Подробное сравнение пластиковых и чугунных труб. Часть 51. Испытания трубопроводов для отвода конденсата

Для начала о сборке и установке трубопроводов, допустимых для использования в линиях отвода конденсата. Испытываемые системы чугунных труб были соединены с неопреновыми компрессионными прокладками, разработанными в основном для использования с промышленными и жилыми дренажными, сточными и вентиляционными трубопроводами. До введения неопреновых уплотнительных швов чугунная труба, несмотря на свою коррозионную стойкость, не использовалась в линиях отвода парового конденсата, поскольку традиционно используемые соединения из свинца не остались бы без утечек при возникающих значительных температурных колебаниях. У нескольких протестированных торговых марок пластиковых труб, армированных волокном, затраты на материалы оказались в одном и том же ценовом диапазоне, и все они использовали клеевые методы для изготовления соединений. Основные различия между ними заключались в чистоте внешней поверхности и толщине стенки.

Касательно процедуры сборки и сравнительных затрат американцы также утверждают, что время подготовки пластиковых труб варьировалось в зависимости от типа. На некоторых из них, будто бы, был налёт, который должен был быть удален с помощью установки с пылесборником для безопасности, и тем самым увеличивалось время подготовки к монтажу. Кроме того, все пластиковые трубы требовали строгой чистоты, чтобы получить удовлетворительное соединение. Как минимум, поверхности должны были быть отшлифованными, протерты растворителем и высушены. В холодную погоду перед сборкой пластиковое соединение труб и клей необходимо было нагреть до температуры выше +15 °C. Время совместного отверждения также зависело от температуры. При температуре выше +27 °C клей необходимо было хранить в холодном виде или смешивать в очень небольших количествах, чтобы продлить срок годности. Без этих мер предосторожности в теплую погоду срок годности клея составил бы всего пять минут.

Седёлки использовались, чтобы соединить линии воды, пара и конденсата с пластиковыми трубами. Это было сделано быстро, за исключением труб из грубого (неочищенного) пластика, который требовал более чем вдвое больше времени для соединения, чем два других. Некоторые соединения в чугунной системе были собраны в сухом виде; другие были сделаны с использованием рекомендованной комбинации «смазка/клей». Во время установки проблем не возникало, и соединения были сделаны быстро и без затруднений. Предыдущий опыт использования этой системы доказал, что установка была практичной при любой температуре или при любых погодных условиях, в которых человек мог бы работать. После завершения тестовой сборки стало очевидно, что стоимость чугунных труб с неопреновыми уплотнениями оказалась значительно ниже, чем любой из армированных волокном пластиковых труб. Это было в первую очередь результатом незначительной подготовки соединения, которая была необходима для сборки чугунной системы по сравнению со строгими требованиями к чистоте и температуре сборки для пластиковой трубы.

Одна сборка каждого испытуемого материала была собрана из труб диаметром 50 мм, с соединением, расположенным приблизительно через каждый метр вдоль линии. Каждая установка состояла из стека высотой 3 м и горизонтальной трассы длиной 10 м, с поворотом на 90° примерно посередине. Нижний конец каждой системы оставлен открытым. Шаровой клапан был установлен в верхней части каждой сборки, чтобы обеспечить небольшое повышение давления в системе. (При фактическом обслуживании верхний конец вентиляционной системы гравитационного дренажа будет открыт.) Отдельные впускные отверстия для воды, пара и конденсата выполнялись вблизи верхней части каждой трубы. Первоначально холодная водопроводная вода подавалась для периодического ручного термоциклирования. (Это было частично изменено в ходе теста на теплую воду, и система была оборудована для автоматического термоциклирования.) Пар подавался от регулятора. Для подачи конденсата использовалась ловушка (конденсатоотводчик) импульсного типа с дополнительной водой, впрыскиваемой вверх по потоку, чтобы увеличить поток примерно до 8 литров в минуту на секцию. В каждой линии были установлены две термопары для измерения температуры стенки трубы. Одна была расположена в первых 50 мм сборки или на горизонтальном проходе, а вторая примерно в 3,5 м ниже первой.

Теперь о самих испытаниях. Испытательные сборки были введены в эксплуатацию, и после двух месяцев эксплуатации все испытательные линии были изолированы тонким стекловолокном с покрытием, пропитанным асфальтом, для поддержания удовлетворительной температуры труб во время зимней погоды и для моделирования подземного монтажа. В течение первых пяти месяцев испытания тепло в трубопроводах подавалось системой впрыска конденсатной воды. Температура стенок труб в среднем составляла +65 °C до изоляции и +75 °C после неё. В течение следующих двух месяцев использовался только паровой конденсат. Температура труб за это время упала до +50 °C. Затем линия подачи холодной воды была заменена на сброс теплой воды из другого теста. Это давало температуру воды от +45 °C до +50 °C в каждой сборке в течение двух минут из восьми. В это время также было начато введение непрерывного пара низкого давления в каждую сборку. Максимальные температуры труб были тогда примерно +85 °C. Они снизились примерно до +65 °C (у пластика) и +70 °C (у чугуна) во время цикла промывки водой. Скорость работы составляла примерно один цикл в час.

Через девять месяцев системы были модифицированы для циклического перехода от холодной воды (+15 °C) к атмосферному пару (+100 °C) с альтернативными 10-минутными интервалами. Температуры труб, зарегистрированные термопарами, варьировались от +35 °C до +95 °C в чугунных трубах до +30 °C и +85 °C в пластиковых трубах. Три тысячи холодных и горячих циклов были проведены в этих условиях. Через месяц система снова была модифицирована на холодную воду (+20 °C) и пар (+105 °C) в режиме 10 минут «включён» и 10 минут «выключен». Зарегистрированные температуры варьировались от +35 °C до +90 °C у чугунных и от +30 °C до +80 °C у пластиковых труб. Во время первого цикла давления якобы были обнаружены мелкие трещины в колене одной из пластиковых труб, а после трёхсот циклов у того же материала был замечен дефект адгезии и этот трубопровод был затем выведен из испытаний. На остальных системах испытания продолжились и составили ещё 1500 циклов. В следующей части рассмотрим всё это более подробно.