Разновидности пластиковых труб и их применение. Испытания под давлением и футеровка

Успех бестраншейных технологий для вставки труб в старые железные и стальные магистрали вызвал интерес к возможности использования таких подходов для применения антикоррозийных футеровок в новых системах труб. В специальной литературе приводятся такие примеры: например, использование плотно прилегающей оболочки HDPE для защиты от коррозии в 5-километровой подводной стальной трубе. Теоретический анализ свойств пластиковых труб в футерованных системах изучался в Брэдфордском университете имени Бута. Одной из форм сложной структуры, которая обещает хорошие эксплуатационные параметры, является оптимальное сочетание двух форм труб. Плотно прилегающие футеровки, например, с использованием процесса напрессовки BG Technology, могут быть размещены внутри стальных труб, чтобы обеспечить сочетание высокой прочности, обеспечиваемой сталью, и высокой коррозионной стойкости, обеспечиваемой пластиком.

Такие системы оказались очень успешными в испытательных условиях с использованием газа, а методы сборки и укладки труб были впервые применены в подводных системах в Северном море. Основная угроза для неадекватно спроектированных систем труб с футеровкой – это проникновение среды через полимерный вкладыш, что в конечном итоге приводит к разрушению короблением из-за повышения давления в любых кольцевых зазорах. В химической промышленности была разработана технология футерованных труб для работы с высококоррозионными жидкостями при высокой температуре и давлении. Специалисты Бакстон и Хентхорн сообщили о разработке нержавеющей стали с фторполимерной футеровкой и эффектах газового проникновения. Такие системы хорошо показывают себя при транспортировке химически агрессивных сред, от которых сталь может разрушиться, а пластик — нет. При этом возможна подача высокого давления, что, в свою очередь, не проблема для металла.

Эти методы, вероятно, будут объединены еще одной технологией, совместно разработанной BG Technology и Uponor, в которой используется труба PEX. Технология использует молекулярную память, которая у труб PEX весьма высока. Труба при нагревании может быть доведена до состояния, близкого к состоянию кристаллического плавления, допустимого для сшитого полиэтилена, причём без какого-либо риска разрушения системы. На практике труба может быть легко выровнена и затем повернута при помощи нагрева. Этот метод особенно подходит для труб малого диаметра с внутренними выступами, что делает другие методы плотного прилегания не слишком экономичными.

Труба PEX таким образом проскальзывает, и попадание заглушки на перевернутую трубу не вызывает растрескивания под напряжением, поскольку труба PEX достаточно устойчива к растрескиванию и порезам. Для ещё меньших по диаметру труб вставка также является приемлемой в качестве экономически эффективной техники замены. Остающиеся проблемы связаны с наведением новой трубы вокруг крутых изгибов и выполнением соединения с основной трубой, предпочтительно без выемки грунта. Предлагается ряд технологий для футеровки водопроводных труб, выполненных из свинца, для предотвращения повышения уровня содержания свинца в воде выше требований ЕС. Теперь о технологиях соединения на месте.

Полная система труб и фитингов неизбежно включает в себя множество соединительных элементов. Затраты, связанные с изготовлением соединений, являются основным аспектом общих затрат на строительство, и долгосрочная надежность соединений, вероятно, будет определяющим фактором в общем сроке службы трубной системы. Поэтому выбор системы соединения и контроль качества во время сборочных операций «в полевых условиях» следует рассматривать как сопоставимые с выбором материала трубы и контролем качества при производстве трубы. Идеальное соединение труб потребовало бы только простой и недорогой эксплуатации на месте и обеспечивало бы целостность трубопровода в течение срока службы материала трубы. На практике идеальной системы не существует, и все соединения труб предполагают компромисс между качеством, простотой и стоимостью. По этой причине существует значительное преимущество в том, чтобы свести к минимуму количество соединений, где это возможно, с помощью максимально длинных труб там, где это возможно.

Выбор типа соединительной системы зависит от типа материала трубы, диапазона рабочего давления, жидкости, транспортируемой по трубе, и последствий отказа. Учитывая в целом высокое качество материалов и контроль качества при производстве, преждевременный выход из строя трубопроводов сравнительно редок. Наиболее распространённым источником сбоя в работе, кроме случайного повреждения, является повреждение соединения. Соединения труб могут быть слабым звеном любой трубопроводной системы. Проектировщик трубопровода должен выбрать систему соединения в зависимости от того, выполнена ли труба из ПВХ, полиэтилена, полипропилена или из другого пластика, рассчитана ли труба на высокое давление, низкое давление или же она безнапорная, предназначена она для транспортировки воды, газа или опасных химических веществ. Чем выше риск нанесения ущерба окружающей среде, травм или других опасных последствий отказа, тем выше обоснованность применения высоконадёжных, но более дорогостоящих методов соединения.