Пластиковые трубы большого диаметра: плюсы и минусы, как выбрать

Характеристики

Основные значимые характеристики пластиковых труб:

• номинальные диаметры, внешний и внутренний;
• SDR (standard sizes ratio) — стандартное размерное соотношение трубы (отношение внешнего диаметра к толщине стенки);
• толщина стен;
• жесткость кольца;
• номинальное (рабочее) и максимальное давление;
• минимальная длительная прочность пластика;
• коэффициент безопасности;
• максимальная рабочая температура;
• термостойкость.

Внешний вид, размеры и маркировка

Полиэтиленовые трубы, даже большого диаметра, могут быть черными или синими, также возможны другие цвета, например, оранжевый для волоконно-оптических кабелей связи или красный для изделий из полиэтилена PE-X. Вдоль внешних стенок изделия могут быть соэкструдированы полосы различных цветов, например, синие для холодной воды или желтые для газа. Трубы малого диаметра обычно производятся в бухтах по 20, 100 и более метров, а большого диаметра — отрезками почти всегда по 12 метров.

Рис. 1. Трубки малого диаметра в рулонах

Размеры полиэтиленовых труб могут сильно отличаться друг от друга. Используются как тонкие трубы диаметром 20 мм, так и гигантские трубы диаметром до 3 метров. В домашнем хозяйстве обычно используют трубы 40 мм для водопровода и трубы 100-160 мм для стояков различных систем. Продукция диаметром более 160 мм, в том числе полиэтиленовые трубы большого диаметра, обсуждаемые ниже, используются в различных отраслях промышленности.

Маркировка пластиковых труб отличается от маркировки металлических, так как обозначение идет по внешнему диаметру. Именно по нему проводится калибровка в процессе производства на экструзионных линиях. В то же время толщина стенки трубы может варьироваться в довольно широких пределах в зависимости от назначения продукции и внутреннего давления, которое она должна выдерживать. Значение толщины в обозначении трубы указывается после диаметра, например, отметка 40х3,7 означает, что она имеет диаметр 40 мм, а толщина стенки 3,7 мм.

Кроме того, в обозначении полимерных труб используется обозначение SDR, которое равно отношению длины диаметра к стене. В общих чертах это число кратко отражает силу продукта. Более низкое значение SDR указывает на то, что этот продукт прочнее и его стенки относительно толще, чем у трубы того же диаметра, но с более высоким SDR.

Сферы применения

Пластиковые трубы большого диаметра используются для транспортировки различных жидкостей и газов или в качестве защитных электробоксов для прокладки электрических кабелей, кабелей связи. Также для вентиляции используются пластиковые коммуникации.

Области применения — везде, где требуется трубопровод низкого давления большого диаметра. Задачи пластиковых коммуникаций:

• водный транспорт, теплоноситель систем отопления;
• транспортировка нефти и газа;
• транспортировка химически агрессивных жидкостей в различных отраслях промышленности;
• монтаж канализации;
• отвод дождевой воды и дренаж;
• прокладка кабелей питания, связи, Интернета, телекоммуникаций, сигнализации и т д

Применение труб большого диаметра

Полиэтиленовые трубы большого диаметра используются при реализации достаточно крупных строительных проектов. Сегодня им практически нет альтернативы по стоимости и ряду полезных свойств.

Рисунок 3. Монтаж трубы

Основные области применения полиэтиленовых труб большого диаметра: замена устаревших бетонных, стальных или чугунных водопроводных труб; транспортировка большого количества газов или жидкостей под давлением; Прокладка новых магистральных коммуникаций, водоснабжения, канализации.

Полиэтиленовые трубы большого диаметра и достаточной жесткости можно прокладывать на глубину до 16 метров.

Технология производства

Есть много способов производства пластиковых труб: экструзионное формование, литье под давлением, литье под давлением и выдувное формование, компрессионное формование.

Для безнапорных сетей используются спирально-навитые двухслойные трубы: непрерывно изготовленный профиль наматывается на вращающийся барабан и одновременно свариваются гофрированные слои.

Для производства гофрированных пластиковых конструкций напорных трубопроводов используется метод двухшнековой экструзии: при этом изготавливаются гладкие и гофрированные внутренние стенки и соединяются «горячим» методом в единую конструкцию. После склеивания внешнего и внутреннего слоев образуются полости, заполненные воздухом.

Гладкостенные трубы производятся методом литья под давлением.

Разновидности

Классификация пластиковых труб:

1. По материалу они сделаны.
2. По способу установки: розетка и прямая. Колоколообразные используются для безнапорных систем транспортировки жидкостей, прямые — для напорных и всех других (для транспортировки газов, вентиляции, защитных кожухов для кабелей).
3. По форме стен — в гладких стенах и с фактурной (волнистой) стеной. Волнистые — гибкие и жесткие, одно- и двухслойные.

Поливинилхлоридные

ПВХ — это жесткий, экономичный и прочный пластик. Химически инертный, прочный. Окрашенный ПВХ становится устойчивым к УФ-лучам. Каждый четвертый атом водорода в цепи заменен хлором — это породило слухи о токсичности ПВХ.

Исследования не подтверждают токсичность; Трубы из ПВХ можно использовать для транспортировки воды в системы питьевого водоснабжения. Имеет плотность 1,35–1,43 г / см³; рабочая температура до +75 °. Плохая поддержка горения.

Полиэтиленовые

Для крупных трубопроводов используются изделия из полиэтилена низкого давления (высокой плотности). XLPE недостаточно жесткий для использования в одной трубе. Применяется только для внутреннего слоя гофрированных труб. HDPE имеет плотность 0,94-0,95 г / см³; рабочая температура до +60 °; предел текучести при растяжении составляет 100-170 кгс / см².

Для производства гофров также часто используется ПНД. Полиэтилен морозоустойчив, зарекомендовал себя при низких температурах. Из всех трех пластиков полиэтилен является наиболее пластичным. Не устойчив к ультрафиолетовому излучению.

Полипропиленовые

Полипропилен — это прочный твердый пластик с плотностью 0,92-0,93 г / см³. Рабочая температура до +120 °; предел текучести при растяжении — 250 кгс / см². Не устойчив к ультрафиолетовому излучению, например полиэтилен. Химически инертен.

Разновидности крупногабаритных пластиковых труб

Пластиковые трубы классифицируются по типу пластика. Существует три типа материалов, из которых изготавливаются пластиковые трубопроводные изделия:

1. Трубы ПВХ. Данная категория изделий из пластика используется только в двух случаях: как основа для систем канализации и как наружный слой для сантехнических конструкций. Ограничения на использование труб из ПВХ связаны с тем, что этот материал со временем начинает выделять токсичные вещества.
2. Полипропиленовые трубы. Изделия с достаточно жесткими стенками, устойчивыми к экстремальным температурам, благодаря чему получили свое распространение даже при установке систем отопления. Они обладают звукоизоляционными свойствами и химически инертны к агрессивным веществам и кислотам. Это качество делает их пригодными для использования в крупных канализационных системах.
3. Полиэтиленовые трубы. Полиэтиленовая пластиковая труба отлично переносит низкие температуры, поэтому ее часто используют в северных регионах. При взаимодействии с горячими средами структура полиэтилена необратимо изменяется. Для нужд отопления и других помещений, связанных с высокой температурой транспортируемых транспортных средств, используется модифицированный вид полиэтилена — PE-S или сшитый полиэтилен.

Полипропиленовые трубы считаются универсальными, выдерживают большие нагрузки и не требуют особых условий эксплуатации

Самым качественным, надежным и универсальным вариантом среди крупногабаритных пластиковых труб считается изделия из полипропилена. Иногда полипропиленовые системы армируют, что способствует увеличению их долговечности.

Диаметры, типоразмеры и классы жесткости

Пластиковые трубы большого диаметра выпускаются наружным диаметром от 530 до 1420 мм, меньшей толщины — до 2000 мм. Говоря обыденным языком, диаметр в 300 мм часто считается большим. Размеры (внешние диаметры): 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 мм.

Жесткость кольца — важнейшая характеристика пластиковых труб. Доступны трубы типов SN2, SN4, SN6, SN8 и SN16 (значения кольцевой жесткости соответственно 2, 4, 6, 8, 16 кН / м²). Чем выше жесткость, тем большую нагрузку выдерживает трубопровод, тем глубже его можно проложить.

От чего зависят размеры пластиковых труб

Диаметр: по запросу производителя, необходимый расход трубы в конкретных условиях. Длина — 1, 2, 4, 6, 12 м. Продукция большого диаметра в рулонах не поставляется.

Технические характеристики пластиковых труб большого диаметра

Описание функций	Имея в виду
Использование	Напорные трубы для труб холодного водоснабжения, защита электрокабелей, канализационные трубы без давления
Материал изготовления	Полиэтилен низкого давления
Внешний вид продукции	Черный (во избежание попадания солнечных лучей), с продольными синими (вода) или желтыми (газ) полосами
Продолжительность жизни	50 лет
Гибкость материалов	Высокая гибкость и пластичность
Рабочие температуры	от -20 ° C до + 40 ° C
Максимальные температуры	от -70 ° С до + 80 ° С
Размеры диаметров	Большой выбор диаметров от 10 мм до 1200 мм
Рабочее давление	6-16 атмосфер
Внутренняя поверхность	Гладкая поверхность увеличивает расход трубы, предотвращает засорение и образование шлама
Внешняя поверхность	Однослойный, гладкий
Устойчивость к химическим и физическим воздействиям	Не проводит электрический ток; Не вступает в химические реакции с действующими веществами; Устойчив к кислотам и щелочам; Не подвергается коррозии;
Предел прочности	38 МПа
Виды и модификации	ПЭ63, ПЭ80, ПЭ100
Возможные порезы	6-12 метров
Тип соединения	Стыковая сварка; Компрессионные соединения; Карманная сварка;

Преимущества и недостатки

Преимущества использования пластиковых труб:

1. Продолжительность. Пластик при постоянном давлении, относительно стабильной положительной температуре и ультрафиолетовом излучении прослужит не менее 50 лет. Эта цифра уже какое-то время проверена.
2. Прочность, способность восстанавливаться после деформации.
3. Пластичность, устойчивость к гидроударам.
4. Морозостойкость. Труба выдерживает давление при замерзании водой, после размораживания принимает первоначальный вид.
5. Безопасность. Трубы из полипропилена, ПВХ, полиэтилена высокой плотности могут использоваться для транспортировки питьевой воды и пищевых продуктов. Предполагаемая токсичность ПВХ — это миф.
6. Соответствующая стоимость. С учетом простоты монтажа пластиковый трубопровод обойдется в несколько раз дешевле.
7. Самым большим преимуществом пластмасс является коррозионная стойкость. Традиционные стальные трубы большого диаметра подвержены коррозии и требуют катодной защиты от гальванической коррозии и блуждающих токов при заглублении. Для защиты нефте- и газопроводов трубы снаружи покрываются полиэтиленом, а изнутри — эпоксидными смолами. Но монтаж труб с такими покрытиями сопряжен с дополнительными трудностями — нанесение покрытий в местах сварных стыков затруднено и уступает заводскому качеству. Но для городского водопровода, канализации или ливневой канализации эти способы защиты малопригодны: трубы просто окажутся «золотыми». Поэтому будущее за легкими, прочными и нержавеющими пластиковыми трубами.
8. Химическая инерция. ПП, ПЭ, ПВХ устойчивы к растворам кислот, щелочей, нефтепродуктов, органическим загрязнениям.
9. Пластик подлежит вторичной переработке.
10. Коммуникации из пластика имеют гладкие внутренние стенки, на них не скапливаются соли кальция и магния.

Недостатки пластиковых конструкций

• Существенным недостатком использования пластика для труб большого диаметра является максимальное рабочее давление 1,6 МПа. Это ограничивает использование пластмасс в промышленности.
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Полиэтилен и полипропилен нельзя монтировать на солнце. Кроме того, ПВХ нельзя оставлять над землей десятилетиями — он не так уж и стабилен.
• Низкая устойчивость к высоким температурам делает невозможным использование пластиковых коммуникаций в горячих цехах, ограничивает применение на электростанциях (ТЭС, АЭС).
• Прочность пластика ниже, чем у стали, трубы легче разрушаются в случае аварии.

Плюсы пластиковой обвязки явно перевешивают минусы. Использование пластика в промышленности ограничено максимальным давлением. В коммунальном хозяйстве альтернативы пластиковым водопроводным трубам просто нет.

Как выбирать трубопровод из пластика

Выбирая пластиковые трубы, необходимо точно рассчитать условия их эксплуатации: глубину залегания, давление на конструкцию, номинальное (рабочее) давление в системе. Оптимальным выбором будет двухслойная труба со структурированной внешней стенкой — гофром. Он имеет высокую кольцевую жесткость, которая оптимально сочетается с прочностью, пластичностью и может противостоять разрушению даже в регионах с повышенной сейсмической активностью и на заминированных территориях.

В Японии более 30 лет назад начали прокладывать полиэтиленовые трубопроводы. Сейчас надежность пластиковых трубопроводов уже давно проверена: в сейсмоопасной Японии при подземных толчках пластиковые пластиковые трубопроводы не разрушаются, в отличие от стальных. Сильное землетрясение 1995 года недалеко от города Кобе подтверждает это.

Трубопроводы большого диаметра не используются для частных домов, коммуникаций многоквартирного дома. На производстве и в ЖКХ прокладка крупных трубопроводов должна происходить только по проекту, а также по выбору.

Особенности монтажа

Для установки больших труб необходимо использовать краны и другие подъемные средства. Аппараты для резки и сварки (пайки) большие. На практике такое оборудование доступно только солидным организациям.

Пластик боится ультрафиолета. ПВХ также нельзя устанавливать на открытом воздухе. Пластиковые трубы имеют более высокий коэффициент теплового расширения; при регулярном нагревании и охлаждении на солнце они испытывают дополнительную нагрузку, которая ускоряет разрушение пластика.

Несмотря на всю свою прочность, пластик все же уступает стали. Надземные пластиковые трубы менее устойчивы к агрессивным воздействиям человека, чем стальные. В случае транспортного происшествия или теракта разрушить пластиковые коммуникации намного проще.

Поэтому пластиковые трубопроводы предназначены для подземной прокладки. При установке под землей с достаточно стабильной нагрузкой и температурой пластиковые коммуникации большого диаметра прослужат десятилетия, тем более что они не боятся электрохимической коррозии.

Обычно трубопроводы большого диаметра прокладывают на глубину от 1 до 10 м. При прокладке важно обеспечить ровное дно траншеи, засыпать трубопровод рыхлым грунтом, для гофрированных труб — достаточно мелкими (чтобы частицы грунта не превышали ширину гофрированного профиля).

Способы соединения

Трубы ПНД соединяются стыковой сваркой или термисторными соединениями. Более надежным считается вариант с шарнирами. Компрессионные фитинги для больших диаметров не используются. Для проточных сетей используется метод сокетного подключения.

Полипропиленовые трубы соединяются сваркой: встык, раструб, с помощью муфт. Поливинилхлорид соединяется разъемными соединениями для склеивания. Гофрированные трубы сваривают с помощью стыков. Более надежными считаются неразъемные сварные способы соединения.

Пластиковые трубы: что мы знаем про их применение?

Так, пластиковые трубы диаметром 400-1500 мм производятся с наибольшей прочностью. Химические, физические и шоковые. Такие трубы не боятся ультрафиолетовых лучей, дождя и мороза. Именно поэтому их устанавливают даже на открытых площадках.
Однако еще чаще в интерьере нужны трубы с большим сечением. Они производят:

• колонны и столбы;
• аквариумы;
• массивная мебель и, кроме того, декоративные композиции;
• полки и витрины (округлые);
• ящики для музейных выставок и др.

Поэтому стеклопластиковые трубы востребованы при оформлении кинотеатров, торговых центров, рекламных и выставочных залов, выставок, музеев, мест отдыха и развлечений. И, как упоминалось ранее, это включает в себя открытые площадки.

Кстати, большие акриловые трубки имеют диаметр от 500 до 1500 мм. Их получают сплавлением. К сожалению, трубы из поликарбоната имеют диаметр до 450 мм. Их получают методом экструзии. Этот метод недорогой, но, к сожалению, из него производят трубы сверхбольшого диаметра.

Расчет диаметра для двухтрубной системы отопления

Рассчитаем на примере простого двухэтажного дома. У нас по два крыла на каждом этаже. В самом доме будет установлена ​​двухтрубная система отопления со следующими параметрами:

• общие тепловые потери — 36 кВт;
• потери на 1 этаже — 20 кВт;
• потеря на 2-й — 16 кВт;
• установлены полипропиленовые трубы;
• работа системы в режиме 80/60;
• температура — 20 С.

Ниже представлена ​​таблица (а), на основании данных которой мы определим желаемый диаметр трубы. Ячейки с наилучшей (оптимальной) скоростью жидкости в таблице отмечены зеленым цветом.

Считаем. Через участок трубы, соединяющей первую вилку и котел, проходит весь объем жидкости, значит, и все тепло, а это 38 кВт. Давайте определимся, какую трубку здесь взять.

Берем нашу таблицу, ищем в ней соответствующую строку, затем проходим зеленые ячейки и смотрим вверх. Что мы видим? И мы видим, что с такими параметрами нам подходят два варианта — 50 и 40 мм. Конечно (как описано выше) мы выбираем трубу меньшего диаметра для обогрева дома 40 мм.

Затем мы наблюдаем вилку, которая разделяет движение охлаждающей жидкости на втором и первом этаже (16 и 20 кВт). Мы снова смотрим на значения в таблице и обнаруживаем, что в обоих направлениях требуется труба диаметром 32 мм.

У нас по два крыла на каждом этаже. Маршрут также разделен на две ветки. Рассмотрим первый этаж:

20 кВт / 2 = 10 кВт на створку

Второй этаж по аналогии:

16 кВт / 2 = 8 кВт на створку

Опять же берем нашу таблицу и определяем, что на этих участках нам нужна труба сечением 25 мм. Также в таблице четко видно, что мы используем такой диаметр до тех пор, пока нагрузка не упадет до 5 кВт, затем будем использовать трубы диаметром 20 мм.

Важно! Из личного опыта могу сказать, что лучше переходить на диаметр трубы 20 мм, когда тепловая нагрузка не 5 кВт, а 3 кВт.

Таким нехитрым способом мы рассчитали все диаметры труб для отопления дома из полипропиленовых труб, которые необходимы для двухтрубной системы отопления.

По обратному водопроводу ничего рассчитывать не нужно, там все намного проще — всю разводку вы проводите трубами того же диаметра, что и прямой водопровод. Как видите, ничего сложного в этом нет. Все, что вам нужно, это хороший подходящий стол.

Некоторые нюансы расчета диаметра металлических труб

Если вы решили, что будете использовать для системы отопления металлические трубы, нужно учитывать, что они теряют тепло. На небольших участках это практически незаметно.

Но в расширенных системах может случиться так, что самые последние нагревательные элементы в цепи будут холодными или слегка горячими. Это тоже следствие неправильного выбора диаметра трубы. К счастью, теплопотери легко рассчитать:

q = k * 3,14 * (тв-тп) q — теплопотери на метр (Вт / с); k — коэффициент теплообмена (Вт * м / с); tв — температура подаваемой горячей воды (С); tp — температура окружающей среды (С).

Берем трубку диаметром 40 мм. Допустим, толщина стены 1,4 мм. Материал — сталь. Рассчитываем:

q = 0,272 * 3,15 * (80 — 22) = 49 Вт / с

Вот еще одно доказательство того, почему для отопления дома нужно брать диаметр трубы меньшего диаметра. Ведь понятно, что чем толще трубка, тем больше тепла мы потеряем.

И в этом примере мы получили потери почти 50 Вт на 1 метр расстояния. А если система достаточно большая, можно потерять все тепло.

Но не расстраивайтесь! Такие точные расчеты требуются только для многоэтажных жилых домов. Для индивидуальных систем отопления все проще — расчеты округляются в большую сторону и это дает определенный запас.