Полиэтиленовые трубы для газоснабжения: разновидности и особенности монтажа полиэтиленовых трубопроводов

В прошлом для прокладки как промышленных, так и бытовых коммуникаций использовались изделия из чугуна, стали и меди. Однако с появлением полимеров, которые по прочности, устойчивости к износу и химической инертности не уступают металлическим вариантам, начали производить трубы из полипропилена, полиэтилена, поливинилхлорида и полибутилена.

Полиэтиленовые трубы для газоснабжения зарекомендовали себя как надежные, гибкие и легкие, значительно упрощая процесс транспортировки и установки. Если вы задумываетесь о газификации своего жилого дома, полезно обязательно ознакомиться с техническими параметрами, условиями и методами монтажа полиэтиленовых труб.

ПНД трубы для газротрасс

Полиэтилен низкого давления (ПНД) используется не только в качестве элементов для газопроводов, но и в других системах – включая водоснабжение, канализационные и защитные трубопроводы. Трубы различаются по составу, характеристикам и маркировке.

Обратим внимание на трубопроводы, предназначенные для транспортировки газа, изготовленные в соответствии с ГОСТ Р 50838-2009 (предыдущая редакция – ГОСТ Р 50838-95).

Типы и размеры

Пластиковые напорные трубы для газа могут состоять исключительно из полиэтилена или быть усилены дополнительными слоями.

Таким образом, выделяют три категории:

• полиэтиленовые трубы, в том числе с желтыми полосами;
• полиэтиленовые с соэкструзионными слоями внутри или снаружи;
• полиэтиленовые с защитной оболочкой из термопласта, которую необходимо удалить перед установкой.

Все виды труб предназначены для транспортировки различных газов, соответствующих стандартам ГОСТ 5542 и используемых в качестве сырья или топлива как для промышленных, так и для бытовых нужд. Установлены ограничения на использование трубопроводов: максимальное рабочее давление – 1,2 МПа, максимальная рабочая температура -/+40°C.

Трубы бывают разных упаковок: изделия с диаметром от 200 мм и выше – только в виде прямых отрезков, а более тонкие – в виде катушек или бухт.

Продукция промышленного производства поставляется отрезками длиной от 5 до 24 м с кратными 0,25 м, но в большинстве случаев встречается средняя длина, удобная для транспортировки с использованием спецтехники – например, 13 м. Намотка тонких труб в бухтах может варьироваться по длине, однако чаще всего доступны мотки по 200, 500, 700 метров. Возможна изготовление труб и другой длины по индивидуальному запросу заказчиков.

В зависимости от толщины стенок и рабочего давления трубы делятся на две категории:

• ПЭ-80. Толщина стенки – 2-3 мм, рабочее давление – 3-6 МПа; пригодны для газопроводов и водопроводов;
• ПЭ-100. Толщина стенки – 3,5 мм, рабочее давление – 8-12 МПа; это усовершенствованная версия ПЭ-80, обладающая термостойкостью и повышенной плотностью.

ПЭ (или ПЕ, PE) в обозначении – это полиэтилен, а числа 80 и 100 – марки полиэтилена.

С точки зрения экономической целесообразности, марку ПЭ-100 предпочитают применять при установке газопроводов высокого давления или в особых случаях, например, для реконструкции старых изношенных магистралей или строительства экспериментальных отводов с давлением от 0,6 МПа и выше.

Технические параметры и маркировка

К полиэтиленовым трубам, произведенным на заводе, предъявляются требования, указанные в ГОСТ Р 50838-2009. Имеются рекомендации по внешним параметрам и техническим свойствам.

На вид трубы должны быть гладкими, без пузырьков, раковин и трещин. Неправильные включения, которые можно увидеть невооруженным глазом, тоже недопустимы. Допускается лишь небольшая волнистость и продольные полосы.

Что касается окраски, возможны следующие варианты:

• ПЭ-80 – исключительно желтые;
• ПЭ-100 – желтые, оранжевые, черные с желтыми или оранжевыми полосами, равномерно распределенными по поверхности.

В документе также указаны нормы для таких характеристик, как прочность при постоянном внутреннем давлении, удлинение при разрыве, устойчивость к образованию трещин, термостабильность и свариваемость.

Производители используют различные способы маркировки: термотиснение, цветная печать и термотиснение с окрашиванием. Расстояние между знаками не должно превышать 1 м.

Маркировка не должна влиять на качество материала, не допуская образования трещин, вздутий и прочих дефектов.

Буквы и цифры должны быть четкими и разборчивыми. Обязательные элементы включают:

• товарный знак или название производителя;
• условное обозначение трубы;
• дата производства;
• номинальный диаметр и толщина стенки;
• назначение;
• ГОСТ.

Прочая информация – страна производства, номер партии и т.д. – наносится по желанию.

В качестве примера рассмотрим один из образцов:

ООО «Сфера» ПЭ 80 SDR 11 — 150х10,5 ГАЗ ГОСТ Р 50838-2009

1. ООО «Сфера» — производитель
2. ПЭ-80 – тип полиэтиленовой трубы
3. SDR 11 – стандартное соотношение размеров
4. 150 – диаметр
5. 10,5 – толщина стенки
6. ГАЗ – назначение
7. ГОСТ Р 50838-2009 – нормативный документ

По маркировке можно легко определить, предназначены ли трубы для бытового или промышленного использования, соответствуют ли они необходимым требованиям по назначению и диаметру.

Преимущества и недостатки полиэтилена

Из-за своих свойств полиэтилен активно используется для транспортировки опасного топлива, каковым является природный газ.

К основным достоинствам полиэтилена можно отнести:

• Электроизоляционные качества. Полиэтилен выступает полноценным диэлектриком и не проводит электричества. При установке не требуется заземление.
• Устойчивость к агрессивным химическим веществам, которые могут находиться в почве или на производстве.
• Отсутствие коррозии, что позволяет применять его в условиях повышенной влажности.
• Пластичность, благодаря чему трубопровод защищен от движений грунта, расширения при замерзании и гидроударов.
• Пассивность к акустическим колебаниям.

Степень износостойкости довольно высока: современные производители труб ПЭ для газа дают гарантию на срок от 30 до 50 лет.

К значительным плюсам относится легкий вес труб, что упрощает их транспортировку, хранение и монтаж. Часто нет необходимости в использовании специальной техники, что позволяет снизить общие затраты на газификацию объектов.

Однако у полиэтилена есть и недостатки, к числу которых относится фотодеструкция. Это означает, что под воздействием ультрафиолетовых лучей материал быстро стареет и разрушается. Для повышения устойчивости полиэтилена к солнечному излучению в материал добавляют черный пигмент как стабилизатор.

Среди прочих недостатков – ограниченный диапазон рабочих температур транспортируемого газа, проницаемость для кислорода и зависимость технических характеристик от внешних температур.

Из-за указанных недостатков газопроводы из полиэтиленовых труб монтируются только в подземных условиях, а на открытых участках устанавливаются металлические аналоги.

Установка полиэтиленовых газовых труб

Запрещается самостоятельная установка газопровода к частному дому или промышленному зданию. Этой работой должны заниматься специализированные организации, имеющие лицензию и право на выполнение таких работ. Они же проводят обслуживание – контроль, тестирование и ремонтные работы.

Обычно строительство магистрального газопровода выполняется группой рабочих по заранее согласованному плану. Как правило, обходится без использования тяжёлой техники и специального инструмента невозможно.

Сначала необходимо получить разрешение на осуществление строительных работ, подготовить пакет проектной и сметной документации, а также установить геодезическую разбивочную ось. Далее проводят подготовку, которая включает планировку трассы, земляные работы, транспортировку и раскладку труб, установку сварочного оборудования. И только после этого начинается непосредственный процесс установки – укладка и сварка труб.

Обзор методов соединения труб

Полиэтилен обладает свойствами, изменяющимися при нагревании, что позволяет использовать его для создания неразъемных соединений в газопроводах – т.е. для сварки труб.

Существует два метода сварки:

• стыковая, без применения специальных элементов;
• электромуфтовая, с использованием электрорезисторных фитингов.

Первый метод применяется в промышленных масштабах для сварки труб большого диаметра, второй – для формирования бытовых ответвлений от центральной магистрали.

Если требуется разъемное соединение, используется третий метод – компрессионный. Для соединения концов труб применяются обжимные фитинги, которые при необходимости можно легко снять или заменить.

Компрессионная технология актуальна для временных решений или проектов, которые впоследствии планируется модернизировать. Но чаще разъемные соединения используются в водопроводах.

Сначала рассмотрим процесс сварки. Подготовительные этапы выполняются по общему алгоритму:

1. Подбор и проверка материалов для монтажа и инструментов. Необходимо очистить и удалить остатки полиэтилена и грязь с нагревателей, скребков и торцевателей с помощью растворителя. Трущиеся поверхности смазываются. Выбирают подходящие по диаметру вкладыши и зажимы.
2. Выбор параметров сварки. Настраивают инструменты, вводят определенные параметры в память нагревательного оборудования.
• Подготовка рабочего пространства. Концы труб необходимо тщательно очистить от песка, глины и пыли, после чего их следует протереть. Свободные концы закрываются заглушками, а окисленные торцы обрабатываются при помощи скребков.
• Центрирование и фиксация труб. Прежде чем приступить к сварке, важно избавиться от овальности, для этого концы труб надо центрировать и зафиксировать так, чтобы они находились точно напротив друг друга.
• Обработка торцевых участков. С поверхности концов труб снимается стружка толщиной от 0,1 до 0,3 мм. Зазор между соединяемыми отрезками не должен превышать 0,3 мм. После очистки необходимо провести сварочные работы, избегая загрязнений.

После выполнения подготовительных операций осуществляется сварка.

Сварка встык подразумевает соединение труб путем «срастания» оплавленных концов. Это достигается с использованием нагревательного устройства со специализированным диском.

При выполнении сварочных работ необходимо внимательное соблюдение таких факторов, как температура и время нагрева, давление на торцы, время осадки, а также охлаждение шва.

Галерея изображений

Элементы выбираются исходя из размеров труб, где основное внимание уделяется их диаметру.

Концы труб помещаются на рабочее устройство и крепко фиксируются для проверки готовности к сварке.

Устанавливают торцеватель, вращая ручку, чтобы удалить верхний слой полиэтилена и подготовить трубопровод.

После торцевания удаляются образовавшиеся при очистке отходы, проверяется качество обработки концов, производится обезжиривание и контроль точности стыков.

Зажимая нагревательное устройство между торцами, осуществляют прогрев и формируют первый грат.

Затем убирают нагреватель и быстро соединяют расплавленные концы, увеличив при этом давление.

На месте сварного соединения, пока шов не остыл, ставится клеймо сварщика, отвечающего за качество выполненных работ.

После выдерживания необходимого времени для охлаждения труба извлекается из аппарата.

Шаг 1 — установка редукционных вкладышей.

Шаг 2 — установка труб в центраторе.

Шаг 3 — торцевание стыков.

Шаг 4 — очистка рабочего пространства и проверка соосности.

Шаг 5 — установка нагревательного устройства.

Шаг 6 — осадка шва под повышенным давлением.

Шаг 7 — маркировка сварного шва.

Шаг 8 — демонтаж сварочного оборудования.

Признаки качественного сварного шва включают ровный однородный рубец и невозможность разъединить трубу даже при значительных усилиях. Соединение, выполненное методом плавления, обладает высокой прочностью и не требует дополнительных мер по герметизации.

Второй метод — электромуфтовой — отличается использованием соединительных элементов, таких как муфты, переходники, отводы и тройники. На внутренней поверхности фитингов расположена металлическая спираль, которая при прохождении электротока нагревается и расплавляет полиэтилен. В результате фитинги соединяются с трубами, создавая неразъемные соединения.

При выборе элементов для соединения полиэтиленовых газопроводов и в процессе сварки необходимо учитывать параметры, такие как напряжение тока, время сварки и охлаждения.

Данная технология проще, чем сварка встык, и включает следующие шаги:

Галерея изображений

Перед началом работ нужно подготовить весь необходимый инструмент: торцеватель, резак, измерительные приборы, маркер, рулетку, а также средство для обезжиривания.

Для получения идеального среза используется специальный инструмент, который устанавливается на конец трубы и вращается несколько раз.

Переходник должен соответствовать трубам, которые планируется соединять, поэтому важно учитывать их диаметр и толщину стенки.

Измерив длину муфты и разделив ее пополам, производится разметка концов обеих труб для предстоящего снятия фаски.

Устанавливается специальное устройство для снятия верхнего слоя полиэтилена, и, вращая его, осуществляется очистка поверхности от стружки.

Обозначаются границы сварного участка, после чего выполняется обезжиривание всех задействованных частей – внутренней поверхности муфты и внешней поверхности труб.

Трубы помещаются в муфту и соединяются друг с другом максимально плотно. Муфта располагается точно в середине рабочего участка.

В специальные отверстия в муфте устанавливаются электроды, затем подключается электроток. Полиэтилен плавится, образуя монолитное соединение.

Шаг 1 — подготовка оборудования и материалов.

Шаг 2 — обрезка труб для соединения.

Шаг 3 — выбор электрорезисторной муфты.

Шаг 4 — разметка стыковых участков для зачистки.

Шаг 5 — торцевание стыковых участков.

Шаг 6 — обезжиривание муфты и труб.

Шаг 7 — установка муфты в рабочее положение.

Шаг 8 — сварка полиэтиленовых труб.

Современные сварочные аппараты оборудованы управляющим пультом с дисплеем. Процедура выполняется по программе, выбранной в зависимости от типа труб.

Разъемные соединения в газопроводах практически не применяются. Для этого также используют фитинги, однако они крепятся механически, без нагревания.

Соединительные элементы состоят из двух частей – обжимного кольца и корпуса. За счет закручивания резьбовых деталей обеспечивается прочное, но неустойчивое соединение. Для повышения надежности части фитинга дополнительно скручиваются болтами и гайками.

Правила строительства газопровода из ПНД

При установке и эксплуатации полиэтиленовых труб следует придерживаться множества правил, которые обеспечивают как функциональность газопровода и оборудования, так и безопасность пользователей.

Существует множество ограничений на прокладку газопроводов. Например, использование труб ПНД недопустимо в скальных и сильно пучинистых грунтах, а также в почвах второй категории просадочности. Если местность подвержена землетрясениям с сейсмичностью выше 6 баллов, то для прокладки коммуникаций следует использовать другой материал.

Полиэтилен не применяется в промышленных и жилых зданиях, а также под открытым небом, в колодцах и каналах. Вместо него устанавливают трубы из стали.

Если использование ПНД труб разрешено, необходимо соблюдать ряд условий. Например, на крутых склонах необходимо обеспечивать защиту газопровода от размытия траншей и принимать дополнительные меры по их укреплению.

При пересечении подземных коллекторов, каналов, канализационных или силовых коммуникаций, а также колодцев, полиэтиленовые трубы помещаются в металлические футляры. Расстояние от поверхности газопровода до внутренней стенки футляра должно составлять не менее 10 см.

В одной траншее допускается размещение нескольких газопроводов, однако с обеспечением доступа к каждому из них для обслуживания или ремонта.

В северных регионах, где температура опускается ниже -40°C, глубина установки труб увеличивается до 2,0-3,2 м.

В следующей статье будет рассмотрено, как производиться прокладка газопроводной линии в футляре с вводом в газифицируемый дом, что будет полезно всем владельцам загородного жилья.

Заключение и полезные видеоматериалы

Правила сварки методом электромуфта:

Об особенностях стыковой сварки:

Как функционирует сварочный аппарат для труб ПНД:

Использование полиэтиленовых труб для газификации объектов промышленных и жилых назначений стало привычной практикой.

ПНД – это прочный и надежный материал, который не вызывает опасений. Однако монтаж газопровода должен осуществляться только специалистами с опытом работы, знающими технологии сварки полиэтилена.

Просим оставлять комментарии в ниже указанной форме, размещать фотографии на тему статьи и задавать вопросы. Поделитесь своим опытом строительства полиэтиленового газопровода. Возможно, информация и рекомендации, предоставленные вами, окажутся полезными для посетителей сайта.