубопроводе, как минимум, полвека.
• Кроме номинального в маркировке может быть указано и максимальное давление, которое может выдержать ПНД труба – размеры этой характеристики указаны в МПа.
• В самом конце маркировки нас информируют о дате изготовления и номере партии.

Кроме цифрового и буквенного обозначения на внешней поверхности трубы имеется еще и цветовой маркер – синяя или желтая полоса. Эта отметка указывает на принадлежность трубы к водопроводным сетям (синяя полоса) или газовым трубопроводам (желтая полоса).

Источник: VseTrybu.ru

Характеристики труб ПНД

Технические особенности

Трубы ПНД изготавливают из полиэтилена низкого давления. Именно свойства этого материала определяют технические характеристики изделий:

• легкость – вес кубического метра ПНД составляет 900 килограмм, что упрощает монтаж труб;
• устойчивость к давлению в десятки атмосфер, граничный предел прочности составляет 3-5 МПа;
• ограничение рабочего температурного режима – при температуре меньше 0°С ПНД стекленеет, а при превышении 40°С – теряет кольцевую жесткость;
• небольшое тепловое расширение – при нагреве до 70°С изделие из полиэтилена низкого давления увеличивается только на три процента.

Сфера применения

Продукция из полиэтилена низкого давления применяются при

• прокладке трубопроводов для транспортировки питьевой или технической воды с температурой до 40°С;
• прокладке трубопроводов для транспортировки газообразных или жидких материалов с температурой ниже 40°С;
• прокладке фекальной или ливневой канализации;
• сооружении короба или изоляционного слоя для электрических кабелей (для этих целей выпускают гофротрубы ПНД).

Важно также, чтобы транспортируемый материал не вступал в реакции с полиэтиленом, был инертным к этому веществу.

 Нормативы труб ПНД

Сортамент

Допустимые параметры изделий указаны в ГОСТе 18599, изданном в 2001 году. Этот документ регламентирует диаметр и толщину стенок. Эти параметры тесно связаны с типом использованного полимера.

1. Разбег диаметра труб из полиэтилена РЕ 33 составляет 10-160 мм при толщине стенок в 2-12 мм. Но такие изделия крайне ненадежны при большом давлении – при нагрузке более 3,2 МПа материал лопнет.
2. Использование другого полимера сорта РЕ 100 создает условия для производства изделий больших размеров. Теперь диаметр будет колебаться в пределах от 32 мм до метра с толщиной стенки 1-59 мм. Рабочее давление жидкости в таком трубопроводе допустимо до 10 МПа.
3. Сорта полимера РЕ 63 и РЕ 80 позволяет создавать крупногабаритные изделия. При этом допустимый начальный диаметр составляет всего 16 мм с толщиной стенок 2-67 мм. В такой трубопровод газообразный или жидкий носитель подается под давлением 6,3-8 МПа.

Только по диаметру в сортаменте формируется 34 оригинальных изделия. Также выпускается 15 типоразмеров продукции из сорта РЕ 33, 30 типоразмеров из сорта РЕ 63, 34 изделия из сорта РЕ 80 и 26 изделий из сорта РЕ 100. Такое разнообразие продукции позволяет заказчикам подобрать изделие, исходя из необходимых технических характеристик и пропускной способности.

Маркировка

Для упрощения выбора труб ПНД и предотвращения ошибок при их монтаже на внешнюю поверхность изделий наносится соответствующая маркировка:

• название производителя и ГОСТ 18599-2001, по стандартам которого производят изделия;
• используемый сорт полиэтилена;
• величина сортамента, то есть наружный диаметр – например, труба ПНД 25, 32, 50, 63 или даже 225 мм, что обуславливает характеристики и пропускную способность изделия;
• следующее значение обозначает толщину стенки в миллиметрах;
• номинальное рабочее и максимально допустимое давление в МПа;
• дата изготовления и номер партии.

Следует отметить, что изделия маркированы и цветовыми полосами. Желтая указывает на возможность использования трубопроводов для транспортировки газа, а синяя обозначает прокладку водопроводных сетей.

Зачастую мерные отрезки ПНД труб составляют 5-24 метров. Хотя полиэтиленовые водопроводы диаметром до 180 миллиметров реализуются в бухтах протяженностью 30−40 метров, а иногда и до 0,5 километра – такие водопроводные сети делают с минимальным количеством соединительных муфт, что удобно при сооружении сети наружного водовода.

Преимущества

Несмотря на ряд ограничений, такие изделия обладают весомыми преимуществами.

1. Долгий срок эксплуатации – полиэтиленовые трубопроводы сохраняют целостность и технические характеристики, как минимум, 50 лет. Правда, это возможно только при условии, что изделие будет использоваться в рабочем диапазоне 0-40°С.
2. Высокая устойчивость к внутреннему давлению – от 3,3 до 10 МПа. Правда, этот параметр зависит от используемого сорта полимера.
3. Легкость сборки трубопровода и отсутствие необходимости специального оборудования.
4. Отсутствие взаимодействия с водой и возникновения ржавчины – питьевая вода в таких трубопроводах не имеет никаких привкусов.
5. Привлекательная стоимость – полиэтиленовые изделия являются одними из самых дешевых на рынке трубопроводов.

Источник: trubsovet.ru

История полиэтиленовых труб

Полиэтилен, как и другие виды пластика, был получен случайно. В 1898 году Ганс фон Пехманн, немецкий физик, проводил очередной этап исследований над полученным им четырьмя годами ранее диазометаном — довольно опасным веществом химического происхождения. После эксперимента с нагревом диазометана, фон Пехманн обнаружил на дне колбы белое, воскообразное вещество, оказавшееся полиэтиленом или, как назвал его химик, полиметиленом. В начале XX века промышленных потребностей в открытом фон Пехманном полиэтилене не было, поэтому о его создании забыли на 37 долгих лет.

После Первой мировой войны крупные промышленники занялись поиском новых материалов для изоляции электрокабелей, поручив их разработку химическим лабораториям. Действуя в рамках такого заказа, английские химики Реджинальд Гибсон и Эрик Фосетт в лаборатории химического концерна «Империя химической промышленности» (Imperial Chemical Industries) вновь открыли полиэтилен — поместив в барокамеру смесь этилена и бензальдегида, воздействуя на неё давлением в сотни атмосфер. Полученное белое, напоминающее воск вещество химики посчитали ошибкой при проведении эксперимента, тем более что повторное получение полиэтилена им не удалось — в ходе первого эксперимента в барокамеру случайно проник воздух, этого экспериментаторы не учли.

Лаборатория ICI

Исследовав случайно полученное Гибсоном и Фосеттом вещество, химик Майкл Перрин, также работавший на концерн ICI, решил создать технологию, позволявшую получить полиэтилен в промышленных масштабах. Разработка технологии заняла у Перрина четыре года (он приступил к исследованиям полиэтилена в 1935 г.) и увенчалась успехом лишь в 1939 году — ICI получила в этом году патент на производство полиэтилена высокого давления (низкой плотности). Во время Второй мировой войны производство полиэтилена расширилось — этот пластик использовался для изоляции коаксиальных кабелей РЛС. С 1944 года полиэтиленовая упаковка стала пользоваться спросом в США у владельцев торговых сетей магазинов.

Полиэтилен высокого давления имел довольно высокую мягкость и пластичность, поэтому отлично подходил для производства упаковки под фасовку приобретённых покупателями продуктов. Однако он не годился для использования в коммуникационных сетях, транспортирующих тёплую воду — созданные из этого полимера экспериментальные трубы воду не пропускали, но не были способны удерживать газы, т. к. межмолекулярные связи в ПВД не достаточно прочны.

В 1951 году химики Пол Хоган и Роберт Банки, работавшие на корпорацию Phillips Petroleum, разработали катализатор полимеризации полиэтилена — триоксид хрома. В присутствии катализатора полиэтилен можно было получать при более умеренном давлении и температуре. Применение новых катализаторов в процессе производства гранул полиэтилена создало возможность создания пластиковых труб для снабжения холодной и тёплой водой, а также для канализационных коммуникаций. Двумя годами позже немецкий химик Карл Циглер создал каталитические системы на основе алюминийорганических соединений и титана галогениды, что позволило получить полиэтилен низкого давления (высокой плотности), отличающийся более высокой жёсткостью и прочностью, чем ПВД. В 70-х годах система катализаторов Циглера пополнилась новыми видами, позволившими, в том числе, производить широкий спектр полиэтиленовых смол.

Характеристики полиэтилена низкого давления

Этот полиэтилен производится по газофазной, суспензионной и растворной технологиям, полимеризация происходит под давлением от 1 до 5 кг/см². Он имеет плотность свыше 0,941 г/см, довольно жёсткий и, вследствие кристалличной структуры, слабо прозрачный или непрозрачный. Благодаря слабой разветвлённости молекулярных связей межмолекулярные силы обеспечивают в полиэтилене низкого давления высокую прочность на разрыв. Температура плавления — порядка 130 °С, что на 20° выше, чем у ПВД, однако это придаёт полиэтилену стойкость к температуре нагрева при эксплуатации готовых изделий (около 121 °С).

По сравнению с полиэтиленом высокого давления, влаго- и газопроницаемость ПНД в 5 раз ниже, он обладает большей химической стойкостью к жирам и маслам. Как и ПВД, он подвержен растрескиванию, вызываемому воздействием окружающей среды, однако у высокомолекулярных марок полиэтилена низкой плотности этот недостаток отсутствует. В зависимости от марки, ПНД стоек к низким температурам от -50 °С и ниже.

Из полиэтилена высокого давления производится широкий спектр продукции — пакеты и упаковочная плёнка для торговых сетей, трубы, изоляция электрических кабелей высокого напряжения, различная сетка, баки и канистры, крышки для ПЭТ-бутылок, фурнитура для мебели, комплектующие для автомобилей, детские игрушки и игровые комплексы, мебель и т. д.

В России первичный полипропилен низкого давления производится на предприятиях ООО «Ставролен», ОАО «Казаньоргсинтез», завозится из Европы и Азии, вторичный (полученный из вторсырья) — выпускают ряд небольших производителей.

Характеристики труб ПНД

Плюсы полимерных труб низкого давления (высокой плотности):

• Имеют долгий срок службы — не менее 40 лет. Такой срок был изначально заложен ещё при их разработке в 50-х годах прошлого века.
• Не подвержены коррозионным и химическим воздействиям, т. е. не требуют возобновляемой катодной защиты при укладке в грунт, т. е. не нуждаются в обслуживании.
• При равных характеристиках стоимость полиэтиленовых труб ниже, чем стальных.
• Ввиду неизменной гладкости внутренних поверхностей на них не отлагаются накипь и ил, соответственно, внутренний диаметр не меняется в течение всего срока эксплуатации.
• Обладают низкой теплопроводностью — их теплопотери и степень образования конденсата на наружной поверхности крайне малы.
• В случае замерзания жидкости внутри трубы ПНД разрушение конструкции не произойдёт, т. к. диаметр трубы увеличится под диаметр замёрзшей жидкости (на 5–7% от исходного) и вернётся к прежнему после оттаивания транспортируемой жидкости.
• Масса труб в 6 раз ниже веса стальных труб аналогичного диаметра и предельного рабочего давления, что значительно облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокая стойкость к гидроударам, обеспечиваемая низким модулем упругости труб ПНД.
• Производить сварку труб из полиэтилена намного проще, быстрее и дешевле, чем стальных. Кроме того, сварные соединения труб ПНД не утрачивают надёжности со временем.
• Полная экологическая безопасность, благодаря чему полиэтиленовые трубы разрешены к использованию в трубопроводах, снабжающих население питьевой водой.

Минусы полиэтиленовых труб:

• Ограничения по температуре транспортируемой жидкости, что затрудняет их использование в системах отопления и горячего водоснабжения.
• Специфическая технология проведения работ по монтажу.
• По сравнению с ними стальные и чугунные трубы обладают более высокими механическими характеристиками. Срок эксплуатации полимерных труб, уложенных в грунт, зависит от типа местного грунта (его подвижности).
• Их эксплуатационные характеристики снижаются под воздействием ультрафиолета (степень стойкости к ультрафиолету зависит от катализаторов, применённых в процессе производства исходного сырья — гранул ПНД).

Технология производства труб ПНД

Линия по производству полиэтиленовых труб размещается на относительно небольшой территории — около 100 м².

Гранулы ПНД определённой марки засыпаются в бункер экструдера, подвергаются нагреву до температуры расплава и пластифицируются. Расплавленный полиэтилен поступает к прямоточной головке экструдера, проходя на её входе через фильтрующие сетки и решётку, на которой установлен дорн (коническая насадка обтекаемой формы). Расплавленный полиэтилен пропорционально обволакивает дорн и следует к матрице будущей трубы, где принимает форму трубы заданного диаметра. В корпус дорна встроено сопло для подачи сжатого воздуха, охлаждающего стенки полиэтиленовой трубы на выходе из матрицы.

Отверждённая труба вытягивается из экструдера при помощи особого устройства, диаметр захвата которого соответствует диаметру трубы. Вытяжное устройство проводит трубу через охлаждающую установку, где её полотно обдаётся потоками воды из форсунок.

Контроль за толщиной стенок и отсутствием искажений геометрической формы трубы ведёт бесконтактное измерительное устройство. Следом за ним расположено устройство маркировки, наносящее на корпус трубы ПНД соответствующую маркировку путём тиснения или печати.

Если производится труба, диаметр которой превышает 125 мм, то после маркировки её нарезают отрезками необходимой длины, используя подвижную гильотинную или дисковую пилу, следующую вдоль полотна трубы со скоростью её вытягивания из экструдера. Трубы меньшего диаметра собираются тянуще-наматывающим устройством в бухты.

Помимо конструкционных характеристик головки экструдера, на качественные характеристики полиэтиленовой трубы влияют температура расплава, скорость его течения и вытяжки. В процессе течения молекулы расплавленного ПНД проходят ориентацию, влияющую на осевую усадку трубы после выхода из экструдера, а также на анизотропию (наличие шероховатостей на поверхности готовой трубы). Степень осевой усадки полиэтиленовой трубы зависит также от скорости её вытягивания — если она выше, чем скорость движения расплава на выходе, то осевая усадка и истончение стенок повышаются.

Интенсивность подачи сжатого воздуха (калибрование давлением) зависит от диаметра, толщины стенки трубы, от характеристик данной марки полимера и температуры его расплава в экструдере. Калибрование давлением воздуха регулируется при выходе первой партии трубы из экструдера путём экспериментальной настройки. Если давление воздуха будет недостаточным, то на стенках трубы образуется заметная рябь, если чрезмерным — возрастающее трение вызовет множественные микротрещины, что значительно понизит прочность стенок трубы.

Фитинги для полиэтиленовых труб

Для соединения труб ПНД используются три типа фитингов — для стыковой сварки (без использования электрической спирали), для электросварки и компрессионные фитинги.

Фитинги для стыковой сварки (спиготы) позволяют сваривать между собой трубы встык. Сварка встык производится в следующей последовательности: оплавление торцов труб и фитингов; прогрев свариваемых участков электронагревательным прибором до состояния вязкой текучести; удалением нагревательного устройства и соединение свариваемых деталей между собой под давлением. Важно как можно быстрее соединить фитинг и трубу между собой после удаления прибора нагрева, не допуская охлаждения пластика. Также для обеспечения прочного и надежного шва необходимо полностью исключить вероятность проникновения в шов частиц пыли.

Предназначенные для электросварки фитинги ПНД снабжаются закладными нагревателями из проволоки (электрическими резисторами) — при подводе к проволоке электротока её нагрев вызывает оплавление полимера в участках стыка. После соединения фитинга и трубы подача напряжения прекращается и образуется соединение с высокой герметичностью. Электросварные фитинги ввариваются в полимерные трубы с помощью особых сварочных аппаратов, позволяющих настроить режим сварки согласно размерам трубы и фитинга, который необходимо врезать в неё. Данный метод сварки особенно удобен при ремонте труднодоступных участков трубопровода.

Построение пластикового трубопровода при помощи компрессионных фитингов отличается наибольшей простотой, т. к. не требует какой-либо дополнительной подготовки труб ПНД. Компрессионные фитинги соединяются с трубами без разбора на составляющие их детали — резиновый уплотнитель сжимается запрессовывающей втулкой в том положении, в котором необходимо с одновременным ограничением сжатия, препятствуя тем самым деформациям труб, а зажимное кольцо особой конструкции не позволит ослабить соединение. Монтаж трубопровода при помощи соединения компрессионных фитингов может быть произведён в любое время года, в том числе при отрицательных температурах, при этом весь объём работ доступен к выполнению человеком без специальной подготовки.

Источник: www.rmnt.ru