ПЭ80 или ПЭ100: чем отличаются и что выбрать

Вопрос «ПЭ80 или ПЭ100» задают так, будто это выбор между хорошим и лучшим. Страницы, которые на него отвечают, обычно перечисляют преимущества ПЭ100 и дают таблицу давлений — но не объясняют, откуда эта таблица берётся.

А объяснение занимает один абзац и после него вопрос закрывается целиком: вы сможете посчитать любую строчку любой такой таблицы сами и проверить, не ошибся ли поставщик.

Цифра в марке — это прочность, а не номер поколения

ПЭ80 и ПЭ100 — обозначения по величине MRS, minimum required strength, минимальной длительной прочности. Классификация задана стандартом ISO 12162.

Правило обозначения простое: MRS в мегапаскалях, умноженная на десять.

Марка	MRS
ПЭ63	6,3 МПа
ПЭ80	8,0 МПа
ПЭ100	10,0 МПа

Отсюда сразу видно, что «100» — не круглый маркетинговый номер и не «сотая серия». Это 10,0 МПа.

Откуда берётся сама MRS

Это не результат разрыва образца на прессе. MRS получают экстраполяцией длительных испытаний:

1. Образцы труб держат под внутренним давлением при разных уровнях напряжения и фиксируют время до разрушения.
2. По полученным точкам строят регрессию по методике ISO 9080.
3. Экстраполируют кривую на 50 лет при 20 °C и берут не среднее значение, а нижнюю доверительную границу — то есть заведомо консервативную оценку.
4. Полученное число округляют вниз до ближайшего значения ряда — так получаются 6,3 / 8,0 / 10,0.

Два следствия, которые стоит держать в голове:

• «50 лет» — это условие расчёта, а не обещание. Цифра фигурирует в методике определения прочности при 20 °C, и переносить её на любой режим эксплуатации напрямую нельзя.
• 20 °C — тоже условие. Все табличные давления привязаны к этой температуре.

Как из марки получается давление трубы

Здесь появляется вторая величина — SDR, отношение наружного диаметра к толщине стенки (SDR = D ÷ s). Чем ниже SDR, тем толще стенка.

Допустимое давление считается по формуле, которая лежит в основе ISO 4427 и EN 12201:

PN (бар) = 20 × MRS ÷ (C × (SDR − 1))

где MRS — в МПа, C — общий коэффициент запаса

Коэффициент C — это то место, где в расчёт входит безопасность. И вот важная тонкость, которую стоит знать: задаёт его не ISO 12162, а стандарт на конкретное изделие.

В самом ISO 12162 таблица минимальных C построена по материалу, а не по среде: для полиэтилена всех типов Cmin = 1,25. Колонок «вода» и «газ» в ней нет вообще — вода фигурирует только как база испытаний (внутреннее давление водой при 20 °C на 50 лет).

Разделение по назначению приходит из продуктовых стандартов:

• вода — ISO 4427 и ГОСТ 18599 считают при C = 1,25
• газ — C ≥ 2,0, и это записано в газовом продуктовом стандарте: ГОСТ Р 50838-2009, принятый в Казахстане как СТ РК ГОСТ Р 50838-2011

Проверим формулу на понятном примере

ПЭ100, SDR 11, вода:

20 × 10,0 ÷ (1,25 × (11 − 1)) = 200 ÷ 12,5 = 16 бар

Это и есть та самая PN 16, которая стоит в каталогах. Ничего сверх формулы там нет.

Тот же расчёт для ПЭ80, SDR 11:

20 × 8,0 ÷ (1,25 × 10) = 160 ÷ 12,5 = 12,8 → PN 12,5

Разница между марками при одинаковой геометрии — ровно отношение 10,0 к 8,0, то есть 25 %.

Что даёт формула и что печатают стандарты

Здесь начинается интересное. Формула — одна, а таблицы в стандартах слегка расходятся, и знать об этом полезнее, чем выучить любую отдельную цифру.

Сначала одна тонкость, без которой расчёт не сходится с таблицами. Стандарты не подставляют MRS/C напрямую: они сначала считают расчётное напряжение σs и округляют его вниз до ближайшего значения ряда R20.

• ПЭ100: 10,0 ÷ 1,25 = 8,0 МПа — ровно, округлять нечего.
• ПЭ80: 8,0 ÷ 1,25 = 6,4 → σs = 6,3 МПа.

Поэтому у ПЭ100 арифметика даёт табличные значения точь-в-точь, а у ПЭ80 — чуть выше реальных. Разница невелика, но она объясняет, почему разные источники дают для ПЭ80 слегка разные числа.

Что реально напечатано в двух действующих стандартах

Оба документа действуют в Казахстане: ГОСТ 18599-2001 и казахстанская адаптация ISO 4427 — СТ РК ISO 4427-2-2014, которая является идентичным (IDT) принятием ISO 4427-2:2007. Значения ниже — из таблицы B.1 этой редакции ISO: 20 °C, вода, бар.

SDR	ПЭ80, ISO 4427-2	ПЭ80, ГОСТ 18599	ПЭ100, ISO 4427-2	ПЭ100, ГОСТ 18599
SDR 26	PN 5	PN 5	PN 6	не приводится
SDR 21	PN 6	PN 6,3	PN 8	не приводится
SDR 17,6	нет в стандарте	PN 8	нет в стандарте	не приводится
SDR 17	PN 8	PN 8	PN 10	PN 10
SDR 13,6	PN 10	PN 10	PN 12,5	PN 12,5
SDR 11	PN 12,5	PN 12,5	PN 16	PN 16
SDR 9	не сверялось	PN 16	не сверялось	не приводится

Три обозначения в таблице означают разное, и путать их не надо:

• «не приводится» — типоразмер в стандарте есть, но строки для этой марки в нём нет. Так у ГОСТ 18599-2001 с ПЭ100.
• «нет в стандарте» — самого типоразмера в документе нет. SDR 17,6 отсутствует в водопроводных таблицах ISO 4427-2, где ряд идёт SDR 6, 7,4, 9, 11, 13,6, 17, 21, 26, 33, 41.
• «не сверялось» — SDR 9 в ряду ISO присутствует, но значение PN из таблицы B.1 мы не сверяли и потому не публикуем. Расчёт даёт 16 и 20 бар для ПЭ80 и ПЭ100 соответственно, но расчёт — не то же самое, что напечатанный класс.

Три вещи, которые из этой таблицы видно и которые больше нигде не пишут:

1. ПЭ80 при SDR 21 — это 6 или 6,3 бар, смотря по какому документу. Точный расчёт даёт 6,3. ISO округляет табличный класс вниз до предпочтительного числа 6, ГОСТ публикует расчётное 6,3. Разница около 5 % на реальном изделии — и если в спецификации написано просто «ПЭ80 SDR 21», формально верны обе цифры.

2. ГОСТ 18599-2001 описывает ПЭ100 всего в трёх SDR — 17, 13,6 и 11. Строк для SDR 21, 26 и 17,6 в нём для ПЭ100 просто нет. Ссылка «ПЭ100 SDR 21 по ГОСТ 18599-2001» ссылается на строку, которой не существует.

3. SDR 17,6 — это не ISO-шный ряд. В таблицах ISO 4427-2 для воды его нет вообще: там SDR 6, 7,4, 9, 11, 13,6, 17, 21, 26, 33, 41. SDR 17,6 живёт в ГОСТ 18599 и в газовых стандартах. Причём именно на нём ГОСТ даёт для ПЭ80 значение 8 бар, а формула — около 7,7. Это единственное место, где табличное значение выше расчётного, и мы приводим его как есть, не пытаясь объяснить.

Какой из двух документов действует в Казахстане и на какой из них ссылаются казахстанские нормы проектирования — разобрано в статье ГОСТ или СТ РК.

Практический вывод: не берите PN из арифметики, когда речь о поставке. Берите его из того стандарта, который указан в вашей спецификации, — и следите, чтобы это был один и тот же документ на всей трассе. Формула нужна не чтобы заменить таблицу, а чтобы проверить, что предложенное вам сочетание марки, SDR и PN вообще имеет смысл.

Что ПЭ100 даёт на самом деле

Не «прочнее — значит лучше», а конкретный инженерный выбор из двух вариантов при переходе с ПЭ80 на ПЭ100 при том же наружном диаметре:

Вариант А — оставить SDR, получить давление. Та же труба держит на 25 % больше. Полезно, когда рабочее давление в системе на грани.

Вариант Б — оставить давление, получить сечение. Взять более высокий SDR (тонкую стенку) и получить больший внутренний диаметр при том же наружном размере и том же PN. Больше проход — меньше потери напора на трассе, или возможность обойтись меньшим наружным диаметром.

Вариант Б обычно интереснее экономически: меньше полиэтилена на метр, меньше вес, дешевле логистика — а для длинных трасс ещё и лучше гидравлика. Как пересчитать наружный диаметр во внутренний и проверить скорость потока, разобрано в статье как выбрать диаметр трубы ПНД для водопровода.

Почему для газа те же цифры дают меньше

Это тот момент, который в сравнениях марок почти всегда пропускают, хотя он важнее самого сравнения.

Коэффициент C для газа — 2,0 против 1,25 для воды. Подставим:

ПЭ100, SDR 11, газ:

20 × 10,0 ÷ (2,0 × 10) = 200 ÷ 20 = 10 бар

Та же самая труба. Тот же материал, та же стенка, тот же диаметр. Для воды — 16 бар, для газа — 10 бар.

Что печатает сам газовый стандарт

Проверим не арифметикой, а таблицей. Приложение ДА газового стандарта приводит максимальные рабочие давления (MOP), и по ним можно обратным счётом получить коэффициент — он везде выходит равным 2,0:

Марка	SDR	MOP по стандарту	Обратный расчёт C
ПЭ 80	SDR 11	0,8 МПа (8 бар)	2,0
ПЭ 100	SDR 11	1,0 МПа (10 бар)	2,0
ПЭ 100	SDR 17,6	0,6 МПа (6 бар)	2,0

Сравните первую строку с водопроводной таблицей выше: ПЭ80 SDR 11 — это 12,5 бар для воды и 8 бар для газа. Одна и та же труба.

Обратите внимание и на ряд SDR: газовые стандарты работают с узким набором — SDR 17,6, 17 и 11, — тогда как водопроводный ISO 4427-2 покрывает от SDR 6 до SDR 41. Причём SDR 17,6 в водопроводных таблицах ISO отсутствует вовсе: это газовый (и ГОСТ-овский) типоразмер.

Практический вывод: нельзя брать давление из «водяной» таблицы и применять его к газопроводу. И нельзя подбирать газовую трубу по привычным водопроводным соотношениям SDR и PN — они не совпадают, причём не на проценты, а почти в полтора раза.

Именно поэтому для газа применяется отдельный набор требований — к марке материала, к SDR и к маркировке. Что должно быть написано на газовой трубе и как её отличить от водопроводной, тема отдельная; пока достаточно запомнить, что газовая труба — это не «та же самая, только жёлтая».

Что из этого следует при покупке

Марка — это то, что должно быть написано. ПЭ80 и ПЭ100 внешне не различаются. Определить марку по виду, на ощупь или по цвету невозможно, и любой, кто предлагает это сделать, ошибается. Марка стоит в маркировке на самой трубе и в паспорте на партию — рядом с диаметром, SDR и ссылкой на стандарт.

Проверяйте связку «марка + SDR», а не что-то одно. «Труба ПЭ100» без указания SDR не говорит о допустимом давлении ничего: ПЭ100 бывает и PN 25, и PN 6,3. Ровно так же «SDR 11» без марки — это либо 16 бар, либо 12,5.

Считайте сами. Формула выше занимает десять секунд и проверяет любую цифру в коммерческом предложении. Если заявленное PN не сходится с маркой и SDR — это повод разбираться до оплаты, а не после опрессовки.

И отдельно — про сырьё. MRS относится к материалу, из которого труба изготовлена. Труба, сделанная с добавлением вторичного сырья, маркированная как ПЭ100, характеристикам ПЭ100 соответствовать не обязана — при том, что выглядит она точно так же. Это ещё один аргумент за паспорт на партию и за производителя, а не за перекупщика.

Про «у ПЭ100 шире температурный диапазон» — это неправда

В выдаче по этому запросу устойчиво ходит конкретное утверждение: у ПЭ100 рабочий диапазон примерно от −40 до +60 °C, у ПЭ80 — от −20 до +40 °C. Страницы, которые это приводят, не ссылаются ни на один документ.

Утверждение не подтверждается. Причём опровергается оно не отсутствием источника, а прямо структурой самих стандартов:

• ISO 4427-1, приложение А, таблица А.1 называется «Коэффициенты снижения давления для ПЭ80 и ПЭ100» — это одна общая таблица на обе марки: 20 °C → 1,00; 30 °C → 0,87; 40 °C → 0,74. Никакого разделения по марке в ней нет.
• ГОСТ 18599-2001, таблица А.1 устроена ещё нагляднее: у него столбец подписан «ПЭ80, ПЭ100» — один на две марки, со значениями Ct 1,00 / 0,93 / 0,87 / 0,80 / 0,74. При этом ПЭ32 и ПЭ63 в том же документе получают собственные столбцы с худшими коэффициентами. То есть стандарт прекрасно умеет разделять марки, когда они действительно различаются, — и ПЭ80 с ПЭ100 он не разделяет.
• Верхняя граница области применения (около +40 °C для ISO 4427 и ГОСТ 18599) относится к обеим маркам одинаково.

Иными словами, «−40» и «+60» не встречаются ни в одном из этих документов, а «−20…+40» — реальная пара чисел, но относится она к газовым трубам обеих марок сразу, а не к ПЭ80 в отличие от ПЭ100.

Где различие всё-таки есть — и это не диапазон

Чтобы не создавать обратного впечатления: разница между марками существует, но она в другом.

В требованиях к испытаниям. Стандарт требует от ПЭ100 выдерживать более высокие напряжения на гидростатических испытаниях: 100 часов при 20 °C — 10,0 МПа для ПЭ80 против 12,4 МПа для ПЭ100; 1000 часов при 80 °C — 4,0 против 5,0 МПа. Это и есть материальное содержание «прочнее».

В скорости падения давления с температурой — но здесь источники расходятся. Отраслевые руководства публикуют для ПЭ100 несколько более мягкое снижение, чем для ПЭ80, тогда как ISO 4427-1 применяет к обеим маркам одну таблицу. Мы это расхождение отмечаем, а не разрешаем: если у вас режим с повышенной температурой, это вопрос к данным на конкретную марку сырья и к проекту, а не к номеру класса.

Про то, почему полиэтилен вообще не применяют для горячей воды, написано в отдельном разборе.

Коротко

1. ПЭ80 = MRS 8,0 МПа, ПЭ100 = MRS 10,0 МПа по ISO 12162. Цифра в марке — это прочность × 10.
2. MRS получают экстраполяцией по ISO 9080 на 50 лет при 20 °C, по нижней доверительной границе.
3. PN (бар) = 20 × MRS ÷ (C × (SDR − 1)). C задаёт продуктовый стандарт: 1,25 для воды, не менее 2,0 для газа. В ISO 12162 коэффициент индексирован по материалу (для ПЭ — 1,25), а не по среде. Стандарты при этом округляют расчётное напряжение вниз по ряду R20: у ПЭ80 σs = 6,3 МПа, а не 6,4.
4. При равном SDR ПЭ100 даёт примерно на четверть больше давления — или позволяет взять более тонкую стенку и получить больший внутренний проход при том же PN.
5. ГОСТ 18599-2001 и ISO 4427-2 расходятся на ПЭ80 SDR 21 (6,3 против 6) и по-разному покрывают ряд SDR. Указывайте в спецификации не только марку и SDR, но и документ.
6. Для газа та же труба получает существенно меньшее допустимое давление. «Водяные» таблицы к газопроводу неприменимы.
7. Марка без SDR — не характеристика. Требуйте обе величины и паспорт на партию.

Мы выпускаем трубу ПНД из ПЭ100: водопроводную диаметрами от 25 до 800 мм и газопроводную от 25 до 630 мм. Напишите рабочее давление, диаметр и назначение трассы — подберём SDR, посчитаем метраж и доставку. Производство в Шымкенте, отгружаем по всему Казахстану.