Надо ли изолировать трубы из сшитого полиэтилена
Обновлено: 07.07.2024
Надо ли изолировать трубы из сшитого полиэтилена
СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ ВНУТРЕННИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРУБ ИЗ "СШИТОГО" ПОЛИЭТИЛЕНА
Правила проектирования и монтажа
The water supply and heating interior buildings systems with use of cross-linked polyethylene pipes. The rules of design and installation
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - ООО "СанТехПроект", ОАО "НИИМосстрой"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Введение
В настоящем своде правил рассмотрены специфика (согласование) трассировки внутренних водопроводных сетей и трубопроводов водяного отопления из гибких труб из "сшитых" полиэтиленов ПЭ-С с учетом оптимальной расстановки креплений на стояках и подводках. Отмечены особенности монтажа трубопроводов водяного отопления из гибких труб из "сшитых" полиэтиленов ПЭ-С и выбор оптимальных мест креплений на горизонтальных и вертикальных участках трубопроводов.
Свод правил выполнен авторским коллективом: ООО "СанТехПроект" (канд. техн. наук А.Я.Шарипов), ОАО "НИИМосстрой" (канд. техн. наук А.А.Отставнов, инж. Н.В.Митрофанова).
1 Область применения
1.1 Настоящий свод правил устанавливает нормы проектирования и монтажа холодных и горячих (с температурой до 75°С) водопроводов и трубопроводов водяного отопления (с температурой до 95°С), в том числе напольного (с температурой до 55°С) с использованием труб из "сшитого" полиэтилена (ПЭ-С) во вновь возводимых, реконструируемых или капитально ремонтируемых зданиях и сооружениях.
1.2 Настоящий свод правил не распространяется на системы водоснабжения и отопления: защитных сооружений гражданской обороны; сооружений, предназначенных для работ с радиоактивными веществами, источниками ионизирующих излучений; объектов подземных горных работ и помещений, в которых производят, хранят или применяют взрывчатые вещества; зданий, строительство которых в соответствии с законодательством о градостроительной деятельности может осуществляться без разрешения на строительство.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ ИСО 4065-2005 Трубы из термопластов. Таблица универсальных толщин стенок
ГОСТ 8032-84 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел
ГОСТ ИСО 12162-2006 Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация и обозначение. Коэффициент запаса прочности
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 19185-73 Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ 24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования
ГОСТ 25136-82 Соединение трубопроводов. Методы испытания на герметичность
ГОСТ 25151-82 Водоснабжение. Термины и определения
ГОСТ 32415-2013 Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия
ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества
ГОСТ Р 53630-2015 Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия
ГОСТ Р 56730-2015 Трубы полимерные гибкие с тепловой изоляцией для систем теплоснабжения. Общие технические условия
СП 30.13330.2016 "СНиП 2.04.01-85* Внутренний водопровод и канализация зданий"
СП 60.13330.2016 "СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха"
СП 61.13330.2012 "СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов" (с изменением N 1)
СП 68.13330.2017 "СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения"
СП 73.13330.2016 "СНиП 3.05.01-85 Внутренние санитарно-технические системы зданий"
СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины в соответствии с ГОСТ 19185, ГОСТ 25151, ГОСТ 32415, СП 30.13330, СП 60.13330, СП 73.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 "сшитый" полиэтилен; ПЭ-С: Термопластичный материал (термопласт), который при нагревании выше температуры плавления сохраняет способность перехода в вязкотекучее состояние.
3.2 распределительный коллектор: Фитинг, к которому присоединяются два или большее количество водоразборных точек.
3.3 гибкая труба: Труба, в которой прочность и поперечное сечение при изгибе не изменяются.
4 Общие положения
4.1 Трубы из ПЭ-С с латунными фитингами следует применять при устройстве внутренних напорных систем:
- хозяйственно-питьевого водоснабжения с температурой воды до 20°С и рабочим давлением: серии S6,3 (SDR 13,6) - до 1,0 МПа; серии S5 (SDR 11) - до 1,25 МПа; серии S4 (SDR 9) - до 1,6 МПа, при сроке службы не менее 50 лет;
- хозяйственно-питьевого водоснабжения с температурой воды до 75°С и рабочим давлением: серии S5 (SDR 11) - до 0,6 МПа; серий S3,2 (SDR 7,4) и S2,5 (SDR 6) - до 1,0 МПа, при сроке службы не менее 30 лет;
- водяного отопления с температурой воды до 95°С и рабочим давлением серий S3,2 (SDR 7,4) и S2,5 (SDR 6) - до 1,0 МПа, при сроке службы не менее 30 лет;
- напольного отопления (с температурой теплоносителя не выше 55°С) в комбинации с нагревательными приборами (радиаторами, конвекторами) или с системой кондиционирования воздуха, при сроке службы не менее 30 лет.
1 Допускается использовать трубы из ПЭ-С при устройстве холодных и горячих водопроводов и трубопроводов водяного отопления с любыми другими параметрами, при условии их обоснования согласно требованиям ГОСТ 32415.
2 В горячих системах с целью поддержания указанных значений параметров следует предусматривать приборы автоматического регулирования (температуры и давления) воды (теплоносителя).
3 Для устройства трубопроводов водяного отопления следует использовать трубы из ПЭ-С с барьерным слоем, предотвращающим проникновение в отопительную систему кислорода.
4.2 Трубы из ПЭ-С, металлические, пластиковые фитинги и арматура, применяемые при устройстве внутренних систем холодного и горячего водоснабжения и отопления, должны соответствовать требованиям настоящего свода правил, ГОСТ 32415, ГОСТ Р 54468, ГОСТ Р 56730.
4.3 Трубы из ПЭ-С, фитинги и арматура, применяемые в системах внутреннего водоснабжения и отопления, должны иметь протокол по результатам санитарно-гигиенических исследований, экспертное заключение по результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы и свидетельство о государственной регистрации продукции территориального Управления Роспотребнадзора.
4.4 В зданиях и сооружениях с холодными и горячими водопроводами и трубопроводами водяного отопления из труб из ПЭ-С предусмотрены технические решения, обеспечивающие: взрывопожаробезопасность, нормируемые уровни шума и вибраций согласно СП 51.13330 и минимальный расход материалов и снижение трудозатрат.
4.5 При проектировании и монтаже холодных и горячих водопроводов и трубопроводов водяного отопления из труб из ПЭ-С следует руководствоваться требованиями настоящего свода правил и учитывать основные положения СП 48.13330, СП 60.13330, СП 73.13330, [5], [6], национальных стандартов.
4.6 Монтаж холодных и горячих водопроводов и трубопроводов водяного отопления из труб из ПЭ-С необходимо выполнять, как правило, из узлов полной заводской готовности.
4.7 Следует строго отслеживать, чтобы до начала монтажа холодных и горячих водопроводов и трубопроводов водяного отопления из труб из ПЭ-С генеральным подрядчиком были проведены: монтаж междуэтажных перекрытий, стен и перегородок, на которые будет устанавливаться санитарно-техническое оборудование; устройство полов (или соответствующей подготовки) в местах установки отопительных приборов на подставках; установка опор под трубопроводы, прокладываемые в подпольных каналах и технических подпольях; подготовка отверстий, борозд, ниш и гнезд в фундаментах, стенах, перегородках, перекрытиях и покрытиях, необходимых для прокладки трубопроводов; оштукатуривание (или облицовка) поверхностей стен и ниш в местах установки санитарных и отопительных приборов, прокладки водопроводов и трубопроводов из труб из ПЭ-С, а также оштукатуривание поверхности борозд для скрытой прокладки в стенах; замоноличивание в соответствии с рабочей документацией закладных деталей в строительные конструкции для крепления холодных и горячих водопроводов и трубопроводов отопления из труб из ПЭ-С; обеспечение возможности подключения электроинструментов, а также электросварочных аппаратов на расстоянии не более 50 м один от другого; остекление оконных проемов в наружных ограждениях, утепление входов и заделка отверстий.
4.8 С целью защиты от механических воздействий, прокладывать трубопроводы водоснабжения и отопления следует в плинтусах, штробах, шахтах или каналах при замоноличивании. Размеры отверстий и борозд для прокладки трубопроводов в перекрытиях, стенах и перегородках зданий и сооружений принимают в соответствии с СП 73.13330.2016 (приложение А), если другие размеры не предусмотрены проектом. Допускается открытая прокладка подводок/разводок труб из ПЭ-С к санитарно-техническим и отопительным приборам.
1 Открытая прокладка внутренних водопроводов из труб из ПЭ-С допускается в производственных и складских помещениях, а также в технических этажах, чердаках и подвалах только в местах, где исключаются их механическое повреждение и воздействие на них ультрафиолетового излучения.
2 Применять трубопроводы из труб из ПЭ-С в раздельных сетях противопожарных водопроводах не допускается.
4.9 Поэтажные подводки от стояков к водоразборной арматуре следует присоединять с использованием распределительных коллекторов. Распределительные коллекторы устанавливают после запорных устройств, фильтров, водомеров и квартирных регуляторов давления (КРД).
4.10 Холодные и горячие водопроводы и трубопроводы водяного отопления не должны примыкать вплотную к поверхностям строительных конструкций - рекомендуемое расстояние в свету между ними 20 мм.
4.11 Тепловую изоляцию на холодных и горячих водопроводах и трубопроводах водяного отопления из труб из ПЭ-С следует предусматривать для: предупреждения ожогов; обеспечения потерь теплоты менее допустимых; исключения конденсации влаги; исключения замерзания воды (теплоносителя) в трубопроводах, прокладываемых в неотапливаемых помещениях или в искусственно охлаждаемых помещениях; обеспечения взрывопожаробезопасности. Температура поверхности тепловой изоляции не должна превышать 40°С. Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать согласно СП 61.13330. Подводки/разводки к санитарно-техническим и отопительным приборам допускается не изолировать.
5 Требования к свойствам труб из "сшитых" полиэтиленов и прочностным показателям элементов трубопроводов
5.1 Материалами для производства труб являются полиэтилены-термопласты, которым путем сшивки приданы свойства реактопластов, в частности повышена их термостойкость. Сшивку полиэтиленов проводят тремя различными методами:
Надо ли изолировать трубы из сшитого полиэтилена
Инженер-физик широкого профиля :-)
А что касается фитингов, то по словам представителя Rehau, у них труба, с надетым на нае фитингом проверяется на разрыв и рвется только труба, но никак на место соединения.Это справедливо для НОВЫХ труб.
А тогда еще вопрос, в чем лучше укладывать трубу в стяжке пола, в изоляции или гофре, а может сначало в изоляции и еще гофре?
Лучше - в изоляции. По сравнению с трубой она стОит копейки. Гофра в этом случае не нужна.
И вообще, преимуществ у низкотемпературных систем много. Легче живется не только трубе, но и арматуре, радиаторам. Низкотемпературные отопительные приборы комфортнее и безопаснее для людей. Задача снижения температуры обратки в теплосети стоИт менее остро. На другой чаше весов - набольшое увеличение размеров радиаторов и труб. В общей смете на инженерные системы - гроши
Мифы о трубах из сшитого полиэтилена
На сегодняшний день, к сожалению, маркетинговые ходы и рекламные уловки всё чаще влияют на различные технические решения и выбор в проект того или иного материала и оборудования. Всё чаще у проектировщиков вместо полноценного технического паспорта или каталога на оборудование на столе оказывается рекламные буклеты и брошюры, по которым он и производит подбор. То, что недопустимо писать в серьёзной технической литературе, перекочевывает на страницы таких буклетов. Зачастую маркетологи присваивают своему товару завышенные или вовсе несуществующие показатели, вводя инженеров в заблуждение. Как правило, незаурядные технические особенности оборудования в буклетах представляются как неоспоримые преимущества. И наоборот, любая техническая информация о конкурентной продукции представляется в виде существенных и неисправимых недостатков.
Все эти факторы в конечном cчете приводят к неверному выбору материалов и оборудования, что в итоге может привести к аварийной ситуации. Вина в этом случае ложится на плечи инженера-проектировщика, так как у любого производителя наряду с красочной рекламой, триумфально описывающей все прелести товара, имеются либо сноски мелким шрифтом, либо тщательно скрываемый от людского глаза технический паспорт с реальными данными. Чаще всего в рекламных брошюрах приводится информация, не противоречащая паспортным данным, но преподнесенная таким образом, что у людей создается ложное представление о реальных технических особенностях товара. Например, фразы «труба выдерживает температуру 95 ºС и давление 10 бар» и «труба выдерживает температуру теплоносителя 95 ºС при его давлении 10 бар в течение 50 лет» кардинально отличаются друг от друга. В первом случае загадана загадка: труба способна выдержать 95 ºС температуру теплоносителя и 10 бар одновременно, либо это две критические точки применения данной трубы? А самое главное – отсутствует временной показатель, то есть неизвестно, в течение какого времени трубопровод выдерживает данные параметры – пять минут, час или 50 лет?
В этой статье приведены основные маркетинговые уловки и мифы, распространяемые производителями труб из сшитого полиэтилена (PEX).
1-я группа мифов – о превосходстве одного способа сшивки над другим
Практически любой производитель труб из PEX утверждает, что именно способ сшивки их труб самый лучший, а прочие никуда не годятся. Только полиэтилен, сшитый по их методике, будет обладать повышенными прочностными характеристиками и показателями надёжности.
Для начала хотелось бы напомнить некоторые сведения о сшивке полиэтилена. Под сшивкой подразумевается создание пространственной решётки в полиэтилене высокой плотности за счёт образования объёмных поперечных связей между макромолекулами полимера. Относительное количество образующихся поперечных связей в единице объёма полиэтилена определяется показателем «степени сшивки». Степень сшивки – это отношение массы полиэтилена, охваченного трёхмерными связями к общей массе полиэтилена. Всего известно четыре промышленных способа сшивки полиэтилена, в зависимости от которых сшитый полиэтилен индексируется соответствующей литерой.
Таблица 1. Виды сшивки полиэтилена
Минимальная степень сшивки рабочего слоя
Вид способа по методу воздействия
Сшивка органическими пероксидами или гидропероксидами
Сшивка органическими силанидами (силанами)
Сшивка потоком элементарных частиц
Пероксидная сшивка (метод «a»)
Метод «a» является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органических пероксидов и гидропероксидов.
Органические пероксиды представляют из себя производные перекиси водорода (HOOH), в которых один или два атома водорода заменены органическими радикалами (HOOR или ROOR). Самый популярный пероксид, применяемый при производстве труб – dimethyl-2.5-di-(bytylperoxy)hexane. Пероксиды относятся к особо опасным веществам. Их получение – технологически сложный и дорогостоящий процесс.
Для получения PEX по методу «а» полиэтилен перед экструдированием расплавляется вместе с антиокислителями и пероксидами (процесс Томаса Энгеля), рис. 1.1. С повышением температуры до 180–220 ºС пероксид разлагается, образуя свободные радикалы (молекулы со свободной связью), рис. 1.2. Радикалы пероксидов забирают у атомов полиэтилена по одному атому водорода, что приводит к образованию свободной связи у атома углерода (рис. 1.3). В соседних макромолекулах полиэтилена атомы углерода, имеющие свободные связи, объединяются (рис. 1.4). Количество межмолекулярных связей составляет 2–3 на 1000 атомов углерода. Процесс требует жесткого контроля за температурным режимом в процессе экструзии, когда происходит предварительная сшивка, и в ходе дальнейшего нагревания трубы.
Метод «а» самый дорогой. Он гарантирует полный объёмный охват массы материала воздействием пероксидов, так как они добавляются в исходный расплав. Однако этот метод требует того, чтобы сшивка была не ниже 75 % (по российским нормам – не ниже 70 %), что делает трубы из данного материала более жёсткими по сравнению с другими способами сшивки.
Силановая сшивка (метод «b»)
Метод «b» является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органосиланидов. Органосиланиды представляют соединения кремния с органическими радикалами. Силаниды – ядовитые вещества.
В настоящее время для производства PEX-труб по методу «b» в основном используется винилтриметаксилоксан (H2C=CH)Si(OR)3 (рис. 2.1). При нагревании связи винильной группы разрушаются, превращая его молекулы в активные радикалы (рис. 2.2). Эти радикалы замещают атом водорода в макромолекулах полиэтилена (рис. 2.3). Затем полиэтилен обрабатывают водой либо водяным паром, органические радикалы при этом присоединяют молекулу водорода из воды и образуют стабильную гидроокись (органический спирт). Соседние радикалы полимера замыкаются через связь Si-O, формируя пространственную решётку (рис. 2.4). Вытеснение воды из PEX ускоряется при помощи оловянного катализатора. Процесс окончательной сшивки происходит уже в твёрдой стадии изделия.
Радиационная сшивка (метод «c»)
Метод «c» заключается в воздействии на группу C-H потоком заряженных частиц (рис. 3.1). Это может быть поток электронов или гамма-лучей. При таком воздействии часть связей C-H разрушается. Атомы углерода соседних макромолекул, у которых был выбит атом водорода, объединяются друг с другом (рис. 3.3). Облучение полиэтилена потоком частиц происходит уже после его формования, то есть в твёрдом состоянии. К недостаткам данного метода можно отнести неизбежную неравномерность сшивки.
Невозможно расположить электрод так, чтобы он был равноудалён ото всех участков облучаемого изделия. Поэтому полученная труба будет иметь неравномерную сшивку по длине и по толщине.
В качестве источника облучения чаще всего используется циклический ускоритель электронов (бетатрон), который относительно безопасен как в производстве, так и в применении готовой трубы.
Несмотря на это во многих европейских странах производство труб сшитых методом «с» запрещено.
Для удешевления процесса сшивки иногда используют в качестве источника излучения радиоактивный кобальт (Co60). Данный метод безусловно дешевле, так как труба просто помещается в камеру с кобальтом, однако безопасность использования таких труб весьма сомнительна.
Заблуждение № 1: «Сшивка перекидным способом (PEX-a) по прочности получаемого материала лучше прочих, потому что регламентированная минимальная степень сшивки для данного метода больше, нежели для остальных метолов. А чем больше степень сшивки PEX, тем прочнее материал»
Действительно, ГОСТ Р 52134 регламентирует различную минимальную допустимую степень сшивки труб из PEX для разных способов изготовления (табл. 1), и правда то, что при увеличении степени сшивки увеличивается прочность труб.
Однако сравнивать степени сшивки PEX-a, PEX-b и PEX-c недопустимо, так как образованные в результате сшивки молекулярные связи данных материалов имеют различную прочность, а следовательно даже сшитые до одной и той же степени данные виды полиэтилена будут иметь различную прочность. Энергия связи типа С-С, которая образуется в полиэтилене, сшитом методом «a» и «c» составляет порядка 630 Дж/моль, в то время как энергия связи типа Si-C, которая образуется в полиэтилене, сшитом методом «b» составляет 780 Дж/моль. На физико-химические и технические свойства влияет и взаимодействие макромолекул за счет водородных связей, возникающих в полимере вследствие наличия полярных групп и активных атомов, а также образование ассоциатов в результате взаимодействия самих поперечных связей. Это в первую очередь характерно для силанольносшитого полимера, где имеется большое число силанольных групп, способных образовывать дополнительные узлы зацепления в аморфных областях, повышающие плотность структурной сетки (которая на 30 % больше, чем при пероксидом, и в 2,5 раза – чем при радиационном сшивании) и уменьшающие деформируемость при высоких температурах.
Стендовые испытания труб из сшитых полиэтиленов показывают некоторое прочностное преимущество силановой сшивки. Так, при температуре испытания 90 °C для труб диаметром 25 мм и длиной 400 мм давление разрушения труб из РЕХ-а, PEX-b и РЕХ-с составило соответственно 1,72, 2,28 и 1,55 МПа (В.С. Осипчик, Е.Д. Лебедева, «Сравнительный анализ эксплуатационных свойств сшитых различными методами полиолефинов и улучшение физико-химических характеристик силанольносшитого полиэтилена», 24 мая 2011 г.).
Таким образом, заявления о том, что PEX-a является самым прочным материалом из-за большей степени сшивки, не соответствуют действительности. Данный фактор является скорее недостатком, нежели достоинством этого метода сшивки.
Метод сшивки – это не самый важный показатель трубы при её выборе. В первую очередь следует убедиться, что полиэтилен, из которого сделана труба, действительно сшит. Некоторые производители недосшивают или вовсе не сшивают трубу, при этом указывают на ней те же характеристики что и на качественные PEX трубы.
Например, в мае 2013 г. на территории Украины были выведены из оборота трубы фирмы GROSS. Под этой маркой распространялись трубы из сшитого полиэтилена, на самих трубах была маркировка PEX (рис. 4), но по факту эти трубы состояли из обычного несшитого полиэтилена, стоит ли говорить об их эксплуатационных характеристиках? Есть несложный способ определить, что перед вами – сшитый полиэтилен или подделка из обычного полиэтилена. Для этого кусочек трубы нужно нагреть до температуры 150–180 ºС, обычный полиэтилен при такой температуре теряет свою форму, а сшитый за счёт межмолекулярных связей сохраняет свою форму даже при таких высоких температурах (рис. 5).
Рис. 4. Маркировка на трубе Gross
Рис. 5. Трубы Gross (образец 7) и VALTEC PEX-EVOH (образец 6) поле прогрева в печи в течение 30 мин при температуре 180 ºС
Заблуждение № 2: «Только полиэтилен, сшитый по методу «a», обладает свойствами температурной памяти, полиэтилены сшитые другими способами данным свойством не обладают».
Что в данном случае подразумевается под «эффектом температурной памяти»? Суть данного эффекта заключается в том, что предварительно деформированная труба после прогрева восстанавливает свою исходную форму, которую она имела до деформации. Это свойство проявляется из-за того, что при изгибе и деформации молекулярно-связанные участки сжимаются или растягиваются, при этом накапливая внутреннее напряжение. После прогрева в местах деформации упругость материала снижается. Внутренние напряжения, накопленные в процессе деформации, создают в толще «размягшего» материала усилия, направленные в сторону исходной формы трубы. Под воздействием этих усилий трубы стремится восстановиться.
Рис. 6.1. Излом трубы VALTEC PEX-EVOH (способ сшивки – PEX-b) и ее восстановление после прогрева до 100 °С
Рис. 6.2. Излом трубы из PEX-а с антидиффузионным слоем и ее восстановление после прогрева до 100 °С
Рис. 6.3. Излом трубы из PEX-c без антидиффузионного слоя и ее восстановление после прогрева до 100 °С (неокрашенный сшитый полиэтилен при высоких температурах становиться прозрачным)
На рисунках 6.1–6.3 показано восстановление труб с различными способами сшивки после залома. При всех способах сшивки трубы восстановили свою первоначальную форму. На трубах, покрытых антидиффузионным слоем, после восстановления образовались складки. В этих местах антидиффузионный слой отслоился от слоя PEX. Это не влияет на характеристики трубы, так как рабочим слоем является слой PEX, который полностью восстановился.
Эффект памяти присущ любому сшитому полиэтилену. Отличие PEX-a в технике восстановления заключается лишь в том, что PEX-a сшивается во время экструзии, и первоначальная форма, которую стремится вернуть трубопровод, – прямая. PEX-b и PEX-с, как правило, сшиваются уже после формирования в бухты, и, соответственно, форма, к которой будут стремиться трубопроводы, – круг с радиусом, равным радиусу бухты.
Заблуждение № 3: «Сшивка методом «b» не обеспечивает требуемую гигиеничность труб, так как силаниды, применяемые при производстве данных труб, токсичны».
Действительно, кремневодороды (SiH4 – Si8H18), применяемые для получения PEX-b, крайне ядовиты. Однако кремневодороды для сшивки полиэтилена применяют только в кабельной промышленности. Для производства труб используется органосиланиды, которые тоже ядовиты, но их отличительной особенностью является то, что при сшивке они либо полностью переходят в химически связанное состояние, либо превращаются в химически нейтральный органический спирт, который вымывается при гидратации трубопроводов. На сегодняшний день самым распространённым реагентом для сшивки полиэтилена методом «b» является винилтриметаксилан (упрощенная формула: С2Н4Si (OR)3).
Основным показателем безопасности трубопровода и фитингов является гигиенический сертификат. Только трубы и фитинги, на которые есть данный сертификат, допустимы к установке в системах питьевого водоснабжения.
Заблуждение № 4: «Только у труб PEX-a степень сшивки равномерна по всему сечению, в то время как у других труб сшивка не равномерна».
Основным преимуществом сшивки методом «а» является то, что пероксиды добавляются в расплавленный полиэтилен до его экструзии в трубу, и сшивка трубы при должном внимании к температурам и дозировкам пероксидов будет равномерна.
Когда трубопроводы из сшитого полиэтилена массово не применялись, у сшивок методом «b» и «c» действительно существовал недостаток, заключающийся в неравномерности сшивки по длине и ширине трубопровода. Однако, когда объём производства труб достиг нескольких километров в неделю, возник вопрос о повышении качества и автоматизации данных видов сшивки. Силановым методом можно равномерно сшить трубопровод, подобрав правильную дозировку реактивов, точно поддерживая температурные и временные параметры обработки трубы, а также используя катализаторы (олово).
К тому же современный метод ввода силана отличается от первоначального, если раньше силан добавлялся в расплав полиэтилена при экструзии (метод В-SIOPLAST), то сейчас, как правило, силан предварительно смешивается с пероксидом и некоторым количеством полиэтилена и только потом добавляется в экструдер (метод В-MONOSIL).
Заводы, производящие большие объёмы труб, давно методом проб и ошибок вышли на идеальную технологию сшивки, а автоматизация производства позволила получать трубы со стабильными характеристиками. Таким образом, проблема неравномерной сшивки трубопровода остаётся только у мелких, неавтоматизированных производств.
Заблуждение № 5: «PERT является одним из видов сшитого полиэтилена, и не уступает ему по характеристикам».
Термостойкий полиэтилен PERT является сравнительно новым материалом, применяемым для производства труб. В отличие от обычного полиэтилена, у которого в качестве сополимера используется бутен, в PERT сополимером является октен (октилен С8H16). Молекула октена имеет протяжённую и разветвленную пространственную структуру. Образуя боковые ветви основного полимера, сополимер создаёт вокруг главной цепи область взаимопереплетённых цепочек сополимера. Эти ветви соседних макромолекул образуют пространственное сцепление не за счёт образования межатомных связей как у PEX, а за счёт сцепления и переплетения своих «ветвей»
Термоустойчивый полиэтилен обладает рядом свойств сшитого полиэтилена: стойкость к высоким температурам и ультрафиолетовым лучам. Однако данный материал не обладает долговременной стойкостью к высоким температурам и давлению, а также является менее кислотостойким, чем PEX. На рис. 7 представлены графики длительной прочности сшитого полиэтилена PEX и высокотемпературного полиэтилена PERT, взятые из ГОСТ Р 52134-2003 с изменением № 1. Как видно из графиков, сшитый полиэтилен со временем мало теряет в своей прочности, даже при высоких температурах. При этом график падения прочности прямой и легкопрогнозируемый. У PERT график имеет излом, причём при высоких температурах этот излом наступает уже через два года эксплуатации. Точка излома называется критической, при достижении этой точки материал начинает активно ускорять потерю прочности. Всё это приводит к тому, что труба, которая достигла критической точки, очень быстро выходит из строя.
Рис. 7. Эталонные кривые длительной прочности труб из PEX (слева) и PERT (справа)
К тому же из-за отсутствия связей между макромолекулами PERT не обладает свойствами температурной памяти.
Заблуждение № 6: «PEX-трубы безоговорочно можно использовать для систем радиаторного отопления».
Условия применимости пластиковых и металлопластиковых трубопроводов на территории Российской Федерации регламентируются ГОСТ 52134-2003. Так как на прочность пластиковых трубопроводов довольно ощутимо влияет время воздействия на них теплоносителя с определённой температурой, то для них установлены классы эксплуатации (табл. 2), которые отражают характер воздействия определённых температур на трубу в течение всего срока эксплуатации.
Читайте также: