Полиэтилен, традиционного класса ПЭ 80 и ПЭ 100, крайне чувствительно относится к большим температурам и разрушается под их действием. Рабочие температуры транспортируемой жидкости или газа по ПЭ трубам указываются производителями в диапазоне от +15С до +25С, а максимальная не должна превышать +40С. Если реальные показатели будут выше, то полиэтиленовые трубы ПНД выйдут из строя. Произойдёт вздутие трубы и её разрыв.
Благо прогресс продолжается и инженерами была устранена эта проблема полиэтилена. Разработан его новый вид, способный безаварийно работать в температурном режиме до +95С при давлении 10 бар. Из-за открывшейся химической особенности молекулярных цепочек полиэтилена соединяться между собой, открытый вид получил название «сшитый» и класс ПЭ-С или в международной версии PE-X.
Способы сшивания полиэтиленовых труб
На сегодня известны уже несколько способов сшивания полиэтилена:
- Пероксидная технология – в производственном процессе на стадии нагревания в полиэтилен добавляют пероксиды
- Силановый способ – обработка жидкостью, в состав которой входят силан и катализаторы. Самый распространённый вариант ПЭ-С, качество сшивки молекулярных цепочек между собой более 65%
- Электронный – кристаллическая решетка полиэтилена подвергается бомбардировке электронами, в результате чего в ней образуются свободные пары, которые связываются между собой. Самый сложный и дорогостоящий способ, но и наиболее эффективный – практически 100% сшитие цепочек молекул в трехмерную сетку.
- Азотный способ – из-за низких показателей прочности в настоящее время не используется.
В маркировании способ сшивки отображается маленькими английскими буквами. Например, PE-Xa или PE-Xb.
Кстати, почему сразу не проставлена маркировка к вариантам получения сшитого ПЭ? Ранее была строгая классификация, но потом немцы выпустили трубу с маркировкой соответствующей бомбардировке электронами, но на самом деле получали сшитый полиэтилен силановым способом, и добавили к ней ещё одну литеру. Вроде как их личная заводская классификация. Конкуренция, однако – отрасль еще молодая и каждый выживает как может. Эстафету персональных наименований подхватили и началась маленькая чехарда. Но в ней можно разобраться. Необходимо тщательно изучать не только маркирование, но и сопроводительную техническую документацию. Именно в ней, производитель обязан прямым текстом указать способ сшивки полиэтилена, вне зависимости от его лично придуманной производственной маркировки.
Назначение ПЭ-С труб:
- Отопительная система
- Подача горячей воды
- Обустройство теплых полов
Армирование
Для полноценного выполнения своих функций практически все современные трубы из сшитого ПНД представляют собой сложную многослойную конструкцию.
Полиэтиленовые трубы для отопления и подачи горячей воды под давлением должны иметь армированный слой для снижения линейного расширения сшитого полиэтилена и увеличения прочностных показателей трубопроводов.
Материалом для армирования могут выступить:
- Сплошной лист алюминия
- Алюминиевая фольга
- Перфорированный алюминий
- Стекловолокно
- Полипропилен
Армированный слой успешно нейтрализует резкие и скачкообразные перепады давления внутри ПЭ-С трубы в системе отопления или подачи горячей воды.
В конструкции трубы из сшитого полиэтилена армирование может быть как поверхностным слоем, так и иметь различную глубину залегания. Для пайки труб, при необходимости, армирующий слой зачищают на 1 см от края трубы.
Трубы из сшитого ПНД для теплого пола армируются крайне редко. Такой полиэтилен иногда называют «чистым».
Кислородный барьер
Этот слой конструкции ПЭ-С труб обязателен для их всех видов. У производителей встречаются его другие названия «антидиффузионная защита» или «диффузионный барьер».
Причина появления такого слоя в трубах ПНД – это способность молекул кислорода проникать сквозь трехмерную молекулярную решетку сшитого полиэтилена. Это проникновение медленно, но уверенно его разрушает. Производители, гарантирующие 50 лет эксплуатации труб, учли этот факт и добавили в конструкцию кислородный барьер.
Кислородный барьер, так же как и армированный, может располагаться снаружи труб или быть внутренним слоем.
В качестве защитного слоя выступают сплошное армирование или химические составы (например, этиленвиниловый спирт), не пропускающие через себя молекулы кислорода и не теряющие своих качеств, при сгибе ПНД трубы.
Достоинства применения труб со сшитым ПНД:
- Длительная эксплуатация. Производители дают гарантию не менее, чем на 50 лет при температуре воды, не превышающей +95С и давлением не более 10 бар.
- Отсутствие любых накипей на внутренних стенках труб. Гладкая внутренняя поверхность имеет очень низкий коэффициент шероховатости.
- Надежность труб, соединений и применяемых фитингов. ПЭ-С трубы обладают способностью восстанавливать свою первоначальную форму после незначительных деформаций. Спайка труб при высоких температурах обеспечивает их качественную связь на молекулярном уровне.
- Высокая теплоотдача. Полиэтилен имеет высокий коэффициент теплопроводности и очень эффективно применяется в технологии «Теплый пол».
- Лёгкий вес. Существенно облегчает погрузочно-разгрузочные работы и монтаж.
- Гибкость. Уникальное свойство полиэтилена дает возможность использовать его в укладке в закруглённые стены. Играет решающую роль при монтаже теплого пола. Позволяет экономить на дополнительных фитингах.
- Простота сборки и демонтажа. Минимальный набор легкого оборудования для спайки труб и монтажа фитингов. Полное отсутствие электро- и газосварочных работ в процессе сборки позволяет монтировать отопительные системы даже в жилых помещениях.
- Низкая стоимость. ПЭ-С трубы на несколько порядков дешевле своих металлических аналогов.
- Идеальный диэлектрик. Не пропускает даже статический ток.
Отопление зданий и помещений
Наиболее чаще для систем отопления выбирают трубы ПНД с алюминиевым армированием как самые надёжные, чтобы выдержать максимальные нагрузки температуры и давления.
Принцип системы отопления помещения при использовании ПЭ-С труб не отличается от традиционного. Котлы, батареи и варианты подключения используются точно такие же.
Отличия есть только в монтаже и прокладке трубопроводов из сшитого полиэтилена:
- Сварка ПЭ-С труб производится с помощью паяльных приборов. Так как полиэтилен очень плавкий материал, очень важно не передержать его в паяльнике. Максимальным считается 10 секунд, но производители рекомендуют произвести пробную пайку для определения оптимального времени.
- В отличии от металлических, трубы из сшитого полиэтилена нельзя прокладывать в помещении открытым способом. В виду их эластичности, они боятся сильных механических повреждений, и прокладывать их необходимо внутри стен или пола.
- Поставляются в бухтах по несколько сотен метров в каждой. При разматывании необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить перегибов.
- При резких перепадах температур между внутренним помещением и улицей, после доставки, нельзя немедленно приступать к процессу монтажа в течение нескольких часов, пока ПЭ-С трубы не «прогреются».
- Большие температуры вызывают линейное расширение сшитого полиэтилена и необходимо учитывать этот факт. Трубопроводы должны лежать в нишах свободно, имея зазор для линейного расширения. Исключение – ПЭ-С трубки для теплого пола, которые не эксплуатируются в условиях максимального давления в системе 10 бар и предельной температуре транспортируемой жидкости +95С одновременно. Полиэтиленовые трубы для отопления запрещено заливать сплошным слоем бетона или цементного раствора.
- Если в процессе монтажа используются механические фитинги, то они должны обязательно быть в свободном доступе и не быть скрыты в стенах или в полу.
Производители выпускают полиэтиленовые трубы для отопления наружными диаметрами от 10 мм до 63 мм. Ниже предтсавлена таблица соотношения наружного диаметра трубы из сшитого ПНД к толщине её стенки.
| Диаметр ПЭ-С трубы | Толщина стенки трубы |
|---|---|
| 10 мм | 1,3 мм |
| 16 мм | 2,2 мм |
| 20 мм | 2,8 мм |
| 25 мм | 3,5 мм |
| 32 мм | 4,4 мм |
| 40 мм | 5,5 мм |
| 50 мм | 6,9 мм |
| 63 мм | 8,7 мм |
Считается, что при таких значениях, трубы могут выполнять свою функцию и при температуре жидкости +95С max, и на максимальном давлении в системе 10 бар.
Данное соотношение условное, так как разные производители применяют отличные друг от друга материалы для армированного слоя и используют различные технологии получения сшитого полиэтилена.
Технология «теплый пол»
Данная технология предусматривает обогрев помещения снизу, с уровня пола. Этот вариант отопления обеспечивает равномерный обогрев по всей площади комнаты и экономит, по сравнению с использованием традиционных радиаторов, от 10 до 30% затрат на энергию для обогрева.
В водяном теплом поле применяется полиэтилен класса ПЭ-С с обязательным кислородным барьером. Сшитый полиэтилен, благодаря непрерывной длине трубы в несколько сотен метров, эффективен на площадях пола до 70-100 кв. метров. Отсутствие любых соединений под уровнем пола жилой комнаты минимизирует полностью риск протечек и дает возможность обслуживать фитинги только в открытом доступе.
Производители гарантируют безупречную работу сшитого ПНД при его характеристиках и условиях эксплуатации:
- наружный диаметр 16 мм
- толщина стенки 2 мм
- температура +70С и давление внутри трубы 10 бар
- температура +90С и давление внутри трубы 8 бар
Полиэтиленовая труба для теплого пола выбирается пользователями и производителями из-за наличия решающих, для такой технологии, технических характеристик:
- Надёжность
- Гибкость
- Высокая теплопроводность
- Долговечность
- Легкость и простота монтажа
- Низкий коэффициент звукопроводности
Монтаж теплого пола из ПЭ-С трубы требует соблюдения строгих правил:
- Не допускаются перегибы или сдавливания «чистого» сшитого полиэтилена – есть большой риск повреждения кислородного барьер и будущих протечек в этих местах.
- Необходимо соблюдать температурный режим. Работы необходимо проводить в теплом помещении с рекомендованной температурой + 20С.
- Запрещено начинать монтаж пола, если трубы занесены с улицы, где температура ниже, чем комнатная. Потребуется время пока полиэтилен прогреется.
- При монтировании трубок теплого пола максимальный диаметр разворота, указанный разными производителями, равняется 5-7 диаметрам самой трубы.
- После нагрева места сгиба, теплым воздухом или водой до +30С, есть возможность безопасно снизить показатель максимального разворота ещё на 2-3 диаметра.
- Заливка бетонного или цементного раствора поверх смонтированной конструкции из проложенных ПЭ-С труб не должна привести к повреждению полиэтилена.
- Запрещается подавать воду в систему теплого пола в течение 28 дней, пока бетонный или цементный растворы не приобретут требуемую прочность.
- По истечении этого срока, 3-4 дня температура подаваемой жидкости в систему не должна превышать +25С.
Сшитый полиэтилен – великолепный материал с прекрасными данными, нашедший применение, зачастую безальтернативное, в современном строительстве жилых зданий и помещений.