Єдина Країна! Единая Страна!
Полипластик
RU   UA
     
Забыли пароль? -->
Вход         Регистрация
Прайс-листы Акции Продукция Документация Филиалы О нас

Популярные статьи

Полимеры, используемые в Европе при производстве труб для газораспределительных сетей

13 Декабря 2007г.
Полимеры, используемые в Европе при производстве труб для газораспределительных сетей

 

Маннз Уолтерс и Берт Виккеринк
Kiwa Gastec Technologies, Апелдурн, Нидерланды



Введение


Общая длина газораспределительных сетей во всем мире превышает 5 млн. км. Только в США эксплуатируется более 1,5 млн. миль газораспределительных трубопроводов. В этих системах используются трубы, из различных материалов. В период первичной газификации городов устанавливались главным образом чугунные трубы. Некоторые из этих труб все еще находятся в эксплуатации, превышающей 125 лет. Позже начали применять стальные трубопроводы. Начиная с 50-х г.г. прошлого столетия в газораспределительных системах стали применять полимерные трубы, например, из твердого поливинилхлорида (PVC). В шестидесятых годах появились полиэтиленовые (PE) трубы, которые сейчас являются наиболее распространенными. В дальнейшем были разработаны и другие полимерные материалы для газовых труб: сшитый полиэтилен (PEX), ударопрочный поливинилхлорид (PVC-HI), полиамид (PA), а также многослойные и армированные полимеры (RTP).

Использование различных материалов для труб в газораспределительных системах

В таблице 1 представлен краткий обзор применимости различных материалов для труб, используемых в газораспределительных сетях. Под понятием «газораспределительные сети» понимаем сети, с максимальным рабочим давлением газа до 16 бар. Такой верхний предел используется в европейской нормативной документации для систем газоснабжения (например, EN 12007). Согласно европейским нормам газораспределительная система подразделяется на несколько классов давления. Используют низкий класс давления (до 0,1 бар), средний класс давления (до 4 бар), и высокий класс давления (до 10 или 16 бар). Используем это деление, чтобы показать, какие материалы применимы для различных классов давления (см. таблицу 1).

Таблица 1. Применимость различных материалов труб в газораспределительных сетях при различных давлениях
Изображение

Из таблицы видно, что все разнообразие полимерных труб может быть применено и для газораспределительных сетей. Полимерам отдается предпочтение из-за легкости монтажа трубопроводов из этих материалов по сравнению с металлическими трубопроводами, и меньших затратах на обслуживание (нет проблем с коррозией, не нужна катодная защита). Газораспределительные сети главным образом работают при низких (0,1 бар) и средних (4 бар) давлениях. Для этих классов давления безусловно предпочтительны трубы из полимерных материалов, особенно из полиэтилена типов РЕ 80 и PE 100. А с недавнего времени трубы из полиэтилена РЕ 100 заполнили промежуток и до 12 бар. Однако, полиэтиленовые трубы пока мало используются в сетях, работающих в диапазоне давления 10 - 16 бар. Для этого класса разрабатывается множество полимерных материалов, например, полиамид и армированные полимеры. Помимо этих материалов, были разработаны или находятся в стадии разработки пластмассовые трубы специального применения, например, для релайнинга, применяемые при повышенных и низких температурах, используемые для открытой прокладки и т.д.
Для введения на рынок полимерных труб для газораспределительных сетей необходимо иметь полный набор технических требований и характеристик изделия, чтобы гарантировать долгосрочное, безопасное и надежное использование. Безопасность – это ключевая особенность функционирования распределительных газовых сетей, следовательно, и материалы, используемые в этих системах, должны соответствовать всем требованиям безопасности.

Стандартизация пластмассовых трубопроводных систем для газоснабжения

В предыдущие десятилетия было выпущено много технических условий для пластмасс, которые используются в газораспределительных системах. Сначала эти требования разрабатывались национальными комитетами различных стран, часто под руководством национальных газораспределительных компаний. Однако, с шестидесятых годов предыдущего столетия был основан технический комитет (TC) при Международной Организации по Стандартизации (ISO), который занялся разработкой требований для полимерных труб, стыков и арматуры, применяемых для транспортировки жидких веществ, ISO/TC138. Международная Организация по Стандартизации – это глобальная сеть, которая создает Международные Стандарты в соответствии с требованиями бизнеса, государства и общества, развивает их в сотрудничестве с отраслями, использующими их, приводя их в соответствие с процедурами, основанными на национальной практике, и распространяет их для использования во всем мире. В подкомиссии 4 (SC4) технического комитета ISO/TC138 разрабатываются стандарты, технические условия и руководящие материалы для полимерных труб и фитингов для газоснабжения. Много лет SC4 выпускал преимущественно технические условия для полиэтиленовых трубопроводных систем. Однако, в последние годы деятельность ISO/TC138/SC4 направлена на применение разнообразных материалов в полимерных трубах, которые используются в газоснабжении.
В Европе стандарты для полимерных газораспределительных трубопроводных сетей создавались также комитетом TC155 WG19 в пределах CEN (Европейская Организация Стандартизации). Действия стандартизации в пределах CEN и ISO прочно взаимосвязаны. В нашей статье мы рассматриваем только стандартизацию в пределах ISO/TC138/SC4.

Структура и рабочая программа ISO/TC138/SC4

На данный момент 24 страны являются активными участниками (У) ISO/TC138/SC4, тогда как 14 стран являются наблюдателями (Н). Подкомитет обычно собирается один раз в год, и на встрече присутствуют до 50 членов от газовых компаний, изготовителей, и испытательных институтов, основанных в Африке, Америке, Азии, Австралии и Европе. Секретариатом руководит Kiwa Gastec Technologies в Нидерландах в лице Голландского Института Стандартизации (NEN). В пределах SC4 существует несколько рабочих групп, (таблица 2). Эти рабочие группы собираются регулярно (обычно несколько раз в год), чтобы предложить различные варианты решений и рассмотреть полученные результаты.

Таблица 2. Рабочие группы ISO/TC138/SC4
Изображение

В настоящее время в результате работы ISO/TC138/SC4 созданы 34 норматива для полимерных трубопроводных сетей для газоснабжения (таблица 3). Из которых 23 уже изданы. Они классифицируются как, Международный Стандарт (IS), Технические Условия (TS) или Технический Отчет (TR).

Статус нормативных документов для полимерных трубопроводов для поставок газа в пределах ISO/TC138/SC4

1. Полиэтиленовые трубопроводные системы
Как упоминалось выше, в настоящее время полиэтилен – наиболее широко используемый полимерный материал для труб в газораспределительных сетях. Это главным образом обусловлено тем, что основная часть газораспределительных сетей работает при давлении до 4 бар. При этом давлении PE имеет наилучшее соотношение эксплуатационные характеристики/затраты. Полиэтиленовые трубпроводные системы имеют очень низкие гидравлические потери давления газа, кроме того, в них отсутствуют утечки газа [2]. При этом следует отметить наличие достаточного набора требований для таких трубопроводных систем. В настоящее время существует полный перечень требований Международной Организации по Стандартизации для сырья, труб и фитингов, изготовленных из полиэтилена. Для сварки РЕ труб также существуют соответствующие нормативные документы. Большинство требований для PE трубопроводных газораспределительных систем обновлены с учетом последних технологических и конструкторских разработок.

2. Трубопроводные системы из ударопрочного ПВХ.
Во многих странах газораспределительные сети работают преимущественно при давлении, не превышающем 0,1 бар. Например, газовые предприятия коммунального обслуживания Нидерландов более 40 лет назад выбрали для газораспределения системы низкого давления, работающие при 0,1 бар. Для такой газораспределительной сети ударопрочный поливинилхлорид оказался оптимальным выбором [5]. Монтаж труб выполняется с использованием раструбных соединений с резиновым уплотнением. К достоинствам стоит отнести возможность легкого демонтажа любого участка трубы и вскрытия ее. Среди главных недостатков – невозможность использования труб в бухтах. Опыт работы с такой системой показал низкий уровень отказов, а количество утечек сопоставим с утечками в полиэтиленовых трубопроводных сетях. В Нидерландах требования для этих систем используются много лет, а в 2006 г. появились и технические условия Международной Организации по Стандартизации.

3. Другие полимерные трубопроводные системы
Для более сложных условий работы газораспределительных сетей (более высокие давления газа, низкие и повышенные температуры и применение для наружной прокладки) разработаны специальные полимерные трубопроводные системы. Одним из таких материалов является сшитый полиэтилен (PEX), который имеет улучшенную температуростойкость (что особенно важно для низких и повышенных температур) и отличную стойкость к абразивному износу. РЕХ предназначен для использования в ситуациях, где эти свойства важны, например, для наружной прокладки в скалистых грунтах. В 2006 г. Международная Организация по Стандартизации опубликовала полный набор нормативных документов для подобных трубопроводных систем. Некоторые участки газораспределительных систем работают и при более высоких давлениях (свыше 10 бар). Для этих целей были разработаны такие полимерные материалы, как армированные термопласты и полиамид.
Армированные термопластические трубопроводные системы (RTP) были разработаны для высоких давлений (более 100 бар) и высоких температур (до 120 °C), например, в разведке и транспорте нефти. Поэтому эксплуатационные характеристики таких трубопроводных систем значительно превышают потребности распределительных газовых сетей, с соответствующими затратами. Недавно была разработана «облегченная» версия RTP, сделанная на заказ для подачи газа под давлением приблизительно до 20 бар [3]. Также была разработана специальная технология соединения, основанная на электрофузионной сварке полиэтиленовых трубопроводных систем. Такие трубы могут быть намотаны в бухты длиной до нескольких сотен метров. К сожалению, в настоящее время существуют только RTP трубы диаметром 125 мм. В ближайшее время Международная Организация по Стандартизации выпустит технические нормативы для такого класса трубопроводов (требования к трубам и их соединениям).
Полиамидные трубопроводные системы (PA11 и PA12) – еще один из вариантов реализации газораспределительных сетей при высоком давлении [4]. Трубы соединятся путем сварки. В настоящее время рабочая группа Международной Организации по Стандартизации TC138/SC4 разарабатывает технические условия для применения полиамида в системах газораспределения. Они будут охватывать PA11 и PA12. Это будут разработаны два набора требований: один для систем, работающих при давлениях до 4 бар, другой – для работающих при 20 бар.
Наконец, следует отметить развитие многослойных пластмассовых трубопроводных систем. Рабочая группа TC138/SC4 уже разработала требования к многослойным трубам для внутренних сетей. Также эта группа проектирует требования к многослойным трубам в наружных газораспределительных сетях. Использование многослойных систем позволяет обеспечить требуемый набор характеристик для любых условий эксплуатации в газораспределении.

Таблица 3. Краткий обзор статуса спецификаций согласно ISO/TC 138/SC4
Изображение
Изображение



Ссылки

1. Elbert Huijzer and Mannes Wolters. Progress in International Standardization (ISO) of Plastic Gas Pipe Systems. – San Francisco: USA, 2002.
2. Bert Wikkerink and Martijn Jonker. Improvements in the Determination of Methane Emissions from Gas Distribution in The Netherlands. – Amsterdam: Nederland, 2006.
3. Mannes Wolters et al. Reinforced Thermoplastic Pipeline (RTP) Systems for Gas Distribution. – Amsterdam: Nederland: 2006.
4. J.Lohmar. PA12 for High Pressure Gas Installations. – Amsterdam: Nederland, 2006.
5. Tiem Meijering, Rene Hermkens and Mannes Wolters. Ductile PVC, The Durability of a Low-Pressure Gas Distribution System. – Baveno: Italy, 2004.



Источник: журнал "Полимерные трубы - Украина"



Нашли ошибку? Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter.
Нашли ошибку?
Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter
Выделенный текст
Комментарий