Назначение, общие сведения

В последние годы широко распространено применение полиэтиленовых трубопроводов в газораспределительных системах низкого, среднего и высокого давления. Большое значение популяризации полиэтиленовых технологий в России придавали Г. К. Кайгородов, В. А. Ельцов и В. Е. Удовенко, с начала 2000–х годов активно способствовавшие введению соответствовавших законодательных норм и документов. Сегодня подавляющее большинство межпоселковых газопроводов строится из полиэтиленовых труб, чему немало способствует как широкая доступность и обширный ассортимент предлагаемых на рынке фитингов, переходов «полиэтилен–сталь», запорных устройств для полиэтиленовых газопроводов, так и повышение надежности предлагаемых технологий сварки.

Основные рекомендации по выбору полиэтиленовых труб

При выборе полиэтиленовых труб для водопроводов и газопроводов следует учитывать их достоинства и недостатки. К несомненным достоинствам по сравнению со стальными трубами можно отнести их стойкость к коррозии, значительно меньший вес, возможность применения длинномерных труб диаметром до 180 мм, способность восстанавливать свою первоначальную форму после кратковременной деформации, автоматизирование процессов сварки и контроля качества соединений. К недостаткам можно отнести необходимость только подземной укладки (под воздействием ультрафиолетовых лучей полиэтилен разрушается), зависимость толщины стенки трубы от величины давления и температуры транспортируемой среды.

Для того, чтобы определить оптимальные параметры полиэтиленовой трубы, необходимо знать:

  • максимальное рабочее давление — MOP, измеряемое в МПа (оно может быть меньше, чем величина максимального давления, установленная для определенной категории давления в газопроводах);
  • минимальную длительную прочность — MRS, измеряемую в МПа (для ПЭ 80–8,0 МПа и ПЭ 100–10,0 МПа);
  • коэффициент запаса прочности — C, значение которого регламентируется нормативными документами, учитывающими условия эксплуатации;
  • коэффициент снижения давления — Сt, зависящий от рабочей температуры транспортируемой среды.

Значение стандартного размерного отношения номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки — SDR — определяется по формуле:

формула SDR

Следует отметить, что ГОСТ ИСО 12162–2006 «Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация и полиэтилена минимальное значение С = 1,25. Поэтому во всех расчетах полиэтиленовых водопроводов независимо от величины максимального рабочего давления принято именно это значение коэффициента запаса прочности. Полиэтиленовые трубы для газоснабжения по ГОСТ Р 50838 используются с коэффициентом запаса прочности не менее С = 2,0 в соответствии с требованиями СП 62.13330.2011.

Технические требования при производстве труб из полиэтилена для газопроводов регламентированы ГОСТ Р 50838–2009 (ИСО 4437:2007) «Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия», предусматривающим изготовление труб из ПЭ 80 и ПЭ 100 диаметром от 16 до 630 мм с величиной SDR от 26 до 9. По техническим условиям ТУ 2248–010–73011750–2010 предусматривается изготовление труб из ПЭ100 диаметром от 355 до 1200 мм с величиной SDR от 26 до 9. Нужно отметить, что для некоторых диаметров труб есть определенные ограничения величины SDR.

Наружный диаметр, толщина стенки и предельная овальность после экструзии у водяных и газовых труб одинаковы, но для газовых труб более жесткие ограничения по предельному отклонению от среднего наружного диаметра. Одинаковы, в зависимости от материала труб, технические требования по показателям:

  • внешнего вида поверхности (за исключением характерного цвета);
  • предельного процентного отношения изменения длины труб после прогрева;
  • стойкости при постоянном внутреннем давлении при 80 °С (165 и 1000 часовые испытания).

Отличаются требования по показателю относительного удлинения при разрыве, которое для водяных труб составляет не менее 250%, а для газовых — не менее 350%. Периодичность проведения испытаний для газовых и водяных труб также разная. Испытания на стойкость при постоянном внутреннем давлении при 20 °С, в течение не менее 100 часов для труб, изготовленных из ПЭ 100, одинаковы. Для труб, изготовленных из ПЭ 80, начальное напряжение стенки трубы составляет 10,0 МПа для газопровода и 9,0 МПа для водопровода.

Учитывая характерные особенности транспортируемой среды, полиэтиленовые трубы, предназначенные для газопроводов, проходят дополнительную серию испытаний:

  • на термостабильность при 200 °С;
  • на стойкость к медленному распространению трещин при 80 °С (проводится для труб номинальной толщиной стенки более 5 мм);
  • на стойкость к быстрому распространению трещин при 0 °С (проводится для труб диаметром 90 мм и более, предназначенных для транспортировки газа при максимальном рабочем давлении трубопровода более 0,4 МПа).

Нормативные документы в области газораспределения, меняя величину коэффициента запаса прочности, вводят определенные ограничения на толщину стенки труб из ПЭ 80 и ПЭ 100 при строительстве полиэтиленовых газопроводов в зависимости от условий прокладки газопровода.

В таблице ДА1 ГОСТ Р 50838–2009 на стр. 1226 наглядно видно, что при максимальной величине рабочего давления в газопроводе до 0,3 МПа и С = 3,2 возможно применение труб ПЭ 80 SDR 17,6 и ПЭ 100 SDR 21. Для газопроводов с давлением 0,6 МПа возможно применение труб ПЭ 100 SDR 11 (С = 3,3) и SDR 13,6 (С = 2,6). В тоже время трубы из ПЭ 100 SDR 11 (С = 2,0) можно применять для межпоселковых газопроводов с максимальной величиной рабочего давления до 1,0 МПа.

Следует учитывать, что принятая в проекте величина максимального рабочего давления в газопроводе может быть меньше максимальной величины давления, установленной для этой категории газопровода, но при этом защитные и предохранительные устройства в газорегуляторном пункте должны быть настроены так, чтобы на выходе из него величина проектного максимального рабочего давления не превышала допустимых пределов. В данном случае, для межпоселковых газопроводов из ПЭ 100 SDR 11, выходное давление из газорегуляторного пункта не должно превышать 1,0 МПа.

В некоторых случаях пропускная способность труб с SDR 9 и SDR 11 может оказаться одинаковой (за счет увеличения проходного сечения трубы), несмотря на то, что давление в газопроводе снижено с 1,2 МПа до 1,0 МПа. Преимущество газопроводов с SDR 11 и давлением 1,0 МПа состоит в том, что для них можно использовать все разнообразие зарубежных деталей и технологий врезки без снижения давления в трубопроводе.

Группа компаний «Газовик» Контакты:
Адрес: 410076, Саратов, им. Орджоникидзе Г.К., 119
Телефон: 8-800-2000-230, Электронная почта: order@gazovik.ru