Виды водопроводных труб и их основные характеристики

Металлические и неметаллические трубопроводы

От выбора материала труб зависит стоимость прокладки трубопроводов, срок службы трубопровода без ремонта и качество питьевой воды (для водоснабжения), поэтому крайне важно, какие виды труб необходимо использовать и каковы их технические характеристики. Здесь рассмотрены подробные характеристики отдельных видов труб, имеющих широкое практическое применение в практике строительства наружных водопроводных сетей в настоящее время.

1. Металлические трубы

1.1. Стальные трубы

Стальные трубы, несмотря на расширение использования других типов труб, достаточно часто применяются в отрасли водоснабжения и водоотведения. Из них монтируются напорные трубопроводы для транспортировки жидкостей (холодной и горячей воды, сточных вод) и газов. Это прочные изделия, которые способны выдерживать значительные нагрузки. В применении стальных труб, тем не менее, существуют ограничения, обусловленные коррозионными явлениями и обрастанием труб коррозийной ржавчиной даже при наличии защитных покрытий.

По методу производства стальные трубы можно подразделить на бесшовные (горяче- и холоднодеформированные) (рис. 1) и электросварные (прямошовные, спиралешовные, водогазопроводные, профильные). Сварные трубы изготавливают из плоского стального листа, который сворачивается в зависимости от формы сечения и типа шва. Если шов прямой, то стальная лента при помощи вальцов скручивается в трубку и сваривается вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG-сварка) или током высокой частоты (HF-сварка).

Для получения спиралешовной трубы стальную ленту навивают по спирали. Профильные (сечение не круглое) и водогазопроводные трубы тоже производятся сварным методом. Бесшовные трубы производятся из стальных стержней путем высверливания, литья, горячего или холодного деформирования.

Рис. 1. Стальные бесшовные трубы

Для защиты труб от коррозии применяют различные типы покрытий: цинком (холодное и горячее цинкование), экструдированным полиэтиленом, полиэтиленом (в один или несколько слоев), цементно-песчаной смесью, эпоксидно-битумной смесью и др. .

Преимущества стальных труб:

• прочность, выдерживают давление до 30 атмосфер;
• хорошая сопротивляемость динамическим нагрузкам и изгибающим усилиям;
• устойчивость к механическим повреждениям;
• негорючесть;
• термостойкость, выдерживают высокую температуру жидкости до 130 ◦С;
• возможна полная утилизация труб по истечении жизненного цикла.

Недостатки стальных труб:

• высокая масса;
• склонность к коррозии или отложениям на внутренней поверхности в зависимости от состава транспортируемой жидкости или коррозия внешней поверхности («почвенная» коррозия);
• высокая теплопроводность;
• значительная внутренняя шероховатость, увеличивающаяся в процессе эксплуатации;
• нарушение защитного покрытия (например, цинкового) при соединении труб путем сваривания.

Для характеристики труб используют несколько важных параметров:

• условный проход (DN) — условная величина, которая представляет значение фактического внутреннего диаметра трубы, округленного до ближайшего большего из стандартного ряда . Условный проход используют для подбора присоединяемых частей, например, соединений трубопроводов, фасонных частей (фитингов) и арматуры. Измеряется в мм или в дюймах;
• внутренний диаметр — фактическая величина параметра, получаемая непосредственным измерением, в мм;
• наружный диаметр — фактический диаметр трубы с учетом толщины стенки, в мм.

Значения номинального диаметра водопроводных труб (мм) в соответствии с ГОСТ 28338–89 «Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры. Ряды» приведены ниже: 10–15–20–25–32–40–50–65–80–100–125–150–200–250–300–350–400–450–500–600–700–800–900–1000–1200–1400–1600.

Стальные трубы маркируются соответственно нормативам ГОСТ 10692–2015 «Трубы стальные, чугунные и соединительные детали к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение» , введенного в Российской Федерации в 2016 году на смену ГОСТу 10692–80. Согласно нормативам этого ГОСТа, на каждое изделие с диаметром выше 159 мм должна наноситься маркировка, содержащая информацию об изделии. На изделия с меньшим диаметром информация наносится на ярлык, прикрепляемый к упаковке изделия.

Маркировка стальных труб по ГОСТ 10692–2015 производится на заводе после изготовления и содержит информацию о размере, марке стали, из которой изготовлена труба, а также товарный знак производителя. Размер букв и цифр клеймления прямо пропорционально зависит от размера изделия и может наноситься несколькими методами. Самые распространенные — клеймление и водостойкая краска. Допускается применение нескольких методов.

Маркировка согласно этому ГОСТу может наноситься на внешней стороне трубы на разном расстоянии, но не более 500 мм от среза трубы и не ближе 20 мм, с торца на срезе трубы при толщине стенки стальной трубы 7 мм и более, а также на внутренней части трубы при диаметре изделия более 350 мм. При необходимости надпись может состоять из нескольких строк.

Маркировка газоводопроводных труб содержит информацию о диаметре трубы, наличии изоляции, наличии и типе резьбы, а также другую необходимую информацию.

Рассмотрим пример клеймления:

• Ц — оцинкованная поверхность;
• Р — резьба; 25×2,8 — (внутренний диаметр) × (толщина стенки).

1.2. Трубы напорные из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита (ВЧШГ)

Главный недостаток стальных труб и труб из серого чугуна для наружного водопровода — проблемы с коррозией, зарастание внутренней поверхности и плохие прочностные характеристики труб из серого чугуна.

В последние годы в водопроводной практике нашел применение новый тип чугунных труб (рис. 2) — трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ).

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом, обладающий без сомнения редким сочетанием физико-механических характеристик, получают модификацией частиц графита в чугуне. В 1943 году американский исследователь Кейт Миллис получил в чугуне графит шаровидной формы, вместо существовавшей ранее — пластинчатой, путем добавления в сплав магния .

Рис. 2. Трубы ВЧШГ (сортамент чугунных напорных труб)

Трубы ВЧШГ имеют следующие свойства:

• долговечность (прогнозируемый срок службы от 80 до 100 лет и более);
• ударопрочность;
• высокая пластичность;
• экологичность (после окончания срока службы или при выходе из строя возможна полная утилизация трубы);
• хладостойкость (прогнозируемая до –60 °C);
• низкая аварийность (в сравнении с трубами из других материалов);
• высокая скорость монтажа, легкость установки труб при прокладке;
• стойкость к изменениям гидравлического давления (выдерживают возможные пиковые значения до 550 Н/мм2);
• высокая устойчивость к внешним нагрузкам (возможна укладка трубы ВЧШГ в грунт на глубину до 8…10 метров без подготовки «ложа» или «подушки»);
• антикоррозийные свойства (труба ВЧШГ не поддается зарастанию и коррозии внутренней поверхности, безупречно сохраняя высокое качество водопроводной питьевой воды).

Трубы ВЧШГ применяются:

• в горячем и холодном водоснабжении;
• канализации и водоотведении;
• теплоснабжении;
• катодной защите трубопроводов;
• трубопроводах для нефтесодержащих жидкостей.

В нашей стране трубы из высокопрочного чугуна производятся лишь одним предприятием — Липецкой трубной компанией «Свободный Сокол». Доля предприятия в поставке материала для трубопроводов ЖКХ составляет около 25 % по России .

На официальном сайте компании «Свободный Сокол» предоставлена следующая информация:

• номинальный диаметр продукции варьируется от 80 до 1000 мм;
• стандартная длина трубы составляет 6 м;
• вся продукция Липецкого завода изготавливается исключительно под раструбные соединения с резиновым уплотнителем. При этом производитель использует замки трех типов, различающиеся диапазоном рабочего давления и условиями применения (табл. 1);
• замки позволяют монтировать трубы не только на одной продольной оси, но и с отклонением от прямой в 1,5–5° угловых градусов без использования фасонных частей и без нарушения герметичности.

На рисунке 3 приведено соединение труб ВЧШГ с уплотнительным кольцом Tyton. Этот вид соединения труб на стыке под кольцевой двухслойный уплотнитель применяется для труб холодного водоснабжения и канализации.

Таблица 1. Виды соединений труб ВЧШГ

Соединение	Рабочее давление, Мпа	Диаметр, мм
Tyton	3,0–6,4	80–1000
Tyton-SIT	до 1,6	80–400
RJ	2,5–8,8	80–500
RJS	1,6–3,2	600–1000

Несмотря на коррозионную стойкость, изделия дополнительно снабжаются защитными покрытиями. Остановимся на защитных покрытиях несколько подробнее.

Внешнее защитное покрытие состоит из двух слоев:

• металлический цинк;
• битумный лак.

Рис. 3. Соединение труб с уплотнительным кольцом Tyton1

Защитное покрытие интересно тем, что оно способно к самовосстановлению. Как это происходит? Дело в том, что цинк образует гальваническую пару с железом и сплавами на его основе, в том числе с ВЧШГ. При повреждении цинкового слоя оголенный чугун выполняет роль катода, а оцинкованная поверхность трубопровода — анода. Миграция ионов цинка постепенно восстанавливает защитный слой. Кроме того, при укладке труб в грунт на поверхности трубопровода образуется исключительно прочный и практически нерастворимый слой из оксидов, солей и гидратов цинка.

Вся продукция компании «Свободный Сокол» — это трубы ВЧШГ с цементно-песчаным покрытием (ЦПП). Что такое ЦПП? Это покрытие, защищающее стенки от агрессивного воздействия транспортируемой среды.

Производитель подчеркивает, что ЦПП обеспечивает пассивную и активную защиту. Под пассивной защитой понимается примитивная механическая защита от абразивного износа и непосредственного контакта с агрессивной средой. Активная — состоит в постепенном насыщении пор защитного слоя продуктами гидратации цемента, в первую очередь,— гидроокиси кальция, которая провоцирует превращение железа поверхностного слоя в оксид (Fe2O3), удерживаемый цементно-песчаным покрытием от разрушения, способный предотвратить дальнейшую коррозию стенок.

ЦПП обладает дополнительными полезными свойствами, а именно:

• несмотря на относительную шероховатость, снижает гидравлическое сопротивление труб, предотвращая образование отложений;
• является самовосстанавливающимся в условиях транспортировки водной среды. При возникновении трещин и увлажнении покрытия все та же гидратация цемента с образованием гидроокиси и карбоната кальция способствует их постепенному заполнению.

2. Неметаллические трубы

В группе неметаллических труб, несомненно, в последнее время чаще всего выбирают полимерные трубы. Это обусловлено наличием у них целого ряда преимуществ перед металлическими трубами, хотя имеются и определенные недостатки. Рассмотрим подробнее их характеристики, которые позволят более обоснованно делать выбор между различными типами труб.

2.1. Полиэтиленовые трубы

Полиэтиленовые трубы широко применяются при создании напорных и безнапорных трубопроводов как в сфере жилищно-коммунального хозяйства, так и в промышленности.

Несколько слов о разновидностях полиэтилена. По способу производства есть три вида труб из полиэтилена:

• высокого давления;
• низкого давления;
• из сшитого полиэтилена (часто красного цвета, так как в большинстве случаев эти трубы используются для прокладки систем отопления и горячего водоснабжения).

Когда в названии труб упоминают высокое или низкое давление, то имеют в виду способ их производства. Оба этих типа полиэтиленовых труб используются только для холодной воды. Иногда высокое или низкое давление ошибочно воспринимается как область использования этих труб, хотя фактически все наоборот.

Трубы, произведенные при высоком давлении, получаются менее прочными. Их можно использовать только для безнапорных систем. Они могут быть использованы и для систем напорного водоснабжения, но прочность у таких труб возрастает за счет толщины стенок. При обычной толщине стенок их используют для устройства хозяйственно-бытовых канализаций, дренажных систем, ливневых канализаций и т. п. В этих условиях их качества оптимальны.

Материалом для производства которых служат особые конструкционные полимеры (ПНД), изготовленные при низком давлении: продукт получают в специальной барокамере при температуре +150 °C и давлении 20 атм. ПНД трубы имеют ограничения в применении, а именно:

• ограниченные рамки температурного режима, при котором возможна их эксплуатация. Нижний рабочий предел составляет 0 °C. При более низких температурах полиэтилен низкого давления стекленеет. Изделия теряют некоторые прочностные характеристики, в частности, кольцевую жесткость, при температуре выше +40 °C;
• небольшой показатель теплового расширения.

Полиэтиленовые трубы ПНД для водоснабжения (рис. 4) изготавливаются в отрезках длиной от 5 до 12 м, с кратностью 0,25 м и в бухтах при диаметрах труб до 110 мм включительно. Для прокладки систем водоснабжения в настоящее время используются марки полиэтиленовых труб: ПЭ80, ПЭ100. Сокращенное обозначение в русском варианте это ПЭ, в международном — PE или PE-X для сшитого полиэтилена.

Полиэтиленовые трубы применяют для транспортировки различных жидких и газообразных веществ.

В процессе эксплуатации обязательным требованием является соблюдение рабочего давления, которое находится в обратно пропорциональной зависимости от температурных показателей: чем выше температура, тем ниже давление. При игнорировании этого требования сроки эксплуатации трубопровода значительно снижаются.

Рис. 4. Полиэтиленовые трубы в отрезках (а) и в бухте (б)

По сравнению с металлическими трубами при условиях, удовлетворяющих техническим требованиям, ПНД трубы имеют существенные преимущества:

• небольшой вес (м3 весит всего 0,9 т);
• способность выдерживать высокое давление (от 3 до 5 МПа);
• материал химически нейтрален и устойчив по отношению к агрессивной среде — кислотам, щелочам, солям (за исключением азотной). Благодаря этому используется в производственных процессах для транспортирования технологических растворов и сточных вод;
• отсутствие реакций с транспортируемой по трубе жидкостью, что очень важно, т. к. показатели качества воды остаются неизменными;
• отсутствие коррозии;
• отсутствие токопроводимости (не проводят ток);
• гладкость внутренней поверхности труб обеспечивает малое гидравлическое сопротивление и отсутствие отложений;
• морозоустойчивость (до –70 °C);
• выгодное соотношение цены и качества;
• легкая установка и демонтаж;
• высокая шумоизоляция (полиэтилен плохо проводит звуки);
• длительный срок службы (до 50 лет).

Кроме преимуществ, необходимо знать недостатки полиэтиленовых труб. Их не очень много, но они достаточно серьезные:

• полиэтилен горит и при горении выделяет вредные вещества;
• слабая стойкость к ультрафиолету. Под воздействием солнца материал становится хрупким и ломким. Отметим, что этому не подвержены трубы из сшитого полиэтилена, которые выходят на первые позиции использования;
• большое температурное расширение — в 10 раз больше чем у стали. Для нейтрализации этого недостатка необходимо устанавливать компенсаторы;
• при замерзании жидкости в трубопроводе, полиэтилен может порваться, потому при использовании полиэтиленовых труб их укладывают ниже глубины промерзания или утепляют, применяя дополнительные методы обогрева.

В напорных трубопроводах (при высоких давлениях) используются полиэтиленовые трубы низкого давления (ПНД). Они более прочные, но более хрупкие и менее гибкие. Однако они выдерживают значительные перепады давления без какого-либо вреда.

Трубы из сшитого полиэтилена (PE-X) — это вариант труб с высокой прочностью и гибкостью. Они выдерживают высокое давление (до 20 атм) и температуры до +95 °C, их можно применять для горячего водоснабжения и для систем отопления. Из этого типа полимера изготавливают металлопластиковые трубы. Однако этот тип материала не сваривается. При монтаже трубопровода из сшитого полиэтилена используют фитинги с прокладками или склеивание соединяемых элементов.

Диаметры полиэтиленовых труб изготавливают в широком диапазоне — от 20 до 1200 мм. Изделия малых диаметров (до 40 мм) используются в основном для водопроводов и систем отопления в частных домах и отдельных квартирах. Трубы больших диаметров используются на стояках систем водоснабжения, отопления и канализации, а также на наружных сетях.

Для изготовления труб используется полиэтилен разной плотности. Плотность обозначают цифрами, которые стоят после аббревиатуры:

• ПЭ32 — появился первым, имеет самую низкую плотность. В настоящее время для производства труб практически не используется;
• ПЭ63 — имеет довольно большое расстояние между цепочками молекул, вследствие чего плохо переносит перепады давления. Область применения — внутренняя разводка в безнапорных системах (системы полива из емкостей и т. п.), может использоваться в частных домах для разводки системы водоснабжения. Из полимера этого типа можно делать трубы для канализационных систем;
• ПЭ80 — имеет высокую прочность, может использоваться для труб в системах холодного водоснабжения внутри дома и наружных сетях с обязательным утеплением. При большой толщине стенки такие трубы можно использовать для сетей промышленных предприятий;
• ПЭ100 — трубы из сшитого полиэтилена плотностью 100 используется в разводке горячей воды и отопления. В настоящее время трубы из этого материала самые прочные и одновременно самые тяжелые. Трубы из этого полиэтилена можно применять в любых областях для транспортировки жидкостей и газов под высоким давлением.

Полиэтиленовые трубы производятся методом экструзии — в размягченном состоянии материал выдавливается через насадку, затем отправляется на калибровку, где ему придают требуемое сечение и размер. Полиэтиленовые трубы могут быть армированными. При производстве армированных полиэтиленовых труб волокна капрона, полистирола или поливинилхлорида (ПВХ) запаиваются внутри стенки. Оборудование для этого процесса намного более сложное, потому и цена на армированные ПЭ трубы значительно выше.

Ниже приведена выборка из ГОСТ 18599–2001 «Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия» , включающая ряд терминов и определений, которые необходимы для правильного усвоения дальнейшего учебного материала пособия:

• номинальный размер DN/OD, мм: числовое обозначение размера элементов трубопровода, кроме резьбовых соединений, которое является округленным числом приблизительно равным производственному размеру, относящийся к наружному диаметру;
• номинальный наружный диаметр dn, мм: установленный наружный диаметр, относящийся к номинальному размеру DN/OD;
• номинальная толщина стенки en, мм: толщина стенки трубы, установленная в ГОСТ ИСО 4065–2005 «Трубы из термопластов. Таблица универсальных толщин стенок» и соответствующая минимальной допустимой толщине стенки в любой точке emin;
• серия трубы S: безразмерное число для обозначения труб, соответствующих ГОСТ ИСО 4065. Соотношение между серией трубы и стандартным размерным отношением определяется следующей формулой (см. ГОСТ ИСО 4065)

• стандартное размерное отношение, SDR: отношение номинального наружного диаметра трубы dn к номинальной толщине стенки еn;
• номинальное давление, PN: численное обозначение, относящееся к механическим свойствам элементов трубопровода, используемое для ссылок.

Для пластмассовых трубопроводов, транспортирующих воду, номинальное давление соответствует постоянному максимальному рабочему давлению, выраженному в 105 Па (бар), создаваемому водой при +20 °C, с учетом минимального коэффициента запаса прочности;

• максимальное рабочее давление, MOP, 105 Па (бар): максимальное давление среды в трубопроводе, которое допускается при постоянной эксплуатации. MOP учитывает физические и механические характеристики элементов трубопровода. MOP вычисляют по формуле

• нижний доверительный предел прогнозируемой гидростатической прочности, σLPL, МПа: величина, с размерностью напряжения, определяющая свойства материала, представляющая собой 97,5 %-ный нижний доверительный предел прогнозируемой длительной гидростатической прочности при +20 °C на 50 лет при внутреннем давлении воды;
• минимальная длительная прочность MRS, МПа: значение нижнего доверительного предела прогнозируемой гидростатической прочности, округленное до ближайшего нижнего значения ряда R10 или ряда R20 по ГОСТ 8032–84 (СТ СЭВ 3961–83) «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел» в зависимости от значения σLPL (см. ГОСТ 11262–80 (СТ СЭВ 1199–78) «Пластмассы. Метод испытания на растяжение» );
• расчетное напряжение σS, МПа: допускаемое напряжение для данного применения, полученное делением на коэффициент и округленное до ближайшего нижнего значения ряда R20, т. е.

• коэффициент запаса прочности С: коэффициент С для водопроводных труб равен 1,25.

В пределах изделий одной плотности, чем меньше показатель SDR, тем более прочной, но и более тяжелой является труба. Например, труба ПЭ100 SDR11 — более прочная, чем труба ПЭ100 SDR17. Краткие характеристики и область применения полиэтиленовых труб приведены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристика полиэтиленовых труб

Наименование ПЭ трубы	Характеристики	Область применения
ПЭ63 SDR11	Низкая плотность, плохо переносят перепады температур	Внутренний холодный водопровод
ПЭ63 SDR17,6	Давление не выше 10 атм	Внутренние водопроводы с невысоким давлением для подвода холодной воды
ПЭ80 SDR13,6	Плотность выше, но перепады температур переносят плохо	Водопроводы для подвода холодной воды, системы полива
ПЭ80 SDR17	Плотность выше, но перепады температур переносят плохо	Водопроводы как в помещениях, так и на улице, напорные системы полива
ПЭ100 SDR26	Высокая плотность, способность переносить перепады температур	Любые трубопроводы для транспортировки жидкостей (воды, молока, соков и т.п.)
ПЭ100 SDR21	Увеличенная толщина стенок	Любые трубопроводы, в том числе и газовые
ПЭ100 SDR17	Увеличенная толщина стенок, но и большая масса	Чаще используются для промышленных целей
ПЭ100 SDR11	Полиэтилен низкого давления, высокая прочность, повышенная химическая стойкость	Может использоваться при монтаже канализационных коллекторов, прокладывается в любом типе грунта

На практике показатель SDR редко принимают во внимание, так как он более «теоретический», чем практический. Намного более важным может оказаться номинальное давление, на которое рассчитаны стенки трубы. Эти данные представлены в табл. 3. Давление находится на пересечении столбцов и строк, указано в атмосферах. Например, для трубы PE80 SDR13,6 рабочее давление равно PN10 (10 атм). Это значит, что при транспортировке сред температурой не более +20 °C и давлении не более 10 атм, срок службы данной трубы — 50 лет.

Таблица 3. Номинальное давление ПЭ труб разной плотности с разным стандартным размерным отношением (SDR)

Наименование полиэтилена	Серии труб
	SDR41 S20	SDR33 S16	SDR26 S12,5	SDR21 S10	SDR17 S8	SDR13,6 S6,3
	Номинальное давление 105 Па (бар)
PE80	PN3,2	PN4	PN5	PN6,3	PN8	PN10
PE100	PN4	PN25	PN20	PN16	PN10	PN12,5

Условное обозначение труб состоит из слова «труба», сокращенного наименования материала (ПЭ32, ПЭ63, ПЭ80, ПЭ100), стандартного размерного отношения (SDR), тире, номинального наружного диаметра, номинальной толщины стенки трубы, назначения трубы: хозяйственно-питьевого назначения обозначают словом «питьевая», в остальных случаях — «техническая» и обозначения настоящего стандарта.

Примеры условных обозначений.

Труба ПЭ32 SDR21–32×2 питьевая ГОСТ 18599–2001: труба из полиэтилена ПЭ32, SDR21 с номинальным наружным диаметром 32 мм и номинальной толщиной стенки 2,0 мм для систем хозяйственнопитьевого назначения.

Труба ПЭ80 SDR17,6–160×9,1 техническая ГОСТ 18599–2001: труба из полиэтилена ПЭ80, SDR17,6, номинальным наружным диаметром 160 мм и номинальной толщиной стенки 9,1 мм, не используемая для хозяйственно-питьевого назначения.

Фасонные части для полиэтиленовых труб могут быть литые или электросварные. Они предназначены для соединения труб разных диаметров, изменения направления (рис. 5), создания узлов и развязок трубопроводов до самых больших диаметров.

Рис. 5. Фасонные части для полиэтиленовых труб

2.2. Новые виды полиэтиленовых труб (группа «Полипластик»)

Производители полиэтиленовых труб постоянно совершенствуют свою продукцию и на рынке появляются новые виды труб со специфическими свойствами. О некоторых из таких труб ниже приведена краткая информация.

Полимерно-армированная труба (НТ ПАТ) со стальным каркасом изготавливается методом непрерывной экструзии полиэтилена с параллельным армированием сварным каркасом из омедненной стальной проволоки . В результате производства получилась труба с высокими показателями по номинальному давлению, высокой рабочей температурой и небольшим линейным коэффициентом расширения ((35,4…35,9) · 10–6 м/м · °C) (рис. 6).

Основным плюсом устройства трубопроводов из ПАТ труб является сверхнадежное сварное соединение и устройство фитингов. Фасонные части имеют закладные из перфорированного металлического листа и изготавливаются методом формования под давлением (рис. 7).

Рис. 6. Полимерно-армированная труба

Рис. 7. Полимерно-армированные фасонные части

Полимерно-композитная труба со стальным каркасом имеет модуль эластичности 2–3 ГПа, что позволяет пренебречь существенными требованиями к траншее, позволяет проводить наземную укладку и методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ).

Основные преимущества полимерно-армированных труб:

• номинальное давление до 40 атм (4 МПа);
• диаметры до DN 600 мм;
• коэффициент запаса прочности (С = 3) за счет металлического каркаса труб и фитингов;
• высокая рабочая температура до +80 °C;
• отсутствие коррозии, высокая износоустойчивость, химическая стойкость и устойчивость к растрескиванию;
• низкий коэффициент линейного расширения;
• гибкость (модуль эластичности полимерно-композитной трубы со стальным каркасом составляет 2–3 ГПа);
• высокая пропускная способность за счет низкого коэффициента шероховатости;
• заниженные требования к устройству траншеи, возможность наземной укладки и горизонтально-направленного бурения (ГНБ);
• небольшой вес;
• низкая теплопроводность (0,43 Вт/(м · К));
• низкая себестоимость труб больших диаметров.

Полимерно-армированные трубы ПАТ со стальной проволокой в качестве армированного слоя с износостойким покрытием применяют для транспортирования сред с абразивными взвесями при высоком давлении. В конструкции используется высокопрочная проволока в виде сетки, позволяющая создать каркас для использования НТ ПАТ при высоком давлении. Основной материал самой трубы — HDPE (полиэтилен высокой плотности низкого давления), внутренний слой изготовлен из износостойкого материала полиолефина, увеличивающего срок службы трубопровода, транспортирующего абразивные среды.

Полимерно-армированные трубы применяют:

• для транспортировки питьевой, технической, морской, технологической воды;
• транспортировки сточных вод;
• перекачки растворов кислот, щелочей, солей (рассолов, химреагентов, пестицидов);
• в качестве пульпопровода, шламопровода в промышленности (трубы для транспортировки маточного раствора, отработанного шлама, хвостов с ГОКов и т. п.);
• в качестве труб для перекачки сырой нефти и нефтесодержащих сред;
• транспортировки водоугольных смесей в ТЭК;
• транспортировки природного газа.

Трубы «Протект» — это напорные трубы из полиэтилена с защитным наружным покрытием в виде тонкостенного слоя из минералонаполненной композиции сополимера пропилена, наносимого соэкструзией или намоткой .

Покрытие предназначено для защиты от механических повреждений при транспортировании, монтаже и эксплуатации напорных труб из полиэтилена по ГОСТ 18599–2001 , транспортирующих воду, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения при номинальном давлении до 16 атм и температуре среды до +40 °C, а также другие жидкие и газообразные вещества.

Трубы «Протект» предназначены в первую очередь для бестраншейных методов прокладки (ГНБ, реновация) и для траншейной укладки с засыпкой местным грунтом с высоким содержанием крупных включений — камней или валунов, а также при плужной прокладке или роторной экскавации.

Трубы «Протект» выпускаются в бухтах (d = 110 мм) длиной до 350 м, в отрезках по 12 метров (d = 110…630 мм) и в отрезках по 6 м (d = 710…1200 мм).

Многослойные напорные полиэтиленовые трубы «Мультипайп» (рис. соответствуют ГОСТ 18599–2001 и широко используются для целей водоснабжения . Стойкость к растрескиванию при точечных нагрузках у труб «Мультипайп» обеспечена за счет изготовления внутреннего слоя трубы из ПЭ100-RC. Это позволяет применять их при прокладке в ответственных проектах, в сложных условиях, когда возможен непосредственный контакт с остроугольными камнями, которые в комплексе с динамической нагрузкой или большой глубиной заложения могут серьезно повредить обычную полиэтиленовую трубу. Трубы данной марки также рекомендованы для бестраншейного восстановления и в случае открытой прокладки без замены грунта обратной засыпки. Диапазон выпускаемых диаметров от 63 до 600 мм, а давление до 20 атм.

Рис. 8. Многослойные трубы «Мультипайп»

Индикационный внешний слой синего цвета составляет 10 % толщины стенки и изготавливается из ПЭ100-RC. Упрощает контроль допустимых повреждений трубы (позволяет визуально оценить глубину царапин), а также предотвращает разрушение трубы, вызванное развитием царапин, задиров и иных повреждений внешней поверхности. Внутренний слой черного цвета изготавливается из ПЭ100+.

Виды водопроводных труб и их основные характеристики

Ремонт старых и прокладка новых водопроводных сетей в жилых помещениях начинается с расчета стоимости работы. Однако, не только цена труб играет решающую роль. Не менее важен материал, из которого они изготовлены, способ монтажа и возможность проведения работ без привлечения профильных специалистов.

В процессе выбора водопроводных труб для жилого помещения следует учитывать возможный будущий ремонт или замену отдельных узлов в случае возникновения аварийных ситуаций. Исходя из этого, ориентироваться нужно на стоимость, качество и технические характеристики, которые должны соответствовать всем необходимым требованиям.

Виды водопроводных труб

Современные производители водопроводной арматуры предлагают потребителю два основных вида водопроводных труб:

1. Неметаллические;
2. Металлические.

Изделия обоих видов отличаются между собой по техническим характеристикам, материалу, эксплуатационным свойствам и химическому составу. Опираясь на эти признаки, подбирают те или иные варианты для горячей или холодной воды.

Неметаллические трубы изготавливают из следующих материалов:

• полипропилен;
• полиэтилен;
• металлопластик;
• ПВХ.

Для производства основных видов металлических труб используют следующие металлы и сплавы:

• сталь;
• нержавеющая сталь;
• медь.

Неметаллические трубы

Основным фактором, способствующим повсеместному использованию неметаллических водопроводов, является их долговечность и дешевизна. На внутренних стенках пластиковых изделий не образуется накипь и ржавчина.

Срок их службы может превышать полувековой период, а монтаж и ремонт значительно дешевле металлических аналогов. Более того, обслуживание или замена водопровода из пластика не требует проведения сварочных работ, а значит, будет по силам любому домовладельцу, при наличии некоторого опыта и инструмента.

Полипропиленовые

Этот тип изделия отличается повышенной прочностью и долговечностью. Трубы из полипропилена, используемые для горячего водоснабжения, уверенно прослужат 25 и более лет, а для холодного — свыше 50. Материал очень легкий, что положительно сказывается на удобстве монтажа и транспортировке.

Важным положительным свойством является неизменность характеристик полипропилена даже при резком колебании температур и замерзании воды.

При монтаже полипропиленового водопровода в местах изгиба используют фитинги. Ввиду повышенной жесткости материала сгибание его обычным способом недопустимо.

Полиэтиленовые

Водопровод из этого материала отличается высокой надежностью, благодаря способности выдерживать давление до 16 атмосфер. Несмотря на многие положительные стороны, изделия из полиэтилена, не получили широкого распространения.

Температурный диапазон, в котором они могут эксплуатироваться, находится в пределах от -40 C до +40 C. Учитывая низкую термостойкость, вкупе с достаточно большим показателем линейного расширения, такой водопровод не всегда может быть подходящим вариантом для дома.

Однако, появившийся не так давно на рынке, сшитый полиэтилен оказался более востребован. Монтаж водопровода из такого материала максимально прост и удобен. В местах соединений применяются фитинги без резиновых уплотнителей, а поверх них устанавливается специальный штуцер.

К неоспоримым преимуществам полиэтиленового сантехнического узла можно отнести:

• повышенную прочность;
• устойчивость к низким температурам;
• инертность ко многим химическим веществам, присутствующим в воде;
• фитинги, используемые для монтажа, не нарушают проходимости.

Металлопластиковые

Изделие имеет многослойную конструкцию, в которой внешний и внутренний слои из пластика, а посередине — из металла. Благодаря этому достигается повышенная прочность при небольшом весе.

Упругость, присущая металлопластиковым трубам, позволяет придавать им различные формы. К положительным свойствам можно отнести отличную теплопроводность изделия, легкий и удобный монтаж.

Уязвимые места в металлопластиковом водопроводе — соединения. При проведении работ нужно уделять повышенное внимание к качеству установки фитингов. Дело в том, что при резких скачках температур алюминий сжимается быстрее пластика и высокое давление в системе может привести к аварийной ситуации.

ПВХ

Трубы из поливинилхлорида во многом превосходят аналоги из пластика по прочности и устойчивости к воздействию агрессивных химических веществ, а допустимое давление в таком водопроводе может достигать 46 атмосфер.

Устойчивость к высоким температурам позволяет использовать водопровод из поливинилхлорида для горячего водоснабжения. Он уверенно выдерживает температуру до 90 градусов Цельсия.

Монтаж не вызывает особых трудностей и произвести все работы с водопроводом из ПВХ можно самостоятельно без сварочных работ. В процессе понадобятся только муфты и уголки, что делает установку более дешевой по сравнению с аналогами, для которых необходимо приобрести фитинги.

Металлические водопроводы

Трубы из металла используются уже не один десяток лет. Несмотря на появление новых материалов, они до сих пор не утратили своей актуальности. Металл, как и пластик, имеет свои плюсы и минусы.

Самым большим плюсом водопровода из металла является механическая прочность. Однако срок его службы всего несколько лет. Помимо этого, сложный монтаж и проведение сварочных работ повышают стоимость установки и обслуживания.

В процессе эксплуатации на стенках металлического водопровода образуются наросты, которые приводят к падению давления и пропускной способности.

Стальной

Стальные трубы производятся как из обычной углеродистой стали, так и оцинкованные. Монтаж водопровода из стальных комплектующих выполняют при помощи переходников, тройников и муфт, которые соединяют трубы в единую систему.

Сварные и бесшовные стальные трубы способны выдержать огромную нагрузку, большое давление и резкие перепады температур.

Какие трубы выбрать для водопровода (видео)

К минусам таких водопроводов можно отнести большой вес, сложный монтаж и коррозию. Однако, современные производители научились покрывать внутреннюю поверхность неметаллическим слоем, что позволяет увеличить срок службы изделия и избежать коррозии.

Изделия из нержавеющей стали превосходят обычные по всем основным характеристикам, но их стоимость значительно отличается, что приводит к сильному удорожанию всей системы водопровода.

Медный

Пропускная способность медного водопровода выше, чем у других. Это достигается за счет более гладкой внутренней поверхности, поэтому можно использовать трубы меньшего диаметра. Медь обладает дезинфицирующими свойствами, благодаря чему медные трубы широко применяются для водопроводов с питьевой водой.

К несомненным плюсам медных изделий относится их презентабельный вид, устойчивость к коррозии и высокий срок службы, который может достигать 70−100 лет.

Однако высокая стоимость медной трубы и монтажных работ не всем по карману. Такие водопроводы обычно встречаются в элитных домах, где роскошь считается одним из важных показателей.

Материалы для изготовления труб: какие бывают

При всем многообразии современных материалов, применяемых для производства труб, условно их можно разделить на три категории:
• металлические,
• неметаллические;
• многослойные металлопластиковые.

Металлические трубы

Самые распространенные металлы для производства труб – это:
• Сталь;
• Чугун.

Более дорогие алюминиевые и из алюминиевых сплавов трубы также весьма популярны. Изделия из других металлов, например, из меди отличаются самой высокой ценой и применяются, как правило, только для нужд специализированных производств и в приборо- и станкостроении.

Самая популярная категория труб из стали выпускается двумя способами:
• Сварные;
• Бесшовные.

Сварные изготавливаются методом электросварки в промышленных масштабах. Сегодня выпускаются не только прямошовные стальные трубы, но и сприралешовные, более современные.

Бесшовные трубы формуются на прокатных станках методами холодного деформирования или горячего волочением, прокаткой, прессованием (см. Пресс инструмент для труб). В результате получается готовое изделие заданных параметров, не имеющее шва.

Полимерные трубы

Перечень современных разновидностей полимерных труб очень широк и непрерывно увеличивается, так как появляются все более новые и современные материалы, находящие свое применение в производстве.

• ПВХ: трубы из поливинилхлорида считаются одним из самых доступных по цене и при этом обладающим высокими эксплуатационными характеристиками строительным материалом. Материал обладает чрезвычайно высокой стойкостью к большому числу органических соединений, кислот и щелочей. Инертен к большинству растворителей. При нагревании ПВХ приобретает пластичность. Удельный вес ПВХ-труб один из самых низких. При этом диапазон рабочих температур от 15 градусов мороза, до 65 градусов жары.
• ПВДФ: трубы из полифинилдифторида отличаются от обычных ПВХ-труб большей термопалстичностью, а также способностью выдерживать нагрев без утраты своих физических свойств до 150 градусов.
• ПНД: трубы из полиэтилена низкого давления, отличаются от обычных ПЭ-труб более высоким уровнем экологической безопасности, повышенной химической нейтральностью, а также более высокой устойчивостью к отрицательным зимним температурам, при этом трубы могут выдерживать нагревание до 65 градусов без потери своих механических свойств.
• РЕХ: трубы из сшитого полиэтилена. Специально разработаны под повышенные механические нагрузки, отличаются износостойкостью и инертностью к агрессивным химическим средам. При низких температурах не теряют своих свойств. При нагревании материал приобретает пластичность, что позволяет формовать изделия с любыми заданными параметрами.
• НПВХ: трубы из непластифицированного поливинилхлорида, отличающиеся исключительно высокой прочностью и предназначенные для перекачки сред под высоким давлением.
• ПП: полипропиленовые трубы, отличаются особой твердостью и устойчивостью к износу и истиранию. Изделие из полипропилена можно нагревать вплоть до 140 градусов, а пластическая деформация начинается при нагреве до 175 градусов.
• ПБ: полибутеновые трубы сравнительно новый продукт на рынке, отличающийся в сравнении с аналогами еще более высокой стойкостью к износу, механической прочностью, устойчивостью к химически агрессивным средам, а также их можно эксплуатировать в широком температурном диапазоне.
• Фаолит: пластичный материал, устойчивый к вибрации и к воздействию кислотных сред, даже концентрированных. Трубы из фаолита уже весьма востребованы в химической промышленности.
• Стеклопластик: весьма популярный полимерный материал, поскольку отличается нейтральностью к большинству химических соединений, стойкостью к износу и к коррозии.
• К неметаллическим трубам относятся также изделия из асбоцемента, керамики, композитных материалов. Эта продукция имеет свою сферу применения, чем и объясняется выбор в каждом конкретном случае выбор в пользу определенного материала.

Рекомендуем: Стеклопластиковые трубы: производство, применение, ГОСТ

На этом перечень полимерных и иных материалов для производства труб не заканчивается, и в серии статей в нашей энциклопедии Вы сможете узнать обо всех новинках производства, лучших марках и производителях полимерных и других труб, а также обо всех достоинствах и недостатках каждого материала по сравнению с аналогами.

Металлопластиковые трубы

В ряде случае обладающие самыми высокими качествами полимерные трубы не дают всех тех характеристик, которые нужны в конкретной ситуации, а металлические не пригодны в силу своих главных недостатков. Тогда и выбирают средний вариант – металлопластик . Трубы из металлопластика по сути многослойны. Слоев может быть всего 2 или больше, при этом слои полимеров чередуются тонкими слоями металла. В результате материал приобретает уникальные свойства. Такая труба имеет не только самую широкую сферу применения, но и более продолжительный срок эксплуатации.

Выбор материала для труб в каждом конкретном случае – ответственная задача. От выбора материала зависит не только цена изделия, но и его срок службы, а также соответствие его физико-механических свойств условиям эксплуатации.

Разобраться в колоссальном многообразии современных труб непросто. Но мы постараемся облегчить Вам эту задачу, рассказав подробно о каждом материале, чтобы Вы смогли принять взвешенное и оправданное решение.

Источник https://itexn.com/10809_vybor-trub-dlja-vodoprovoda-vidy-harakteristika-markirovka-trub.html

Источник https://tokar.guru/truby/vidy-vodoprovodnyh-trub-i-ih-osnovnye-harakteristiki.html

Источник https://o-trubah.com/materialy/materialy-dlya-izgotovleniya-trub-kakie-byvayut/