WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Особенности применения пластмассовых Трубопроводов

В. Н. Исаев, проф. МГСУ

М. Г. Мхитарян, доцент МГУП

Опубликовано в журнале Сантехника №1/2006

http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3181

Наша страна занимает второе место в мире по протяженности трубопроводов (2 млн км.), а по их изношенности – первое. В предкризисном состоянии находятся все трубопроводы системы жилищнокоммунального комплекса, для которых характерны высокая степень изношенности и непрерывный ее рост.

За пятилетие протяженность уличных сетей водоснабжения, подлежащих замене, увеличилась с 62,2 тыс. км до 91,1 тыс. км, т. е. на 46,6 %, число аварий водопроводов – на 45 тыс. или 27,3 %, утечки и неучтенные расходы воды возросли на 4,6 %.

Из 185 тыс. км тепловых сетей, функционирующих в России 6,6 тыс. км или более 14 % подлежат замене. В ряде городов России на 100 км теплотрасс приходится до 400 аварий. Изза низкого качества сетей теплоснабжения ежегодно теряется около 35 млн т у. т. Прямой ущерб при стоимости 1 т у. т. $70 составляет почти 70 млрд. руб.

Ущерб России изза изношенных трубопроводов, который непосредственно отражается на благосостоянии людей, оценивается сотнями миллиардов рублей.

Замена стальных трубопроводов пластмассовыми позволит решить ряд проблем ЖКХ при условии учета особенностей, связанных со свойствами полимерных материалов и трубопроводов.

В коммунальных системах могут использоваться следующие полимерные материалы.

1. Полиэтилен ПЭ PE80 (PE100):

– минимальной длительной прочностью: 6,3 Мпа ПЭ63 (PE63 ); 8,0 МПа ПЭ80 (PE80 ); 10,0 МПа ПЭ100 ( PE100 );

– сшитый полиэтилен ПЭС (PEX): с помощью пероксидов СПЭ а (PEX a); методом silane процесса СПЭ в (PEX b); радиационным способом СПЭ с (PEX c); с помощью соединений азота СПЭ д (PEX d).

2. Полипропилен ПП (PP):

– тип 1 (гомополимер) ППГ (PPH);

– тип 2 (блоксополимер) ППБ (PPB);

– тип 3 (рандомсополимер) ППР (PPR).

3. Полибутилен ПБ (PB).

4. Поливинилхлорид ПВХ (PVC):

– хлорированный ХПВХ (PVCV);

– поливинилдефторид ПВДФ (PEHD).

5. Политрифторхлорэтилен (Фторопласт4) Фт4 (PTFE).

6. Полиэфир ПЭ.

7. Полиакрил ПА (PA).

8. Композитные материалы:

– металлополимерные МП: сшитый полиэтиленалюминий – сшитый полиэтилен ПАлП (РЕХАLPEX); полипропиленалюминийполипропилен ППАлПП (PPALPP); полипропиленалюминийполиэтилен ПАлПП (PEX AL– PP);

– стеклопластиковые СП: на эпоксидной основе СТЭ (GRE); на полиэфирной основе СТП ( GRP);

– армированные пластмассы;

– полимербетон.

Полимерные материалы применяются во внутренних санитарнотехнических системах с 1940х годов наряду с традиционными материалами (металл, керамика и т. д.). В настоящее время в странах Европы они используются в 20 % систем холодного и горячего водоснабжения, 13 % систем отопления и 92 % систем напольного отопления. В основном используется сшитый полиэтилен – 53 %, полипропилен – 27 %, полибутилен – 7 %, ХПВХ – 6 %, металлополимерные трубы – 7 %. Следует отметить постоянную тенденцию к увеличению масштабов применения пластмасс.

Проектирование на 70 % определяет качество системы, поэтому при использовании новых технологий и материалов особое внимание должно быть уделено всем стадиям проектирования систем из пластмассовых трубопроводов.

Стадия «проект» На стадии проекта (обоснования основных технических решений) необходимо дать подробное описание преимуществ пластмассовых трубопроводов, чтобы преодолеть сложившиеся стереотипы у заказчиков и экспертных организаций и показать пользу, которую получает заказчик, монтажник и эксплуатационник при использовании таких труб.

Основными преимуществами пластмассовых труб по сравнению со стальными являются:

– высокая коррозионная устойчивость, обеспечивающая значительную долговечность трубопроводных систем и сокращение затрат на капитальные ремонты систем;

– низкая шероховатость поверхности и незначительное гидравлическое сопротивление, снижающие затраты энергии на перекачку жидкости, что позволяет отнести эти трубы к энергосберегающим мероприятиям;

– устойчивость к зарастанию, уменьшающую эксплуатационные затраты на прочистку и промывку сетей;



– высокое электрическое сопротивление, позволяющее прокладывать трубопроводы в зоне действия сильных электрополей без устройства катодной защиты и усиленной изоляции труб;

– низкая теплопроводность, снижающая теплопотери и толщину слоя теплоизоляции, уменьшающая вероятность образования конденсата;

– низкая звукопроводность, позволяющая без нарушения акустических санитарных норм увеличить скорость движения воды в напорных трубопроводах до 6–9 м/с (для стальных труб – 3 м/с), что увеличивает пропускную способность труб, уменьшает диаметры трубопроводов и материалоемкость систем;

– податливость (эластичность) труб позволяет смягчать гидравлические удары, возникающие при закрытии водоразборной арматуры, и замораживать воду в трубах без разрушения стенки трубы, что повышает надежность коммунальных систем, особенно в аварийных и чрезвычайных ситуациях;

– устойчивость к истиранию увеличивает срок службы труб, транспортирующих механические примеси;

– гибкость труб позволяет поставлять длиномерные отрезки труб (более 100 м ) в бухтах, на катушках и барабанах, что снижает количество стыковых соединений и повышает производительность монтажа, а также надежность систем (80 % аварий на пластмассовых трубопроводах происходит в стыковых соединениях);

– небольшая масса (легче металлических в 3–8 раз), что снижает транспортные и складские расходы;

– простота монтажа, незначительные трудозатраты на заготовительные работы;

– использование при монтаже в основном простых ручных инструментов, не требующих подвода энергии (электричества, сжатого воздуха и т. д.);

– пожаробезопасность при монтаже (температура сварочных процессов 200–240 °С) позволяет вести работы без остановки производственных процессов и в зданиях из сгораемых конструкций;

– незначительные затраты на подготовку специалистов;

– низкая стоимость монтажных работ;

– сокращение сроков монтажа.

Преимущества пластмасс и широкий ассортимент полимерных материалов с разнообразными свойствами позволяют использовать их в коммунальных системах.

В системах отопления зданий в основном используют трубы из термостойких пластмасс для прокладки трубопроводов (теплопроводов).

В системах холодного и горячего водоснабжения зданий полимерные материалы применяют для изготовления водоразборной (туалетные краны, поплавковые клапаны, смесители и т. д.) и трубопроводной (вентили, краны, поворотные затворы и т. д.) арматуры, внутренней и внутриквартальной сети, водонапорных баков, счетчиков воды.

В системах водоотведения (канализации) зданий полимеры применяют для изготовления санитарных приборов (ванн, умывальников, моек смывных бачков и т. д.), санитарнотехнических блоков, кабин, гидрозатворов (сифонов), прокладки внутренних и наружных канализационных, водосточных сетей.

Предварительно материал трубопроводов можно подобрать на основании рабочих давлений и температур в системах (табл.1).

Таблица Нормативные требования к коммунальным системам СНиП Транспорти руемые среды Темпера тура, °С Максимальное рабочее давление, МПа Нормативный срок службы, лет Материал труб 2.04.01–84*. Внутренний водопровод и канализация зданий [1] Холодная вода 0, ПЭ, ПП, ПВХ.

Горячая вода 0, СПЭ, ППР, ПБ, МП Бытовые стоки 60 (90)   ПЭ, ПВХ, ХПВХ, ПП 41–01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование [2] Теплоноситель (горячая вода) 0, СПЭ, ПБ, МП 2.04.03–85*. Канализация. Наружные сети и сооружения [3] Бытовые стоки   ПЭ, ПВХ, ХПВХ, ПП 2.04.02–84*. Водопровод. Наружные сети и сооружения [4] Холодная вода 0, ПЭ, ПП, ПВХ 2.04.07–86*. Тепловые сети [5] Горячая вода 95, 1,   Для систем хозяйственнопитьевого водопровода можно использовать трубы и арматуру только из материалов, допущенных санитарноэпидемиологическим управлением к применению в питьевом водоснабжении и имеющим гигиенический сертификат.

При подборе пластмассовых труб для технологических систем коммунальных предприятий (химчисток, прачечных, станций водоподготовки) необходимо проверять трубы на устойчивость к агрессивному воздействию среды.

Запрещается применение пластмасс в противопожарных водопроводах зданий, системах, транспортирующих особо опасные, токсичные, взрывоопасные жидкости, сжиженные углеводороды и вещества, к которым пластмасса не стойка.





При проведении техникоэкономических сравнений вариантов систем с трубопроводами и оборудованием из различных материалов следует учитывать не только капитальные затраты на монтаж систем с применением пластмассовых труб, но и рассматривать возможное снижение эксплуатационных затрат за весь срок эксплуатации систем, которая составляет основную часть длительного (более 50 лет) жизненного цикла коммунальных систем.

Стадия «рабочий проект» На стадии рабочего проекта следует учитывать особенности пластмассовых трубопроводов по сравнению с металлическими:

– низкая прочность, необходимость защиты труб от механических и тепловых воздействий, нельзя использовать трубы как несущие конструкции, арматуру и оборудование необходимо жестко крепить на строительных конструкциях, чтобы усилия не передавались на трубопроводы;

– низкая поверхностная прочность;

– малая жесткость, низкая несущая способность;

– высокий коэффициент температурного линейного расширения;

– низкая термостойкость, снижение долговечности и прочности при нагревании;

– диффузионная проницаемость;

– хрупкость при отрицательных температурах;

– горючесть;

– старение материала, особенно при воздействии механических напряжений, температуры и ультрафиолетового излучения;

– сложность соединения разнородных материалов;

–  снижение жесткости и провисание труб при повышении температуры.

Расчетная долговечность пластмассовых труб может быть обеспечена только при учете всех особенностей этих труб.

В процессе конструирования системы эти особенности следует учитывать при выборе материала труб. Для наиболее распространенных труб из термопластов, работающих при давлении 0,4–1,0 МПа, рекомендуется учитывать температурные режимы систем не только по максимальным значениям температуры – tмакс, как это принято в СНиП (табл. 1), но и учитывать характерные (рабочие) температуры – tраб и аварийные – tавар [6], имеющие различную продолжительность в процессе 50летней эксплуатации системы (табл. 2).

Таблица Классы эксплуатации систем с пластмассовыми трубами Класс эксплуатации Рабочая температура1), tраб, °C Время работы системы при рабочей температуре, T, год Максимальная температура2), tмакс, °C Время работы системы при рабочей температуре, T, год Аварийная температура3), tавар, °C Время работы системы при рабочей температуре, T, год Область применения Водопровод горячей воды с tраб = 60 °C Водопровод горячей воды с tраб = 70 °C 4. Отопление напольное низкотемпературное с tраб = 30–40 °C 2. 2. Отопление напольное высокотемпературное с tраб = 20–60 °C Отопление низкотемпературное с отопительными приборами с tраб = 60 °C Отопление высокотемпературное с отопительными приборами с tраб = 80 °C ХВ – – – – Водопровод холодной воды с tраб = 20 °C 1) рабочая температура или комбинация температур транспортируемой воды, определяемая областью применения системы;

2) максимальная рабочая температура, действующая в ограниченный период времени;

3) аварийная температура, возникающая при отказах систем (регулирования) Максимальный срок службы трубопровода каждого класса эксплуатации определяется суммарным временем эксплуатации при Траб, Тмакс, Тавар.

При сроке эксплуатации менее 50 лет все временные параметры должны быть уменьшены, кроме Тавар. Исходя из местных условий возможно установление других классов эксплуатации в зависимости от режимов теплопотребления, соответствующих местным климатическим условиям (продолжительности периода отрицательных температур, величины средних и максимальных отрицательных температур и т. д.), но значения температур при этом должны быть не более указанных для класса 5.

Приведенная в табл. 2 классификация систем несколько отличается от принятой в СНиП (табл. 1), введением понятий «низко» и «высокотемпературные системы». Это небходимо учитывать при выборе материала труб для систем в зданиях различного назначения: низкотемпературные системы отопления и водопровод горячей воды можно использовать в местных системах коттеджей и однодвух этажных зданий, высокотемпературные в зданиях, подключенных к централизованным системам с более высокими температурными параметрами.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.