Применение труб из сшитого полиэтилена для систем отопления

Современные химические технологии позволяют из газа этилена получать материал для производства труб – сшитый полиэтилен. Процесс производства многоступенчатый. Технические характеристики конечного продукта таковы, что позволяют использовать трубы из сшитого полиэтилена для монтажа не только водопроводов, но и систем индивидуального отопления.

Производство сшитого полиэтилена

Первоначальным сырьем для производства сшитого полиэтилена является простейший газообразный углеводород этилен. Он состоит из 2 молекул углерода и 4 молекул водорода. Путем полимеризации (реакции, в ходе которой молекулы этилена соединяются между собой в длинные углеводородные цепочки с одинаковыми звеньями «CH2») получают полиэтилен. Материал представляет собой прозрачное термопластичное вещество, которое широко используется для производства, например, бытовых полиэтиленовых пакетов.

Полиэтилен в промышленном производстве получают в гранулированном виде. Этот материал легко плавится, уже при 40 градусах становится мягким. Без дальнейшей обработки получить крепкие трубы для отопления из полиэтилена невозможно.

Для изготовления особо прочного материала (сшитого полиэтилена) простой полиэтилен подвергают дальнейшему химическому и физическому воздействию.

Сшитый полиэтилен — это материал, у которого длинные цепочки молекул одинаково ориентированы и соединены между собой дополнительными боковыми связями. Эти связи возникают вместо пары атомов водорода отобранных у полимерной углеводородной молекулы этилена. Чем больше подобных боковых связей, тем устойчивее сшитый полиэтилен к внешним воздействиям.

Обратите внимание! Количество образующихся сшивающих связей напрямую зависит от способа прошивки.

Существует множество способов отнять атомы водорода у полимерной молекулы этилена. Впервые реакцию осуществил шведский химик еще в прошлом веке, но посчитал, что полученному веществу нет практического применения. У автора технологию выкупила шведская компания, которая маркировала свой продукт как PEX-а. Под этой маркировкой сшитый полиэтилен потребители знают и сегодня.

Существует около 15 способов прошивки полиэтилена. На сегодняшний день в промышленных масштабах применяют 3 способа производства сшитого органического полимера:

1. PEX-A. Обработка полиэтилена пероксидом. Реакцию проводят при повышенном давлении и постоянном контроле температурного режима. Пероксид, являясь окислителем, при разложении отнимает у полимеров атомы водорода, заставляя атомы углерода образовывать связи между собой. В результате образуется трехмерная сетка из очень длинных цепочек-молекул, в которой до 85% атомов углерода имеют боковые связи с соседней молекулой. Сшивание полиэтилена пероксидом является наиболее эффективным методом. Однако особенности технологического процесса повышают стоимость материала на выходе.
2. PEX-B. Трубы этой марки производят в два этапа. На первом в полиэтилен внедряют силан. На втором проводят насыщение продукта водой в присутствии катализатора. Итогом является сшитый полиэтилен, с процентным выходом дополнительных связей от 65%.
3. PEX-C. Сшивка полиэтилена радиационным излучением. Здесь важно следить за пространственной ориентацией изделия относительно источника излучения. Доля образования связей около 60%.

До недавнего времени использовали для производства труб из сшитого полиэтилена сшивку азотом (PEX-D). Сейчас доля таких труб на рынке сошла на нет.

Обратите внимание! Трубы из сшитого полиэтилена отличаются не только ценой, но и эксплуатационными характеристиками, в зависимости от того, по какой технологии они были произведены.

Особенности материала

Сшитый полиэтилен имеет структуру трехмерной сетки с крупными ячейками. Этим уникальным строением объясняются его отличия от других полимерных материалов.

Обратите внимание! Лучшими характеристиками обладают трубы маркировки PEX-A. Альтернативные производственные технологии используют для снижения цены на готовую продукцию.

Особенности труб:

• Сохранение неизменности качеств при минусовой температуре. С трубами из сшитого полиэтилена можно работать при температуре до -20 градусов.
• Способность принимать первоначальную форму после деформирующего воздействия (наличие молекулярной структурной памяти).
• Устойчивость к органическим растворителям, кислотам и щелочам. Исключение составляет 50% азотная кислота.
• Плавится материал начинает при 200 градусах, для возгорания нужна температура в два раза выше.

Производители, для повышения эксплуатационных качеств труб отопления из сшитого полиэтилена, выпускают многослойные или армированные изделия:

• Многослойные трубы имеют дополнительный слой для защиты внутренней части трубопровода от проникновения атмосферного кислорода. В трехслойных изделиях он располагается снаружи и скрепляется с полиэтиленом клеевым слоем. В пятислойных трубных изделиях анти кислородная защита располагается в середине.
• Армированные изделия из сшитого полиэтилена формируются на каркасе из капроновой нити, алюминиевой фольги или кевлара (специального высокопрочного волокна). Они обладают повышенной прочностью к сгибанию, скручиванию, давлению (до 30 атм.), гидроударам.

Достоинства и недостатки

При выборе материалов для монтажа отопительной системы важно взвесить все достоинства и недостатки предлагаемых рынком трубных материалов. В сравнении с классическим металлом, в пользу полимерных труб говорит их цена, устойчивость к коррозии и легкость монтажа.

Достоинства:

• Высокая эластичность не позволит трубе лопнуть, даже если система перемерзнет наполненной водой.
• Вес трубы составляет от 1 до 1,5 кг на погонный метр, что делает транспортировку легкой, а монтаж удобным.
• Идеально выдерживают нагрузки индивидуального водяного отопления. Температура в 95 градусов и небольшое давление позволят вашей системе бесперебойно работать более 50 лет.
• Гладкость внутренней стенки защищает систему от образования накипи и отложений взвешенных частиц. Это значит, что трубы отопления не засорятся со временем.
• Гибкость и высокая эластичность позволяют монтировать систему «теплый пол» без применения фитингов. Это удешевляет монтаж и позволяет сохранить первоначальную целостность трубопровода, что является основным условием для закрытых систем отопления.
• Устойчивость к коррозии.
• Устойчивость к перепадам давления в пределах 10 атм.

К недостаткам относят:

• Быстрое разрушение материала при воздействии солнечных лучей.
• Способность полиэтилена пропускать атмосферный кислород сквозь стенки, что в разы увеличивает скорость разрушения металлических частей трубопровода.
• Жесткая вода способна со временем забить просвет труб отопления. Для предотвращения такого загрязнения на входе рекомендовано устанавливать минеральные фильтры. Особенно важно это для горячего водоснабжения. Для системы отопления достаточно ее заполнять смягченной, очищенной водой.
• Высокую цену труб большого диаметра.

Сфера применения

Промышленность выпускает трубы диаметром от 12 до 250 мм. Однако у потребителей пользуются спросом полдюймовые, три четверти дюйма и дюймовые трубы, которые используют для монтажа бытовых коммуникаций.

В промышленном строительстве трубопроводы их сшитого полиэтилена большого применения не находят, поскольку их стоимость достаточно высокая.

Особенности монтажа

Работать с трубами из сшитого полиэтилена достаточно просто, поскольку монтаж осуществляется посредством использования фитингов. Для работы не требуется специального оборудования или специфических навыков и умений.

Обратите внимание! Сварные соединения труб из сшитого полиэтилена возможны, но они не находят применения в индивидуальном строительстве, поскольку требуют дорогостоящего профессионального оборудования.

Для монтажа бытовых коммуникаций используют два вида фитингов:

• компрессионные – разборный вариант;
• напрессовочные – неразъемное соединение.

Оба вида фитингов имеют корпус со штуцером и герметизирующими прокладками, обжимное кольцо. В компрессионном фиксация осуществляется при помощи накручивания по резьбе обжимной гайки. В напрессовочном роль фиксатора выполняет обжимная гильза.

Последовательность работы:

1. Фитинг раскручивают.
2. В зависимости от типа детали на трубу надевают обжимную гайку или напрессовочную гильзу и разрезное кольцо.
3. Трубу надевают на штуцер, подвигают кольцо и фиксируют соединение.

При работе с компрессионными фитингами для затягивания гайки используют два разводных ключа. Одним удерживают корпус детали, другим аккуратно затягивают гайку. Для обжимания гильзы потребуются пресс-клещи соответствующего диаметра.