Как сшить полиэтилен

Обновлено: 27.03.2024

Ремонт в 2-х комнатной элитной квартире с большой террасой в новом доме забуксовал. Забуксовал на самом простом этапе – штробление стяжки и стен для труб отопления и сантехники.

Но и со штроблением все пошло не так, как задумывал. Пришел я, значит, в выходной в 9:00 с настроем и задачей отштробить все за 1 день, а не тут-то было, сначала прибежали соседи этажом ниже, с просьбой дайте поспать! Уехал и приехал в 11:00, только начал штробить, как прибежали другие соседи – у них тихий час у ребенка! Ладно, приехал в 13:00 и опять 25, прибежали уже другие соседи – их ребенок с репетитором не может сконцентрироваться! Все повторилось и на следующий день и через день, и даже вечером – мы с работы, имейте совесть, дайте отдохнуть! По прошествии недели – ничего не было сделано. В итоге, плюнул и больше дверь не открывал. Долбились в дверь долго, яростно, писали в домовой чат, но мне тоже ремонт делать надо.

Пока штробил, начался сезон у отделочников и бригада по монтажу отопления, с которой договорился ранее, набрала кучу заказов и моя очередь сместилась на пару месяцев. Начал искать новых монтажников и в итоге потерял еще недели две на поиски. Без инструмента, без опыта – кого только нет на рынке.

Схема отопления в квартире. ТП-теплые полы. 2-х трубная система отопления. Коллектор для теплых полов и коллектор для холодной-горячей воды. От котла идет магистраль на первые 4 радиатора трубой 25 мм, потом магистраль переходит на 20 мм.

Схема отопления в квартире. ТП-теплые полы. 2-х трубная система отопления. Коллектор для теплых полов и коллектор для холодной-горячей воды. От котла идет магистраль на первые 4 радиатора трубой 25 мм, потом магистраль переходит на 20 мм.

Нашел в итоге бригаду из 2-х человек, у которых было окно и они взяли меня. Люди внушали доверие, советовали много грамотных вещей, подходили с энтузиазмом, но и ценник у них был соответствующий - за работу брали самый высокий в регионе. За точку – 3500 руб., при средней цене в 2500 руб. Вышло 18 точек и установка котла - 70000 рублей.

Изначально, планировалось все собирать на полипропилене, но… в виду большого количество изгибов и локальных сложностей, большинство монтажников начинали говорить о шитом полиэтилене. И самое главное, все как один твердили, что «шитик» - это надежно! Но дорого! Решено было остановится на шитом полиэтилене.

Большинство монтажников в случае с полипропиленом боялись этого участка. Сзади еще один радиатор. Многие мастера говорили, что соединения и сами трубы будут в постоянном напряжении и ничего хорошего в этом нет

Большинство монтажников в случае с полипропиленом боялись этого участка. Сзади еще один радиатор. Многие мастера говорили, что соединения и сами трубы будут в постоянном напряжении и ничего хорошего в этом нет

Все монтажники зарабатывают еще на закупке материала! В чеке сумма, которая по ценнику в магазине, а им потом магазин возвращает бонусами, баллами или живыми деньгам. Можно сразу воспользоваться скидками без бонусов и балов. Поэтому, я сразу обозначил, что могу закупаться сам и привозить все, что надо в течение 2-х часов, так как в профильных магазинах у меня скидка монтажника. Но вспомнив, что я еще работаю))), решили, что я куплю основное, чтобы начать, а дальше будут закупать ребята со скидкой, но с небольшим интересом для меня и для них.

Полиэтилен - очень распространённый в промышленности и быту полимер, получаемый методом полимеризации Этилена. С обычным полиэтиленом ассоциируется множество предметов обихода. Популярность полиэтилену придали его дешевизна и выдающиеся химические и физические свойства. Он не дорог в производстве, нетоксичен, физиологически инертен, легко обрабатывается, водонепроницаем, имеет высокую химическую стойкость, практически не корродирует, обладает приемлемой механической и отличной диэлектрической прочностью и т.д. Неудивительно, что полиэтилен занимает первое место в мире по объёмам производства среди всех органических веществ! Для дополнительного улучшения физических свойств полиэтилена и расширения сферы его применения учённые придумали технологию, называемую "сшивкой".

"Сшивкой" полиэтилена называют физический процесс, который модифицирует внутреннюю молекулярную структуру материала без изменения химического состава вещества. Делается это для того, чтобы придать материалу новые, полезные физические свойства, позволяющие существенно расширить сферы его применения.

Говоря сухим научным языком, сшивка полиэтилена - это процесс связки звеньев его молекул в широкоячеистую трехмерную сетку, путём образования поперечных связей. Звучит непонятно? На самом деле всё просто, давайте рассмотрим этот процесс подробнее.

Схематическое обозначение молекулы этилена

Из школьного курса химии мы помним, что все вещества состоят из атомов, которые, в свою очередь, группируются в молекулы. От того, насколько прочной будет связь между атомами, напрямую зависят свойства вещества. Будет ли оно твёрдым, жидким или газообразным, будет ли оно активно вступать в химические реакции или будет стабильным (инертным, химичеки неактивным), будет ли оно гореть и т.д. - всё зависит от прочности и структуры химических связей между атомами вещества.

Для того, чтобы понять физико-химические процессы, происходящие при сшивке полиэтилена, необходимо напомнить, что такое полимеры и как они образуются. Рассмотрим простое органическое вещество: Этилен (C2H4). Этилен представляет из себя бесцветный горючий газ со слабым запахом. Его молекула состоит из двух атомов углерода (C) и двух атомов водорода (H). Углерод в молекуле этилена способен образовывать четыре прочные химические связи, а водород только одну (химические связи между атомами принято обозначать штрихами). Молекула Этилена самодостаточна, она не имеет свободных атомов, все химические связи находятся "при деле". У этилена наиболее крепкой является связь между атомами углерода, так как она двойная, а связи углерода с водородом не очень прочны. Двойная связь между атомами углерода тоже имеет особенности: одна из связей менее крепкая чем другая. Запомним эту особенность, она нам чуть позже понадобится.

В случае с этиленом одного нагрева оказывается недостаточно, но существует ряд других способов, позволяющих частично разорвать двойную связь между атомами углерода, вытягивая молекулу этилена в двухзвенную цепочку. Каждое звено этой цепочки называют мономером, от греческого слова "монос" - один и "мерос" - часть. Почему мы говорим о частичном разрыве? Потому что фактически из двух связей разрывается только одна, менее прочная. А дальше начинает происходить интересное: каждая из этих полуразорванных молекул, обладая двумя свободными и готовыми для соединения химическими связями стремится их задействовать. При этом мономеры начинают соединяться друг с другом последовательно, образуя своеобразную бесконечную цепочку, превращаясь по сути в одну макромолекулу, которую и называют полимером (от греческого "Поли" - много и "мерос" - часть). Похожим образом образуются и другие полимеры (полипропилен, поливинилхлорид, политетрофторэтилен и т.д.) цепочки которых могут иметь схожее или более сложное строение.

Фрагменты цепочек обычного несшитого полиэтилена

Наконец мы дошли и до самой сшивки. Сшивка полиэтилена - ни что иное, как способ соединения отдельных цепочек полимера между собой. Если после полимеризации мы получаем как-бы отдельные нити вещества, то с помощью сшивки мы соединяем эти нити в сеть. Понятно, что любая ткань гораздо прочнее отдельных ниток, из которых она состоит, поэтому сшитый полиэтилен становится более прочным и тугоплавким и способен выдержать более высокую температуру, чем его обычный, несшитый аналог.

Для осуществления процесса сшивки необходимо разорвать некоторые второстепенные межатомные связи у каждой цепочки и использовать их затем для соединения цепочек между собой. Сделать это можно разными способами, но все они делятся на два вида: физический и химический. Заметим, что при воздействии на полиэтилен легче всего разрываются менее прочные химические связи, каковыми являются связи между углеродом и водородом. При этом связь углерод-углерод, как более прочная остаётся целой и сама полимерная цепочка при сшивке не повреждается.

Модификация (сшивка) полиэтилена путём его облучения в ускорителе

Для получения сшитого полиэтилена в условиях современного производства выделяют три наиболее распространённых метода сшивки: пероксидный, силановый и радиационный. Первые два - типичные химичекие, а третий - физический метод. Принципиальных различий между разными способами сшивки нет: просто в одном случае для разрыва связей задействуется внутренняя химическая энергия веществ, а в другом - энергия заряженных частиц (электронов). Но в технологическом плане разница существует.

Химическая сшивка более дорогая, но и более полная. При пероксидном способе сшивается до 90% всего количества полиэтилена, тогда как при радиационном облучении - не более 70-75%. Однако для изготовления термоусаживаемых трубок радиационный способ применяется гораздо чаще. Во-первых для производства качественной термоусадки 75%-ная сшивка - вполне достаточный показатель, а во-вторых, помимо экономической выгоды способ сшивки с помощью радиационного облучения обладает двумя важными для промышенного производства достоинствами - высокой производительностью и технологичностью!

При облучении полиэтилена некоторые связи водород-углерод разрушаются

Посмотрите на рисунки. При облучении полиэтилена потоком высокоэнергетических заряженных частиц (рентгеновское или гамма излучение), генерируемых специальным акселератором (ускорителем), некоторые атомы водорода отщепляются от полимерных цепочек. Нескомпенсированные свободные связи атомов углерода тут же стремятся вновь вступить в реакцию, но уже не с водородом, а друг с другом, "сшиваясь", образуя между собой дополнительную прочную связь. "Лишние" атомы водорода так же взаимодействуют между собой, выделяясь в видемолекулярного водорода (H2).

В результате появляется прочная трёхмерная сеть из полимерных цепочек этилена. Вещество как бы переходит из аморфного состояния в кристаллическое, ведь упорядоченную сетчатую структуру сшитого полиэтилена вполне можно сравнить с кристаллической решеткой многих твёрдых веществ. Вот почему этот процесс называется поперечной сшивкой полиэтилена, хотя иногда встречается и другие термины: модифицированный полиэтилен, радиационно-модифицированный полиэтилен, радиационно-сшитый полиэтилен и т.д.

Выделение водорода при облучении полиэтилена

После сшивки, кроме увеличения температуры полавления, материал приобретает ещё одно ценное свойство - "память" формы, так как из аморфного куска пластассы он превращается в вещество с чёткой структурой внутри. Растягивая подогретый модифицированный полиэтилен мы нарушаем внутреннее равновесие в его вновь образованных химических связях, вызывая упругие напряжения в его структуре. После охлаждения полиэтилен застывает, сохраняя свою новую форму. Но лишь только его снова нагреют, полиэтилен стремится вернуться в первоначальное, равновесное состояние, в котором межмолекулярные связи чувствуют себя наиболее комфортно. Здесь будет уместна аналогия с детскими качелями. Представьте, что Вы сильно отклонили качели сторону и мгновенно заморозили их в куске льда. Лишь только лёд растает, качели вернутся в своё естественное положение.

Фрагмент молекулы сшитого (модифицированного) полиэтиленаpoly07

В большей или меньшей степени метод сшивки применим и ко многим другим полимерам. Те же термоусаживаемые трубки производят не только из полиэтилена, но и из поливинилхлорида, полиэтилентерефталата, поливинилиденфторида, политетрафторэтилена, силикона и т.д. Правда некоторые полимеры требуют иного подхода к процессу сшивки. Не всегда можно обойтись только радиационным облучением, иногда применяют и химическую сшивку.

Сшитый полиэтилен используют не только для производства термоусаживаемых трубок и термоусаживаемых перчаток. Без сшитого полиэтилена или полипропилена сейчас невозможно представить полимерные водонапорные водопроводные трубы, которые пришли на смену ржавеющим железным. С холодной водой всё понятно, но вот горячую воду труба из обычного полиэтилена долго выдержать не может - расплавится! А сшитому эта задача вполне по плечу! Кстати, термоусаживаемая плёнка для вакуумной упаковки пищевых продуктов - это тоже результат сшивки полимеров!

Регистрируйтесь, делитесь ссылками в соцсетях, получайте на WMZ кошелек или карту 20 % с каждого денежного зачисления пользователей, пришедших на проект по Вашей ссылке. Подробнее
После регистрации Вы также сможете получать до 150 руб за каждую тысячу уникальных поисковых переходов на Ваш вопрос или ответ Подробнее

Берем липкую ленту на матерчатой основе серебристого цвета. Она клеится как сволочь - хрен оторвёшь. Склеиваем, а для полной гарантии прошиваем на машинке. Я таким образом ремонтировал рыбацкие сапоги - уже три года и никаких поползновений. Для герметичности шва проклеить его изнутри полоской из той же ленты. Гарантия 100%!
Проверено лично!
Вот эта лента.

Паяльником. По линеечке. ТОлько нужно температуру подобрать соответственную толщине. Сразу спаиваешь и отрезаешь.

Если только на машинке шить - можно подложить с двух сторон места шва лейкопластырь на тканевой основе. Ширину ленты подобрать, чтобы машинка протягивала нормально. Если сваривать - есть куча недорогих машинок для сварки полиэтилена, даже на батарейках.

самое прочное соединение полиэтилена достигается с помощью скотча. Я уже 6 лет им прикрепляю пленку на металлический каркас теплицы. А там и дождь и снег и ветер и. никуя с ним(полиэтиленом) не делается. Только солнце - сильнейший враг его. на солнце под воздействоем УФ излучения все пластики становятся хрупкими.
Если необходима особая прочность, стыки скрепляй тем же скотчем но с обеих сторон.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен (PEX или СПЭ) на данный момент является одним из самых применимых материалов при изготовлении изоляции силового и связного кабеля. Его уникальные свойства прочности, водонепроницаемости, устойчивости к термо-физическим и механическим нагрузкам позволяют создавать изоляционные материалы, по надежности и долговечности намного превосходящие традиционные.

Свойства изоляции СПЭ

В качестве кабельной изоляции многие годы выступала промасленная бумага, которая не отличалась ни прочностью, ни стабильностью свойств. Она требовала обязательной твердой оболочки из металла, так как была неустойчива к механическим нарушениям, боялась воды и вертикальной прокладки, при которой масло стекало в нижнюю точку провода. Сейчас современные материалы из полимеров, в особенности из так называемого «сшитого» полиэтилена, все чаще заменяют бумажный способ изоляции.

Технические параметры

Сшитый полиэтилен – это полимер углеводорода этилена, модифицированный на молекулярном уровне до выстраивания абсолютно новой структуры. Полученная в процессе «сшивки» система межмолекулярных связей СПЭ выглядит, как трехмерная ячеистая сетка, похожая на кристаллическую решетку твердых веществ. Такое изменение дает особую прочность на разрыв и повышение всех остальных характеристик полиэтилена.

В сравнении как с маслонаполненной, так и ПВХ-изоляцией сшитый полиэтилен дает гораздо более высокие прочностные и диэлектрические характеристики, что видно из таблицы:

  • Для медного провода
  • Для алюминиевого провода

ИНТЕРЕСНО! Нижний температурный предел использования сшитого полиэтилена без изменения его диэлектрических и прочностных характеристик равен -50 0 C, что выгодно отличает его от других полимеров (ПВХ, полипропилен), температурный диапазон эксплуатации которых начинается лишь с -15 0 C.

Преимущества использования

Использование СПЭ для изоляции силовых кабелей дало возможность как расширения эксплуатационных свойств электропроводки, так и более удобного ее монтажа:

  • Высокие диэлектрические показатели полиэтилена при минимальных диэлектрических потерях разрешили проблему изоляции высоковольтных линий,
  • Увеличение максимально допустимой температуры позволило увеличить пропускную способность провода на 20-30% по сравнению с бумажно-масляными аналогами,
  • Стойкость к быстрому повышению температуры с рабочей до максимальной величины обезопасила ситуации коротких замыканий,
  • Влагонепроницаемость PEX-изоляции исключила необходимость гидрозащиты,
  • Устойчивость к механическим повреждениям отменила обязательную металлическую оболочку для провода небольшого сечения, тем самым облегчив его вес и уменьшив нагрузку на опорные конструкции при монтажных работах,
  • Эластичность сшитого полиэтилена сделала кабель очень гибким, что позволило свободно менять направление прокладки и делать ее разноуровневой,
  • Стойкость к отрицательным температурам до -50 0 C без изменения пластичности сделала возможным монтаж электросетей в зимних условиях без предварительного подогрева кабеля.

Недостатки

Упаковка кабеля в изоляцию из сшитого полиэтилена

Изоляция из сшитого полиэтилена, при всех положительных качествах, имеет следующие недостатки, ограничивающие ее использование:

  1. Полиэтилен, даже «сшитых» образцов, плохо переносит длительное воздействие ультрафиолетового излучения, поэтому его использование на открытых для солнечного света местах нежелательно,
  2. На PEX-материалы оказывает разрушающее воздействие проникающий в их структуру свободный кислород воздуха, в связи с чем изделия нуждаются в специальном защитном покрытии.

ВАЖНО! Из-за уменьшения срока службы СПЭ при использовании в открытых местах одновременно с идеальными изоляционными свойствами в защищенных зонах его используют для изготовления изоляции, которая непосредственно соприкасается с проводящей ток металлической жилой. Внешние же оболочки кабеля делаются из других материалов.

Виды изоляционных материалов СПЭ

Сшитый полиэтилен может производиться по разным технологиям при изменениях температуры, давления проходящей реакции, а также сопутствующих веществ. При этом получают материалы, которые несколько отличаются по своим свойствам. В электроизоляционной промышленности используются:

ВНИМАНИЕ! На данный момент изоляция PEXb разрешена только для кабелей, рассчитанных на напряжение не более 1 кВ. При большем напряжении она имеет меньшую электростойкость, часто дает пробои и быстро приходит в негодность. Для изоляции провода в 10-35 кВ и более используется только материал PEXa!

Применение

Изоляция из сшитых образцов полиэтилена используется в производстве одножильного и трехжильного кабеля, применяемых как в однолинейной, так и в групповой прокладке на открытых местах, в кабельных конструкциях, под землей. Толщина изоляции варьируется от 3,4 до 35 мм при сечении кабеля от 35-ти до 3000 мм 2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.

В зависимости от качества дополнительных оболочек медный и алюминиевожильный кабель в СПЭ-изоляции может использоваться:

Вставка труб из сшитого полиэтилена во втулку

Коммуникации из сшитого полиэтилена набирают популярность с каждым днем, ведь этот сравнительно дешевый материал имеет массу полезных свойств: трубы PEX прочные и в то же время гибкие, не боятся высоких температур, химически активных веществ и гниения, имеют очень долгий срок службы. При этом немаловажную роль в надежности трубопровода играет правильное соединение его элементов. Монтаж сшитого полиэтилена хотя и не сложен, но имеет свои особенности и нюансы, знание которых поможет вам выполнить его без проблем своими руками.

Особенности соединения элементов PEX

Материал PEX – это тот же термопластичный полимер, поэтому для соединения элементов из него вполне годятся способы монтажа полиэтиленовых элементов других видов. Разница заключается в том, что его эластичность позволит сделать фитинговые соединения более герметичными, а сварочные операции потребуют значительно более высоких температур.

Способы соединений

Существуют следующие три варианта решения задачи, как соединить сшитый полиэтилен:

  • Компрессионными (обжимными) фитингами, при котором сам набор инструментов и монтажные работы будут наиболее простыми. Этот способ может использоваться для устройства как «холодных», так и «горячих» систем, имеет возможность легкого демонтажа в любой необходимый момент.
  • Напрессовочными фитингами (пресс-фитингами) получают неразъемное, но очень надежное соединение отрезков труб. В этом случае используется способность сшитого полиэтилена к восстановлению формы после деформации: распрямляющиеся после прессования на фитинге полимерные молекулы полностью заполняют специальные углубления и зазоры, создавая надежное герметичное соединение.
  • Электросварными фитингами для сшитого полиэтилена пользуются очень редко, так как этот способ требует специального сварочного оборудования и навыков работы. Сварочный способ дает очень прочные и надежные соединения труб для использования в различных системах.

ВНИМАНИЕ! При выборе способа соединения труб необходимо учитывать давление, которое предполагается в будущей системе, так как компрессионные фитинги выдерживают не более 2,5 атм, напрессовочные – до 5-6 атм, а сварные почти аналогичны монолиту.

Инструменты

Инструменты для монтажа сшитого полиэтилена

Для монтажных работ с трубами PEX потребуются следующие инструменты и материалы:

  • Гаечные ключи,
  • Нож-секатор,
  • Пресс ручной либо гидравлический (для работы с пресс-фитингами),
  • Расширители необходимых диаметров,
  • Сами фитинги в полной комплектации.

Подготовка

В работе с трубами из сшитого полиэтилена следует помнить, что:

  • Желательно выполнять соединительные работы только на выходах тройников коллекторов. Это обеспечит большую надежность системы, тем более что при необходимости создания поворотов трубы PEX очень хорошо гнутся.
  • При покупке фитингов нужно отдавать предпочтение тем, которые предназначены именно для сшитого полиэтилена,
  • Водопроводы обязательно должны иметь защиту: для холодного водоснабжения от конденсата, а для горячей воды – от нежелательных потерь тепла,
  • Неплохо еще до монтажа трубопроводов предусмотреть теплоизоляционные прокладки и подложки.

ВАЖНО! Перед монтажом труба PEX фиксируется специальными скобами, так как из-за высокой эластичности плохо сохраняет приданную ей форму.

Инструкция к монтажу

Монтаж трубопровода в каждом из методов соединения включает следующие этапы:

Компрессионный способ

  1. Сначала на открытый срез трубы надевается обжимная гайка, резьба которой должна быть обращена в сторону соединителя.
  2. Далее натягивается и фиксируется разрезное кольцо с таким расчетом, чтобы срез трубы оказался от него на расстоянии 1 мм.
  3. Затем конец трубы вместе с обжимной гайкой и кольцом натягивается на штуцер фитинга очень плотно, до упора.
  4. При помощи двух гаечных ключей плотно затягивается (но не перетягивается во избежание повреждения трубы и резьбы фитинга) обжимная гайка.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Перед натягиванием трубы на фитинг он ни в коем случае не разбирается, а также не проводится никаких дополнительных действий (снятие фаски и т.п.)

Напрессовочный способ

  1. Сначала на трубу надевают зажимную пресс-гильзу.
  2. Затем конец трубы растягивается специальным инструментом (расширителем) до придания ему несколько большего диаметра и возможности свободного надевания на штуцер фитинга: расширитель вводится в трубу, его ручки натягиваются до упора и придерживаются так несколько секунд.
  3. Теперь можно легко натянуть срез трубы на штуцер фитинга плотно до упора.
  4. Полученную конструкцию следует ненадолго зафиксировать в полученном положении. Благодаря свойству памяти формы через несколько минут отрезок трубы, натянутый на фитинг, «сядет» на него максимально плотно.

Инструкция в картинках по монтажу сшитого полиэтилена

Электросварочный способ

  1. На срез трубы надевается электросварная муфта.
  2. К клеммам сварного фитинга подключается специальный сварочный прибор.
  3. С прибора подается напряжение на внутреннюю спираль фитинга, которая разогревает до плавления все его составные элементы и срез трубы (до температуры не менее 170-ти 0 C).
  4. После отключения сварочного прибора и остывания полиэтилена получается прочное соединение, выдерживающее давление 10-12 атм и более.

ВНИМАНИЕ! Если у вас нет опыта в работе с полиэтиленом, то даже при большом желании выполнить все самостоятельно будет надежнее предоставить это дело специалистам.

Читайте также: