ПНД трубы, их свойста и способы соединения

Полиэтилен низкого давления (ПНД) – это материал высокой плотности, получаемый методом полимеризации горючего газа этилена. Первичный полиэтилен низкого давления (ПЭ) отличается более высокой степенью чистоты, однородностью структуры и отсутствием примесей.
Соединение труб из ПНД может осуществляться как разъемным, так и неразъемным способом. Наиболее популярный метод – сварка, которая применяется для труб как из ПНД, так и из ПЭ. Несмотря на то, что пайка и сварка внешне схожи, в контексте ПНД труб процесс соединения принято называть именно сваркой, поскольку используются сварочные аппараты, а не паяльники.

Преимущества и недостатки ПНД труб

ПНД трубы производятся из полиэтилена низкого давления различных марок – как первичного, так и вторичного. Они широко применяются в водопроводных, газовых и технических системах благодаря своей химической стойкости к большинству жидких веществ.

Преимущества ПНД труб:

• Легкость монтажа.
  Установка не требует сложного оборудования или высокой квалификации. Малые участки можно собирать вручную с помощью разъемных соединений, а трубы больших диаметров – сваривать.
• Высокая прочность и пластичность.
  Трубы устойчивы к деформациям и сохраняют надежность соединений.
• Отсутствие коррозии.
  Это снижает расходы на обслуживание и ремонт трубопровода.
• Энергетическая эффективность.
  Гладкие внутренние стенки препятствуют образованию отложений, уменьшая сопротивление потоку и снижая нагрузку на насосы.
• Устойчивость к перепадам температур.
  Трубы сохраняют целостность даже при замерзании зимой и последующем оттаивании.
• Безопасность.
  Материал не выделяет токсичных веществ и подходит для транспортировки питьевой воды, не влияя на ее вкус и состав.
• Химическая инертность.
  Трубы не реагируют с концентрированными кислотами и щелочами.
• Экономичность.
  Они дешевле металлических труб и других полимерных систем, что включает низкие затраты на транспортировку из-за легкого веса и прочной конструкции.
• Экологичность.
  Производство и утилизация труб минимально влияют на окружающую среду.

Недостатки ПНД труб:

• Чувствительность к ультрафиолету.
  Под длительным воздействием солнца полиэтилен расслаивается и становится хрупким. Поэтому в солнечных регионах трубы используются только в закрытых системах или заменяются на сшитый полиэтилен, устойчивый к УФ-излучению.
• Ограничения по температуре.
  Трубы из ПНД плохо переносят высокие температуры (выше 50°C). В жаркую погоду они могут деформироваться из-за температурного расширения, что требует установки компенсационных элементов. Для стыковой сварки в таких условиях применяются армированные трубы.
• Горючесть.
  При горении материал выделяет токсичные вещества, что ограничивает его применение в системах с высокими температурами.
• Ограничение по давлению.
  Максимальное рабочее давление труб составляет 20 МПа, что требует учета при проектировании систем.

ПНД трубы – это современный, доступный и универсальный материал для различных трубопроводных систем. Однако для обеспечения их надежной работы важно учитывать условия эксплуатации и правильно подбирать характеристики труб в зависимости от задачи.

Способы соединения полиэтиленовых труб ПНД

Полиэтиленовые трубы ПНД обладают легкостью монтажа и не требуют привлечения тяжелой техники. Их соединение осуществляется двумя основными способами: разъемным и неразъемным. Для неразъемных соединений используется сварка с применением специализированных сварочных аппаратов, тогда как разъемный метод предполагает использование соединительных деталей.

Разъемные соединения

Разъемные соединения широко применяются в ситуациях, где требуется простота монтажа и возможность последующего демонтажа трубопровода. Они экономичны, так как не требуют применения сложной техники, и удобны для участков, где сварка невозможна (например, под водой).

Однако такие соединения немного уступают по прочности сварным, поэтому их не используют в газовых системах и напорных водопроводах. Основные методы разъемного соединения:

Соединение с использованием фитингов из ПНД

Фитинговое соединение базируется на применении компрессионных фитингов, которые включают:

• втулку (цангу),
• накидную гайку,
• зажимное и уплотнительное кольца,
• корпус для фиксации.

Этот метод подходит для труб диаметром до 50 мм, обеспечивает герметичность и надежность, а также допускает многоразовую эксплуатацию. Фитинги могут соединять участки из разных материалов, таких как металлопластик или полипропилен.

Этапы монтажа:

• Разборка фитинга, который поставляется в собранном виде.
• Подготовка трубы: очистка, снятие фаски под углом 45⁰.
• Маркирование глубины вхождения фитинга на трубе.
• Обработка торцов жидким мылом для герметизации.
• Вставка трубы в соединительный элемент до упора.
• Затягивание обжимной гайки без чрезмерного усилия.

Области применения:

• Безнапорные канализационные системы.
• Водопроводные магистрали для технической и питьевой воды.

Не рекомендуется для подземных трубопроводов и газовых систем.

Раструбный способ соединения

Этот метод используется реже, так как обеспечивает сравнительно низкую герметичность. В качестве соединительного элемента применяется труба с раструбом.

Этапы монтажа:

• Очистка и осмотр участков трубы на отсутствие трещин.
• Подрезка конца соединительной трубы.
• Установка резиновой прокладки на раструбной трубе.
• Обработка концов труб силиконовым или клеевым составом.
• Вставка соединяемой трубы в раструбную трубу с уплотнителем.

Области применения:

• Создание тоннелей для кабелей.
• Безнапорные канализационные системы.

Также может использоваться для соединения труб из разных материалов, например, полиэтилена и чугуна.

Соединение труб с помощью фланцев

Для труб большого диаметра чаще всего применяется фланцевое соединение. Основной элемент – фланец с отверстиями для крепежных болтов, который обеспечивает прочность и герметичность стыка.

Этапы монтажа:

• Очистка и обезжиривание поверхностей трубы и фланца.
• Установка прокладки по центру для исключения перекосов.
• Проверка перпендикулярности фланцев с помощью угольника.
• Затяжка болтов.

Области применения:

• Промышленные трубопроводы.
• Системы ЖКХ.
• Химическая промышленность.

Фланцевое соединение подходит для напорных систем, но для максимальной надежности в таких случаях рекомендуется сварка.

Каждый метод соединения полиэтиленовых труб ПНД имеет свои особенности и области применения. Выбор способа зависит от диаметра труб, условий эксплуатации и требований к герметичности и долговечности системы. Для повышения надежности напорных магистралей предпочтение отдается сварным соединениям, тогда как разъемные варианты удобны для систем, где требуется мобильность и легкость в обслуживании.

Неразъемные соединения: сварка труб из полиэтилена ПНД

Сварка является основным методом соединения полиэтиленовых труб (ПНД), особенно для магистральных трубопроводов большого диаметра. Этот способ обеспечивает превосходную герметичность за счет формирования высокомолекулярной связи, аналогичной монолитной поверхности. Особенности полиэтилена, такие как легкий переход в вязкотекучее состояние и низкая вязкость расплава, делают сварку одной из самых надежных технологий соединения.

Основные виды сварки:

• стыковая,
• экструзионная,
• раструбная с применением электромуфт.

Стыковая сварка труб

Наиболее популярный метод, при котором соединяются торцы труб с одинаковым диаметром и толщиной стенок. Для напорных систем этот вид сварки выполняется исключительно в промышленных условиях с использованием специализированного оборудования (механического или электрогидравлического), обеспечивающего высокую точность. Для безнапорных трубопроводов допускается ручной способ.

Этапы выполнения:

• Подготовка ровной площадки для работы.
• Очистка, обезжиривание и торцовка труб.
• Проверка на отсутствие повреждений и деформаций.
• Нагревание торцов до температуры размягчения материала.
• Совмещение и сжатие концов под давлением до полного остывания.

Полученный шов отличается симметрией и прочностью, равной цельной трубе. Этот метод позволяет существенно сократить затраты на монтаж и обеспечивает длительный срок службы соединения.

Экструзионная сварка под углом

Метод обеспечивает прочность соединения на уровне 70–100% от прочности цельного материала. Используется для труб из идентичных материалов, преимущественно в безнапорных системах. Для выполнения применяется экструдер с нагревательным элементом, шнеком и подачей присадочного материала.

Этапы выполнения:

• Очистка, обезжиривание и проверка труб.
• Формирование требуемого профиля торцов.
• Нагревание поверхности горячим воздухом.
• Сплавление присадочного материала (гранулы или проволоки) со стыком труб.
• Создание давления и соединение.
• Естественное охлаждение шва.

Подходит для труб с толщиной стенок от 6 мм, исключая деформацию. Идеален для участков, где стыковая сварка недоступна.

Раструбная сварка с фитингами и муфтами

Этот метод используется для труб с толщиной стенок до 5 мм, а также на сложнодоступных участках. Фитинги с встроенными нагревательными элементами обеспечивают высокую герметичность за счет теплового расширения.

Этапы выполнения:

• Подготовка соединительного элемента.
• Очистка и обработка фаски торцов.
• Калибровка труб для симметрии.
• Вставка труб в фитинг и подключение сварочного аппарата.
• Нагревание и сплавление деталей.

Удобен для создания отводов и соединения труб с помощью тройниковых фитингов.

Преимущества неразъемных соединений

• Отличная герметичность.
• Прочность, равная монолитной трубе.
• Долговечность и стойкость к нагрузкам.
• Подходят для напорных и безнапорных систем.

Сварка труб ПНД — это надежное и долговечное решение для создания герметичных трубопроводов. Выбор метода зависит от диаметра труб, условий эксплуатации и требований к прочности соединения.