Мифы о трубах из сшитого полиэтилена

Вполне объяснимо явление, что практически каждый производитель труб из PEX заявляет о том, что именно используемый им способ сшивки труб наиболее надежный и практичный.

Но тут стоит коснуться подробнее темы сшивки полиэтилена в целом. Под такой сшивкой подразумевается создание пространственной решётки в полиэтилене при помощи образования поперечных связей между макромолекулами полимера. Степенью сшивки называется относительное количество таких поперечных связей на единицу объема полиэтилена.

В общей сложности насчитывается 4 промышленных способа сшивки полиэтилена, каждый из способов индексируется добавлением литеры, как указано в нижеприведенной таблице, в столбце «Обозначение».

Таблица 1. Виды сшивки полиэтилена

PEX-a: пероксидная сшивка

Метод сшивки гидропероксидами или органическими пероксидами представляет собой химический способ.

Органические пероксиды — это производные перекиси водорода, в которых один-два атома водорода заменены органическими радикалами. Получение пероксидов непростой и весьма дорогой процесс.

Для производства PEX-a полиэтилен расплавляют вместе с пероксидами и антиокислителями. Когда температура достигает 180-220 ºС пероксид разлагается и образует в связи с распадом свободные радикалы. Радикалы (то есть молекулы со свободной связью) пероксидов забирают себе от полиэтилена по атому водорода, это же приводит к тому, что образовывается свободная связь у атома углерода. В полиэтилене атомы углерода, которые имеют свободные связи, объединяются между собой. Именно таким образом и происходит сшивка данным способом. Процесс сложный, требующий четкого контроля за температурой и, как уже было упомянуто выше, дорогостоящий. Трубы, полученные при помощи сшивки таким способом получаются более жесткими, чем сшитые по иным методам.

PEX-b: силановая сшивка

Следующий метод также происходит химическим путем, но уже используются органические силаниды. Органические силаниды (органсиланиды) это ядовитые вещества, которые являются соединениями кремния с органическими радикалами.

В наши дни при использовании данного метода сшивки используется в основном винилтриметаксилоксан. При воздействии высоких температур связи винильной группы распадаются и превращают молекулы винилтриметаксилоксана в активные радикалы. Радикалы замещают атом водорода в полиэтиленовых макромолекулах. После этого полиэтилен обрабатывается водой или водяным паром. При этом процессе органические радикалы присоединяют молекулу водорода из молекул воды и как следствие образуют стабильную гидроокись.

Вытеснение воды ускоряется с помощью оловянного катализатора. Окончательная сшивка происходит уже в твердой стадии.

PEX-c: радиационная сшивка

Для получения PEX-c воздействуют на группу C-H потоком заряженных частиц, чаще всего потоком гамм-лучей или электронов. Связь под таким воздействием распадается и атомы углерода макромолекул, из которых выбивается атом водорода объединяются между собой. Облучение частицами происходит уже когда полиэтилен находится в твердом состоянии, то есть физическим воздействием, а не при помощи химической реакции, как в иных способах.

Но у такого способа сшивки есть определенный недостаток, который заключается в неравномерности сшивки, в связи с тем что физически невозможно расположить электрод таким образом, чтобы он был равноудален ото всех участков облучаемого материала. Для облучения полиэтилена заряженными частицами обычно используется бетатрон — циклический ускоритель электронов. В целом такой ускоритель безопасен в использовании, но тем не менее во многих странах Европы такой метод сшивки является запрещенным.

Отчасти это связано с тем, что для экономии в данном методе для облучения порой могут использовать радиоактивный кобальт, а полученные таким способом трубы не вполне безопасны в использовании.

PEX-d: сшивка азотированием

Также существует химический метод сшивки при помощи азо-эфира. При использовании данного метода минимальная степень сшивки не нормируется.

Основные заблуждения о сшитом полиэтилене

Миф №1. Пероксидная сшивка превосходит иные методы по прочности итогового материала, так как для этого метода регламентирована минимальная степень сшивки, превышающая минимальные степени для других методов, а чем больше степень сшивки, тем и прочнее получаемый материал.

На самом деле ГОСТ Р 52134 регламентирует минимально допустимую степень сшивки PEX для разных способов шитья, что отображено в приведенной выше таблице. Также справедливо утверждение, что чем выше степень сшивки, тем выше и прочность труб.

Но при этом важно понимать, что нельзя сравнивать степени сшивки PEX-a, PEX-b и PEX-c так как молекулярные связи материалов имеют различную прочность, то, следовательно, даже сшитые до одной и той же степени данные виды полиэтилена будут иметь различную прочность. 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.

Так что утверждение о том, что PEX-a является самым прочным материалом так как имеет большую степень сшивки — неверно.

Тут также стоит отметить, что метод сшивки в принципе не является самым важными приоритетным показателем при выборе трубы. Важнее убедиться даже просто в том, что полиэтилен сшит полностью, независимо от метода сшивки, так как порой некоторые производители недосшивают трубы, но при этом указывают характеристики трубы как полностью сшитой.

Миф №2. Температурной памятью обладают только трубы из полиэтилена, сшитого по методу «а».

Температурная память в данном контексте обозначает способность трубы после деформации и последующего прогрева восстанавливать свою изначальную форму.

Такое свойство приобретается в результате того, что при изгибах сжимаются или наоборот растягиваются молекулярно-связанные участки, что приводит к накоплению внутреннего напряжения. После же нагревания в местах изгибов снижается упругость материала и накопленное напряжение создают силу, которая направляется в сторону изначально формы.

На самом деле такое свойство есть у любого сшитого полиэтилена, вне зависимости от того, каким методом выполнялась сшивка. Однако так как PEX-a сшивается во время экструзии, то и изначальная его форма, к которой он стремится вернуться при нагревании — прямая. PEX-b и PEX-с обычно сшиваются уже после формирования в бухты, и, в связи с этим, форма, к которой будут стремиться трубопроводы, – круг.

Миф №3. Так как при методе «b» используются токсичные силаниды, то и трубы, сшитые таким методом — негигиеничные.

Бесспорно, что при производстве PEX-b применяются ядовитые кремнеотводы (в кабельной промышленности) и органические силаниды.

Но дело в том, что органосиланиды в процессе сшивки либо превращаются в химически нейтральный органический спирт, который к тому же полностью вымывается при гидратации, либо переходят в химически связанное состояние.

При этом 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.

Миф №4. Только у PEX-a степень сшивки равномерна по всему сечению.

Как уже было сказано выше при описании сути метода пероксидной сшивки, если в процессе химической реакции в должной мере соблюдать температуру нагревания и дозировку элементов, то сшивка действительно получится равномерной.

Также справедливо и то, что у сшивок методами «b» и «c» раньше существовал недостаток, который заключался в неравномерности сшивки по длине и ширине всего трубопровода. Но в настоящее время качество указанных методов возросло. Так, силановым методом можно добиться абсолютно равномерной сшивки, если подобрать правильную дозировку всех реактивов, использовать оловянные катализаторы и следить за температурными параметрами.

Крупные заводы, производящие большие объёмы труб, в настоящее время уже вышли на совершенную технологию сшивки, автоматизация которой позволяет получать трубы со стабильными характеристиками. Проблема неравномерной сшивки трубопровода остается актуальной только для небольших и не автоматизированных производств.

Миф №5. PERT является одним из видов сшитого полиэтилена, и не уступает ему по характеристикам.

PERT – термостойкий полиэтилен. Это достаточно новый материал, который применяется в производстве труб. Но если в обычном полиэтилене в качестве сополимера используется бутен, то в PERT вместо бутена используется октен. Молекулы этого вещества имеют протяженную и разветвленную структуру. Сополимер создает боковые ветви вокруг полимера. Таким образом формируются переплетенные цепочки сополимера и именно за счет сцепления этих ветвей у данного материала образуется пространственная связь, а не за счет межатомных связей.

В действительности термостойкий полиэтилен обладает многими свойствами сшитого полиэтилена, такими как термоустойчивость и устойчивость к воздействию ультрафиолета.

Однако данный материал не обладает долговременной стойкостью к высоким температурам и давлению, а также является менее кислотостойким, чем PEX, таким образом он не является идентичным материалом сшитому полиэтилену.

Миф №6. PEX-трубы можно использовать для систем радиаторного отопления.

На территории Российской Федерации нормы и условия использования трубопроводов регулируются ГОСТ 52134-2003.

Следует учитывать, что на прочность труб из пластика оказывает значительное влияние время воздействия теплоносителя. В соответствии с этим для пластиковых труб в ГОСТ 52134-2003 установлены специальные классы эксплуатации. Эти классы показывают характер влияния на трубы той или иной температуры и учитывают время службы труб при той или иной температуре.

При этом соотношение времени влияние тех или иных температур на определенные трубы сам производитель может указывать любое, однако максимальную температуру в любом случае не допускается задавать более 90°C. Однако в абсолютном большинстве систем радиаторного отопления температура теплоносителя в среднем достигает 95°C, что делает невозможным использования PEX в старых системах отопления.

Миф №7. Кислородозащитный слой трубопровода является лишь маркетинговой уловкой от производителей и в действительности не влияет на эксплуатацию труб.

На самом деле такое мнение ошибочное. Прежде всего стоит отметить, что использование кислородозащитного слоя обязательно в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Разумеется требования СНиП появились не на пустом месте. В системах отопления и теплоснабжения используется специально подготовленный теплоноситель. Воду в котельных либо в тепловых пунктах деаэрируют при помощи специализированных установок. Это делается с целью предотвращения коррозии стальных и алюминиевых элементов отопительной системы, которые, в той или иной степени, присутствуют в любой системе.

Исходя из вышеуказанного, опасность присутствия кислорода в системе в действительности существует и значение кислородозащитного слоя является важным фактором.

Миф №8.Температурное удлинение PEX труб во много раз превышает температурное удлинение остальных материалов, вследствие такого большого температурного удлинения замоноличенная труба ломает стяжку и штукатурку.

Как и зачастую, миф опирается на реальные факты, но итоговый вывод сделан ошибочно. на достоверных фактах, но вывод при этом сделан неправильный.

Трубопровод, проложенный в открытую, при нагревании на определённую температуру начнёт удлиняться. Относительное удлинение трубопровода легко посчитать по формуле:

ΔL = kt · Δt · L, где kt – коэффициент температурного удлинения материала трубы, Δt – разница между температурой теплоносителя и температурой воздуха во время монтажа трубы; L – длина трубопровода.

Но в стяжке пола труба не может удлиниться, так как её температурному расширению препятствует цементно-песочная стяжка. В данном случае на каждую единицу удлинения трубопровода стяжка будет сжимать его на то же самое расстояние. В конечном счете трубопровод сожмётся стяжкой пола на расстояние, равное его температурному удлинению, длина его при этом не изменится. Но куда же всё-таки девается лишний кусок трубы? Дело в том, что для сжатия трубы требуется определённое усилие. Удлинившийся отрезок трубы просто-напросто переходит в напряжение, которое оказывает труба на стяжку пола. И ответ на вопрос, выдержит ли стяжка температурное напряжение трубы, зависит лишь от того, какое напряжение труба окажет на стяжку.

PEX оказывает на стяжку меньшее напряжение, чем аналогичная металлопластиковая труба. Нагрузка от трубопровода на стяжку зависит не только от температурного расширения трубопровода, но и от модуля упругости, который у сшитого полиэтилена относительно низкий по сравнению с остальными типами материалов.

Миф №9. Нельзя монтировать PEX-трубу при помощи пресс-фитингов, потому что в процессе наладки герметичности не участвует свойство температурной памяти материала.

В настоящее время с целью соединения PEX-трубопроводов используются как фитинги с надвижной гильзой, так и пресс-фитинги.

При этом трубы PEX-b нельзя соединять с помощью фитингов с надвижной гильзой, так как во время монтажа конец трубы должен расширяться экстрактором. Но именно у труб из полиэтилена, сшитого методом «b», относительное удлинение при разрыве небольшое, в виду прочных силановых связей. Использование фитингов с надвижной гильзой в таком случае приведет к образованию микротрещин, которые могут привести к полному выходу из строя трубы.

Пресс-фитинг же способен обеспечить прочную герметичную фиксацию труб.

Итак, подводя итоги описанного, следует резюмировать, что использование современных материалов в производстве сшитого полиэтилена приводит к удешевлению производства, а также общему улучшению качества изделия, его безопасности и экологичности.

Но в условиях современного рынка в виду конкуренции между производителями, некоторые изготовители порой проводят разного рода эксперименты и нововведения, которые бывают и удачными, и не очень. Помимо того, постоянное развитие производства приводит к тому, что люди порой не могут разобраться в должной мере в новых материалах и методах их изготовления. Учитывая же все приведенные в статье советы и объяснения, Вы сможете выбрать и купить на нашем сайте надежные трубы, которые прослужат долго и качественно.