Сравнительные свойства труб из сшитого и термостойкого полиэтилена

Методы соединения PEX-труб

Термопластичность PEX-труб существенно упрощает монтаж трубопровода, но необходимо четко соблюдать технологию соединения: каждый стык должен быть выполнен качественно и обеспечивать полную герметичность узла.

Метод соединения PEX-труб выбирают в зависимости от предполагаемого давления жидкости в ходе эксплуатации трубопровода:

Подготовка к монтажным работам

Выходы коллектора должны стать первыми элементами, требующими повышенного внимания. Только их правильная обработка обеспечит полную герметичность в системе.

Перед монтажом, рабочее место должно быть полностью очищено от пыли и мусора, как и оборудование. Сварка, резьба и склейка – способы, которые получили наибольшее распространение при проведении монтажа. Нужно только приобрести соответствующий вид фитинга, в зависимости от выбранного вами способа проведения монтажных работ.

Смотреть видео: системы Бир Пекс

Цельными и чистыми должны быть абсолютно все детали, которые используются при проведении монтажа. Требуется провести визуальный осмотр перед покупкой. Это позволит убедиться в качестве готового изделия. Отдельного внимания заслуживает их транспортировка.

Положительные характеристики

Среди аналогичных труб, из которых изготавливаются отопительные системы, сшитые полиэтиленовые изделия имеют несколько очень важных преимуществ. Основными являются:

1. Термостойкость.
2. Высокая прочность. Они способны сохранять внешний вид и форму даже при очень высокой температуре теплоносителя. Поэтому изделия стали широко использоваться в самых разных системах отопления. Такие прочностные характеристики являются главным отличием сшитого полиэтилена от полипропиленовой и обыкновенной полиэтиленовой трубы.
3. Не подвергаются коррозии ни внутри, ни снаружи, благодаря особому молекулярному строению. Этим они отличаются от медных труб.
4. На внутренней поверхности никогда не происходит скопление разного рода наслоений. Все нарастания удаляются транспортируемыми агрессивными средами. В остальных случаях, где наслоения не удаляются со стенок, уменьшается проточная скорость за счет сужения отверстия трубы.
5. Форма трубы может автоматически вернуться в первоначальное положение. При любой деформации могут расширяться или ссужаться,  поддерживая стандартный диаметр. Поэтому сшитый полиэтилен легко переносит очень низкие температуры, он не деформируется при механическом воздействии.
6. Небольшой вес. Незначительная масса позволяет транспортировать трубы в любое место строительства, не доставляя никаких неудобств при выполнении монтажных работ;
7. Для укладки используются самые разные схемы. Они легко устанавливаются даже при большом количестве изгибов. Применение фитингов облегчает соединение. Не нужно пользоваться сварочным аппаратом, клеить или паять детали.
8. Трубы изготавливаются из материала, отвечающего всем современным экологическим требованиям. Он может использоваться не только в отопительных установках, но и в системах водоснабжения.

Химическая сшивка под высоким давлением с обработкой лазером.

К химическим способам сшивки относится также сшивка пероксидами, при которой полиэтилен предварительно равномерно смешивают с пероксидом. Сшивка происходит в экструдере  в расплавленном состоянии посредством воздействия лазерного света под высоким давлением. Этот способ дает 85% сшивки. И самое главное – свойства материала одинаковы в любом месте, независимо от его толщины. Такой полиэтилен обозначают РEХ-A. Заломы у такой трубы можно с легкостью восстановить строительным феном, но показатель выдерживаемого давления чуть ниже чем PEX-B. По свойствам труба PEX-A самая эластичная и гибкая.

Сшитый полиэтилен

Сшитый полиэтилен идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей. По современной технологии процесс вулканизации ( сшивки) полиэтиленовой изоляции производится химическим способом в среде нейтрального газа при давлении 800 – 900 кПа и температуре 285 – 400 С.
 

Сшитый полиэтилен включен в этот раздел для целостности изложения, хотя он, по общему мнению, термореактивен при реакции с перекисью или при облучении электронами. Сшитый полиэтилен применяется главным образом для изоляции силового кабеля, работающего постоянно при высокой температуре.
 

Сшитый полиэтилен остается твердым материалом даже при температурах, при которых обычный полиэтилен плавится и течет. Особое значение сшивание приобретает для получения эластомеров из полисилоксанов и сополимеров этилена и пропилена. Сшивание перекисями включает образование полимерных свободных радикалов в результате отщепления водорода радикалами, образующимися при разложении перекиси.
 

Сшитый полиэтилен, сохраняя все основные ценные свойства обычного полиэтилена, обладает следующими преимуществами: повышенной стойкостью к растрескиванию в напряженном состоянии и к старению, повышенной теплостойкостью ( длительная рабочая температура при использовании вулканизирующегося полиэтилена на основе полиэтилена низкой плотности – 90 С, допустимая температура при перегревах в течение 100 ч в год-130 С, в течение 30 сек – 250 С), улучшенными механическими характеристиками, в частности, стойкостью к истиранию и продавливанию; хорошей стабильностью размеров при более высоких, чем для обычного полиэтилена, температурах.
 

Сшитый полиэтилен не склонен к растрескиванию под действием повышенной температуры, химически активных сред и воды, как это свойственно обычным полиэтиленам, особенно в механически напряженном состоянии.
 

Поэтому сшитый полиэтилен более стоек к токовым перегревам, чем обычный, так как кратковременное повышение температуры не приводит к плавлению или значительному размягчению изоляции. При его эксплуатации допустим кратковременный нагрев ( не более 1 с) до 230 С. Изоляция из сшитого полиэтилена в напряженном состоянии не растрескивается под влиянием воды и химических реагентов.
 

Получение сшитого полиэтилена методом вулканизации дешевле и технологически удобнее, чем методом облучения.
 

Изоляция из сшитого полиэтилена ( XLPE) типа DIX8, согласно DIN VDE 0276 – 620 часть.
 

Трубы из сшитого полиэтилена ( РЕХ-а, РЕХ-b, РЕХ-с) являются одним из наиболее распространенных материалов. Трубы РЕХ изготавливают из полиэтилена высокой плотности с очень высоким молекулярным весом. В процессе экструзии в присутствии специального катализатора производится химическая сшивка молекул полиэтилена, приводящая к формированию трехмерной сетчатой структуры, в результате чего саму трубу можно рассматривать как одну большую молекулу. Благодаря такому молекулярному строению труба РЕХ обладает целым рядом уникальных свойств: теплостойкость; долговечность; стойкость к механическому и гидравлическому удару; стойкость к ползучести при высоких давлениях и температуре; стойкость к растрескиванию благодаря отсутствию усталостных напряжений; отличные гидравлические свойства; высокая стойкость к истиранию.
 

Кабели из сшитого полиэтилена выполняются одно – и трехфазными.
 

При деформации сшитого полиэтилена, поливинилиденфторида и др. частично кристаллич.
 

При деформации сшитого полиэтилена, поливинилиденфторида и др. частичйо кристаллич. В равновесное состояние, что возможно.
 

Физические свойства сшитого полиэтилена улучшаются. Использование бифункциональных мономеров способствует улучшению стабильности размеров при 185 С ( при этом облучение полимера, содержащего 4 % мономера, дозой 1 2 Мрад эквивалентно облучению дозой 30 Мрад без добавки мономера) и увеличению прочности при растяжении.
 

Другим достоинством сшитого полиэтилена является его более высокая стойкость в зоне высокой напряженности электрического поля.
 

Что выбрать: сшитый полиэтилен или металлопластик для теплого пола

Главная составляющая часть теплого пола – трубы. От качества материала зависит дальнейшая работа и срок эксплуатации покрытия. При установке теплого пола применяют различные виды труб. Наиболее распространены металлопластиковые, полипропиленовые и сшитые полиэтиленовые варианты.

Металлопластик был разработан специально для напольного отопления. Конструкция состоит из нескольких слоев. Внутренний и наружный из полиэтилена, между ними проходит алюминиевая фольга.

Материал имеет ряд преимуществ:

• Низкое расширение при нагреве воды;
• Устойчивость к коррозии;
• Легко сгибается и держит форму;
• Гладкая поверхность;
• Шумоизоляция;
• Долговечность материала;
• Легкий монтаж.

Соединение труб происходит с помощью различных фитингов, что дополнительно увеличивает стоимость конструкции. При работе со специальным инструментом возможны порезы трубы.

При сравнении обоих материалом видно, что они обладают схожими качествами, однако отличия все же есть.

Металлопластиковые конструкции быстрее нагреваются и легче укладываются. Если предстоит монтаж сложной раскладки предпочтение лучше отдать металлопластику. Полиэтиленовые трубы при нагреве воды стараются принять исходную форму, поэтому для них нужна хорошая фиксация в местах изгибов.

Решать из каких материалов будут укладываться теплые полы, необходимо исходя из сложности раскладки, ценовой политики и предпочтений хозяев.

Соединение фитингами

Схема соединения труб зажимными фитингами.

Монтаж изделий, материалом для которых стал сшитый полиэтилен, реализуется посредством двух способов — с применением напрессовочных или с компрессионных фитингов.

Инструмент для монтажа должен включать в себя соответственно тот или иной тип фитингов. Крепежные детали компрессионного типа считаются наиболее простыми при монтаже и могут использоваться как при монтировании трубопроводов с горячей водой, так и в системах холодного водоснабжения.

Инструмент для монтажа:

• гаечные ключи;
• разрезное кольцо;
• обжимная гайка;
• компрессионный фитинг;
• нож-секатор.

Схема герметизации стыка труб.

Этих инструментов будет вполне достаточно для того, чтобы соединить между собой две трубы. Так, в первую очередь на конец одной трубы следует со стороны соединителя надеть обжимную гайку. После нее необходимо зафиксировать разрезное кольцо таким образом, чтобы его край был расположен на расстоянии 1 миллиметра относительно к срезу трубы. Она должна насаживаться на штуцер фитинга максимально в упор. Никаких дополнительных действий, в том числе снятия фаски, выполнять не нужно. Обжимная гайка должна быть прикручена при помощи гаечных ключей.

В момент затягивания гайки следует проявлять осторожность и не прилагать много усилий, так как это может привести к прорезыванию. Зафиксировать трубы на поверхности стен или пола в доме (при сооружении системы отопления с холодной водой) можно при помощи методики прокладывания техникой клипс

При таком способе монтажа зафиксировать трубы можно где угодно

Зафиксировать трубы на поверхности стен или пола в доме (при сооружении системы отопления с холодной водой) можно при помощи методики прокладывания техникой клипс. При таком способе монтажа зафиксировать трубы можно где угодно.

Установку водопровода можно выполнить самостоятельно, но желательно периодически консультироваться с профессионалами. Всегда присутствует в большой степени риск нанести разного рода повреждения, негативно сказывающиеся на работоспособности всей установки. Если монтаж и подключение будут выполнены правильно, дальнейшее их техническое обслуживание на случай неисправности либо других проблем будет протекать значительно быстрее и легче.

Как соединить сшитый полиэтилен

Выбор способа соединения труб PEX зависит от давления в системе и температуры воды (теплоносителя). Учитываются возможные скачки давления. Для центрального водопровода этот показатель – 2,5-7,5 бар. В автономном отоплении давление – до 2 бар. В централизованном оно может достигать 8 бар.

Монтаж труб из сшитого полиэтилена своими руками можно выполнить такими способами:

• Обжимной. Самый простой метод, применяется для водопроводных систем. Обжимные фитинги состоят из трех частей – гайки, разрезного кольца и штуцера.
• Прессовочный. Используется свойство усадки. Соединительная муфта состоит из пресс-кольца и штуцера. Дополнительно нужен расширитель и ручной пресс.

Монтаж компрессионными фитингами

Соединение трубы для водоснабжения делают компрессионными фитингами. Они изготавливаются из

Компрессионный фитинг

пищевой латуни. Этот материал обладает высокой стойкостью к вымыванию цинка. Альтернатива- соединители из полифенилсульфона (PPSU). Они применяются для скрытого монтажа, так как обладают прочной конструкцией.

Особенности монтажа:

• Минимум инструментов – два газовых ключа, труборез.
• Для фиксации нужна только мускульная сила.
• Простой демонтаж, что удобно для создания временных трубопроводов.

Для соединения обжимную гайку устанавливают на конец трубы. Затем монтируют разрезное кольцо. Штуцер нужно вставить до упора. Обжимную гайку накручивают на фитинг

Важно не пережать, контролируя мускульное усилие

Соединение электросварными фитингами

Для сварки сшитого полиэтилена нужны специальные фитинги. Они изготавливаются из полиэтилена марок ПЭ-80, ПЭ-100. Внутри расположены нагревательные элементы в виде спиралей. На внешней части конструкции есть два соединителя для подключения электрических контактов. При прохождении тока спирали нагреваются, материал труб и фитинга сваривается.

Электросварной фитинг

Порядок использования электросварных фитингов.

1. Зачистка внешней части трубопровода, расстояние – меньше половины фитинга с каждой стороны трубы.
2. Установка муфты до внутреннего ограничителя.
3. Монтаж контактов сварочного аппарата.
4. Выбор режима, зависит от вида PEX, диаметра и толщины магистрали.

После выключения сварочного аппарата контакты нужно отсоединить. Торцевая сварка для труб небольшого диаметра и толщины стенки недопустима. Она не обеспечит должного качества и надежности соединения.

Обжимной метод

Соединение механическое, но отличается от компрессионного способа. Особенность обжимных муфт – формирование неразъемного соединения. Дополнительные инструменты – цанговый расширитель и пресс-фитинг. Простой способ монтажа – установка муфты на конец трубы и прессование. Но такой метод не гарантирует надежности.

Альтернативный метод установки обжимной муфты.

Соединение обжимом

1. Пресс-кольцо надевается на трубу.
2. В раструб вставляется расширитель, увеличивая диаметр трубы до размеров фитинга.
3. Вместо расширителя монтируют штуцер.
4. На конструкцию натягивается кольцо и обжимается механическим или пневматическим прессом.

Если после проверки системы обнаружена протечка или другие дефекты, для демонтажа нужно полностью удалить соединительный узел. Поэтому рекомендуется оставить небольшой запас длины в местах монтажа муфт.

Какой способ лучше

Для организации системы водоснабжения или отопления с открытым монтажом трубопроводов можно выбрать компрессионные муфты. Это обслуживаемые соединения, их нужно периодически подкручивать для надежности. Они же используются для прокладки временных магистралей.

Обжимной метод можно применять для скрытого монтажа. Но окончательную укладку и скрытие трубопроводов делаю после проверки целостности системы. Она должна проработать при максимальном давлении несколько часов. После этого проверяют целостность и герметичность соединений.

Классы эксплуатации PEX труб, сроки службы и температурные режимы работы.

Говоря о характеристиках труб PEX всегда подразумеваются классы эксплуатации труб из данного материала полимеров. Помимо прочностных характеристик, которые изменяются от вида производства трубы. Существуют еще классы эксплуатации труб описанные в стандарте ISO 10508. Практически у всех производителей материалы одни, но ввиду широкого спектра применения PEX и PERT материалов и применяемых катализаторов классы эксплуатации труб делятся на 6 подвидов. Все эти классы на качество трубы не влияют, а указывают только на режимы эксплуатации трубы и ее рабочие температурные режимы относительно срока службы материала. В таблице ниже Вы можете ознакомиться с этими классами.Таблица классов эксплуатации полимерных трубопроводов PEX и PERT:

Если говорить кратко, то в стандарте ISO 10508 области применения труб различных классов определены следующим образом:· Класс 1 * (распределительные системы ГВС 60°C, срок службы 50 лет)· Класс 2 * (распределительные системы ГВС 70°C, срок службы 50 лет)· Класс 3 * (только тёплые полы 35°C, срок службы 22 года)· Класс 4 * (теплые полы с температурой до 20°C – 2,5 года и низкотемпературные радиаторы 50°C, срок службы 22 года)
       Эксплуатация класса предполагает, что при среднесуточной температуре 40°C системы отопления труба прослужит минимум 15 лет.· Класс 5 * (высокотемпературные радиаторы и системы отопления 53°C, срок службы 16 лет)* Все температуры классов рассмотрены исходя из среднесуточных значений температуры теплоносителя в трубе.
Для каждого материала и каждой серии S рассчитана величина максимального рабочего давления (4, 6, 8, 10 бар) для конкретного класса эксплуатации.Например, для трубы PP-RCT- S3,2 информация на трубе будет представлена в следующем виде:
Class 1/10bar, 2/10bar, 4/10bar, 5/8bar – это означает, что труба может быть использована:
для систем распределения горячей воды при температуре 60°C, рабочем давлении 10 бар и сроке эксплуатации до 50 лет (класс 1/10);
для систем распределения горячей воды при температуре 70°C, рабочем давлении 10 бар и сроке эксплуатации до 50 лет (класс 2/10);
для напольного отопления и низкотемпературных радиаторов при рабочем давлением 10 бар и сроке эксплуатации до 15 лет (класс 4/10);
для высокотемпературных радиаторов при рабочем давлении 8 бар и сроке эксплуатации до 16 лет (класс 5/8)

PEX трубы с усиленной прочностью и теплостойкостью.

РEХ-C и РEХ-B трубы применяются для отопления и водоснабжения, но поскольку материал имеет неоднородную структуру, есть некоторые ограничения, связанные с пластичностью и прочностью материала.

А вот трубы из РEХ-A при кратковременной пиковой температуре от -100 до +100 градусов Цельсия сохраняют свои теплофизические и прочностные свойства. Кроме того, сшитый полиэтилен РEХ-A обладает памятью формы. Это обозначает то, что испытав ту или иную нагрузку, материал восстанавливает свою первоначальную форму. Обычный полиэтилен не термостоек и представляет собой совокупность длинных углеводородных молекул, которые никак не связаны друг с другом.  Чтобы материал выдерживал высокие температуры, его необходимо сшить. Сшивка это образование между  цепочками полиэтилена продольно-поперечных связей – за счет взаимодействия атомов углерода и водорода соседних молекул . Относительное  количество  образующихся  поперечных  связей  в  единице  объема полиэтилена  определяется  показателем «степени сшивки».
PEX-A это один из самых старых способов сшивки полиэтилена. Выпуск пероксидно-сшитого  полиэтилена достаточно сложный и дорогой, но контролируем. Непростое производство таких труб по методу Энгеля , так называемую RAM – экструзию в 80-90 годах освоили такие известные фирмы как Rehau, Uponor. Позже исследовательские центры занялись разработкой труб из PEX-bи PEX-c. Мотивация подобных попыток была очевидна – технология производства, по крайней мере, труб из РЕХ-b намного проще и основана на использовании обычных экструзионных линий. Все эти попытки оказались либо совсем неудачными, либо полученные трубы не удовлетворяли по своим характеристикам требованиям нормативных документов. Кроме того, несмотря на кажущуюся простоту производства труб из РЕХ-Ь, для достижения необходимой степени сшивки требуются громоздкие и дорогостоящие пропарочные камеры, что значительно усложняет и удорожает процесс производства. Несмотря на это, в последнее время участилось производство труб из РЕХ-b. Подобная активность вызвана большим успехом применения гибких полимерных труб. С этим и связанны попытки недобросовестных  производителей  поставки потребителю «недосшитых» труб с предложением завершения сшивки в процессе эксплуатации. Напомним, сшивка РЕХ-b происходит под действием воды и/или водяного пара. Она начинается уже в процессе производства трубы – в охлаждающих ваннах – и продолжается во время ее хранения и транспортировки (при этом скорость процесса сшивки зависит от температуры и влажности воздуха, иными словами, от погоды). В этот момент происходит образование поперечных связей между линейными молекулами полиэтилена, полимер структурируется и приобретает новые свойства

Принимая во внимание, что целый ряд потенциальных производителей труб из РЕХ-b вообще не предусматривает никакого контроля за коэффициентом сшивки (предполагается, что труба должна сшиваться теплоносителем в начале эксплуатации), реальное значение рабочего давления труб в этом случае может оказаться значительно ниже расчетного.Понимая, что применение недостаточно надежных труб из РЕХ-b с неполной степенью сшивки может стать в недалеком будущем миной замедленного действия. Немецкий орган стандартизации (DIN) направил письмо  в Европейский Комитет по Стандартизации (CEN/TC 107) по поводу недопущения применения труб РЕХ-b в тепловых распределительных сетях в странах Европейского Союза

И еще немаловажная деталь: в трубах PEX-b процесс сшивки никогда не прекращается. Это означает, что трубы постоянно меняют свои характеристики, со временем труба теряет эластичность, стенки трубы постепенно усаживаются, теряется герметичность механических соединений именно с этим процессом связано то, что фитинги требуется время от времени ” подтягивать”.

Основной этап работ по монтажу теплого пола из сшитого полиэтилена

Перед монтажом теплого пола необходимо сделать схему раскладки. Наиболее популярны укладка змейкой, улиткой и комбинированный вариант.

Для расчета количества труб необходимо придерживаться следующих параметров: максимальная длина контура не должна превышать 120 метров, шаг укладки варьируется от 10 до 35 см.

Установку начинают с главного нагревающего элемента – котла. Если это газовый вариант монтаж лучше доверить специалистам. После этого можно заняться работой с полом.

Основной этап работ:

1. Подготавливается основание пола, убирают различные загрязнения и мусор. Если существуют перепады необходимо сделать черновую стяжку.
2. На поверхность укладывают гидроизоляционный материал, стыки склеивают скотчем.
3. По периметру помещения располагают демпферную ленту, приклеивая к стенам.
4. Укладывают утеплитель, листовой располагают внахлест.
5. Располагают армированную сетку, которая послужит креплением для труб.
6. Раскладывают полипропиленовый контур, фиксируя проволокой или специальными зажимами.
7. Контуры подключают к коллектору.
8. Проводят контрольную опрессовку.
9. Завершают монтаж бетонной заливкой, предварительно армируя поверхность.

Список источников

• www.td-viko74.ru
• www.ngpedia.ru
• trubarik.ru
• trubanet.ru
• masterseptika.ru
• homeli.ru
• VseProTruby.ru
• InfoTruby.ru