Rury polietylenowe do gazociągu: typy i specyfika układania rurociągów z polietylenu

Wcześniej przy układaniu instalacji przemysłowych i domowych używano rur żeliwnych, stalowych, miedzianych. Wraz z pojawieniem się polimerów nie ustępujących wyrobom metalowym pod względem wytrzymałości, odporności na zużycie i obojętności na działanie substancji chemicznych, materiał rurowy zaczęto produkować z polipropylenu, polietylenu, polichlorku winylu, polibutylenu itp.

Dobrze sprawdzają się rury polietylenowe do gazociągu – praktyczne, elastyczne, lekkie, znacznie ułatwiające transport i montaż. Jeśli zdecydował(a) się Pan(i) na gazyfikację domu jednorodzinnego, warto dowiedzieć się więcej o parametrach technicznych, warunkach i sposobach montażu rur z polietylenu.

Rury PE do gazociągu

Polietylen niskiej gęstości stosuje się nie tylko do produkcji elementów gazociągu. Używa się go również do układania innych instalacji – wodociągu, kanalizacji, ochronnych rurociągów technicznych. Rodzaje rur różnią się składem, parametrami, oznakowaniem.

Skupmy się na wyrobach do transportu gazu, których produkcja podlega wymaganiom GOST R 50838-2009 (stara edycja – GOST R 50838-95).

Rodzaje i rozmiary

Rury ciśnieniowe z polimerów do gazu mogą składać się tylko z polietylenu lub być wzmocnione dodatkowymi warstwami.

Wyróżnia się trzy typy:

• polietylenowe, w tym oznaczone żółtymi paskami;
• polietylenowe z warstwami koekstruzyjnymi umieszczonymi wewnątrz lub na zewnątrz;
• polietylenowe z termoplastyczną osłoną ochronną, którą należy zdjąć przed montażem.

Wszystkie rodzaje materiału rurowego przeznaczone są do transportu różnych gazów zgodnych z normami GOST 5542 i stosowanych jako surowiec lub paliwo do celów przemysłowych i domowych. Ustanowiono ograniczenia dla stosowania rurociągów: maksymalne ciśnienie robocze – 1,2 MPa, maksymalna temperatura robocza -/+40°C.

Rury sprzedawane są w opakowaniach różnego rodzaju: wyroby o średnicy od 200 mm i większej – tylko w prostych odcinkach, cieńsze – w kręgach lub zwojach.

Produkty przemysłowe dostarczane są w odcinkach 5-24 m, będących wielokrotnością 0,25 m, ale częściej o średniej długości, wygodnej do transportu specjalistycznym sprzętem – na przykład 13 m. Nawijanie cienkiej rury w zwoju zakłada różną długość, ale częściej można spotkać zwoje po 200, 500, 700 m. Możliwa jest produkcja wyrobów o innej długości, ale tylko po uzgodnieniu z klientami.

W zależności od grubości ścianek i ciśnienia roboczego rury dzieli się na dwa rodzaje:

• PE-80. Grubość ścianki – 2-3 mm, ciśnienie robocze – 3-6 MPa; nadają się do gazociągów i wodociągów;
• PE-100. Grubość ścianki – 3,5 mm, ciśnienie robocze – 8-12 MPa; to ulepszona wersja PE-80, charakteryzuje się odpornością termiczną i podwyższoną gęstością.

PE (warianty – PE, PE) w nazwie to polietylen, cyfry 80 i 100 – gatunki polietylenu.

Z punktu widzenia opłacalności ekonomicznej gatunek PE-100 stosuje się przy montażu gazociągu wysokiego ciśnienia lub w szczególnych przypadkach – na przykład do rekonstrukcji starej, zużytej magistrali lub budowy odcinków eksperymentalnych z ciśnieniem od 0,6 MPa i wyższym.

Parametry techniczne i oznakowanie

Do rur polietylenowych produkowanych fabrycznie stawiane są wymagania wymienione w GOST R 50838-2009. Wśród nich znajdują się zalecenia dotyczące wyglądu zewnętrznego i właściwości technicznych.

Zewnętrznie rury powinny mieć gładką powierzchnię, bez pęcherzy, wżerów i pęknięć. Wykluczone są również obce wtrącenia widoczne gołym okiem. Dopuszczalna jest jedynie nieznaczna falistość i podłużne pasy.

Jeśli chodzi o kolor, istnieje możliwość zróżnicowania:

• PE-80 – żółte;
• PE-100 – żółte, pomarańczowe, czarne z żółtymi/pomarańczowymi pasami rozmieszczonymi równomiernie.

W dokumencie określone są normy takich cech, jak wytrzymałość przy stałym ciśnieniu wewnętrznym, wydłużenie przy zerwaniu, odporność na rozprzestrzenianie się pęknięć, termostabilność, spawalność.

Producenci nanoszą oznaczenia różnymi metodami: termotłoczeniem, drukiem kolorowym, termotłoczeniem z barwieniem. Odstęp między znakami – nie więcej niż 1 m.

Oznaczenia nie powinny wpływać na jakość materiału, to znaczy powodować pęknięć, wybrzuszeń itp.

Litery i cyfry powinny być łatwe do odczytania, czytelne i zrozumiałe. Do obowiązkowych należą:

• znak towarowy lub nazwa producenta;
• symbol warunkowy rury;
• data produkcji;
• nominalna średnica/grubość ścianki;
• przeznaczenie;
• GOST.

Pozostałe dane – nazwa kraju, numer partii itp. – nanoszone są według uznania.

Dla przykładu omówimy jeden z wzorców:

OOO «Sfera» PE-80 SDR 11 — 150x10,5 GAZ GOST R 50838-2009

1. OOO «Sfera» – producent
2. PE-80 – rodzaj rury polietylenowej
3. SDR 11 – standardowy współczynnik wymiarowy
4. 150 – średnica
5. 10,5 – grubość ścianki
6. GAZ – przeznaczenie
7. GOST R 50838-2009 – dokument normatywny

Po oznakowaniu łatwo określić, czy rury nadają się do użytku domowego lub przemysłowego, czy odpowiadają przeznaczeniu i średnicy.

Zalety i wady polietylenu

Dzięki zaletom polietylenu jest on używany do transportu tak niebezpiecznego paliwa jak gaz ziemny.

Do głównych zalet należą takie cechy, jak:

• Właściwości elektroizolacyjne. Polietylen jest pełnowartościowym dielektrykiem, nie przewodzi prądów elektrycznych. Podczas montażu nie wymaga uziemienia.
• Odporność na działanie agresywnych substancji chemicznych, które mogą występować w glebie lub w produkcji.
• Brak korozji, możliwość stosowania w wilgotnym środowisku.
• Plastyczność, dzięki której rurociąg jest chroniony przed ruchami gruntu, rozszerzeniami podczas zamarzania, uderzeniami hydraulicznymi.
• Pasywność w przenoszeniu drgań akustycznych.

Stopień odporności na zużycie jest dość wysoki – producenci nowoczesnych rur PE do gazu udzielają gwarancji od 30 do 50 lat.

Jedną z istotnych zalet jest lekka waga rur, która ułatwia transport, przechowywanie i montaż. Często odpada konieczność użycia specjalistycznego sprzętu, co obniża całkowite koszty gazyfikacji obiektów.

Do wad zalicza się właściwość polietylenu, jaką jest fotodegradacja. Oznacza to, że materiał pod wpływem ultrafioletu szybko starzeje się i kruszy. Aby poprawić odporność polietylenu na promieniowanie słoneczne, do materiału dodaje się czarny pigment jako środek stabilizujący.

Wśród pozostałych wad – niewielki zakres temperatur roboczych transportowanej substancji, przepuszczalność dla tlenu, zależność parametrów technicznych od temperatury zewnętrznej.

Z powyższych powodów gazociągi z rur polietylenowych stosuje się tylko w gruncie, na otwartych odcinkach instaluje się metalowe odpowiedniki.

Montaż polietylenowych rur gazowych

Samodzielne wykonywanie montażu gazociągu do prywatnego domu lub obiektu przemysłowego jest zabronione. Tym powinna zajmować się organizacja posiadająca licencję oraz uzasadnione licencją prawo do wykonywania tego rodzaju prac. To ona w dalszej kolejności przeprowadza również serwis – dokonuje kontroli, testowania lub prac naprawczych.

Zazwyczaj budową magistralnego gazociągu zajmuje się brygada robotników według wcześniej opracowanego planu. Praktycznie zawsze nie da się obejść bez ciężkiego sprzętu i specjalistycznych narzędzi.

Najpierw uzyskuje się pozwolenie na prowadzenie robót budowlanych, tworzy się pakiet dokumentacji projektowo-kosztorysowej i wytycza się geodezyjną oś wytyczającą. Następnie przeprowadza się przygotowanie, które obejmuje planowanie trasy, roboty ziemne, transport i ułożenie rur, montaż narzędzia do spawania. I dopiero potem przystępuje się bezpośrednio do prac montażowych – układania i spawania rur.

Przegląd metod łączenia rur

Polietylen charakteryzuje się tym, że pod wpływem ogrzewania zmienia swoje właściwości i topi się. Właściwość tę wykorzystuje się do tworzenia nierozłącznych połączeń gazociągu – czyli do spawania rur.

Wyróżnia się dwa sposoby spawania:

• doczołowy, bez użycia elementów kształtowych;
• elektrooporowy, z zastosowaniem złączek elektrooporowych.

Pierwszy sposób stosuje się w celach przemysłowych, do spawania rur o dużej średnicy, drugi – do tworzenia domowych odgałęzień gazowych od centralnej magistrali.

Jeśli konieczne jest połączenie rozłączne, stosuje się trzeci sposób – kompresyjny. Końce rur łączy się złączkami zaciskowymi, które w razie potrzeby można zdjąć lub wymienić.

Technologia kompresyjna jest odpowiednia dla rozwiązań tymczasowych lub projektów, które w przyszłości planuje się modernizować. Jednak częściej połączenia rozłączne stosuje się do wodociągów

Najpierw przyjrzyjmy się, jak wykonuje się spawanie. Prace przygotowawcze przebiegają według jednego planu:

1. Dobór i sprawdzenie materiałów do montażu oraz narzędzi. Nagrzewnice, skrobaki i przyrządy do czołowania czyści się, usuwa pozostałości polietylenu i kurz, przeciera rozpuszczalnikiem. Trące się powierzchnie i zespoły smaruje. Dobiera się wkładki i zaciski odpowiednie do średnicy.
2. Wybór parametrów spawania. Programuje się narzędzia, wprowadza określone parametry do pamięci urządzenia grzewczego.
3. Przygotowanie stanowiska roboczego. Końce rur oczyszcza się z piasku, przylegającej gliny, kurzu, wyciera. Wolne końce przykrywa się zaślepkami. Utlenione czoła oczyszcza się skrobakami.
4. Mocowanie i centrowanie rur. Przed spawaniem należy wyeliminować owalność, dlatego końce rur centruje się, a następnie mocuje w odpowiednim położeniu – dokładnie naprzeciwko siebie.
5. Obróbka czołowa. Z powierzchni na końcach usuwa się wióry o grubości 0,1-0,3 mm. Szczelina między odcinkami połączonymi doczołowo nie powinna przekraczać 0,3 mm. Po czyszczeniu należy przeprowadzić spawanie, nie dopuszczając do zanieczyszczenia.

Po pracach przygotowawczych przeprowadza się spawanie.

Połączenie przy spawaniu doczołowym następuje poprzez „zrośnięcie się” stopionych czołów. Stopienie można osiągnąć, używając narzędzia grzewczego z tarczowym elementem roboczym.

W procesie spawania ważne jest uwzględnienie takich kryteriów, jak temperatura i czas topienia, siła nacisku czołów, czas trwania okresu docisku, ciśnienie podczas docisku i czas chłodzenia.

Kolejność prac:

Cechy trwałego szwu – równa, jednolita blizna, niemożność rozdzielenia rury przy użyciu siły. Połączenie spawane metodą stopienia uważa się za bardzo wytrzymałe i nie wymaga dodatkowych działań uszczelniających.

Drugi sposób – elektrooporowy – różni się obecnością elementów łączących – muf, przejściówek, kolanek, trójników. Na wewnętrznej powierzchni kształtek zamocowana jest metalowa spirala, która nagrzewa się od prądu elektrycznego i topi polietylen. W rezultacie kształtki „zrastają się” z rurami, tworząc nierozłączne połączenia.

Przy wyborze elementów do łączenia rur gazowych z polietylenu, a także w trakcie wykonywania procedury, ważne jest uwzględnienie takich parametrów, jak napięcie prądu, czas spawania i chłodzenia.

Technologia jest prostsza niż w przypadku spawania doczołowego i przebiega w następującej kolejności:

Nowoczesne spawarki są wyposażone w panel sterowania z wyświetlaczem. Procedurę wykonuje się według programu wybranego w zależności od typu rury.

Połączenia rozłączne przy budowie gazociągu stosuje się niezwykle rzadko. Do tego również używa się złączek, ale są one mocowane mechanicznie, bez nagrzewania.

Elementy łączące składają się z dwóch części – pierścienia zaciskowego i korpusu. W wyniku dokręcania elementów gwintowanych uzyskuje się trwałe, ale niestabilne połączenie. Jeśli wymagana jest dodatkowa niezawodność, części złączki łączy się śrubami i nakrętkami.

Zasady budowy gazociągu z PE

Podczas montażu i eksploatacji rur polietylenowych należy przestrzegać wielu zasad zapewniających zarówno sprawność gazociągu i urządzeń, jak i bezpieczeństwo użytkowników.

Istnieje wiele zakazów dotyczących układania ciągów. Na przykład nie wolno prowadzić gazu za pomocą rur z polietylenu w gruntach skalistych i silnie pęczniejących, a także w gruntach drugiego rodzaju osiadania. Jeśli teren jest narażony na trzęsienia ziemi i występuje w nim sejsmiczność powyżej 6 stopni, konieczne jest użycie innego materiału do układania sieci.

Polietylenu nie stosuje się w budynkach przemysłowych i mieszkalnych, na wolnym powietrzu, w kolektorach i kanałach. Zamiast tego instaluje się rury stalowe.

Jeśli dozwolone jest stosowanie rur z polietylenu, należy spełnić szereg warunków. Na przykład na stromych zboczach należy zabezpieczyć gazociąg przed możliwym rozmyciem rowów i podjąć dodatkowe środki w celu ich wzmocnienia.

Przy przejściu podziemnych kolektorów lub kanałów, sieci kanalizacyjnych lub energetycznych, studzienek, rury polietylenowe zamyka się w metalowych osłonach. Odległość od powierzchni gazociągu do wewnętrznej ściany osłony wynosi co najmniej 10 cm.

W jednym wykopie można umieścić dwa lub więcej gazociągów, ale z zapewnieniem dostępu do każdej nitki w celu konserwacji lub naprawy.

W regionach północnych, gdzie temperatura spada poniżej -40°C, głębokość montażu zwiększa się do 2,0-3,2 m.

O tym, jak wykonuje się układanie linii gazociągu w osłonie z wprowadzeniem jej do gazyfikowanego domu, zapozna kolejny artykuł, który polecamy przeczytać wszystkim właścicielom posesji poza miastem.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Zasady spawania metodą elektrooporową:

O specyfice spawania doczołowego:

Jak działa spawarka do rur z polietylenu:

Stosowanie rur polietylenowych do gazyfikacji obiektów przemysłowych i mieszkalnych stało się tradycyjne.

Polietylen (HDPE) to wytrzymały i niezawodny materiał, nie budzący obaw. Jednak montażem gazociągu powinni zajmować się wyłącznie monterzy sieci gazowych, posiadający doświadczenie i znajomość technologii spawania polietylenu.

Proszę zostawiać komentarze w poniższym formularzu, zamieszczać zdjęcia związane z tematem artykułu, zadawać pytania. Proszę podzielić się własnym doświadczeniem w zakresie budowy polietylenowego gazociągu. Niewykluczone, że przedstawione przez Państwa informacje i zalecenia będą przydatne dla odwiedzających stronę.