Rury gazowe: porównawczy przegląd wszystkich rodzajów rur gazowych + jak wybrać najlepszy wariant

Jednym z najważniejszych zagadnień przy autonomicznej gazyfikacji domu jest przestrzeganie norm i wymogów bezpieczeństwa pożarowego. Już na etapie projektowania należy jasno wiedzieć, które rury do gazu są stosowane do montażu zewnętrznego i wewnątrzdomowego. Udana kombinacja ich różnych rodzajów zapewni maksymalną niezawodność rurociągu.

Opowiemy, jak dokonuje się wyboru rur w zależności od kategorii eksploatacyjnej gazociągu. Podpowiemy, które wyroby stosuje się do układania odcinków zewnętrznych i wewnętrznej rozdzielni. Uwzględniając nasze zalecenia, będą Państwo mogli idealnie dobrać materiał do urządzenia systemu i skontrolować pracę wynajętych gazowników.

Podstawowa klasyfikacja gazociągów

Kategoria gazociągu zależna od wielkości ciśnienia gazu jest jednym z najważniejszych kryteriów, które mają istotny wpływ na wybór materiału rur.

Wyróżnia się 5 podstawowych kategorii sieci gazowej:

1. I-A — konstrukcja o najwyższym ciśnieniu, przewyższającym 1,2 MPa. Średnica rury 1000-1200 mm, przeznaczenie — podłączenie stacji cieplnych, turbin i instalacji parowych.
2. I — system o wysokim ciśnieniu, mieszczącym się w granicach 0,6-1,2 MPa. Jego przeznaczenie — transport gazu i urządzanie punktów dystrybucji gazu.
3. II — ciśnienie niższe niż w poprzedniej kategorii, ale wciąż uznawane za wysokie. Waha się w zakresie 300-600 kPa. Średnica rury 500-1000 mm, przeznaczenie gazociągu — dostarczanie gazu z dystrybutorów do obiektów przemysłowych, domów mieszkalnych i socjalno-bytowych.
4. III — konstrukcja średniego ciśnienia o wskaźnikach 5-300 kPa. Dozwolone jest stosowanie rur o średnicy 300-500 mm. Jej przeznaczenie — transport gazu z magistrali do punktów dystrybucji gazu, które znajdują się przy domach mieszkalnych.
5. IV — system o minimalnym ciśnieniu (poniżej 5 kPa). Średnica rury nie przekracza 300 mm, przeznaczenie — dostarczanie gazu od gazociągu wejściowego do domów mieszkalnych i bezpośrednio do końcowych urządzeń gazowych.

Oprócz kategorii gazociągu i wielkości ciśnienia, istotny wpływ na wybór rur mają cechy ich układania i warunki eksploatacji — układanie zewnętrzne lub wewnętrzne, naziemne lub podziemne.

Jeśli będą one układane w ziemi, należy brać pod uwagę takie czynniki, jak głębokość przemarzania, gęstość i grubość warstwy gruntu, prawdopodobieństwo procesów korozyjnych, obecność prądów błądzących.

Gazociąg naziemny lub napowietrzny charakteryzuje się prostotą wykonania prac montażowych, jednak dla niezawodnej eksploatacji wymagana jest dodatkowa konserwacja

Aby zapewnić stabilną i długotrwałą pracę gazociągu, już na etapie prac przygotowawczych i projektowych należy uwzględnić specyfikę montażu i eksploatacji oraz wykonać wszystkie analizy wymagane przez normy gazyfikacji.

Rodzaje materiałów do rur gazowych

Podstawowe wymagania dla systemu transportu gazu dotyczą bezpieczeństwa pożarowego, które osiąga się poprzez całkowite uszczelnienie połączeń złączowych. Wcześniej do budowy sieci używano wyłącznie wyrobów stalowych, których żywotność zależała od grubości materiału i ciśnienia w systemie.

Obecnie, obok rur stalowych, przy tworzeniu i urządzaniu gazociągów bardzo aktywnie wykorzystuje się przemysłowe wyroby z miedzi i polietylenu. Bezpośredni wpływ na wybór materiału ma obszar zastosowania.

Tak więc rury stalowe nadają się do gazociągów naziemnych i podziemnych. Są z powodzeniem stosowane zarówno do rozprowadzania wewnątrz domów, jak i do tworzenia magistral o najwyższym ciśnieniu. Rury polietylenowe nadają się jedynie do układania podziemnego, a miedziane – do montażu systemów gazowych wewnątrz mieszkań i domów.

Gazociągi polietylenowe z powodzeniem wypierają stalowe konstrukcje podziemne o podobnym przeznaczeniu dzięki prostocie montażu, trwałości i niższemu kosztowi

Aby zrozumieć, jakie rury można stosować do transportu gazu, należy zapoznać się nie tylko z normami urządzenia i projektowania gazociągów, ale także poznać słabe i mocne strony każdego z materiałów.

Charakterystyka i zastosowanie rur stalowych

W obecnych czasach gazociągi stalowe są najbardziej rozpowszechnione. Wynika to z wysokiej niezawodności materiału i szerokiego zakresu zastosowań.

Ogólny opis wyrobów ze stali

Wymaganiom norm budowlanych dotyczących gazyfikacji odpowiadają rury spawane ze szwem spiralnym lub prostym, a także bezszwowe wyroby walcowane na gorąco lub na zimno. Są one powszechnie stosowane przy budowie zarówno magistralnych rurociągów, jak i linii podłączeń do domów prywatnych.

Do produkcji rur stalowych stosowanych do gazyfikacji używa się stali niskowęglowej (do 0,25%). Usuwa się z niej siarkę (zawartość nie większa niż 0,056%) i fosfor (zawartość nie większa niż 0,046%). Jest to konieczne, aby nadać materiałowi wymagane właściwości.

Główne parametry rur to grubość ścianki stalowej oraz średnica gazociągu, które są określane obliczeniowo i zależą od objętości przesyłanego gazu oraz ciśnienia w systemie.

Bezszwowe rury stalowe są najczęściej używane do budowy gazociągów wysokiego ciśnienia, co wynika z maksymalnej szczelności połączeń uzyskiwanych w procesie łączenia.

Oprócz wartości obliczeniowych, walcowana stal rurowa musi spełniać normę GOST, której główne wymagania obejmują następujące parametry:

• średnica wewnętrznego gazociągu powinna wynosić 25 mm lub więcej;
• średnica rury do budowy systemów dystrybucji gazu — 50 mm;
• do budowy naziemnego gazociągu dopuszcza się stosowanie wyrobów, do produkcji których użyto stali o grubości 2 mm i więcej;
• grubość stali podziemnego gazociągu powinna wynosić nie mniej niż 3 mm.

Oprócz sposobu ułożenia gazociągu, na średnicę i grubość ścianek wyrobów stalowych mogą wpływać cechy sejsmiczne i klimatyczne terenu, na którym prowadzona jest budowa.

Oznaczenie rur stalowych

Każdy specjalista musi znać się na oznakowaniu rur, ponieważ za zestawem prostych liter i cyfr kryją się ważne informacje. Przykładowo, skrót WGP oznacza, że mamy do czynienia z rurą wodno-gazową, której produkcja powinna być regulowana normą GOST 3262-75.

Podstawowym parametrem rury gazowej jest średnica nominalna, oznaczana jako DN. W produkowanych wyrobach o DN 6-150 mm standardowa grubość ścianki mieści się w zakresie 1,8-4 mm. Przemysłowo produkuje się rury wzmocnione, do ich produkcji używa się stali, której grubość może przekraczać 5,5 mm.

Na wiązkę rur stalowych o średnicy mniejszej niż 159 mm zawieszana jest przywieszka z oznakowaniem, po zapoznaniu się z którą można poznać pełną charakterystykę wyrobu.

Oznakowanie znajduje się bezpośrednio na rurze, której grubość przekracza 3,5 mm, a DN przekracza 159 mm. W przeciwnym razie oznakowana jest wiązka wyrobów, na której zawieszona jest przywieszka zawierająca informacje o długości i średnicy, gatunku użytej stali. Obowiązkowo na przywieszce musi znajdować się znak kontroli technicznej (OTK) producenta.

Litery w oznaczeniu rur stalowych odpowiadają następującym parametrom:

• P – stal o podwyższonej dokładności;
• H – obecność gwintu walcowanego;
• R – obecność gwintu ciętego;
• D – gwint wydłużony;
• M – wyposażenie w mufę.

Standardowa długość stalowych rur VGP wynosi 4-12 m. Nazywa się je wymiarowymi. Przy długości powyżej 12 m nazywane są niewymiarowymi.

Specyfika gazociągów ze stali

Cienkościenne lekkie rury stalowe stosuje się wyłącznie w gazociągach niskiego ciśnienia, używanych w gazyfikacji domów prywatnych oraz w budowie instalacji wewnątrzmieszkaniowych. Niewielka waga materiału ułatwia pracę z rurami i pozwala na bezproblemowe układanie sieci o skomplikowanych charakterystykach konstrukcyjnych.

Lekkie wyroby można giąć pod niewielkim kątem bez użycia giętarki. Rury stalowe z cienkimi ścianami charakteryzują się wysoką przewodnością cieplną, która często prowadzi do powstawania kondensatu.

Uniknąć przedwczesnego starzenia w wyniku korozji można, jeśli po montażu rurociągu ich powierzchnię pokryje się farbą olejną. Im więcej warstw zostanie nałożonych, tym skuteczniejsza będzie ochrona stali. Takie wyroby można łatwo łączyć przez lutowanie, a także dopuszczalne jest połączenie gwintowane za pomocą złączek.

Połączenie gwintowane to najbardziej narażone miejsce gazociągu; do uszczelnienia najlepiej stosować włókno lniane, a po montażu sprawdzać szczelność połączenia poprzez nałożenie na złącze roztworu mydlanego.

W przypadku konieczności wykonania gazociągu, który będzie w stanie wytrzymać maksymalnie wysokie ciśnienie, zwykle stosuje się bardziej masywne, grubościenne, wzmocnione rury. Najwyższą wytrzymałość gazociągu osiąga się przez wysokiej jakości łączenie bezszwowych rur stalowych za pomocą spawania; na końcowym etapie obowiązkowa jest kontrola połączeń.

Zalety i wady konstrukcji

Wyroby stalowe ze względu na swoje właściwości fizyczne charakteryzują się wysoką wytrzymałością, a staranne wykonanie spawania zapewnia niezawodność i szczelność spoiny. Można je uznać za uniwersalne ze względu na możliwość układania naziemnego i podziemnego. Ponadto nadają się zarówno do użytku wewnętrznego, jak i zewnętrznego.

Oprócz pozytywnych aspektów istnieje również szereg wad, których nie można pominąć przy wyborze rur i podejmowaniu działań optymalizujących żywotność stalowych gazociągów:

• trudność wykonania prac montażowych;
• niska odporność na korozję;
• skłonność do tworzenia się kondensatu, szczególnie widoczna w lekkich rurach;
• duża masa;
• wysoki koszt;
• słaba giętkość.

Przy przestrzeganiu norm budowlanych, zasad montażu, eksploatacji oraz zapewnieniu wysokiej jakości izolacji, czas nieprzerwanej eksploatacji stalowego gazociągu wyniesie co najmniej cztery dekady.

Specyfika rur gazowych z polietylenu

Oprócz konstrukcji stalowych w ostatnim czasie aktywnie wykorzystuje się inne wyroby, do produkcji których stosuje się materiały polimerowe.

Montaż rurociągu polietylenowego wykonuje się znacznie szybciej niż w przypadku rur stalowych, co wynika z braku połączeń gwintowanych i konieczności stosowania ciężkiego sprzętu do spawania elektrycznego i gazowego.

Metody łączenia konstrukcji polimerowych

Obecnie jakość rur polietylenowych pozwala na tworzenie niezawodnych podziemnych gazociągów, których żywotność sięga 80-90 lat. Najczęściej sieć z materiałów polietylenowych jest układana w celu doprowadzenia linii do domów jednorodzinnych.

Ponadto takie wyroby mogą być stosowane do transportu gazu w systemach, których ciśnienie nie przekracza 1,2 MPa.

Aby połączyć rury polietylenowe doczołowo, należy je dokładnie wyśrodkować, rozgrzać krawędzie do stopienia i połączyć pod ciśnieniem ustawionym na regulowanym centratorze.

Szczelność połączenia rur polietylenowych odpowiedniej jakości zapewnia spawanie, które może być wykonane na dwa sposoby:

1. Rury, których krawędzie są wcześniej rozgrzane specjalną lutownicą, montowane są doczołowo. W podobny sposób odbywa się montaż złączek. Rozgrzewanie należy wykonywać do uzyskania lepkości.
2. Krawędzie wyrobu wprowadza się do specjalnej złączki elektrooporowej, wewnątrz której znajdują się elementy grzejne. Podawane napięcie zapewnia rozgrzanie elementów i zamocowanie rur w złączce. Złącze uzyskane za pomocą spawania elektrooporowego wytrzymuje ciśnienie do 16 MPa.

Jeśli rozważana jest kwestia indywidualnego podłączenia do sieci gazowej, lepiej wybrać tańszą opcję montażu, polegającą na spawaniu doczołowym.

Przy zbiorowej gazyfikacji osiedli domków jednorodzinnych, ogrodów działkowych, wsi lepiej stosować droższą elektrooporową spawarkę do łączenia elementów polietylenowych gazociągu. Właśnie ta metoda zapewnia maksymalną szczelność i niezawodność połączenia.

Charakterystyki rur polietylenowych

Rury polietylenowe produkowane są o średnicach od 20 do 400 mm, standardowe typowe rozmiary oznaczone są SDR11 i SDR17,6. W zależności od klasy wytrzymałości rozróżnia się wyroby z oznaczeniem PE80 (kolor czarny z żółtymi wkładkami) i PE100 (kolor czarny z niebieskimi wkładkami).

Rura polietylenowa PE-80 oznaczana jest charakterystyczną linią niebieskiego koloru, stosowana do budowy podziemnego gazociągu o niskim ciśnieniu.

Do indywidualnej gazyfikacji i budowy rurociągu niskiego ciśnienia nadają się rury polietylenowe PE80. Z kolei wyroby PE100 mają wyższą wytrzymałość i dopuszcza się ich stosowanie do tworzenia gazociągów o ciśnieniu do 1,2 MPa.

Należy wziąć pod uwagę, że montaż rur PE100 będzie wymagał większego wysiłku, ponieważ trzeba je podgrzewać do wyższej temperatury, ale koszty te rekompensuje doskonała jakość połączenia.

Zalety i wady gazowych rur polimerowych

Popularne wcześniej wyroby stalowe są wyraźnie wypierane przez odpowiedniki polietylenowe.

Fakt ten ma wiele rozsądnych wyjaśnień, które tkwią w korzystnych właściwościach rur PE:

1. Dobra odporność na korozję, możliwość wytrzymywania oddziaływania agresywnych chemicznie związków.
2. Wysoka wytrzymałość, odporność na działanie mechaniczne.
3. Doskonała przepustowość, zapewniona przez brak chropowatości. Jeśli porównać wyroby polietylenowe ze stalowymi o tej samej średnicy, przepustowość gazociągu z rur PE będzie o 30% wyższa.
4. Prostota wykonywania prac montażowych. Spawanie PET nie wymaga ciężkiego sprzętu do spawania gazowego i elektrycznego, jak przy montażu stalowego gazociągu. Ponadto rury polietylenowe łatwo się wyginają, co pozwala omijać przeszkody pojawiające się na trasie gazociągu.
5. Niska cena wyrobów polietylenowych w porównaniu z analogicznymi miedzianymi i stalowymi.

Rury polietylenowe są dość aktywnie używane w podłączaniu gazu do domu jednorodzinnego. Wynika to z szeregu pozytywnych cech. Istnieją jednak pewne specyficzne aspekty ich stosowania, które ograniczają, a nawet całkowicie wykluczają możliwość budowy sieci gazowej z konstrukcji polietylenowych.

Tak więc nie można stosować PET w strefach aktywnych sejsmicznie, w rejonach, gdzie temperatura spada do -45 stopni, w gazociągach o ciśnieniu powyżej 1,2 MPa.

Ponadto rury polietylenowe są całkowicie niekompatybilne z układaniem sieci w tunelach i kolektorach, podczas gdy stalowe dopuszczają taki wariant. Należy wziąć pod uwagę, że przy nagrzewaniu polietylenu do 80 stopni dochodzi do jego deformacji, a następnie zniszczenia.

Nie zaleca się stosowania PET do tworzenia naziemnych gazociągów, ponieważ materiał szybko ulega zniszczeniu pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Jeśli jednak podjęto decyzję o budowie naziemnego rurociągu, rury należy pokryć specjalną ochronną kompozycją polimerową.

Niuanse budowy miedzianego gazociągu

Rury miedziane stosunkowo niedawno zaczęto używać do budowy sieci gazowej. Dopuszcza się stosowanie ciągnionych i walcowanych na zimno rur miedzianych o grubości ścianki nie mniejszej niż 1 mm do wykonywania wewnętrznych instalacji.

Miedź jest dość drogim materiałem, jednak jej stosowanie jest uzasadnione prostotą prac montażowych i możliwością tworzenia linii o skomplikowanej konfiguracji.

Prawidłowo połączone rury miedziane nie tylko zapewniają całkowitą szczelność połączeń, ale także idealnie wpisują się we wnętrze każdego pomieszczenia

Kolejnym niezaprzeczalnym faktem przemawiającym za miedzianymi rurami jest ich atrakcyjny wygląd. Ponieważ gazociągu nie można ukrywać w niszach, ścianach i skrzynkach, stalowe konstrukcje mogą łatwo zepsuć wygląd pomieszczenia, podczas gdy miedziane rury tylko wzbogacą wnętrze.

Wyroby z miedzi posiadają następujące pozytywne cechy, które mogą okazać się decydujące przy ich wyborze do budowy gazociągu:

• wysoka plastyczność, dzięki czemu istnieje możliwość układania linii o skomplikowanej konfiguracji;
• prostota i łatwość prowadzenia prac montażowych, wyrób łatwo się tnie, łączenie rur odbywa się za pomocą złączek zaciskowych lub lutowania;
• atrakcyjny wygląd;
• trwałość – okres eksploatacji przy przestrzeganiu technologii sięga 100 lat;
• odporność na uszkodzenia mechaniczne oraz odporność na działanie chemicznie aktywnych związków.

Miedziane rury mają również swoje słabe strony, z których główną jest wysoka przewodność cieplna, co sprzyja tworzeniu się kondensatu. Ponadto ich wytrzymałość jest znacznie niższa niż stalowych, a cena przy tym znacznie wyższa.

Z technologią lutowania miedzianych rur, zapewniającą szczelne połączenie, zapozna następny artykuł, który polecamy przeczytać.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Film demonstruje proces produkcji stalowych rur bezszwowych:

Zgrzewanie elektrooporowe rur polietylenowych na filmie:

Obecnie rury miedziane i polimerowe, chociaż w niektórych przypadkach mogą konkurować ze stalowymi, nie są w stanie ich całkowicie zastąpić. Konstrukcje polietylenowe idealnie nadają się do podziemnych gazociągów, miedziane ułatwiają montaż wewnętrznych instalacji, a stalowe są uniwersalne i mogą być używane do tworzenia dowolnego rodzaju sieci gazowej.

Czy ma Pan/Pani cenne zalecenia dotyczące wyboru rur gazowych? Chciałby Pan/Pani opowiedzieć, jak urządzał(a) Pan/Pani instalację gazową w swoim domu? Proszę pisać komentarze, zamieszczać zdjęcia na ten temat, zadawać pytania w poniższym bloku.