Что такое ПНД

ПНД - это термопластичный полимер этилена высокой плотности. Сильные межмолекулярные связи обеспечивают материалу высокую степень твердости. Полиэтилен низкого давления используется для производства изделий для строительства, дома, сада и огорода. Но что такое ПНД? Новинка или уже проверенное на практике изобретение? Давайте разберёмся!

ПНД на рынке материалов

На нашем рынке ПНД присутствует не так давно. Фактически о нём заговорили только в тот момент, когда возрос интерес к ПНД трубам. Но важно знать, что на Западе материал знают уже очень давно. Изобрели его в Германии в 1953 году. И за это время материал уже отлично изучили. Производители позаботились о том, чтобы сразу же при производстве добавлять к материалу примеси, улучшающие его свойства.

Например, первое время считалось, что материал имеет чрезмерно высокий коэффициент расширения в ответ на изменение температуры. Но благодаря добавкам, материал стабилизировался. При этом важно понимать, что высокий коэффициент расширения компенсируется достойной эластичностью. Поэтому этот недостаток несколько притянут за уши.

Для каких изделий идеален ПНД

ПНД как материал идеален для производства следующих изделий:

• труб для водоснабжения и канализации, газоснабжения, транспортировки сыпучих продуктов,
• приточных систем вентиляции,
• систем автополива,
• конструкций для парников, теплиц,
• валиков, шпуль и других приспособлений, которые облегчают хранение материалов в рулонах,
• корпусов лодок,
• деталей технических установок (бытовой и промышленной аппаратуры),
• крышек (в том числе, для пищевых банок),
• швейной фурнитуры.

Чем выигрышен ПНД

Исследования показывают, что ПНД стоит ценить за целый ряд качеств:

• прочность,
• износостойкость,
• отсутствие склонности к окислению\ржавчине,
• инертность к большинству химикатам и перепадам температур,
• адаптивность к сложным монтажным задачам, в том числе, соединению труб при помощи обжимных фитингов – без применения сварки,
• относительно низкую себестоимость,
• ударную прочность,
• высокие диэлектрические качества.

Как производят ПНД

ПНД представляет собой продукт, который можно получить несколькими способами:

• газофазной полимеризацией этилена.
• сополимеризацией этилена и а-олефина (гексена-1).

При этом и в первом, и во втором случае важно присутствие комплексных металлоорганических катализаторов:

• галогенидов,
• алкоксидов,
• амидов,
• оксигалогенидов.

На практике, особенно если задействована технология сополимеризации, при этом лучше всего себя показывают иммобилизованные катализаторы. Они отлично сохраняют селективность внедрения в полимерную цепь гексена-1.

Для запуска процесса полимеризации операторы производства поддерживают температуру 50 - 60°С.

Для очищения получаемого ПНД от остатков катализаторов используют центрифугу или систему, которая состоит из гидроциклонов и специальных промывателей.

Для улучшения эксплуатационных характеристик полимера в него добавляют нитрофосфат натрия (выполняет роль стабилизатора). Также в полимер могут добавлять этиленгликоль и воск. На прочность, стойкость материала последние абсолютно не влияют, а вот эстетическую привлекательность обеспечивают. Если ПНД используется для производства труб.

В качестве активаторов катализаторов перспективным считается использование соединений метилалюмоксанов или изобутилалюмоксанов. При этом важно, чтобы они были синтезированы на поверхности гидратированных алюмосиликатов.

Для оптимизации процедуры сополимеризации результативно использовать среду толуола.

Чем ПНД отличается от ПВД

ПНД как материал очень близок к ПВД (полиэтилену высокого давления), но так как при производстве задействуют разное давление, то и макромолекулы полиэтилена получаются разными, а вместе с ними разнятся и свойства материала.

1. ПНД очень плотный и, соответственно, жёсткий, ПВД, напротив, эластичный и более рыхлый. Поэтому трубы из ПНД всегда выигрывают перед трубами из ПНД.
2. ПВД в отличие от ПНД менее шуршащий материал, поэтому при производстве упаковки, напротив, разумнее использовать ПВД.
3. ПНД признан более термостойким материалом по сравнению с ПВД. Высокая температура плавления позволяет стерилизовать изделия даже при помощи пара. Эта особенность не может не быть в поле внимания производителей медицинского оборудования
4. Полиэтилен низкого давления превосходит полиэтилен низкого давления по выносливости со стороны напорных сред. Безнапорные трубопроводы можно производить и из полимера низкого давления, а вот напорные трубопроводы, а таем более газопроводы – исключительно из ПНД.
5. ПНД превосходит ПВД по степени стойкости к жирам и маслам.

Также специалисты отмечают, что ПНД наиболее безопасен для человека, чем ПВД.

Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Полиэтилен низкого давления (расшифровка ПНД или ПЭНД - аббревиатуры) – это полимер высокой плотности, получаемый реакцией полимеризации этилена при низком давлении. В стандартных условиях является твердым, жестким, сравнительно прозрачным веществом, используемым в качестве сырья для производства предметов как технического, так и бытового и назначения. Из-за особого строения молекулярной клетки с высокой степенью межмолекулярных связей имеет несколько большую плотность, чем полиэтиленовые вещества других видов, поэтому может называться также как полиэтилен высокой плотности (ПВП либо англоязычный вариант HDPE).

Мономер для производства ПНД связывается в плотную полимерную структуру благодаря присутствию катализаторов и стабилизаторов, часть из которых затем становится составной частью полиэтилена. Таким строением и составом объясняются его свойства и возможности, подарившие ему столь высокую популярность.

Свойства

Полиэтилен низкого давления производится в виде гранул диаметром 2-5 мм, имеет плотность около 0,960-ти г/см3, температуру плавления +129-135 0C, температуру состояния хрупкости -70 0C и обладает следующими физико-химическими характеристиками:

• Высокой твердостью, объясняемой высокой кристалличностью вещества,
• Высокой прочностью на растяжение и сжим,
• Практически абсолютной паровой и жидкостной непроницаемостью,
• Хорошей химической стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред с содержанием кислот, щелочей, жиров и масел,
• Отличными диэлектрическими свойствами,
• Возможностью переработки термическими методами, легкостью сварки и склейки.

Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП

Полиэтилен низкого давления является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. Отсюда следуют отличия его от не менее распространенных полимеров – ПВД и ЛПНП:

ПНД и ПВД. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет:

• Повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность,
• Большую прочность, но меньшую сопротивляемость деформациям и большую хрупкость (особенно при низких температурах),
• Более высокую температуру плавления, при которой возможна стерилизация изделий из него даже при помощи пара,
• Меньшие водопоглощение и паропроницаемость,
• Лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров.

ПНД и ЛПНП. Линейный полиэтилен ЛПНП по химическим характеристикам находится между ПНД и ПВД. Он практически не уступает ПЭНД в жесткости и химической инертности, но при этом обладает большей пластичностью и устойчивостью к растрескиваниям и проколу.

Классификация

Полиэтилен высокой плотности может быть разных видов в зависимости от изменения технологии изготовления. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, являющиеся как продуктами проводимой реакции, так и остатками сопутствующих веществ:

• Суспензионный ПВП может содержать различные химические стабилизаторы, образующие суспензионную массу из гранул при холодной» полимеризации этилена. Это могут быть неагрессивные кислоты, оксиды легких металлов, полимерные спирты и даже некоторые виды глины. Такой пластик наиболее качественный, однородный, без нарушений структуры и слабых зон.
• Растворный полиэтилен часто содержит доли катализаторов, присутствующих в реакции полимеризации «горячим» способом.
• Газофазный имеет в составе остатки газов и эфирных веществ. Из всех трех видов он имеет наиболее слабую структуру, так как сравнительно неоднороден и включает наличие менее устойчивых к износу участков.

ВНИМАНИЕ! Из-за наличия в составе ПЭВП посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность является более важным фактором, чем экологичность и нетоксичность.

Применение

Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы этого полиэтилена становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов:

Методом экструзии из ПЭНД производятся:

• пленки – гладкие и пузырьковые,
• пленочный рукав для изготовления пакетов,
• коммуникационные трубы,
• изоляции электрокабелей,
• листовые и сеточные материалы.

Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п.

Под давлением отливают:

• товары бытового назначения (игрушки, посуду, инвентарь, изделия для кухни и ванной, крышки для банок, бутылочной тары и т.п.),
• швейную и мебельную фурнитуру,
• комплектующие для различной техники (авто, бытовые приборы и др.).

Формируют методом ротора:

• Баки,
• Дорожные блоки,
• Масштабные конструкции в виде игровых площадок, колодцев, эстакад.

Кроме этого, при вспенивании ПЭВП получают качественно новый продукт – пенополиэтилен, который применяется в теплоизоляционных строительных работах.

Что такое ПНД? Полиэтилен низкого давления. Труба ПНД: технические характеристики и применение :

Полиэтилен низкого давления является материалом, который прошел множество тестов. Он устойчив к воздействию щелочей, кислот и горячей воды. Отлично переносит воздействие органических соединений и растворителей. В основном материал может быть следующего цвета:

Что собой представляет полиэтилен низкого давления. Применение материала

Если вы задались вопросом о том, что такое ПНД, то должны знать, что классический полиэтилен изготавливается по технологии полимеризации органического газа этилена. При определенных условиях молекулы сырья объединяются в полимерные цепочки. Это позволяет получить продукт с уникальными свойствами.

Полиэтилен низкого давления изготавливается по той же методике, только не в эфемерных условиях. Давление при этом имеет конкретное значение и равно 20 атмосфер. Температура достигает 150 °C. Подобные условия создаются в особой барокамере. Довольно часто потребители задаются вопросом о том, что такое ПНД. Если вы тоже из их числа, то должны знать, что под воздействием вышеупомянутого давления и температуры получается иной продукт из молекул этилена.

Свойства материала определяют недостатки и преимущества труб такого типа. Среди прочих следует выделить способность претерпевать давление в десятке атмосфер. Для потребителей важен ещё и предел прочности, который равен 5 МПа. Погонный метр трубы довольно мало весит. Кубический метр имеет массу в пределах 900 кг. Диапазон эксплуатационных температур ограничен. Нижнее значение держится в пределах 0 °C, а если этот уровень понижается, то ПНД стекленеет. Что касается верхней границы, то она составляет 40 °C. Если это значение увеличить, то труба потеряет кольцевую жесткость.

Задаваясь вопросом о том, что такое ПНД, вы должны знать ещё и о том, что этот материал имеет небольшое тепловое расширение. Труба при нагреве до максимальной температуры увеличивается в размерах на 3%. Изделия используются для прокладки холодных или питьевых трубопроводов. Указанные линии устанавливаются внутри дома или в траншеях, на глубине, которая ниже линии промерзания грунта.

Технические характеристики и область применения

Отвечая себе на вопрос о том, что такое ПНД, вы должны рассмотреть технические характеристики материала. Согласно строительным нормативам и производственным стандартам, описываемые трубы могут использоваться лишь в некоторых случаях. Например, для транспортировки холодной питьевой, технической воды, газообразной или жидкой среды, температура которой не больше 40 °C.

Важно соблюсти ещё одно условие, которое заключается в инертности переправляемой среды к полиэтилену. Описываемый материал может применяться ещё и для обустройства слоя изоляции или короба для электрического кабеля. Такие ограничения накладывают технические характеристики. Поэтому другого варианта использования не существует.

Если труба будет сохраняться в упомянутом выше температурном промежутке, то срок ее эксплуатации достигнет 50 лет. Помимо температурного режима, на условия использования влияет еще и сорт полимера. Переносимость внутреннего давления будет зависеть от сорта полиэтилена низкого давления.

Для изготовления труб используются сорта:

В первом случае речь идет о предельной стойкости, которая равна 10 МПа. Во втором давление может составить 75 атмосфер. Если вам нужна расшифровка маркировки труб ПНД, то вы должны обратить внимание на третий из упомянутых сортов используемого материала – РЕ 63. В нём предельная стойкость равна 6,3 Мпа. На сегодняшний день известна ещё одна разновидность полимеров – РЕ 33. Ее используют при соответствующем давлении, которое равно 3,3 Мпа. При обустройстве современных водопроводов этот материал почти не используют.

Сортамент

Технические характеристики материала ПНД были упомянуты выше. Однако если вас интересуют трубы, то вы должны ознакомиться еще и с сортаментом. Он указан в ГОСТе 18599. Ключевыми параметрами являются толщина стенки и диаметр. Эти показатели привязаны к полимеру, который ложится в основу фитингов и труб.

Если минимальный диаметр равен 10 мм, то максимальный составляет 160 мм, что верно для труб из полиэтилена марки РЕ 33. Толщина стенки для таких изделий изменяется от 2 до 12 мм. Если обустраивается трубопровод, то он будет способен выдержать 3,2 МПа. Но при увеличении нагрузки материал лопнет.

Если в производстве был задействован сорт РЕ 100, то габариты сечения будут иными. Минимальный диаметр составляет 32 мм, тогда как максимальный достигает 1 мм. Толщина стенки варьируется в пределах от 1 до 59 мм. Такие трубы можно использовать для прокачки газообразного или жидкого носителя под давлением в пределах 10 МПа.

Полиэтилен низкого давления (ПНД) может лечь в основу крупногабаритных труб, диаметр которых достигает 1600 мм. В этом случае в производстве используются сорта РЕ 80 и РЕ 63. Минимальный диаметр составляет 16 мм, толщина стенки варьируется в пределах 2-67 мм. При использовании крупногабаритных труб можно перекачивать газ и жидкость под давлением, которое достигает 8 МПа.

Проведение сварки труб

Сварка ПНД-труб осуществляется одним из нескольких способов. Среди них следует выделить неразъемную и разъемную технологии. Выбор типа соединения будет зависеть от условий эксплуатации трубопровода. Неразъемные могут осуществляться встык или с помощью электромуфты. Первый вариант стыковки предусматривает использование соединительного элемента с диаметром от 50 мм.

Для работ используется специальный аппарат стыковой сварки. Принцип соединения выражен в нагреве торцов труб и соединении их под давлением. Этот способ может использоваться для сварки фитингов ПНД с трубами одного диаметра. Технология подходит для изделий с толщиной стенки не меньше 5 мм. Диффузионная сварка может осуществляться, если температура внешней среды не ниже +15 °C.

Соединение электромуфтовым способом

Такая технология позволяет обустраивать трубопроводы, которые будут способны выдержать давление до 16 атмосфер. Однако при сравнении сварки подобным методом с вышеописанным методом первый вариант обходится дороже. Это обусловлено тем, что для соединения требуется специальное оборудование для электромуфтовой сварки.

Методика проведения работ

Торцы детали для этого зачищаются, муфта устанавливается на стыке свариваемых деталей. После ее фиксации к ней подводится напряжение. В результате удается добиться расплавления торцов трубы и муфты. После стыковки образуется монолитное соединение.

Очень важно, чтобы сварка ПНД-труб до завершения процесса не предусматривала смещения муфты. Эта технология используется в тех случаях, когда необходимо выполнить несколько соединений.

Расшифровка маркировки

Труба ПНД маркируется в процессе производства. Маркировка располагается на внешней стороне изделия и предусматривает наименование компании, материала, а также цифры, обозначающие наружный диаметр. После этого вы сможете увидеть наружные габариты и номинальное давление. Иногда указывается и максимальное давление. В самом конце маркировки вы сможете увидеть дату изготовления и номер партии.

Труба ПНД имеет еще и цветовой маркер, который предусматривает наличие желтой или синей полосы. Эти отметки указывают на принадлежность изделия к водопроводным или газовым трубопроводам.

В заключение

Фитинги ПНД могут использоваться для соединения труб из того же материала. Однако вы должны обратить внимание на их маркировку, в которой увидите обозначение сорта используемого в процессе производства полиэтилена, это может повлиять на способ монтажа и условия эксплуатации. Важно учесть еще и диаметр, который следует за сортом сырья, он может быть внутренним или внешним.

Выбираются изделия ещё и по назначению. О нём вы сможете узнать по наличию полосы определённого цвета. Синяя указывает на то, что перед вами труба для прокладки водопроводных сетей. А вот желтая полоса говорит о том, что изделие предназначено для монтажа газового трубопровода.

Что такое трубы ПНД

Расшифровку трубы ПНД можно обозначить, как труба, для изготовления которой используют полиэтилен низкого давления. На сегодняшний день трубы данного вида уже основательно вошли в ремонтно-строительную систему практически повсеместно. И эта популярность является вполне обоснованной, срок их эксплуатации может быть свыше пятидесяти лет. Это значительно больше, чем длительность работы аналогичных труб из других материалов.

Область их назначения имеет довольно широкий спектр:

• В монтаже систем транспортировки холодной воды и других жидких составов
• Прокладка газопроводных путей (промышленных и бытовых)
• Для обустройства сетей и разводок поливки, канализационных систем
• Они могут быть защитой для линий электросети и связи, телефонных кабелей и прочих систем коммуникации
• В бытовых целях используются, например, как дуги для парников и закладные под электропроводку.

Преимущества полиэтилена низкого давления для производства труб

Трубы, изготавливаемые из полиэтилена низкого давления, являются достаточно новым материалом и имеют ряд существенных преимуществ в применении:

• Идеально гладкость поверхностей, как внутренних, так и наружных
• Постоянство цвета
• Гигиеничность и экологическая чистота, а, следовательно, и безопасность, как для человека, так и для среды его окружающей в целом
• Стойкость к коррозии, образованию накипи, воздействию влаги, грибковым заболеваниями, бактериям, плесени и другим биологическим заражениям
• Полная устойчивость к агрессивным средам: щелочам, кислотам и растворителям, что является важным фактором для монтажа канализаций и технических систем водоотводов
• Входящие в состав материала стабилизаторы света, создают надежную защиту от разрушительного действия ультрафиолетовых лучей
• Невосприимчивость к деформациям различного вида
• Легкость соединительных работ

Для работы по монтажу труб данного вида используются специальные фасонные детали. Соединения могут осуществляться с помощью муфт, разъемных соединений или сварки. Характерной особенностью труб из данного вида полиэтилена является то, что независимо от способа соединения, получается высок качественная конструкция

Основные обозначения в названиях изделия

Трубы из полиэтилена низкого давления маркируются по верху с расстоянием до одного метра. Маркировка сопровождается названием производителя или его товарным знаком. Они должны располагаться перед обозначением трубы, а после него идет дата изготовления изделия. Возможно нанесение дополнительных сведений (например, вид партии или номер линии). При этом само слово «труба» в обозначении не указывается.

Основные обозначения труб ПНД включают в себя:

1. Марку полиэтилена (например, ПЭ 63 или ПЭ 100)
2. Серию трубы (класс прочности)
3. Соотношение величины диаметра и толщины стенки (числовое значение)
4. Область применения изделия (техническая или питьевая)
5. Стандарт, по которому велось производство (ГОСТ)

Для нанесения маркировки используются полосы различных цветов. Это делается для удобства выбора изделия (например, голубой – для транспортировки воды, желтый – для газопроводов)

Способы производства изделий

Для изготовления труб применяется экструзия. Гранулы полиэтилена помещаются в экструдер, где они плавятся и переходят далее в область экструзионной головы. В ней материал приобретает нужную форму и заданные размеры. Калибровка происходит в специальной вакуумной зоне, в ней же осуществляется и первоначальное охлаждение. Далее при помощи протягивающего устройства происходит протяжка труб и их нарезка на изделия заданной длины.

Конечным этапом является упаковка. В бухты идут трубы, диаметр которых до семидесяти пяти миллиметров, а длина от ста до двухсот метров. Изделия диаметром от девяноста до ста десяти миллиметров упаковываются в бухты по сто метров или поставляются прямым отрезком. Трубы, диаметр которых более ста десяти миллиметров могут быть изготовлены только в виде прямых отрезков.

К известным производителям труб ПНД можно отнести:

• Холдинг «Полимерные Трубопроводные Системы»:
• ООО Твинс
• ООО АПК
• Завод Полимер-Т
• Компания МетпромИнтекс