• Новости
  • Каталог уплотнений
  • Справочник
  • Каталог компаний
  • Мероприятия
  • Объявления
  • Соединительные детали и элементы полиэтиленовых трубопроводов

    04 июня, 2013

    Соединительные детали и элементы полиэтиленовых трубопроводов

    Устройство, классификация и основные рекомендации по выбору соединительных деталей и арматуры, требования к проектированию и строительству, особенности проведения подготовительных и монтажных работ


    Е. А. Карякин, директор по развитию ГК «Газовик», Саратов

    Карякин

    С. В. Иванов, технический директор ООО «ЦТФ-Регион», Саратов

    Иванов

     

    Основные рекомендации по выбору полиэтиленовых труб

    К несомненным достоинствам полиэтиленовых труб по сравнению со стальными относятся 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. Недостатками же являются возможность только подземной укладки (под воздействием ультрафиолетовых лучей полиэтилен разрушается), зависимость толщины стенки трубы от величины давления и температуры транспортируемой среды.

    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:

     

    SDR =  2 MRS       +1. 

    MOP C Ct 

    Следует отметить, что ГОСТ ИСО 12162–2006 «Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация и обозначения. Коэффициент запаса прочности» установил для изделий из 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.

    [thumb=right]http://www.valverus.info/uploads/posts/2013-06/1370341322_photo4.jpg[/thumb]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. Технические условия ТУ 2248-010-73011750-2010 регламентируют изготовление труб из ПЭ 100 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 существуют более жесткие ограничения по предельному отклонению от среднего наружного диаметра. Также требования отличаются по показателю относительного удлинения при разрыве, периодичности проведения испытаний.

    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. 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 SDR21. 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 то же 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 данной 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.

     

    Устройство, классификация и основные рекомендации по выбору соединительных деталей и арматуры полиэтиленовых трубопроводов

    Все соединительные детали из полиэтилена для полиэтиленовых труб можно классифицировать по способу присоединения к трубам на четыре группы:

    • с короткими трубными концами — для присоединения только сваркой встык нагретым инструментом (НИ);

    • с удлиненными трубными концами, пригодными как для сварки НИ, так и для сварки соединительными деталями с закладными нагревателями (ЗН) — муфтами, тройниками и пр.;

    • с ЗН — сварка производится при помощи самой детали;

    • комбинированные — когда в один конец детали (или два — для тройников) вмонтированы закладные нагреватели, а другой конец выполнен в виде спигота, то есть с удлиненным трубным концом, который присоединяется при помощи другой детали с ЗН или сваркой встык. Такая конструкция деталей позволяет, соединяя различные по своему назначению детали, создать необходимую конфигурацию трубопровода.

    По своему назначению соединительные детали можно классифицировать следующим образом:

    • муфты;

    • отводы;

    • переходы;

    • заглушки;

    • тройники неравнопроходные и равнопроходные;

    • седловые отводы;

    • изделия специализированного назначения.

    Необходимо обратить особое внимание на то, что детали соединительные из полиэтилена с закладными нагревателями предназначены для сварки не во всем диапазоне толщины стенки, а только в том, в котором производитель гарантирует качественное выполнение сварного соединения. Эти данные в основном в виде диапазона SDR большинство производителей размещают либо на корпусе детали, либо на наклейке штрих-кода, либо в своих каталогах продукции.

    Доля соединительных деталей с ЗН российского производства пока небольшая. Их сортамент не столь разнообразен, значительно меньше, чем сортамент полиэтиленовых труб, кроме того, он имеет ограничения, как по диаметрам, так и по области применения. В российских ТУ предусмотрено изготовление двух типов соединительных деталей, которые могут присоединяться к трубе: только сваркой встык; сваркой встык или при помощи муфты с ЗН (детали с удлиненными трубными концами).

    Производство деталей с ЗН технологически сложнее, поэтому сегодня в России оно находится в начальной стадии развития. Требования к производству муфт с ЗН из ПЭ 80 или ПЭ 100 устанавливаются отечественными ТУ.

    ГОСТ Р 52779-2007 «Детали соединительные из полиэтилена для газопроводов. Общие технические условия» разработан в 2007 году на основе международных стандартов ИСО 8085-2:2001 и ИСО 8085-3:2001. Он распространяется на соединительные детали из полиэтилена для газопроводов диаметром от 16 мм до 630 мм, транспортирующих горючие газы по ГОСТ 5542, предназначенные в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования, при максимальном рабочем давлении до 1,2 МПа и рабочей температуре газа до 40°С.

    Для газопроводов не допускается применение соединительных деталей, изготовленных из полиэтилена с минимальной длительной прочностью (MRS) менее 8,0 МПа, поэтому детали из ПЭ 63 нельзя использовать для строительства газопроводов. При сварке встык НИ допустима сварка трубы и соединительных деталей одной марки полиэтилена. При необходимости сварки труб ПЭ 80 и ПЭ 100 допускается сварка только муфтами с ЗН из ПЭ 100.

    Соединительные детали, выпускаемые зарубежными производителями, изготавливаются в основном из ПЭ 100, значительно реже из ПЭ 80. Диапазон их диаметров практически полностью соответствует полному сортаменту полиэтиленовых труб. Есть определенные ограничения в разновидностях деталей диаметром 140 мм и 200 мм, так как трубопроводы таких диаметров мало распространены в Европе. Также существуют ограничения по SDR больших значений для деталей с ЗН и по SDR малых значений для деталей с трубными концами.

    Муфты выпускаются только с закладными нагревателями. В свою очередь, по назначению их можно классифицировать следующим образом:

    • обычные. Предназначены для соединения труб или присоединения деталей с удлиненными трубными концами (так называемые спиготы), с обязательным закреплением в позиционере при сварке. Муфты небольших диаметров могут иметь внутри легко удаляемый упор, служащий для более точной установки муфты на трубе;

    • удлиненные. Предназначены для соединения труб или присоединения деталей с удлиненными трубными концами с возможностью не использовать позиционер при сварке;

    • усилительные. Предназначены для ремонта полиэтиленовых труб в местах частичной деформации или точечного повреждения. Некоторые производители из-за конструктивных особенностей называют такие муфты ремонтными или усиливающими накладками.

    Детали седловидной формы выпускаются только с закладными нагревателями, конструктивно в них предусматривается ответная часть — седло, которое служит для фиксации на трубе перед сваркой основания седлового отвода за счет механического соединения, или за счет крепления на винтах, или с помощью специального ремня.

    По конструкции и способу присоединения к трубопроводу соедини тельные детали седловидной формы можно классифицировать следующим образом:

    • без ответной части;

    • с ответной частью

    • детали с гибким основанием и без ответной части top load, применяемые для труб диаметром 250 мм и выше. Фиксация деталей top load на трубе производится с помощью специальных приспособлений.

    По своему назначению соединительные детали седловидной формы можно классифицировать следующим образом:

    • изделия специализированного назначения: усиливающие накладки с ЗН и воздушно-камерная запорная арматура

    • седловые отводы с ЗН без встроенного режущего инструмента, применяемые вместо неравнопроходных тройников;

    • седловые отводы с ЗН со встроенным режущим инструментом (фрезой) ;

    • вентили для врезки под давлением с ЗН, позволяющие присоединяться к распределительным трубопроводам без снижения давления в них и служащие в дальнейшем как отключающие устройства, управляемые с поверхности земли с помощью телескопической штанги

    При выборе седловых отводов следует обратить внимание на диаметр фрезы, так как диаметр прорезаемого отверстия в трубе может быть значительно меньше, чем диаметр патрубка-отвода, что будет влиять на пропускную способность газопровода-ввода. Для врезки без снижения давления кроме седловых Т-образных отводов также можно использовать воздушно-камерную запорную арматуру или патрубок-накладку с присоединенным к нему полнопроходным шаровым краном. Через этот кран специальным инструментом вырезается отверстие в полиэтиленовой трубе, а потом к нему присоединяется газопровод-отвод. Зарубежные производители выпускают отводы с углом поворота 90°; 45°; 30°; 22°; 11°, а также с изменяющимися углами.

    Для соединения полиэтиленовых труб со стальными в системах газораспределения применяют разъемные и неразъемные соединения «полиэтилен – сталь». Неразъемные соединения «полиэтилен – сталь» изготавливают из полиэтиленовых труб (ПЭ 80 или ПЭ 100) SDR 11 по ГОСТ Р 50838 и стальных труб по ГОСТ 8733, ГОСТ 8734, ГОСТ 10704 и ГОСТ 10705. В некоторых конструкциях соединений «полиэтилен – сталь» в полиэтиленовый конец встроен закладной нагреватель, что позволяет сразу приваривать его к полиэтиленовой трубе.

    В качестве отключающих устройств используются полиэтиленовые краны и вентили с фрезой для врезки под давлением, устанавливаемые, как правило, бесколодезно, с выводом узла управления при помощи телескопического удлинителя под люк или ковер. Срок службы полиэтиленовой запорной арматуры такой же, как у полиэтиленовых труб и соединительных деталей, — 50 лет. Она не требует технического обслуживания, за исключением периодического проворачивания крана в положениях «открыто» – «закрыто». Рекомендуется присоединять полиэтиленовые шаровые краны к трубам только при помощи муфт с ЗН. По своим конструктивным особенностям полиэтиленовые, шаровые краны, как и обычные, подразделяются на полнопроходные и неполнопроходные.

     

     

    Саратов, июнь 2013 года



     

    Назад к списку новостей