Как рассчитать коэффициент запаса прочности полиэтиленовой трубы

Обновлено: 07.07.2024

Как рассчитать коэффициент запаса прочности полиэтиленовой трубы

ГОСТ Р 58121.1-2018
(ИСО 4437-1:2014)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива

Plastic pipings for the supply of gaseous fuels. Polyethylene (PE). Part 1. General

Дата введения 2019-01-01*
________________
* См. ярлык "Примечания". -
Примечание изготовителя базы данных.

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИПЛАСТИК" (ООО "Группа ПОЛИПЛАСТИК"), Обществом с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 241

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 241 "Трубы, фитинги и другие изделия из пластмасс, методы испытания"

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 4437-1:2014* "Системы пластмассовых трубопроводов для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (РЕ). Часть 1. Общие положения" (ISO 4437-1:2014 "Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels - Polyethylene (PE) - Part 1: General", MOD) путем изменения его структуры для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4.3).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Исключение стандартов ИСО 1133-1, ИСО 1183-1, ИСО 1133-2, ИСО 6964, ИСО 13478, ИСО 15512 и ЕН 12099 обусловлено тем, что в Российской Федерации на национальном уровне нет аналогичных стандартов, а также в связи с тем, что они носят справочный характер.

Ссылки на международные стандарты, которые не приняты в качестве национальных, заменены на соответствующие положения, размещенные в дополнительных приложениях ДА-ДД.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДЖ.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта приведено в дополнительном приложение ДИ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 2, 2019 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Введение

Настоящий стандарт является частью системы стандартов под общим наименованием "Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ)":

- Часть 1. Общие положения;

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие характеристики композиций из полиэтилена (ПЭ), применяемых для изготовления труб, фитингов, предназначенных для транспортирования газообразного топлива.

Совместно с ГОСТ Р 58121.2, ГОСТ Р 58121.3 настоящий стандарт применим к трубам, фитингам из ПЭ, их соединениям и соединениям с другими элементами из ПЭ и других материалов, предназначенных для применения при следующих условиях:

- максимальное рабочее давление (МОР), определенное исходя из расчетного напряжения, полученного путем деления минимальной длительной прочности композиции (MRS) на коэффициент запаса прочности С и с учетом результатов испытаний по быстрому распространению трещин (БРТ), если полученное значение меньше, чем рассчитанное на основе MRS;

- температура 20°С принимается в качестве базовой при проектировании.

Примечания - Ответственность за правильный выбор условий, с учетом требований нормативных актов, сводов правил и инструкций по монтажу несет потребитель или проектировщик.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.708 Единая система защиты от коррозии и старения. Пластмассы. Методы испытаний на старение при воздействии естественных и искусственных климатических факторов

ГОСТ 7502 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 8032 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел

ГОСТ 11262-2017 (ISO 527-2:2012) Пластмассы. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 11645 Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов

ГОСТ 12423-2013 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов

ГОСТ 14870 Продукты химические. Методы определения воды

ГОСТ 15139 Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы)

ГОСТ 26277 Пластмассы. Общие требования к изготовлению образцов способом механической обработки

ГОСТ 26311 Полиолефины. Метод определения сажи

ГОСТ 26359 Полиэтилен. Метод определения летучих веществ

ГОСТ 32794 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ 33366.1-2015 (ISO 1043-1:2011) Пластмассы. Условные обозначения и сокращения. Часть 1. Основные полимеры и их специальные характеристики

ГОСТ ISO 1167-1 Трубы, соединительные детали и узлы соединений из термопластов для транспортирования жидких и газообразных сред. Определение стойкости к внутреннему давлению. Часть 1. Общий метод

ГОСТ ISO 1167-2 Трубы, соединительные детали и узлы соединений из термопластов для транспортирования жидких и газообразных сред. Определение стойкости к внутреннему давлению. Часть 2. Подготовка образцов труб

ГОСТ ИСО 4065 Трубы из термопластов. Таблица универсальных толщин стенок

ГОСТ ISO 12162 Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация, обозначение и коэффициент запаса прочности

ГОСТ Р 15.301 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство

ГОСТ Р 53652.1-2009 (ИСО 6259-1:1997) Трубы из термопластов. Метод определения свойств при растяжении. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р 53652.3-2009 (ИСО 5259-3:1997) Трубы из термопластов. Метод определения свойств при растяжении. Часть 3. Трубы из полиолефинов

ГОСТ Р 54866-2011 (ИСО 9080:2003) Трубы из термопластичных материалов. Определение длительной гидростатической прочности на образцах труб методом экстраполяции

ГОСТ Р 56756-2015 (ИСО 11357-6:2008) Пластмассы. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК). Часть 6. Определение времени окислительной индукции (изотермическое ВОИ) и температуры окислительной индукции (динамическая ТОИ)

ГОСТ Р 58121.2-2018 (ИСО 4437-2:2014) Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ). Часть 2. Трубы

ГОСТ Р 58121.3-2018 (ИСО 4437-3:2014) Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ). Часть 3. Фитинги

ГОСТ Р ИСО 3126 Трубопроводы из пластмасс. Пластмассовые элементы трубопровода. Определение размеров

ГОСТ Р ИСО 11413 Трубы и фитинги пластмассовые. Подготовка контрольного образца сварного соединения полиэтиленовой трубы и фитинга с закладными нагревателями

ГОСТ Р ИСО 11414-2014 Трубы и фитинги пластмассовые. Подготовка контрольного образца соединения труба/труба или труба/фитинг из полиэтилена (ПЭ), выполненного сваркой встык

ГОСТ Р ИСО 18553 Трубы, соединительные детали и композиции из полиолефинов. Метод оценки степени распределения пигмента или технического углерода

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32794 и ГОСТ 33366.1, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 Определения, относящиеся к геометрическим характеристикам

3.1.1 номинальный размер DN/OD, мм (nominal size): Числовое обозначение размера элемента трубопровода, кроме резьбовых соединений, которое является округленным числом, приблизительно равным наружному диаметру, полученному при изготовлении.

3.1.2 номинальный наружный диаметр , мм (nominal outside diameter): Установленное значение наружного диаметра, относящееся к номинальному размеру DN/OD.

3.1.3 наружный диаметр в любой точке , мм (outside diameter at any point): Значение наружного диаметра, измеренного в любом поперечном сечении трубы, округленное в большую сторону до 0,1 мм.

3.1.4 средний наружный диаметр , мм (mean outside diameter): Частное отделения наружного периметра трубы или трубного конца фитинга, измеренного в любом поперечном сечении, и числа (равное 3,142) и округленное в большую сторону до 0,1 мм.

3.1.5 минимальный средний наружный диаметр , мм (minimum mean outside diameter): Минимальное значение среднего наружного диаметра, установленное для данного номинального размера.

3.1.6 максимальный средний наружный диаметр , мм (maximum mean outside diameter): Максимальное значение среднего наружного диаметра, установленное для данного номинального размера.

3.1.7 овальность, мм (ovality): Разность между максимальным и минимальным наружными диаметрами, измеренными в одном и том же поперечном сечении трубы или трубного конца фитинга.

3.1.8 номинальная толщина стенки , мм (nominal wall thickness): Числовое обозначение толщины стенки элемента, являющееся удобным округленным числом, приблизительно равным полученному при изготовлении размеру.

Как рассчитать коэффициент запаса прочности полиэтиленовой трубы

Наружный диаметр газопровода 63 мм.
SDR9 не проходит, если принимать коэффициент запаса прочности больше 2.0.
Приведу несколько выдержек из норм:
1. МСП4.03-103-2005, п. 4.2
Толщина
стенки полиэтиленовой (в том числе профилированной) трубы характеризуется стандартным
размерным отношением номинального наружного диаметра к номинальной толщине
стенки (SDR), который следует определять в зависимости от давления вгазопроводе, марки полиэтилена и коэффициента запаса прочности по формуле (1)

SDR=2*MRS/MOP*C + 1 (1)

где MRS - показатель минимальной длительной прочностиполиэтилена, использованного для изготовления труб и соединительных деталей,
МПа (для ПЭ 80 и ПЭ 100 этот показатель равен 8,0 и 10 МПа, соответственно);
MOP -рабочее давление газа, соответствующее максимальному значению давления для данной
категории газопровода, МПа;
С - коэффициент запаса прочности, выбираемый взависимости от условий работы газопровода по МСН 4.03-01-2003.

2. МСН4.03-01-2003, п. 5.2.4:
Полиэтиленовые трубы, применяемые для строительства газопроводов должны
иметь коэффициент запасапрочности по действующим нормативным документам на трубы из полиэтилена,не менее 2,5.
При применении труб с
коэффициентом запаса прочности не менее 2,8 разрешается прокладка полиэтиленовых газопроводов давлением
свыше 0,3 до 0,6 МПа на территориях поселений с преимущественно
одно-двухэтажной и коттеджной жилой застройкой. На территории малых сельских
поселений разрешается прокладка полиэтиленовых газопроводов до 0,6 МПа с коэффициентомзапаса прочности не менее 2,5. При этом глубина прокладки должна быть не менее
0,8 м до верха трубы.

3. СНРК 4.03-01-2011, п. 6.2.4
При прокладке
полиэтиленовых газопроводов давлением свыше 0,3 до 0,6 МПа включительно на территориях
поселений и городских округов должны использоваться трубы и соединительные
детали из полиэтилена ПЭ
100 с коэффициентом запаса прочности не менее 3,2. На территории
сельских поселений допускается прокладка полиэтиленовых газопроводов с
применением труб и соединительных деталей из полиэтилена ПЭ 80 с коэффициентом
запаса прочности не менее 3,2 или из полиэтилена ПЭ 100 с коэффициентом запаса
прочности не менее 2,6 при глубине прокладки не менее 0,9 м до верха трубы.
Допускается
прокладка полиэтиленовых газопроводов из ПЭ 100 давлением свыше 0,6 до 1,2 МПа
включительно в поселении при входе в промузел (промзону), а также в
незастроенной части поселения, если это не противоречит схемам размещения
объектов капитального строительства, предусмотренным генеральным планом
поселения.

Таким образом, для газопровода
высокого давления I категории, трубы ПЭ100 и коэффициент запаса прочности 3,2,
значение SDR будет составлять:

Если принять коэффициент запаса
прочности 2,6 и глубину прокладки не менее 0,9 м, то SDR будет составлять:

О коэффициентах запаса прочности и применении ПЭ-80 и ПЭ-100 для полиэтиленовых межпоселковых газопроводов

В европейском ЕН 1555, международном стандарте ИСО 4437, российском стандарте ГОСТ Р 50838, а также украинском стандарте ДСТУ Б-В.2.7-73-98 на газораспределительные полиэтиленовые трубы введено два условия для определения максимального рабочего давления (МОР) газопровода:

- по значению MRS
МОР = 2 · MRS/ (C · (SDR -1)), МПа (1)
- и по критическому давлению (Pc) быстрого распространения трещин
Pc = MOP/2,4 - 0,072
или
МОР = Pc ·2,4+ 0,173, МПа, (2)
причем второе условие распространяется на трубы, предназначенные для трубопроводов, работающих под давлением свыше 0,4 МПа.

Значение Рс , полученное в результате большого количества испытаний труб диаметром 110, 160 и 225 мм с SDR 11, изготовленных из полиэтилена средней плотности типа ПЭ-80, как российского, так и зарубежного производства, составляет 0,18 МПа, максимум 0,2 МПа.
Отсюда, максимальное рабочее давление (МОР), рассчитанное по формуле (2), лежит в пределах от 0,6 до 0,65 МПа.

Поскольку рабочее давление для рассматриваемых труб, изготовленных из ПЭ 80, не может превышать указанных величин, то, в свою очередь, коэффициент запаса прочности (С), рассчитанный по уравнению (1), не может быть меньше 2,5. То есть, снижая коэффициент запаса прочности до 2,0, мы выходим за пределы рабочего давления, ограниченного вторым условием.

Таким образом, при расчете рабочего давления для труб из ПЭ-80 необходимо и достаточно использовать значение коэффициента безопасности равное 2,5. Этим значениям для межпоселковых газопроводов давлением 0,6 МПа удовлетворяют трубы из ПЭ-80 SDR 11.

Участившиеся случаи обозначения некоторыми производителями труб из ПЭ 80 SDR 13,6 для давления 6 бар с неправомерным применением С=2, приводят к дезориентации потребителя и, кроме того, грубо нарушают "Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления".

Упомянутые "Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления", предписывающие для межпоселковых газопроводов давлением до 0,6 МПа применение С ?2,5, исключают также применение труб ПЭ 100 SDR 17. Несмотря на то, что эти газопроводы соответствуют уравнениям (1) и (2), мы полагаем, что это ограничение является оправданным. Трубы с SDR 17 имеют относительно малую толщину стенки, а для бухт из труб диаметрами 32 110 допускается значительная овальность. Это может привести к тому, что дефекты (смещения) при стыковой сварке могут оказаться критическими для работоспособности газопровода. Кроме того, повреждения поверхности при перевозке, складировании и монтаже трубы оказываются значительно большими по отношению к толщине стенки трубы для труб SDR 17 по сравнению с трубами SDR 11 (13,6).

Следовательно, для межпоселковых газопроводов на 0,6 МПа возможно применение трубы ПЭ-100 SDR 13,6, удовлетворяющей всем требованиям нормативных документов, в том числе, С=2,5. По нашему мнению, наиболее оправдано применение таких труб, начиная с диаметра 160 мм и выше, а трубы диаметрами 315-400 мм должны изготавливаться исключительно из ПЭ 100 для соблюдения норматива по быстрому распространению трещин.

Коэффициент запаса прочности (С) равный 2, введенный в последнюю редакцию ГОСТ Р 50838, может быть применен только к газопроводам из ПЭ 100 с рабочим давлением 1,0 и 1,2 МПа, с учетом того, что Рс для труб, изготовленных из ПЭ 100, существенно превышает значения, полученные для труб из ПЭ 80, и рабочее давление не ограничивается вторым условием. Для этих газопроводов толщина стенок (SDR 11 и SDR 9) является достаточно большой, и применение С=2 является оправданным как с научной, так и с практической точки зрения.

Эта позиция дополнительно подтверждена широкой европейской практикой применения газопроводов SDR 11 из ПЭ-100 на давление 1,0 МПа. Однако, нигде в Европе (а также в России и на Украине) не применяется труба SDR 17 на 0,6 МПа.

Кратко резюмируем для межпоселковых газопроводов:
давление 0,3 МПа и менее -[B] ПЭ-80 SDR 17,6;
давление 0,6 МПа, диаметр 25-110 мм - ПЭ-80 SDR 11;
давление 0,6 МПа, диаметр 160-225 мм - ПЭ-80 SDR 11, ПЭ-100 SDR 13,6;
давление 0,6 МПа, диаметр 315-400 мм - ПЭ-100 SDR 13,6;
давление 1,0 МПа - ПЭ-100 SDR 11;
давление 1,2 МПа - ПЭ-100 SDR 9.

Хочется надеяться, что выш[/B]еприведенные нормы, обоснованные с позиций теории и практики применения полиэтиленовых газопроводов, найдут свое точное и недвусмысленное отражение в нормативных документах Российских и Украинских сертификационных и надзорных органов.

Расчет на прочность труб "КОРСИС", "КОРСИС ПЛЮС" и гладких ПЭ труб.

На сайте представлена демо-версия программы "Статический расчёт на прочность безнапорных канализационных трубопроводов…." С помощью представленной версии программы Вы можете самостоятельно произвести рассчет на прочность безнапорных канализационных трубопроводов из труб «КОРСИС» Dn=315 мм SN 4 и SN 8.

Статический расчет ATV 127 основан на стандарте ATV-DVWK-A 127 "Статические расчеты для канализационных каналов и трубопроводов", разработанном рабочей группой экспертной комиссии германского объединения по проблемам водного хозяйства, сточных вод. Третье издание оказалось полезным для статической оценки подземных канализационных каналов и трубопроводов и нашло международное признание.

Вследствие появления новых знаний в области статики труб (испытания, сравнение с методом конечных элементов, европейская стандартизация и т.д.), а также ввиду разработки новых трубопроводных конструкций (например, труб с профилированной стенкой), появилась необходимость доработки различных разделов инструкций, обобщенных в данном, третьем издании нормативной документации стандарта ATV-DVWK-А 127.

Данный расчет учитывает наиболее полный ряд коэффициентов и нагрузок, действующих на трубу в процессе её эксплуатации (распределение нагрузок, распределение давления по периметру трубы, поперечная сила, напряжение и прочие).

Специалисты нашего отдела на основании заполненного опросного листа готовы произвести данный расчет для Вашего трубопровода абсолютно БЕСПЛАТНО.

Вместе с тем напоминаем Вам, что данный стандарт – важный, но не единственный источник сведений, необходимых для принятия квалифицированного решения и носит рекомендательный характер.

Описание работы программы для статического расчёта на прочность безнапорных канализационных трубопроводов из труб «КОРСИС», «КОРСИС ПЛЮС» и гладких ПЭ труб по ГОСТ 18599-2001 согласно методике, представленной в СП 40-102-2000 (Приложение Д).

Основная часть программы находится на листе «Расчёт» состоит из трёх основных разделов:
1. Исходные данные.
Поля для ввода исходных данных отмечены зелёным цветом. Ввод данных производится в соответствующие ячейки в столбце «Значение» в указанных справа единицах измерения.
2. Прочностной расчёт.
Поля расчётной части программы отмечены синим цветом. Результат вычислений отображается в соответствующих ячейках в столбце «Значение» в соответствующих единицах измерения.
3. Результаты расчёта.
Отображаются в трёх нижних ячейках, отмеченных светло-коричневым цветом, и несут информацию о пригодности к применению выбранной трубы для выбранных условий прокладки.
На остальных листах располагаются таблицы с исходными данными, а также дополнительными расчётами отдельных величин, результаты которых
автоматически передаются в основное тело программы, не требуя повторного ввода. Названия листов соответствуют названиям разделов исходных данных или конкретных расчётных величин.

В столбце «Значение» в некоторых ячейках имеются всплывающие примечания, содержащие информацию о том, каким образом производится ввод или расчёт данной величины, или же содержащие рекомендации по дальнейшему ведению расчётов. Такие ячейки отмечены красным треугольником в правом верхнем углу. Для появления всплывающего комментария необходимо навести курсор на данную ячейку.

В ячейках, отмеченных синим цветом на любом из листов программы, содержатся математические и логические формулы, изменение которых неизбежно приведёт к некорректной работе программы. Поэтому настоятельно НЕ рекомендуется вносить изменения в данные формулы, а
также удалять их или вводить вместо них числовые или любые другие значения.

В ячейки, отмеченные зелёным цветом, рекомендуется вносить только те исходные данные, которые содержатся в таблицах на соответствующих
листах. Исключением является лист с характеристиками грунта засыпки, т.к. наиболее объективными в этом случае являются данные полученные по инженерно-геологическим изысканиям и лабораторным или полевым испытаниям грунтов.

Порядок произведения расчётов:

Коэффициент запаса прочности полиэтиленовых труб для газопроводов

Определим толщину стенки полиэтиленовой трубы, характеризующуюся стандартным размерным отношением номинального наружного диаметра к номинальной толщине стенки (SDR), которое следует определять в зависимости от давления в газопроводе, марки полиэтилена и коэффициента запаса прочности по формуле

Из стандартного ряда (SDR26, SDR17,6, SDR11) нам подходит SDR17,6 и SDR11.

Определим фактический коэффициент запаса прочности для выбранных труб по формуле

Трубопроводные системы из полиэтилена применяются для сетей газораспределения, в т. ч. высокого давления I категории. Трубы для транспортирования газообразного топлива, в том числе природных горючих газов по ГОСТ 5542, прошли экспертизу промышленной безопасности в лицензированной Ростехнадзором экспертной организации, имеют сертификат соответствия требованиям промышленной безопасности в системе добровольной сертификации «РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА», сертификат соответствия в системе добровольной сертификации ГАЗСЕРТ и сертификат соответствия EN 1555-2:2010.

Трубы поставляются:

Для труб диаметром до 110 мм

В бухтах
50, 100, 150, 200, 250 м

В отрезках 13 м

Трубы ПЭ 100 Газ ; ГОСТ и ТУ

Трубы ПЭ 100 Газ ; ТУ

Трубы ПЭ 100 Газ ; ГОСТ и ТУ

Трубы ПЭ 100 Газ ; ТУ

по сравнению с трубами из других материалов и полимерными безнапорными, трубы полиэтиленовые напорные всегда нормируются только по наружному диаметру (предельные отклонения от номинального диаметра и номинальной толщины стенки трубы – положительные)

9; 11; 13,6; 17,6; 21; 26

Изготовление труб других SDR – под заказ

под заказ: ПЭ 80

Максимальное рабочее давление с учетом коэффициента запаса прочности до, МПа

ТУ 22.21.21-059-73011750-2018, EN 1555-2:2010

Преимущества

Герметичность в течение всего срока эксплуатации – не менее 50 лет

Не требуется электрохимическая защита трубопровода, в том числе от блуждающих токов

Высокая химическая стойкость, отсутствие коррозии

Устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам, сейсмостойкость

Снижение сроков производства работ в 2-2,5 раза по сравнению со стальными трубами

Низкий вес и гибкость, позволяющая пройти повороты свободным изгибом

Область применения

Обязательно обустройство защитного песчаного основания и защитного слоя песка. При невозможности соблюдения данных условий, а также для бестраншейных технологий строительства и реконструкции сетей рекомендуется применять защищенные многослойные трубы серии МУЛЬТИПАЙП и серии ПРОТЕКТ.

Сварка встык (ГОСТ Р 55276)

Шаг 1 /6

Площадка расчищается от мусора и защищается от осадков (устанавливается палатка).

Концы труб, устанавливаемые в центратор, очищаются от грязи, трубы выставляются по оси и закрепляются в сварочном аппарате.

Устанавливается нагреватель, трубы сводятся и оплавляются, нагреватель удаляется.

Торцы труб сводятся и выдерживаются под давлением до охлаждения.

Сварка деталями с закладными нагревателями

Шаг 1 /8

Подготовка к монтажу. Площадка освобождается от мусора и защищается от осадков (устанавливается палатка). Трубы отрезаются под прямым углом.

Трубы устанавливаются встык. Трубы фиксируются с помощью позиционера или подручных средств. Ставится метка.

С помощью зачистного инструмента с трубы удаляется оксидный слой, соприкасающиеся поверхности трубы и фитинга (соединительной детали) обезжириваются.

Трубы устанавливаются внутрь фитинга (детали) по меткам. Соединение фиксируется с помощью позиционера или подручных средств. Подключается сварочный аппарат.

Параметры сварки вводятся в аппарат с помощью сканера штрих-кодов или вручную. Сварка происходит в автоматическом режиме.

Соединение выдерживается требуемое для охлаждения время.

Назначение, общие сведения

В последние годы широко распространено применение полиэтиленовых трубопроводов в газораспределительных системах низкого, среднего и высокого давления. Большое значение популяризации полиэтиленовых технологий в России придавали Г. К. Кайгородов, В. А. Ельцов и В. Е. Удовенко, с начала 2000–х годов активно способствовавшие введению соответствовавших законодательных норм и документов. Сегодня подавляющее большинство межпоселковых газопроводов строится из полиэтиленовых труб, чему немало способствует как широкая доступность и обширный ассортимент предлагаемых на рынке фитингов, переходов «полиэтилен–сталь», запорных устройств для полиэтиленовых газопроводов, так и повышение надежности предлагаемых технологий сварки.

Основные рекомендации по выбору полиэтиленовых труб

При выборе полиэтиленовых труб для водопроводов и газопроводов следует учитывать их достоинства и недостатки. К несомненным достоинствам по сравнению со стальными трубами можно отнести 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. К недостаткам можно отнести необходимость только подземной укладки (под воздействием ультрафиолетовых лучей полиэтилен разрушается), зависимость толщины стенки трубы от величины давления и температуры транспортируемой среды.

Для того, 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:

Следует отметить, что ГОСТ ИСО 12162–2006 «Материалы термопластичные для напорных труб и соединительных деталей. Классификация и 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.

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. По техническим условиям ТУ 2248–010–73011750–2010 предусматривается изготовление труб из ПЭ100 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 более жесткие ограничения по предельному отклонению от среднего наружного диаметра. Одинаковы, в зависимости от материала труб, технические требования по показателям:

внешнего вида поверхности (за исключением характерного цвета);
предельного процентного отношения изменения длины труб после прогрева;
стойкости при постоянном внутреннем давлении при 80 °С (165 и 1000 часовые испытания).

Отличаются требования по показателю относительного удлинения при разрыве, которое для водяных труб составляет не менее 250%, а для газовых — не менее 350%. Периодичность проведения испытаний для газовых и водяных труб также разная. Испытания на стойкость при постоянном внутреннем давлении при 20 °С, в течение не менее 100 часов для труб, изготовленных из ПЭ 100, одинаковы. Для труб, изготовленных из ПЭ 80, начальное напряжение стенки трубы составляет 10,0 МПа для газопровода и 9,0 МПа для водопровода.

Учитывая характерные особенности транспортируемой среды, полиэтиленовые трубы, предназначенные для газопроводов, проходят дополнительную серию испытаний:

на термостабильность при 200 °С;
на стойкость к медленному распространению трещин при 80 °С (проводится для труб номинальной толщиной стенки более 5 мм);
на стойкость к быстрому распространению трещин при 0 °С (проводится для труб диаметром 90 мм и более, предназначенных для транспортировки газа при максимальном рабочем давлении трубопровода более 0,4 МПа).

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 прокладки газопровода.

В таблице ДА1 ГОСТ Р 50838–2009 на стр. 1226 наглядно видно, что 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 SDR 21. 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 тоже 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 этой 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.

Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения информации об условиях сотрудничества, пожалуйста, обращайтесь к сотрудникам ГК «Газовик».

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным -законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН - ЗАО «Полимергаз» при участии Казанского ОАО «Органический синтез», ОАО «Запсибгазпром», ООО «Вертикаль», ООО «Средневолжская газовая компания» и ООО «Саратовский трубный завод».

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН для применения в качестве нормативного документа в строительстве на заседании Межведомственного координационного совета по техническому совершенствованию газораспределительных систем и других инженерных коммуникаций (МвКС) при участии представителей Экспертного Совета по строительству, архитектуре и стройиндустрии Комитета по промышленности, строительству и наукоемким технологиям Государственной Думы РФ четвертого созыва - Протокол от 13 марта 2007г. № 41

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Приказом ЗАО «Полимергаз» от 12 апреля 2007 г. № 7-0

4 Настоящий стандарт включает в себя особенности проектирования и строительства полиэтиленовых газопроводов давлением до 1,2 МПа и реконструкции изношенных газопроводов

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт «Проектирование и строительство полиэтиленовых газопроводов давлением до 1,2 МПа и реконструкция изношенных газопроводов» разработан ЗАО «Полимергаз» впервые по решению Межведомственного координационного совета по техническому совершенствованию газораспределительных систем и других инженерных коммуникаций (МвКС) - протокол от 21 апреля 2005 г. № 36, в начале, как рекомендательный документ: Свод правил по проектированию и строительству, затем он был переоформлен в Стандарт организации - протокол заседания МвКС от 13 марта 2007г. № 41.

Необходимость разработки стандарта связана с тем, что:

- внесение изменений в действующие нормативные документы в области проектирования и строительства не предусмотрено ст. 46 ФЗ № 184-ФЗ «О техническом регулировании»;

- в настоящее время в России построено и эксплуатируется более 50 тыс. км внутри- и межпоселковых полиэтиленовых газопроводов, подавляющее большинство которых рассчитаны на давление до 0,3 МПа, и меньшая часть - до 0,6 МПа, т.к. требования действующих нормативных документов для полиэтиленовых газопроводов основаны на нормативно-правовых актах РФ, которые в основном гармонизированы с международными нормами только для рабочего давления до 0,6 МПа;

Стандарт разработан в развитие действующих Сводов правил СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтилена и реконструкция изношенных газопроводов» и СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» и устанавливает требования проектирования и строительства новых и реконструкцию изношенных трубопроводов газораспределительных сетей, сооружаемых из труб полиэтиленовых (типа ПЭ 80 и 100) с номинальным наружным диаметром до 400 мм включительно при максимальном рабочем давлении не более 1,2 МПа и температуре газа на входе в трубопровод не выше +40°С.

В разработке стандарта принимали участие: В.Е. Удовенко, канд. техн. наук В.С. Тхай, Ю.В. Коршунов (ЗАО «Полимергаз»), В.Н. Кудряшов, Н.С. Гайнуллин (Казанское ОАО «Органический синтез»), М.А. Красников (ОИ «Омскгазтехнология» ОАО «Запсибгазпром»), Н.А. Шишов - Советник Российской Федерации 2-го класса, Н.Б. Стерлягов (ООО «Вертикаль»), В.В. Лотц (ООО «СВГК»).

Читайте также: