Как рассчитать sdr полиэтиленовой трубы

Обновлено: 07.07.2024

Что такое sdr трубы как рассчитать

SDR полиэтиленовых труб: как рассчитывается показатель и на что он влияет

Как узнать SDR трубы из полиэтилена, для чего используют трубы с различными показателями

При выборе полиэтиленовых труб для бытовых или производственных коммуникаций обращают внимание на маркировку изделия. Она содержит следующие обозначения:

название производителя;
номер ГОСТа, который регламентирует характеристики изделия;
сокращение ПЭ, которое указывает на материал изготовления – полиэтилен, представляющий собой термопластичный полимер;
марку полиэтилена, указанную цифрой рядом с обозначением ПЭ;
диаметр трубы, толщину стенок;
обозначение SDR с цифрой.

Если с назначением большинства обозначений понятно, то с SDR иногда возникают сложности. Если вы планируете купить полипропиленовые трубы в Москве и изделия из полиэтилена и не знаете, как выбирать по SDR, сегодня мы расскажем больше об этом обозначении.

Как рассчитывают SDR

Под аббревиатурой SDR подразумевают стандартный размерный коэффициент, который характеризует соотношение между внешним диаметром и толщиной стенки изделия. То есть показатель рассчитывается по формуле:

SDR = наружный диаметр / толщину стенки

Если вы видите трубу с большим SDR, значит, она тонкостенная, и наоборот: чем меньше обозначение, тем толще стенка. От толщины стенок зависят эксплуатационные характеристики изделия. Чем она больше, тем большую нагрузку выдержит изделие. Это касается всех видов нагрузок:

внутреннего давления;
внешнего сжатия для труб, которые проходят под землей и засыпаны слоем грунта;
внешних механических воздействий, например, при сдвигах почвы, проседаниях из-за дождей и так далее.

На какое давление и условия эксплуатации рассчитаны различные SDR

Производители выпускают изделия, у которых SDR колеблется от 6 до 41. Трубы с наименьшим показателем рассчитаны на давление 25 атм, с самым большим – способны выдерживать 4 атм.

По размерному коэффициенту трубы можно классифицировать на несколько групп, которые рассчитаны на различные условия эксплуатации:

SDR 26-41 – наименее прочные изделия, пригодные только для самотечных канализационных отводов, в которых не возникает дополнительный напор;
SDR 21-26 – подходят для слабонапорного водообеспечения, например, их используют для прокладки внутридомовых коммуникаций в малоэтажном строительстве;
SDR 11-17 – трубы, пригодные для слабонапорных водопроводов, а также систем орошения;
SDR 9 и меньше – изделия подходят для напорных систем водоподачи, напорных канализаций, а также газопроводов.

Чтобы обеспечить бесперебойное функционирование трубопровода, важно соединить трубы соответствующими фитингами. Стандартные полипропиленовые фитинги для них не подойдут, нужны зажимные переходные конструкции.

Практические примеры

Вот несколько примеров, как можно эксплуатировать изделия популярной марки полиэтилена ПЭ-80:

SDR 13,6 подходят для долгосрочных водопроводных систем;
SDR 17 относятся к среднепрочным изделиям, отличаются незначительным весом и дешевизной, благодаря чему подходят для водопроводов в малоэтажной застройке;
SDR 21 подходят только для наружной прокладки, рассчитаны на безнапорные системы, так как не выдерживают внутреннего давления и сжатия слоем грунта.

Обратите внимание! Прочность трубы зависит от SDR , а также марки полиэтилена. При одинаковых размерных коэффициентах изделие из прочного полиэтилена будет более устойчивым к механическим воздействиям, а значит, пригодным для сложных условий эксплуатации.

Маркировка: что такое труба полиэтиленовая SDR 11 – 17- 21 и ПЭ 80 – 100

Что такое SDR и ПЭ?

SDR представляет собой отношение наружного диаметра полиэтиленовой (или любой другой) трубы к толщине ее стенки. Таким образом, с увеличением показателя SDR истончается стенка трубы, и наоборот, толщина стенки растет с уменьшение показателя.

После приставки ПЭ («полиэтилен») производители указывают марку полиэтилена. В наше время чаще всего встречаются ПЭ-80 и ПЭ-100.

Материалы имеют некоторые различия:

ПЭ 100 имеет более упорядоченную структуру кристаллической решетки, за счет которой после сварки можно получить более прочный и равномерный сварной шов.
Однако из-за первого различия для спайки полиэтилена ПЭ 80 нужна меньшая температура.
Материал марки ПЭ 100 в целом является более плотным и прочным, а значит, может использоваться в более жестких условиях эксплуатации.
На производство труб необходимого диаметра потребуется большее количество полиэтилена ПЭ 80 (по сравнению с аналогом), что повышает стоимость конечного продукта, а также цену доставки его на строительный объект

Совет от профессионала: Может сложиться мнение, что раз полиэтилен 100-той марки более надежен, стоек и дешев, лучше применять только его. Однако на практике каждый вид труб нашел свое оптимальное применение. Рассмотрим их более подробно.

Из чего складывается SDR

SDR (с англ. Standart Dimension Ratio – стандартный размерный коэффициент) – это размерная характеристика полимерной трубы, которая является результатом отношения внешнего диаметра к толщине полиэтиленовой стенки. Эта величина обратно пропорциональна толщине стенок трубы, то есть изделия с большим индексом SDR имеют более тонкие стенки, и наоборот – толстостенная труба обозначается меньшим SDR.

Трубы одинакового диаметра с более толстыми стенками могут выдерживать гораздо большие нагрузки, которые вызываются в процессе эксплуатации следующими техническими и природными факторами:

внутренним давлением содержимого,
внешними сжатиями, например при засыпании трубы землей,
внешними механическими воздействиями, такими как сезонные сдвиги грунта и т.п.

То есть показатель SDR одновременно с толщиной полиэтиленового слоя указывает на возможную для данной трубы нагрузку, или давление (внутреннее и внешнее).

Диаметр и толщина

Задаваясь вопросом, что такое SDR, многие клиенты забывают о двух других параметрах: диаметре и толщине стенки. Именно от них зависит величина SDR. Чтобы вам было проще запомнить, предлагаем взглянуть на формулу

Из неё следует, что SDR показывает отношение наружного диаметра трубы к толщине стенки. Получается, чем толще труба, тем меньше СДР.

Это интересно. SDR — аббревиатура английского Standart Dimension Ratio — переводится как «стандартный размерный коэффициент». Отсюда следует, что это полностью размерная характеристика. Она напрямую связана с диаметром и толщиной труб.

Сейчас производители выпускают трубы с диапазоном SDR от 7,4 до 33. Каждой категории соответствует свой уровень давления.

Таблица. Максимальное давление трубы из ПЭ 100 в различных СДР

SDR 7,4	SDR 9	SDR 11	SDR 13,6	SDR 17	SDR 17,6	SDR 21	SDR 26	SDR 33
25 атм	20 атм	16 атм	12,5 атм	10 атм	9,5 атм	8 атм	6,3 атм	5 атм

Таким образом, зная SDR, вы сможете подобрать трубу под конкретное давление, что позволит быстрее и качественнее выполнить монтажные работы в дальнейшем.

Какие ещё характеристики нужно учесть

Помимо SDR не лишним будет узнать вес 1 погонного метра. Так вы сможете рассчитать объём трубы, что поможет вам заказать транспортное средство нужной кубатуры.

Полиэтилен. Обратите внимание, что выбирая трубу по СДР, вы должны знать марку полиэтилена, из которого изготовлена труба. Сегодня большинство производителей используют ПЭ 100. Новейшее сырье обладает улучшенной структурой и повышенной плотностью, что обеспечивает продолжительную эксплуатацию готового изделия.

ГОСТы и ТУ. Трубы ПЭ изготавливаются по ГОСТ в том случае, если они будут использоваться в напорных сетях, транспортирующих питьевую и хозяйственную воду. Отличить такую трубу можно по синим полосам, нанесённым вдоль корпуса. Кстати, жёлтые полосы используют для маркировки газовых ПЭ труб. Общепринятым ГОСТ для водопроводных труб является 18599-2001. Что касается ТУ (технических условий), то здесь ситуация другая. Нет единого предписывающего документа, каждый производитель создаёт его самостоятельно. Конечно, не из «воздуха», а руководствуясь допусками всё того же ГОСТ.

Форма выпуска. Традиционно полиэтиленовые трубы делают в отрезках и бухтах. Первые представляет собой хлысты длиной 6, 16 метров. Бухты — это смотанные в рулон трубы малых диаметров (от 10 до 63 мм). Остальные типоразмеры поставляются в отрезках. Информация об этом обычно содержится в описании, либо её сообщает менеджер в ходе телефонного разговора.

Марки полиэтилена

Марка ПЭ 80, ПЭ 63, ПЭ 100 соответствует прочностному показателю MRS 8; 6,3 и 10, т. е. означает минимальную длительную прочность полиэтилена, из которого изготовлены данные трубы. Трубный полиэтилен этих марок получают из жесткого полимера с линейным строением и высокой степенью кристалличности. Данные изделия обладают хорошей стойкостью к большей части неорганических и органических кислот, нефтеуглеродам, щелочам, соли и т. д.

Полиэтилен марок ПЭ 100, ПЭ 80 и ПЭ 63 получил широкое распространение в настоящее время, его основной отличительной чертой является плотность, прочность и конечно стоимость.

Выпускается и труба ПЭ 32 SDR, ее качество регламентируются ГОСТом 18599-2001, сферой ее использования является водоснабжение (при номинальном давлении 2,5 атм.) и канализация.

Создается впечатление, что ПЭ 100 самая надежная, стойкая и более дешевая марка полиэтилена, на самом деле каждая из этих марок имеет свое индивидуальное применение.

Кроме того, такие трубы имеют визуальное отличие в зависимости от назначения. Например, трубы с голубой (синей) полосой используются для устройства питьевого водопровода, а изделия с желтой полосой применяют для прокладки газопровода.

Труба ПЭ 100

Для нее характерно высокое рабочее давление, максимальный предел прочности и устойчивость к механическим воздействиям. Для ее изготовления применяют сертифицированное сырье. Качественные характеристики дали возможность уменьшить толщину стенок этой продукции и снизить ее вес. Трубы этой марки чаще всего используют для следующих целей:

монтаж водопроводов и газопроводов;
устройство трубопроводов для подачи пищевых продуктов в жидком виде (соки, молоко, вино, пиво и т. д.).

Труба ПЭ 80

Эти изделия износостойки, довольно легки, для их изготовления используется пластик среднего давления. Трубы этой марки относятся к трубам низкого давления, основное предназначение которых состоит в монтаже слабонапорной и безнапорной канализации в многоквартирных жилых домах. Кроме того, их можно использовать для устройства напорного водоснабжения малого диаметра на небольшой по площади территории.

Изделия сертифицированы и могут быть использованы по назначению. В то же время специалисты не советуют их использовать в ряде случаев. Из-за небольшой толщины стенки не рекомендуется вести монтаж газопровода и магистрального трубопровода из таких изделий.

Труба ПЭ 63

Полиэтилен этой марки имеет в своем составе в основном молекулы этилена, для него характерна кратковременная прочность, в тоже время он склонен растрескиваться и разрушаться. В силу указанных характеристик он реже применяется в гражданском и промышленном строительстве для устройства дренажных систем дорожных коммуникаций, подвалов зданий, фундаментов и площадок.

Эти трубы находят применение при прокладке электрических кабелей и оптико-волокнистых линий, где они используются в качестве футляра для инженерных коммуникаций. Иногда применяются данные трубы в сельском хозяйстве, с их помощью организуется водоотвод влаги c переувлажненной местности и болот.

Общие отличия

На данный момент выпускаются полиэтиленовые трубы с SDR от 6-ти до 41, для которых возможны нагрузки, представленные в следующей таблице по «классам давления»:

SDR 6	SDR 7,4	SDR 9	SDR 11	SDR 13,6	SDR 17	SDR 17,6	SDR 21	SDR 26	SDR 33	SDR 41
25 атм	20 атм	16 атм	12 атм	10 атм	8 атм	7 атм	6 атм	5 атм	4 атм	4 атм

Таким образом, стандартный размерный коэффициент может использоваться при определении назначения трубы для конкретных систем – напорных и безнапорных, а именно:

Трубы с индексом SDR 26-41 применяются для безнапорных (самотечных) канализационных отводов;
С показателями 21-26 уже могут использоваться для внутридомового слабонапорного водообеспечения малоэтажек;
Изделия, индексированные показателем от 11-ти до 17-ти, могут послужить для постройки слабонапорных водопроводных и оросительных систем;
Трубы с SDR выше менее 9-ти подойдут для напорных систем, предназначенных к подаче воды, устройству напорных канализационных коллекторов и даже газопроводов.

Примеры

Полиэтиленовые трубы одной марки с разным SDR могут иметь существенные отличия. Так, для наиболее популярной марки полиэтилена ПЭ-80 это:

ПЭ 80 SDR 13,6 – очень прочные, могут применяться для постройки долгосрочных систем водоснабжения;
ПЭ 80 SDR 17 считаются изделиями со средними показателями и рекомендуются для установки в водопроводных системах малоэтажек, где их прочности вполне достаточно, а малый вес и дешевизна позволят сэкономить на монтажных работах;
ПЭ 80 SDR 21 не рекомендуются для напорных систем, закапывания в землю и устройства газопровода, так как имеют малую прочность на сдавливание и внутренний напор.

ВАЖНО! При выборе трубы по SDR обязательно учитывайте марку полиэтилена, из которого она изготовлена. Даже для одинаковых размерных коэффициентов труба более высокой марки будет прочнее и устойчивее к механическим воздействиям. Например, ПЭ 100 SDR 17, в отличие от ПЭ 80 с тем же индексом, может применяться для напорных водо-и газопроводов.

Подробности о маркировке

Теперь более конкретно о маркировке. На первом месте стоит марка полиэтилена. То есть, он низкого или высокого давления. Обозначение такое: ПНД (ПЭНД) или ПВД (ПЭВД).

Далее идет указание плотности, к примеру, ПЭ100. Следующее в маркировке три английские буквы и число. К примеру: SDR11.

SDR – это аббревиатура трех английских слов: standart dimension ratio. Обозначает оно отношение наружного диаметра полиэтиленовой трубы к толщине ее стенки.

Число после букв обозначает это соотношение. Обычно оно варьируется в диапазоне от 11 до 17. Чем меньше число, тем более прочным является трубный материал, но тем он тяжелее. SDR справедливо при сравнении полиэтиленовых труб одной плотности. К примеру, можно сравнивать ПЭ80 SDR 11 или 17. Нельзя ПЭ80 SDR11 и ПЭ100 SDR17.

Следующий показатель в маркировке – наружный диаметр и толщина стенки. Они прописываются или через “х”, или через “*”. К примеру, 20х2,0. Наружный диаметр в этом случае равен 20 мм, толщина стенки – 2 мм.

Далее в маркировке идет обозначение назначения – трубная магистраль предназначена для питьевого водопровода или для технического. Так на поверхности и пишется – “питьевая”. Значит, такую трубу можно устанавливать на водопровод на загородном участке.

Последние обозначения в маркировке:

ГОСТ, по которому изделия из полиэтилена были изготовлены;
дата изготовления;
длина в рулоне в метрах.

В маркировке не всегда последовательность выдерживается именно так. Некоторые позиции могут переустанавливаться, что не изменяет информативность написанного.

На рынке строительных материалов встречаются полиэтиленовые трубы без маркировки. Использовать их где-либо не рекомендуется.

Еще один момент касается цвета полосы, которая проходит вдоль трубы. Если она синяя, значит, изделие подойдет для транспортировки для воды. Если желтая – для газа. В маркировке полиэтиленовых газовых труб обязательно присутствует слово “газ”. На фото ниже это хорошо видно.

Преимущества труб SDR 11 из полиэтилена

Трубопроводы на основе полиэтилена низкого давления обладают множеством достоинств:

Экологичность. Проходя через трубы ПНД, вода не изменяет свой состав. Это позволяет сэкономить на мероприятиях по доочистке.
Стойкость к коррозии. Полимер не окисляется и не ржавеет. Он не требует зачистки и периодической окраски.
Малый вес. При прокладке полиэтиленовых труб нет необходимости использовать мощные опорные конструкции.
Простота монтажа. Прокладка трубопровода производится посредством сварочного оборудования. Работы выполняются в сжатые сроки.

Компания «ЭкоМонтаж» реализует полимерные трубы со склада в Москве. Оформить заявку на приобретение продукции можно по телефону либо посредством электронной формы.

Особенности применения изделий

Производители выпускают полиэтиленовую трубную продукцию с SDR от 6 до 41. Каждому изделию соответствуют определенные показатели давления. По данным характеристикам можно определить назначение трубы в системах инженерных коммуникаций.

SDR 26, 33 и 41 (5, 4 и 4 атмосфер соответственно) – предназначены для сооружения самотечных канализационных стоков и поставки холодной воды для обеспечения нужд людей на небольшой территории;
SDR 17,6 и 21 (7 и 6 атм) – используются для создания внутридомовых систем подачи воды, но в малоэтажках и при слабом напоре;
SDR 11, 13,6 и 17 (12, 10 и 8 атм) – применяются при прокладке слабонапорных магистралей для подачи питьевой воды, хозяйственных нужд с целью орошения, а также в водоочистке;
SDR 6, 7,4 и 9 (25, 20 и 16 атм) – подходят для создания коммуникаций, осуществляющих поставку воды под напором, а также при обустройстве газопроводов и коллекторов.

Осуществляя выбор проката, необходимо также обращать внимание на его марку. Так, трубы ПЭ 100 SDR 17 могут применяться в напорных магистралях (жидкостных и газовых), а их аналоги ПЭ 80 нет, поскольку первые при равных условиях эксплуатации показывают большую прочность, надежность и износостойкость.

Что означает SDR в маркировке пластиковых труб?

В процессе строительства зданий и сооружений при прокладке инженерных коммуникаций все популярнее становятся пластиковые трубы благодаря ряду причин: они долговечные, устойчивы к коррозии, имеют небольшой вес и удобны для соединения. Полипропиленовые трубы могут отличаться между собой по назначению, техническим параметрам, весь необходимый набор данных маркируется на их поверхности.

Маркировка пластиковых труб

Маркировка наносится в соответствии с разработанными ГОСТами и содержит в себе полную информацию о продукте. Часть из данной информации указывается обязательно согласно стандартам, некоторые пункты отмечаются опционально (логотип бренда, изготовитель).

По требованиям Госстандарта, вся информация должна быть нанесена одинаковым шрифтом в ряд либо методом цветной печати, либо выдавливания тиснением с повторением через метр.

Основные данные, с помощью которых маркируются трубы, связаны с их структурой, материалом изготовления и назначением. К ним относятся:

логотип;
данные об изготовителе;
материал трубы (сокращение – PE, PP, PE-X, ПЭВД и т.д. );
SDR;
нормативный стандарт качества, который использовался при производстве продукции – название и номер (международный, европейский либо национальный);
номинальный наружный диаметр и номинальная толщина стенки;
максимальное рабочее давление;
назначение – для питьевого или технического водоснабжения;

Добавочно производитель может указать номер партии, дату и время изготовления, логотип, название завода-изготовителя, страна происхождения (для экспортной продукции).

Что значит SDR?

Прочностной характеристикой SDR обязательно маркируется каждая труба, этот показатель определяет отношение внешнего диаметра к толщине стенок изделия. Под аббревиатурой (= Standart Dimension Ratio) расшифровывается «стандартный размерный коэффициент».

Высчитывается эта характеристика с использованием формулы:

SDR = Dn / Sn,
где Dn =номинальный наружный диаметр.
Sn = номинальная толщина стенки трубы.

Формула показывает, что SDR обратно пропорциональна толщине стенки изделия: трубы с меньшим коэффициентом SDR имеют толстые стенки, и наоборот, тонкостенные модели характеризуются высоким показателем SDR.

Если сравнить трубы одинакового диаметра и с разным коэффициентом SDR (следовательно, разной толщиной), то изделия с более низким показателем способны выдерживать намного большие нагрузки, как внутреннее давление, так и внешние сжатия или механические воздействия.

Особенности труб с различным SDR

Все выпускаемые трубы имеют SDR в диапазоне от 6 до 41. Изделия с самым маленьким коэффициентом являются самыми прочными и способны выдерживать нагрузки до 25 атмосфер. Напротив, самый высокий SDR 41 может принимать нагрузку лишь в 4 атмосферы.

SDR 6	SDR 7.4	SDR 9	SDR 11	SDR 13.6	SDR 17	SDR 17.6	SDR 21	SDR 26	SDR 33	SDR 41
25 атм	20 атм	16 атм	12 атм	10 атм	8 атм	7 атм	6 атм	5 атм	4 атм	4 атм

В зависимости от назначения трубы можно разделить на 4 подгруппы по коэффициенту SDR:

от 26 до 41: безнапорные системы канализационных отводов;
от 21 до 26: внутридомовые трубопроводы водоснабжения малоэтажных зданий и сооружений;
от 11 до 17: слабонапорные трубопроводы водоснабжения, системы орошения;
до 9: напорные трубопроводы водоснабжения, системы газового обеспечения, канализационные системы;

Подробнее остановимся на некоторых практических примерах самых популярных марок полиэтиленовых труб с разным коэффициентом SDR:

ПЭ 80 SDR 21

Номинальное рабочее давление – 6 атмосфер.
Основные свойства: небольшая прочность на сдавливание и внутренний напор.
Область применения: безнапорные системы питьевого водоснабжения одноэтажных домов и коттеджей, безнапорная канализация.
Температура рабочей среды: +20°С (максимальная температура +40°С).

ПЭ 80 SDR 17

Номинальное рабочее давление – 8 атмосфер.
Основные свойства: средняя степень прочности, доступная стоимость, приемлемый вес.
Область применения: техническое и питьевое водообеспечение невысоких зданий и сооружений, частных домов, канализация, системы орошения.
Температура рабочей среды: +20°С.

ПЭ 80 SDR 13,6

Номинальное рабочее давление – 10 атмосфер.
Основные свойства: высокая прочность, морозоустойчивость.
Область применения: питьевое водоснабжение, транспортировка пищевых жидкостей, внутридомовые и наружные коммуникации, сточные коллекторы, канализация.
Рабочая температура: от -40°С до +60°С.

ПЭ 100 SDR 26

Номинальное рабочее давление – 6,3 атмосферы.
Основные свойства: высокая плотность материала, прочность, устойчивость к растрескиванию.
Область применения: для систем питьевого и технического водоснабжения, канализации, транспортировки пищевых жидкостей.
Температура рабочей среды: до +40°С.

ПЭ 100 SDR 11

Номинальное рабочее давление – 16 атмосфер.
Основные свойства: высокая плотность материала, прочность стенок, большой вес, устойчивость к химическому воздействию.
Область применения: трубопроводы промышленного и хозяйственно-бытового назначения, газопроводы, канализационные коллекторы.
Температура рабочей среды: до +40°С.

Самыми используемыми в различных сферах строительство инженерных сетей и сооружений используются трубы с коэффициентом SDR 11, 17, 21.

В BREXIT вы можете купить передавливатели для временного пережатия полиэтиленовых труб при проведении ремонтных или аварийно-восстановительных работ.

На механических передавливателях BREXIT установлены ограничители для работы с трубами с коэффициентом SDR 11 (трубы такого типа используются чаще других). Если же вам необходимы передавливатели с ограничителем для иного типа труб, обращайтесь в наш офис – по предварительному заказу изготовим нужный комплект в кратчайшие сроки (обычно этот процесс занимает 3-5 рабочих дней). Всю информацию уточняйте у наших менеджеров.

Выбор характеристик полиэтиленовых труб в зависимости от результатов гидравлического расчета

Use of pressure polyethylene (PE) pipes for construction of outside networks is becoming more and more popular over the last years. An important stage of outside water supply pipelines' design is correct selection of pipes. This article describes the main characteristics of pipes, provides an algorithm for hydraulic calculations and recommendations on selection of pipes based on their characteristics.

Описание:

Использование напорных полиэтиленовых (ПЭ) труб для прокладки наружных сетей получило широкое распространение в последние годы. При проектировании трубопроводов наружного водоснабжения важным этапом является правильный выбор труб. В данной статье описаны основные характеристики труб, дан алгоритм проведения гидравлического расчета и рекомендации по выбору труб в зависимости от их характеристик.

Ключевые слова: гидравлический расчет трубопроводов, напорные полиэтиленовые трубы, однослойные трубы, многослойные трубы, потери напора потока

Выбор характеристик полиэтиленовых труб в зависимости от результатов гидравлического расчета

Использование напорных полиэтиленовых (ПЭ) труб для прокладки наружных сетей получило широкое распространение в последние годы. При проектировании трубопроводов наружного водоснабжения важным этапом является правильный выбор труб. В статье описаны основные характеристики труб, дан алгоритм проведения гидравлического расчета, преставлены рекомендации по выбору труб в зависимости от их характеристик.

Использование труб из полиэтилена для устройства трубопроводов наружного водоснабжения, канализации и технологических трубопроводов обусловлено рядом преимуществ, которыми ПЭ-трубы обладают по сравнению с трубами из традиционных материалов, а именно:

коррозионная стойкость;
срок службы не менее 50 лет * ;
санитарно-гигиеническая и экологическая безопасность;
низкая шероховатость и практическое отсутствие зарастания труб;
высокая стойкость к гидроабразивному износу;
высокая химическая стойкость;
устойчивость к гидравлическим ударам;
устойчивость к воздействию блуждающих токов (не проводят ток);
небольшой вес труб;
легкость транспортирования;
прочность сварных соединений, превосходящая прочность самих труб;
высокая ремонтопригодность.

Типы напорных полиэтиленовых труб и выбор способа прокладки

Трубы для водоснабжения и канализации изготавливаются в соответствии с ГОСТ 18599–2001 [1]. Выпускаются следующие типы напорных труб из полиэтилена:

однослойные трубы с защитной оболочкой и без нее;
многослойные трубы.

Трубы с защитной оболочкой предназначены для траншейного и бестраншейного способов прокладки напорных сетей водоснабжения и водоотведения.

Пример возможного вида труб приведен на рис. 1, 2.

Трубы изготавливаются из ПЭ 100 и ПЭ 100 RC. ПЭ 100 RC – новый тип полиэтилена. Отличительной чертой полиэтилена ПЭ 100 RC является повышенная стойкость к распространению трещин по сравнению с обычным полиэтиленом ПЭ 100. При условии соблюдения правил монтажа и эксплуатации срок службы сетей из труб ПЭ 100 RC составляет 100 лет. В соответствии с классификацией труб из ПЭ100 RC РМД 40–20–2016 трубы с защитной оболочкой относятся к типу 3.

Наружные сети из полиэтиленовых труб рекомендуется прокладывать подземным способом, так как при надземной прокладке требуется защита трубопровода теплоизоляционными материалами для предотвращения замерзания транспортируемого вещества при отрицательных температурах воздуха и нагрева стенок труб при воздействии солнечной радиации и повышенных температур воздуха (табл. 1).

Полиэтиленовые трубопроводы также могут быть проложены:

в зданиях (внутрицеховые или внутренние трубопроводы) на подвесках, опорах и кронштейнах;
открыто или внутри борозд, шахт, строительных конструкций, в каналах, образованных, например, из гофрированных пластмассовых труб, скрыто;
вне зданий (межцеховые или наружные трубопроводы) на эстакадах и опорах (в обогреваемых или необогреваемых коробах и галереях), в каналах (проходных или непроходных) и в грунте (бесканальная прокладка).

Понятия MRS и SDR, применяемые при подборе труб и расчете трубопроводов из полиэтилена

Полиэтилен, как и все термопласты, является вязкоупругим материалом, поведение которого в деформированном состоянии зависит от нагрузки, температуры и времени. Это означает, что закон Гука для него не применим и в соответствии с ГОСТ ИСО 12162 [2] и ISO 9080[3] допустимая нагрузка на трубу при прочих равных условиях зависит от величины минимальной длительной прочности материала, обозначаемой как MRS (Minimum Required Strength). Минимальная длительная прочность – напряжение, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет в результате испытаний труб на их стойкость к внутреннему гидростатическому давлению воды при ее температуре 20 °C. Напряжение, возникающее в стенке трубы, как известно, прямо пропорционально гидростатическому давлению и приведенному среднему радиусу трубы и обратно пропорционально толщине ее стенки. Поэтому при прочих равных условиях с увеличением толщины стенки трубы увеличивается и допустимое гидростатическое давление, которое в ней может быть создано.

Максимально допустимое рабочее давление в трубопроводе обозначается как MOP (Maximum Allowable Operating Pressure) и определяется по формуле

(1)

С – коэффициент запаса прочности, принимаемый равным 1,25 для водопроводов из полиэтиленовых труб;

SDR – стандартное размерное соотношение, равное отношению номинального наружного диаметра трубы dн к номинальной толщине стенки е, определяется по формуле

(2)

Между SDR и номинальным рабочим давлением PN труб существует зависимость, представленная в табл. 2.

Для маркировки труб вместо SDR иногда используется трубная серия S.

Выражение SDR – 1, входящее в формулу (1), характеризует трубную серию S

(3)

Максимальное рабочее давление в трубопроводе, МПа

(4)

σ – допускаемое напряжение в стенке трубы, равное MRS/C, МПа.

(5)

Зависимости (1) – (5) дают возможность рассчитать соотношение диаметра и толщины стенки трубы применительно к конкретным условиям объекта строительства. Окончательно выбор диаметра трубы производится на основании гидравлического расчета трубопровода.

Гидравлический расчет полиэтиленовых напорных трубопроводов

Гидравлический расчет трубопроводов выполняется с целью определения потерь напора потока, на основании чего в дальнейшем выбираются диаметр труб и марка повысительного (или вакуумного) насоса.

Потери напора Н, мм вод. ст., в общем случае течения жидкости равны

(6)

i – удельная потеря напора на трение, м/м;

hм.с. – потери напора в местных сопротивлениях, м;

l – расчетная длина трубопровода, м;

hв – потери напора в водоизмерительных устройствах, м;

hг.в – геометрическая высота подъема воды (плюс или минус), м;

hг – гарантийный напор перед насосным оборудованием, м;

hсв.н – свободный напор, необходимый для создания комфортной струи в водоразборной арматуре.

Удельная потеря напора i определяется по формуле

(7)

λ – коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода;

V – скорость течения жидкости, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

dр – расчетный диаметр труб, м. Допускается определять как d – 2е (наружный диаметр минус две толщины стенки).

Скорость течения жидкости равна

(8)

q – расчетный расход жидкости, м³/c;

w = πdр2/4 – площадь живого сечения трубы, м².

Коэффициент сопротивления трения λ определяется в соответствии с регламентами СП 40-102–2000 [4]

(9)

b – некоторое число подобия режимов течения жидкости. При b > 2 принимается b = 2.

(10)

Re – фактическое число Рейнольдса.

(11)

υ – коэффициент кинематической вязкости жидкости, мг/с. При расчетах холодных водопроводов принимается равным 1,31 · 10 м²/с – вязкость воды при температуре +10 °C;

Reкв – число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений

(12)

Кэ – гидравлическая шероховатость материала труб, м. Для труб из полимерных материалов принимается Кэ = 0,00002 м, если производитель труб не дает других значений шероховатости.

В случае течения, когда Re > Reкв, расчетное значение параметра b становится равным 2 и формула (9) существенно упрощается, обращаясь в известную формулу Прандтля

(13)

При Кэ = 0,00002 м квадратичная область сопротивлений наступает при скорости течения воды (υ = 1,31 · 10–6 м²/с), равной 32,75 м/с, что практически недостижимо в коммунальных водопроводах.

Затраты электроэнергии на перекачку жидкости находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины Н (при прочих равных условиях). Подставив выражение (9) в формулу (8), нетрудно увидеть, что величина i (а следовательно, и Н) обратно пропорциональна расчетному диаметру dp в пятой степени

(14)

Выше показано, что величина dp зависит от толщины стенки трубы е: чем тоньше стенка, тем выше dg и тем, соответственно, меньше потери напора на трение и затраты электроэнергии.

Таким образом, результаты расчетов толщины стенки е трубы по формулам (1) – (5) в сочетании с результатами гидравлических расчетов по формулам (6) – (14) позволяют выбрать трубу с конкретным значением SDR и конкретным значением MRS. В зависимости от величины расчетного расхода жидкости на объекте и требуемого напора подбирается марка повысительного (вакуумного) насоса. Если в дальнейшем по каким-либо причинам меняется значение MRS трубы, ее диаметр и толщина стенки (SDR) должны быть пересчитаны.

Следует иметь в виду, что в ряде случаев применение труб с MRS10,0 взамен труб с MRS8,0 позволяет на один типоразмер уменьшить диаметр трубопровода. Например, применение компанией «ИКАПЛАСТ» полиэтилена ПЭ 100 (MRS10,0) взамен полиэтилена ПЭ 80 (MRS8,0) для изготовления труб позволяет уменьшить толщину стенки труб, их массу и материалоемкость.

Литература

ГОСТ 18599–2001 «Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия (с изменением №1)». М., 2001.
ГОСТ ИСО 12162–2017 «Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация и обозначение. Коэффициент запаса прочности». М., 2017.
ГОСТ Р 54866–2011 (ИСО 9080:2003) «Трубы из термопластичных материалов. Определение длительной гидростатической прочности на образцах труб методом экстраполяции». М., 2011.
СП 40-102–2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования». М., 2000.

Статья подготовлена по материалам компании ООО «ИКАПЛАСТ».

* При использовании в сетях холодного водоснабжения и канализации в соответствии с ГОСТ 18599–2001.

Что такое SDR в маркировке полиэтиленовых труб?

К утвержденной ГОСТом маркировке ПЭ труб (Подробнее - в статье ГОСТы по полиэтиленовым (ПНД) трубам) разрешается добавлять дополнительные сведения – так, например, некоторые производители указывают на изделии логотип и адрес компании. Но есть информация, которую изготовитель должен нанести обязательно. Один из них – SDR.

Маркировка полиэтиленовых труб

Порядок маркирования труб утвержден ГОСТом. Информация наносится в одну линию, одинаковым размером шрифта методом цветной печати либо термического тиснения с определенной глубиной. Система маркировки полиэтиленовых труб должна отображать следующие показатели:

информацию о предприятии-изготовителе (название либо товарный знак);
условное обозначение материала трубы – ПЭ (полиэтилен);
цифры, обозначающие марку гранул сырья, из которых изготовлена труба, – 32, 63, 80,100 (чем выше показатель, тем больше плотность стенки);
стандарт качества, согласно которому изготовлено изделие – ГОСТ или ДУ;
наружный диаметр трубы (от 16 до 1200 мм) и толщина ее стенки;
коэффициент SDR трубы, указывающий на предел допустимой нагрузки;
назначение трубы (техническая или питьевая).

Дополнительно может указываться номер технологической линии или партии, а также дата изготовления труб из полиэтилена. Используется также маркирование цветом: желтая продольная полоса по всей длине указывает, что труба предназначена для газопровода, синяя – для водопровода.

Что значит SDR?

Одним из основных показателей прочностных характеристик полиэтиленовой трубы, который предусмотрен ГОСТом и обязательно указывается при маркировке, является SDR. Этот параметр позволяет определить возможности изделий. Расшифровка этого обозначения на английском (Standart Dimension Ratio) – стандартный размерный коэффициент.

Коэффициент SDR трубы показывает соотношение внешнего ее диаметра к толщине стенки, для вычисления показателя применяется следующая формула:

SDR = D : S, где D – наружный диаметр (в мм), а S – толщина стенки трубы (в мм).

Чем больше коэффициент SDR, тем тоньше трубная стенка, и наоборот – у трубы с толстыми стенками этот показатель меньше. Таким образом, труба с низким SDR будет обладать большими возможностями и способностью выдерживать серьезные нагрузки, чем изделие с высоким коэффициентом.

Важно! Если из труб одного диаметра и с разными показателями SDR (например, 17 и 21) выбирать изделие с лучшими эксплуатационными характеристиками, следует отдать предпочтение меньшему коэффициенту– 17.Однако нужно учитывать: чем больше толщина стенки, тем ниже пропускная способность трубы за счет уменьшения ее внутреннего сечения.

Отличие труб с разным SDR

Современная промышленность выпускает ПЭ трубы индексами SDR от 6 до 41 с нагрузками, соответствующими классам давления, представленным в данной таблице:

Индекс SDR, таким образом, применяется для определения назначения труб для напорных и безнапорных систем. Чаще всего используются изделия с показателями 11, 17,21. Общие различия труб с разным индексом SDR определяют условия их применения:

изделия ПНД с коэффициентом ниже 9 используются для сооружения водонапорных систем, канализации и газовых трубопроводов;
трубы с характеристиками SDR 11-17 служат для изготовления оросительных систем и слабонапорного водопровода;
показатели 21-26 пригодны для создания систем водообеспечения одно- и двухэтажных построек;
трубы с индексом SDR 26-41 применяются для безнапорных канализационных коммуникаций.

Обратите внимание! Выбирая трубу по SDR, необходимо обязательно учесть также марку полиэтилена. При одинаковых размерных коэффициентах трубы с более высоким показателем марки ПЭ будут гораздо прочнее. К примеру, из ПЭ 100 SDR 17 можно создавать напорные водо- и газопроводы, а трубы ПЭ 80 с таким же показателем SDR менее устойчивы к механическим воздействиям, поэтому для этих целей не годятся. Более подробно про полиэтиленовые трубы Вы можете прочитать в нашей статье "Полиэтиленовые (ПНД) трубы ПЭ-100"

Рассмотрим характеристики эксплуатации некоторых наиболее популярных труб, исходя из стандартного размерного коэффициента.

ПЭ 80 SDR 13,6

Эти трубы ПНД лучше всего подходят для монтажа домашних водопроводных систем, транспортировки жидкостей и химических веществ. Самые прочные из данной марки изделия с предусмотренным давлением в 10 атмосфер. Стенка таких труб выдерживает перепады температуры, поэтому они могут использоваться даже на Севере.

ПЭ 80 SDR 17

Трубы SDR 17 марки ПЭ 80 имеют средний показатель коэффициента. Область применения этого варианта достаточно широка. Подача питьевой воды, для технических целей, создание оросительных систем. Особо актуально применение таких труб для водообеспечения малоэтажных домов: они высокопрочны, легки и сравнительно недороги. Выдерживают давление 8 атмосфер при допустимой температуре 200⁰C. Однако для монтажа систем водоснабжения высотных домов трубы ПЭ 80 SDR 17 не используют.

ПЭ 80 SDR 21

Эти трубы ПНД тоже применяют для транспортировки питьевой воды в загородных и городских одноэтажных домах и для монтаж безнапорной канализации. Малая толщина стенок не дает возможности использовать их для монтажа систем водопровода в «высотках», а также трубы ПЭ 80 SDR 21 нельзя проводить под землей: трубопровод не выдержит нагрузок. При температурах, не превышающих 200⁰C, система выдержит до 50 лет эксплуатации. При достижении 400⁰C труба начинает испытывать деформацию.

ПЭ 100 SDR 26

Эти изделия применяются для монтажа водоотведения хозяйственного назначения и питьевой воды в городской черте и за пределами мегаполиса. Трубы используют для канализационных систем, прокладки артезианских скважин. Применяются для транспортировки жидкостей пищевой промышленности – соков, вина. Невысокая толщина стенок способствует легкому весу и повышению пропускной способности на 10% при давлении 10 атмосфер.

ПЭ 100 SDR 21

Идеальный вариант для монтажа водоотведения не только небольших загородных, но и многоэтажных домов, так как трубы с показателями ПЭ 100 SDR 21 выдерживают высокие нагрузки, в том числе давление. Кроме того, транспортируемая в них вода не изменяет свой вкус и не впитывает посторонние запахи. Используются также для мелиоративных и оросительных работ. Применяя переходники, можно совмещать ПЭ изделия с трубами из металлов.

ПЭ 100 SDR 17

Трубы современного поколения с отличными показателями прочности и стойкости к повреждениям. Выдерживающие нагрузку в 10 атмосфер изделия оптимальны для строительства напорного водопровода, систем газоснабжения. Считаются наиболее подходящим вариантом для монтажа систем большого поперечного сечения, успешно используются для строительства длинных трубопроводов. Поэтому трубы ПЭ 100 с SDR 17 отлично подойдут для холодного водоснабжения

ПЭ 100 SDR 11

Высокая плотность ПНД, из которого изготавливают эти трубы, надежность и прочность, позволяют использовать изделия для всех видов коммуникаций: горячего и холодного водоснабжения, сооружения газовых магистралей, канализационных коллекторов. Обладают стойкостью к химическому воздействию, поэтому прокладываются в любых грунтах. При давлении в 16 атмосфер трубы ПЭ 100 SDR 11 прослужат до полувека. К примеру - полиэтиленовые газовые трубы ПЭ 100 с SDR 11 хорошо зарекомендовали себя. Однако, для укладки требуются подъемные механизмы из-за большого веса изделий.

Таким образом, индекс стандартного размерного коэффициента SDR трубы – один из первых показателей, на которые нужно обратить внимание при выборе. Вместе с маркой этот показатель определяет качество и условия дальнейшей эксплуатации трубы.

Читайте также: