PE-RT – новый класс термостойкого полиэтилена

А. Ю. Чермянин, руководитель товарного направления трубопровода PE-RT ООО «ПК КОНТУР»

Введение

В конце 2010 года концерн Dow Chemical Company представил последние разработки в области материалов для горячего водоснабжения и отопления, позволяющие расширить сферу применения PE-RT type 2 для производства труб, используемых при строительстве высотных зданий. Этот полимер является основой нового класса полиэтиленовых материалов. За счет усовершенствования молекулярной структуры и возможностей управления процессом полимеризации теперь стало возможным получение полиэтиленов с исключительной длительной гидростатической прочностью при высоких температурах.

Из Европы трубы PE-RT начали поставлять в Россию еще в середине 90-х годов прошлого века. Сегодня темпы развития внутреннего производства из этого материала закономерны для нынешней стадии развития. Хотя для российского рынка материал все еще считается достаточно новым, интерес к нему у монтажных организаций растет с каждым годом. Учитывая свойства материала и наращивание выпуска труб PE-RT российскими производителями, тенденция замещения стальных, полипропиленовых и труб РЕХ с каждым годом будет все очевидней.

Рисунок 1. Структура обычного полиэтилена и сшитого

Полимерные трубопроводы: PEX, PE-RT

Необходимые требования к трубопроводу предполагают устойчивость к воздействию давления и температуры. Обычный полиэтилен не термостоек и представляет собой совокупность длинных углеводородных молекул, которые никак не связаны друг с другом. При нагревании обычного полиэтилена (PE) его двухмерная структура не связанных молекулярных цепочек начинает колебаться и полиэтилен становится пластичным. Для улучшения механических характеристик трубы из полиэтилена подвергаются сшивке. Сшивка – это образование между цепочками полиэтилена продольно-поперечных связей за счет взаимодействия атомов углерода и водорода соседних молекул. Относительное количество образующихся поперечных связей в единице объема полиэтилена определяется показателем «степени сшивки». Соединяясь между собой, свободно лежащие рядом друг с другом молекулы полиэтилена образуют одну большую трехмерную мак-ромолекулу. Получившийся материал обозначается PE-X. В настоящее время на рынке труб из сшитого полиэтилена присутствуют трубы из трех типов этого материала, различающиеся технологией модификации молекулярной структуры (сшивки). Ее добиваются, вводя в исходное сырье сшивающие добавки:

• PE-Xa-пероксидная (нагрев под высоким давлением в присутствии пероксидов) минимальная степень сшивки в соответствии со стандартами DIN 16892–70 %;
• PE-Xb-силановая (воздействие химических веществ, одно из которых – силан) – 65 %;
• PE-Xс-электронная (облучение готового изделия электронами) с образованием трехмерных связей – 60 %.
• PE-RT – новый класс полиэтилена для производства труб ХВС, ГВС, отопления. PE-RT создавался в качестве замены сшитого полиэтилена PEX, который, несмотря на свои свойства, имеет некоторые неудобства для производителей и потребителей труб: его нельзя сва-ривать, он не допускает вторичной переработки, требует сшивки, тогда как PE-RT – обычный термопласт (как, например, полипропилен PPRC) – обладает близкими к PEX-свойствами, но при переработке данный материал не требует сшивки.

Исключение из технологического процесса стадии сшивания ПЭ увеличивает производительность линии и позволяет избавиться от понятия «процент сшивки», что гарантирует стопроцентную работу трубопровода при заявленных характеристиках.

Рисунок 2. Кристаллическая микроструктура компаунда термостойкого полиэтилена PE-RT

Температурный профиль экструзии позволяет перерабатывать сырье PE-RT на стандартном оборудовании, материал прекрасно сваривается с использованием обычных сварочных аппаратов, поэтому все больше производителей труб предпочитают его сшитому полиэтилену.

Технические особенности трубопровода из PE-RT

Полиэтилен повышенной термостойкости PE-RT – это этилен-октеновый сополимер, обладающий уникальной молекулярной структурой с контролируемым распределением боковых цепей, что позволяет достичь высоких показателей сопротивления гидростатическому напряжению в широком интервале температур эксплуатации (от –50 до +95 °C). Основные успехи были достигнуты в понимании взаимосвязи «структура–свойства» полимеров благодаря разработке улучшенной технологии и применению катализаторов, с помощью которых можно контролировать внедрение и размещение сомономера в основной цепочке полимера. Такая более высокая точность определения микрокристалличности полимера позволяет создавать новые комбинации рабочих характеристик. Теперь возможно получение полимеров, сочетающих в себе высокотемпературные рабочие характеристики с гибкостью или лучшей длительной текучестью для той или иной жесткости. Уникальность нового класса полиэтиленовых материалов (PE-RT) заключается в том, что для получения хорошей долгосрочной гидростатической прочности при высоких температурах отсутствует необходимость их сшивки, сырье с завода-изготовителя поступает в готовом состоянии. Это дает существенные преимущества при обработке по сравнению с системами из сшитого полиэтилена (PEX).

Молекулы поперечных цепочек повышают ударопрочность материала и стойкость к растрескиванию под воздействием изгиба. За счет связывания между собой множества кристаллитов улучшаются свойства длительной ползучести. Боковые цепочки обладают растяжимостью и подвижностью, благодаря чему они способны поглощать и рассеивать энергию.

Трубы из теплостойкого полиэтилена PE-RTII предназначены для систем:

• холодного, горячего водоснабжения;
• питьевого водоснабжения;
• подключения радиаторов;
• напольного отопления.

Для труб подачи питьевой воды важно соответствовать национальным требованиям к продуктам, предназначенным для контакта с водой. Эти требования включают характеристики вкуса и запаха, подавление роста микроорганизмов и разглашение состава материала для гарантии того, что все добавки, используемые в производстве данного материала, включены в «позитивный список».

Трубы PE-RT соответствуют национальным требованиям к продуктам, предназначенным для контакта с водой.

Рисунок 3. Фитинг и кольцо выполнены из латуни и могут использоваться для сетей питьевой воды, отопления и сжатого воздуха

Трубы, изготовленные из PE-RT, демонстрируют отличную длительную гидростатическую прочность при повышенных температурах без необходимости сшивки. Благодаря этому данный продукт особенно подходит для производства труб для горячей воды. Применение и монтаж пластиковых труб для горячего водоснабжения и отопления регламентируются следующими документами: СП 40-102–2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования» и СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003».

Данный материал получил одобрение и был включен в ГОСТ Р 52134 (редакция 2010 г.) «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия», а с сентября 2015 г. – в новый ГОСТ 32415–2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия».

PE-RT рекомендуется для изготовления любых труб коммунального назначения: подача горячей и/или холодной воды в напорных сетях, нагрева и подачи питьевой воды в зданиях, для системы «теплый пол», радиаторного отопления. Такие трубопроводные системы, как правило, работают под давлением от 2 до 10 бар при температуре до 80 °C с аварийными температурами 95–100 °C. Условия приме-нения труб горячей воды различных классов назначения описываются в стандарте ГОСТ 52134 (напольное панельное отопление, соединительные трубы батарей отопления и водопроводно-канализационные трубы) и представлены в таблице.

Термостойкие полиэтилены с успехом применяются в производстве труб горячей воды свыше 20 лет. Благодаря хорошей длительной гидростатической прочности при высоких температурах, в сочетании с превосходной гибкостью, PE-RT являются наилучшим решением для труб отопления и водоснабжения.

Преимуществами таких пластиковых труб являются чрезвычайная гибкость, отсутствие коррозии и стойкость ко многим химикатам. PE-RT-трубы отличаются легкостью монтажа, а возможность сварки плавлением и легкий вес труб упрощают работу с ними на местах и транспортировку. Кроме того, отсутствие сшивки позволяет достигать высоких скоростей производства. Это преимущество важно для производства многослойных композитных труб. Данный продукт специально разработан для обеспечения отличной длительной гидроста-тической прочности при повышенных температурах. Это существенно отличает его от традиционных полиэтиленов средней и высокой плотности для производства напорных труб, которые по существу разработаны для долгосрочного применения, но при температурах 40 °C.

Подводя итог, обозначим преимущества труб из PE-RT:

• PE-RT – полиэтилен c повышенной термостойкостью, соответствует требованиям ГОСТ 52134 и других мировых стандартов для систем горячего водоснабжения и отопления;
• процесс изготовления труб «прозрачен»: одна стадия, без сшивки;
• высокая гибкость = легкость монтажа однослойных труб;
• наиболее предпочтительный материал полимерных труб благодаря значительным преимуществам в технологических свойствах.

Таким образом, трубы PE-RT имеют большое будущее в быстрорастущем сегменте композитных труб.

Последовательность действий при монтаже

Типы соединений полимерных труб и их надежность

Для монтажа PEX- и PE-RT-труб применяют латунные и полимерные фитинги механического типа: компрессионного, прессового (с напрессовочной гильзой). Соединения с трубой должны быть герметичными, обеспечивать целостность системы и стойкость к действию постоянного внутреннего давления. Они устанавливаются в местах поворотов, разветвлений, звеньев и стыков. Опишем наиболее популярные и пригодные к замоноличиванию соединения.

Пресс-соединение

Принцип создания пресс-соединения заключается в радиальном обжатии металлопластиковой трубы на штуцере с помощью специального пресс-инструмента. Для работы потребуются специальные клещи с определенным профилем для каждого производителя. Процесс соединения фитинга с металлопластиковой трубой заключается в следующем.

После реза трубу необходимо откалибровать, иначе она просто не войдет в штуцер фитинга, очистить от заусеницы и снять фаску.

Трубу аккуратно надвигают на штуцер пресс-фитинга, стараясь при этом не сдвинуть и не повредить резиновые кольца.

Гильза обжимается специальными губками подходящего профиля. Для запрессовки таких соединений необходим опытный монтажник с исправным инструментом и правильно подобранными профилями пресс-губок. При монтаже необходимо обязательно учитывать профиль к каждому штуцеру фитинга. Если зоны обжатия совпали с местами расположения резиновых колец, уплотнители перестают компенсировать температурные деформации стенок трубы.

Помимо того, что пресс-фитинг должен быть снабжен кольцевидными резиновыми уплотнителями, которые имеют свойства к старению и ссыханию, в результате чего возможны потери герметичности пресс-соединений, обязательно наличие диэлектрической прокладки, предохраняющей контакт алюминиевой фольги и латунного тела фитинга. Отсутствие данной прокладки приведет к созданию гальванической пары, что может стать причиной электрокоррозии.

После правильной опрессовки штуцера фиксация обеспечивается гильзой. Обычно у таких фитингов обжимная гильза выполнена из стали, латуни или алюминия.

Соединение на надвижной гильзе

Соединение труб выполняется с использованием технологии аксиальной запрессовки. Основой соединения является принцип осевой напрессовки гильзы на предварительно расширенный и надетый на штуцер фитинга конец трубы. При надвигании напрессовочной гильзы происходит плотное прижатие трубы к фитингу по всей поверхности соединения. Механический обжим фитинга на трубе и «молекулярная память» материала, которая постоянно стремится вернуть стенку трубы к первоначальному, не зажатому механическим способом положению, делают соединение исключительно надежным на весь срок эксплуатации системы.

Простота конструкции соединителя, отсутствие уплотнений, диэлектриков или вваренных закладных деталей из разнородных мате-риалов делают их исключительно надежными на весь срок службы системы и уменьшают стоимость изделий. Монтаж систем трубопро-водов на надвижной гильзе может быть выполнен с помощью фитингов из латуни и полифенилсульфона (PPSU). Тот и другой материал можно замоноличивать в стяжку. Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт позволяют минимизировать количество соединений и отходов трубы.

Зажимное соединение основано на полном надвигании напрессовочной гильзы и фитинга после завершенного соединения с помощью инструмента. В этом случае проще осуществлять визуальный контроль отсутствия запрессовки. Если надвижная гильза свободно посажена на трубе – соединение не запрессовано! При испытании давлением утечка проявится сразу при заполнении системы. Кроме того, при ошибке в монтаже фитинг возможно монтировать несколько раз, не боясь повреждения элементов конструкции. Для этого необходимо вырезать ошибочно соединенный элемент и разогреть его строительным феном до 150 ⁰С. Высвобожденный фитинг от остатков трубы снова готов к использованию.

Так как кольцо надевается на предварительно расширенную трубу и благодаря применению фитингов для надвижного кольца, соединение отличается большим внутренним диаметром, благодаря чему не происходит заужения, что уменьшает гидравлическое сопротивление системы в целом.

Соединения на надвижной гильзе имеют следующие преимущества:

• технология соединения без уплотнительных колец. Функцию уплотнителя выполняет сама труба, однородность стенки трубы позволяет произвести обжим равномерно по всему диаметру трубы, а специальные кольцевидные нарезки на штуцере фитинга укрепляют соединение, «врезаясь» в стенку трубы;
• полное сохранение внутреннего сечения. Нет заужения диаметра – в результате минимальные потери давления в системе;
• надежная система, устойчивая к ошибкам монтажа.

Монтаж соединения труб «КОНТУР G-Ray» с применением надвижной гильзы

Для монтажа соединения на надвижной гильзе не требуется серьезного опыта работы и специфических знаний. Все, что понадобится, – это набор инструмента, умещающийся в одном чемоданчике. Существуют модели с механическим ручным приводом, электрогидравлические, аккумуляторно-гидравлические, механико-гидравлические. Это позволяет использовать инструмент для выполнения соединения в широком диапазоне диаметров на строительных площадках как с электрификацией, так и без нее при минусовой температуре.

ПК «КОНТУР» – ПРОИЗВОДИТЕЛЬ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ТРУБ PE-RT

ПК «КОНТУР» с 2004 года осуществляет поставки на российский рынок трубопроводных систем из полипропилена и инструмента для монтажа этих систем. В 2007 году было организовано собственное производство на территории России. Была зарегистрирована собственная торговая марка «КОНТУР», под которой теперь производится вся продукция.

Сегодня ассортимент компании ПК «КОНТУР» включает в себя:

• трубы PPR;
• фитинги PPR;
• инструмент для PPR;
• гибкий трубопровод «КОНТУР G-Ray»;
• теплый пол «КОНТУР»;
• внутреннюю канализацию;
• наружную канализацию;
• трубы защитные гофрированные (пешель).

Трубы серии G-Ray включают в себя два типа: трубы из термостойкого полиэтилена PE-RT и трубы из PE-RT с антидиффузионным барьером EVOH.

Трубы G-Ray соответствуют национальным требованиям к продуктам, предназначенным для контакта с водой.

Все трубы «Контур G-Ray» проходят добровольную сертификацию на соответствие требованиям нормативной документации. Для производства используется исключительно первичное сырье LG Chem марки SP988.

Труба G-Ray предназначена для скрытой проводки, но допускается и наружная прокладка в короб или плинтус. Гибкость трубопровода позволяет сократить количество фитингов, что уменьшает стоимость системы и время монтажа.

В процессе производства фитингов используется метод горячего прессования, что в значительной степени увеличивает прочностные характеристики конечных изделий. Высокая точность обеспечивается благодаря обработке деталей на станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

Контроль качества продукции ПК «Контур» осуществляет собственная аттестованная лаборатория, стоимость оборудования которой сопоставима со стоимостью остального производственного парка компании. Помимо контроля качества сырья и готовой продукции, в лаборатории проводятся научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы. Наличие собственной испыта-тельной лаборатории позволяет стабильно выпускать высококачественную продукцию, соответствующую требованиям нормативной документации и всевозрастающим запросам потребителей.

Компания ставит перед собой задачу стать одним из ведущих российских предприятий по производству пластиковых трубопроводов для систем холодного, горячего водоснабжения и отопления. Мы считаем, что основным путем для достижения этой задачи является ежедневная работа над повышением качества выпускаемой продукции и над расширением ее ассортимента. В том, что такая работа нами, действительно, постоянно ведется, клиенты могут убедиться, посетив предприятие. Наши двери всегда открыты для наших партнеров!

Результаты работы показывают, что мы выбрали правильный путь. В настоящее время спрос на продукцию превышает произво-димые нами объемы. У нас есть хорошие возможности и большие планы для дальнейшего развития.

ООО «ПК КОНТУР»
624250 Россия, Свердловская область, г. Заречный, ул. Попова, д. 57
Многоканальный телефон +7 (343) 298–00–58
Сайт: контур.рф
е-mail: info@pk-kontur.ru