Что такое сшитый полиэтилен и каким он бывает?

Сшитый полиэтилен – что это такое, как применяется, лучше ли он полипропилена и металлопластика, каков срок его службы и другие характеристики, отличающие этот вид полимеров? Эти и другие вопросы возникают у тех, кто планирует замену труб. Пребывая в поисках оптимального материала для прокладки коммуникаций в доме или на даче, сшитый полиэтилен точно не стоит сбрасывать со счетов.

Долгое время полимерные материалы пытались избавить от их главного недостатка — повышенной термопластичности. Сшитый полиэтилен являет собой пример победы химических технологий над прежними недочётами. Материал обладает модифицированной сетчатой структурой, образующей дополнительные связи в горизонтальной и вертикальной плоскости. В процессе сшивки материал приобретает высокую плотность, не деформируется при термическом воздействии. Его относят к термопластам, изделия производят по ГОСТу 52134-2003 и ТУ.

Основные технические характеристики материала включают следующие параметры:

• масса — примерно 5,75-6,25 г на 1 мм толщины изделия;
• прочность на разрыв – 22-27 МПа;
• номинальное давление среды – до 10 бар;
• плотность – 0,94 г/м3;
• коэффициент теплопроводности – 0,35-0,41 Вт/м°С;
• температура эксплуатации – от −100 до +100 градусов;
• класс токсичности продуктов, испаряемых при горении, – Т3;
• показатель горючести – Г4.

Стандартные размеры варьируются от 10, 12, 16, 20, 25 мм до максимальных значений в 250 мм. Такие трубы подходят и для прокладки водопровода, и для канализационных сетей. Толщина стенок составляет 1,3-27,9 мм.

Маркировка материала в международной классификации выглядит так: PE-X. В российской чаще всего используют обозначение ПЭ-С. Он выпускается в отрезках прямого типа, а также свёрнутым в бухты или на катушках. Срок службы сшитого полиэтилена и изделий из него достигает 50 лет.

Производство труб и оболочек из этого материала выполняется путём обработки в экструдере. Полиэтилен проходит через формующее отверстие, подаётся в калибратор, проходя охлаждение с применением потоков воды. После окончательной формовки заготовки нарезаются согласно заданному размеру. Изготовление труб из PE-X может осуществляться несколькими методами.

1. PE-Xa. Материал, сшитый пероксидным способом. Он имеет равномерную структуру, содержащую значительную долю сшитых частиц. Такой полимер безопасен для здоровья человека и окружающей среды, обладает высокой прочностью.
2. PE-Xb. В трубах с такой маркировкой используется силановый метод сшивки. Это более жёсткий вариант материала, но такой же прочный, как пероксидный аналог. Если речь идёт о трубах, стоит проверить гигиенический сертификат изделия — не все виды PE-Xb рекомендованы к использованию в бытовых сетях. Чаще всего из него изготавливают оболочку кабельной продукции.
3. PE-Xc. Материал, полученный из радиационного сшитого полиэтилена. При этом методе производства изделия получаются достаточно жёсткими, но наименее прочными.

Использование сшитого полиэтилена ограничено лишь несколькими сферами деятельности. Из материала производят трубы для радиаторного отопления, для тёплого пола или водоснабжения. Их разводка на большие расстояния требует прочного основания. Именно поэтому основное распространение материал получил при работе в составе систем со скрытым способом монтажа.

Кроме того, помимо напорной подачи среды, такие трубы хорошо подходят для технической транспортировки газообразных веществ. Сшитый полиэтилен — один из основных материалов, применяемых в прокладке подземных газопроводов. Также из него изготавливают полимерные детали приборов, некоторые виды строительных материалов.

Сшивка полиэтилена стала необходимой из-за его особенностей, напрямую связанных с высоким уровнем тепловых деформаций. Новый материал получил принципиально иную структуру, обеспечив более высокую прочность и надёжность изготавливаемым из него изделиям. Прошитый полиэтилен имеет дополнительные молекулярные связи, обладает эффектом памяти. После незначительной тепловой деформации он восстанавливает прежние характеристики.

Серьёзной проблемой долгое время являлась и кислородопроницаемость сшитого полиэтилена. При попадании этого газообразного вещества в теплоноситель, в трубах образуются стойкие коррозионные соединения, что очень опасно при использовании металлических фитингов или других элементов из чёрных металлов, которыми соединяется система при монтаже. Современные материалы лишены и этого недостатка, поскольку содержат внутренний кислородонепроницаемый слой из алюминиевой фольги или EVON.

При изготовлении сшитого полиэтилена может применяться до 15 разных способов, влияющих на конечный результат. Основное различие в них заключается в способе воздействия на материал. Он влияет на степень сшивания и некоторые другие характеристики. Наиболее часто используются всего 3 технологии.

• Физическая или основанная на воздействии на молекулярную структуру полиэтилена радиационным облучением. Степень сшивания достигает 70%, что выше среднего уровня, но значительное влияние здесь оказывает толщина стенок полимера. Такие изделия маркируют как PEX-C. Их основное отличие — неравномерность соединения. Технология производства не применяется в странах ЕС.

• Силанольносшитый полиэтилен получают при химическом соединении силана с основой. В современной технологии B-Monosil для этого создаётся соединение с пероксидом, ПЭ, а затем подаётся на экструдер. Это обеспечивает равномерность сшивки, существенно повышает её интенсивность. Вместо опасных силанов в современном производстве применяются вещества органосиланиды с более безопасной структурой.

• Пероксидный метод сшивки полиэтилена также предусматривает химическое соединение компонентов. В процессе задействовано сразу несколько веществ. Это гидропероксиды и органические пероксиды, добавляемые в полиэтилен при его плавлении до экструдирования, что позволяет получить сшивку до 85%, обеспечить её полную равномерность.

Выбирая, что лучше – сшитый полиэтилен, полипропилен или металлопластик, потребитель должен учитывать все плюсы и минусы каждого материала. Переход в домашней системе водоснабжения или отопления на PE-X не всегда целесообразен. Материал не имеет армирующего слоя, который есть в металлопластике, но он легко выдерживает неоднократное замораживание и нагревание, тогда как его аналог при таких условиях эксплуатации придёт в негодность, треснув по стенкам. Преимуществом является и высокая надёжность сварного шва. Металлопласт часто расслаивается в процессе эксплуатации, при давлении среды выше 40 бар его просто разрывает.

Полипропилен — материал, долгое время рассматривавшийся как безальтернативная замена металлу в частном домостроении. Но этот материал очень капризен в монтаже, при понижении атмосферных температур собрать линию качественно довольно сложно. При ошибках в сборке неизбежно будет ухудшаться проходимость труб, появятся протечки. ПП-изделия не подходят для укладки в стяжку пола, скрытой проводки в стенах.

Сшитый полиэтилен лишён всех этих недостатков. Материал поставляется в бухтах по 50-240 м, что позволяет заметно сократить количество фитингов при монтаже. Труба имеет эффект памяти, восстанавливает исходную форму после её искажения.

Если рассматривать все 3 вида пластиковых труб в сравнении, можно сказать, что всё зависит от условий эксплуатации. В городском жилье с магистральной подачей воды и тепла лучше ставить металлопластик, хорошо адаптированный под широкий диапазон рабочего давления и постоянный температурный режим. В загородном домостроении лидерство при прокладке коммунальных систем сегодня прочно удерживает сшитый полиэтилен.

Среди представленных на рынке брендов можно найти немало известных фирм, выпускающих трубы PE-X с применением разных технологий. Самые известные из них заслуживают особого внимания.

• Rehau. Производитель использует пероксидную технологию сшивки полиэтилена, выпускает трубы диаметром 16,2-40 мм, а также необходимые комплектующие для их монтажа. Кислородный барьер в виде алюминиевой фольги есть у серии Stabil, она же имеет самый низкий коэффициент температурного расширения. В серии Flex есть трубы нестандартного диаметра до 63 мм.

• Valtec. Ещё один признанный лидер рынка. В производстве используется силановый метод сшивки, доступный диаметр труб – 16 и 20 мм, монтаж осуществляется обжимным способом. Изделия считаются надёжными, ориентированы на прокладку внутренних скрытых коммуникаций.

• Uponor. Производитель изготавливает продукцию с диффузионным барьером на полимерной основе. Для систем теплоснабжения предназначена продукция Radi Pipe с диаметром до 63 мм и увеличенной толщиной стенок, а также линейка Comfort Pipe Plus с рабочим давлением до 6 бар.

Это основные производители, известные далеко за пределами РФ. У продукции международных фирм есть масса достоинств: она сертифицирована по более строгим стандартам, соответствует гигиеническим нормам. Но стоимость таких изделий существенно выше предложений китайских малоизвестных брендов или российских компаний.

Выбор изделий из сшитого полиэтилена чаще всего осуществляется перед прокладкой внутренних и наружных коммуникаций. Если речь идёт о трубах, рекомендуется уделить внимание следующим параметрам.

1. Визуальные свойства. Не допускается наличие шероховатостей на поверхности, утолщений, искажающих или нарушающих установленную толщину стенок. К дефектам не относятся минимальная волнистость, продольные полосы.
2. Равномерность прокрашивания материала. Он должен иметь однородный цвет, поверхность без пузырей и трещин, посторонних частиц.
3. Способ производства. Наилучшими свойствами обладает сшитый полиэтилен, изготовленный пероксидным методом. У силановой продукции нужно обязательно проверять гигиенический сертификат — он должен соответствовать стандартам питьевых или технологических трубопроводов.
4. Характеристики. Они указываются в маркировке материала и изделий из него. Важно с самого начала разобраться, какие именно диаметр и толщина стенок трубы окажутся оптимальными. Наличие кислородного барьера обязательно, если труба используется в одной системе с металлическими аналогами.
5. Температурный режим в системе. Сшитый полиэтилен хоть и имеет расчётные показатели термостойкости до 100 градусов Цельсия, всё же не предназначен для систем с температурой среды более +90 градусов. При повышении этого показателя всего на 5 пунктов срок службы изделий снижается в десятки раз.
6. Выбор производителя. Поскольку сшитый полиэтилен — материал относительно новый, высокотехнологичный, лучше выбирать его у известных брендов. Среди лидеров — Rehau, Unidelta, Valtec.
7. Стоимость продукции. Она ниже, чем у полипропилена, но всё равно достаточно высокая. Цена варьируется в зависимости от применяемого способа сшивки.

Учитывая все эти моменты, подобрать изделия из сшитого полиэтилена с нужными характеристиками можно без лишних хлопот.

В следующем видео рассказывается о монтаже изделий из сшитого полиэтилена.