Разновидности пластиковых труб и их применение. Сферы эксплуатации. Газопроводы. Заключение

Компании DuPont и Phillips представили полиэтиленовые трубы в полном диапазоне размеров для газовых сетей. Великобритания, внедрившая природный газ через несколько лет после Нидерландов, смогла использовать систему трубопроводов MDPE DuPont, Aldyl A, и это установило начальные нормы для очень крупных инвестиций, стимулируя поставки от британских и европейских производителей. Последующая история поставок стала постепенно увязываться с улучшением качества материала, увеличением диапазона доступных диаметров труб и предоставлением соответствующего ассортимента фитингов и средств соединения. При меньших диаметрах полиэтиленовая труба может поставляться и монтироваться в «рулонном» виде, что оказывает существенное влияние на стоимость монтажа. При больших диаметрах, где фактические затраты на трубу на метр могут быть выше, чем у таких альтернатив, как ковкий чугун или сталь, возможность избежать операций по прокладке траншей путем вставки полиэтиленовой трубы через старую сеть делает вариант PE более привлекательным. Дальнейшее развитие трубопроводов большего диаметра, плотно прилегающей футеровки, литьевых машин и технологий впуска привело к дальнейшему использованию технологии полиэтиленовых труб, так как методы монтажа без рытья траншей стали экономически предпочтительным подходом.

Две другие особенности полиэтиленовых труб оказались важны для их выбора в качестве предпочтительного материала для газораспределения. Это были зажимы и сварка плавлением. Зажимы эксплуатируют способность полиэтиленовой трубы выдерживать локальное сжатие между двумя цилиндрами, чтобы можно было зажимать закрытую трубу и остановить поток газа. При каждом постепенном увеличении диаметра трубы было доказано, что можно использовать зажимы, не причиняя достаточного повреждения стенке трубы, что не может повлиять на ее срок службы. Решения British Gas разрешить зажимную технологию для остановки потока по всей его сети были возможны только благодаря спецификации материалов, устойчивых к растрескиванию под высоким напряжением. Газораспределительные компании в некоторых других европейских странах, которые не обладали системами с такими высокими техническими характеристиками, не могли позволить своим инженерам использовать этот очень практичный подход к прекращению потока газа в чрезвычайных или сервисных целях. Привлекательность сварки плавлением для газовой промышленности заключается в том, что она позволяет изготавливать очень надежные и долговечные стыки труб при относительно низких затратах. Кроме того, в отличие от сварки стали, для которой требуются высококвалифицированные операторы и дорогое оборудование, сварка полиэтиленовых труб требует только простого оборудования и процедур, которые менее требовательны к навыкам оператора.

Газовые компании обычно не имеют возможности спроектировать совершенно новую систему в отрыве от предыдущих установок. Более типично подключиться к другой части системы сразу или в будущем расширении. Поэтому проектировщик должен рассмотреть вопросы совместимости трубопроводов. Вполне вероятно, что основные концепции проектирования, такие как диапазон рабочего давления, будут продиктованы некоторой заранее установленной политикой, в то время как общие требования системы для обеспечения необходимых уровней потока газа зависят главным образом от целей маркетинга и планирования. Такие ограничения, интерпретируемые математической сетевой моделью, служат отправной точкой для последовательности проектирования, которая определяет производительность системы трубопроводов. В Великобритании планирование и эксплуатация системы проводились с учётом давно созданной инфраструктуры (200 тысяч километров железных труб низкого давления).

Поступление природного газа в Великобританию из морских континентальных шельфовых источников около 1970 года осуществлялось через национальную газотранспортную систему высокого давления длиной 2 тысячи км, построенную из стальных труб большого диаметра (910 мм и 1070 мм), работающих при давлении 7 МПа. Для оперативных инженерных целей было установлено административное и технологическое различие между транспортировкой газа, определяемой как газ под давлением 0,7 МПа и выше, и распределением газа, определяемым как давление до 0,7 МПа. Технологическое различие было в основном отражено в использовании сварных стальных труб с определенными стандартами контроля труб и сварных швов при 0,7 МПа и выше, в то время как трубы из ковкого чугуна были исходным материалом для промежуточных давлений от 7,5 КПа до 0,7 МПа, оставляя «историческую» сеть чугунных труб в качестве сети низкого давления в городских районах. Проект сети основывался на последовательности этапов снижения давления. Считалось, что между каждой ступенью давления трубопровод работает в фиксированном диапазоне давлений с изменением расхода газа в зависимости от потребностей.

Поэтому новая пластиковая труба должна была быть рассчитана на фиксированный максимум давления независимо от диаметра. Это привело к концепции создания максимального расчетного напряжения, независимого от диаметра трубы, путем указания конкретного SDR. В угоду эксплуатации щедрые коэффициенты безопасности были приняты для использования трубы SDR 17,6 до 0,2 МПа и трубы SDR 11 до 0,4 МПа. Впоследствии, улучшение качества полиэтиленового сырья в отношении как стойкости к медленному росту трещин, так и стойкости к быстрому распространению трещин позволило использовать полиэтиленовые трубы до максимального давления распределения 0,7 МПа. Европейский стандарт для подачи газообразного топлива в будущем позволит использовать полиэтиленовую трубу качества PE100 для давления газа до 1 МПа в размерах SDR 11. Ограничивающие факторы безопасности также позволят уменьшить толщину трубы при более низких давлениях.

Самое раннее применение пластмасс было для монтажа новых и замены сервисных труб. Требуемый диапазон диаметров обычно составлял от 1/2 дюйма до 2 дюймов, последующий метрический диапазон составлял от 16 до 63 мм. Сразу было необходимо продумать средство соединения каждого конца с существующими металлическими системами. В Великобритании это чаще всего происходило через тройник на железной магистрали на одном конце и переходной фитинг к стальной трубе для соединения с потребителем. В течение нескольких лет British Gas установила новые пластиковые трубы и заменила старые чугунные трубы пластиковыми из расчета около 500 тысяч помещений в год. В течение того же периода магистральные трубы заменялись на MDPE везде, где это возможно, поэтому соединения тройника с сетью стали преимущественно сварными соединениями типа PE-PE. В Великобритании цветовой код, принятый для идентификации подземной газовой трубы, желтый. Некоторые европейские страны используют черный с желтыми полосами. Эти два варианта широко используются во всем мире. Более подробно о цветовой кодировке вы можете прочитать в наших циклах статей, посвящённых системам стандартизации.