Typy podzemných plynovodov: HDPE vs oceľ, kódy a tipy na inštaláciu

Krátka odpoveď: Polyetylén s potiahnutou oceľou ako zálohou

Rúrka z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE), vyrobená podľa ASTM D2513, je materiál, ktorý dnes väčšina dodávateľov plynu špecifikuje pre podzemné vedenie zemného plynu. Nekoroduje, jeho tavne zvárané spoje sú dostatočne pevné na to, aby sa s nimi zaobchádzalo ako s súvislou rúrou, a môže sa ohýbať okolo prekážok bez potreby jedinej podzemnej armatúry. Oceľová rúrka s povrchovou úpravou je legitímnou druhou možnosťou a stále sa vyžaduje v niektorých lokalitách, pri vysokotlakových zariadeniach alebo v neobvyklých pôdnych podmienkach. Meď, čierne železo, PVC a nechránená oceľ by nemali byť pochované v plynovej priekope, pokiaľ to neuvádza špecifický kód alebo zoznam výrobcu.

Na tomto závere záleží, pretože poruchy podzemného plynového potrubia nie sú ako poruchy nadzemného potrubia. Malá netesnosť pod príjazdovou cestou môže zostať roky neodhalená a na jej opravu je potrebné vykopať celé vedenie. Výber materiálu preto nie je preferenčným cvičením; ide o rozhodnutie o dodržiavaní kódexu a bezpečnosti.

Prečo sa HDPE potrubie stalo štandardom pre podzemné plynové vedenia

Polyetylénové potrubie pre plynárenské služby je osvedčený, regulovaný produkt, nie všeobecná plastová trubica. Vyrába sa špeciálne podľa normy ASTM D2513 a zvyčajne sa objavuje ako rúrka SDR 11 s identifikačným prúžkom a vytlačenými značkami, ktoré uvádzajú triedu materiálu a triedu tlaku. Pre väčšinu bytových a komerčných distribučných systémov plynu je živica PE4710, ktorá sa na mnohých globálnych trhoch predáva aj ako PE100, materiálom, ktorý vyžadujú súčasné špecifikácie.

Tri charakteristiky vysvetľujú, prečo HDPE dominuje na podzemnom trhu:

• Odolnosť proti korózii. Polyetylén nevyžaduje obalenie, poťahovanie ani katódovú ochranu, čo znamená, že vo vlhkej alebo kyslej pôde sa časom nič nerozkladá.
• Fúzne kĺby. Tupá fúzia a elektrofúzia spájajú PE rúrky tavením materiálov dohromady, čím vzniká spoj, ktorý je tesný a často pevnejší ako samotná stena rúrky. Pod úrovňou triedy nie sú potrebné žiadne mechanické spojky, závity ani spoje cementované rozpúšťadlom.
• Odolnosť pri pohybe zeme. PE potrubie sa môže ohýbať pri usadzovaní pôdy, pohybe mrazu a dokonca aj pri malej seizmickej aktivite bez praskania, čo je veľká výhoda oproti tuhým kovovým rúram.

S používaním PE plynového potrubia sú však spojené podmienky. Pretože materiál je nekovový, kód vyžaduje sledovací drôt zakopaný s potrubím, aby budúce vykopávky mohli lokalizovať vedenie. PE potrubie musí byť pri skladovaní chránené pred priamym slnečným žiarením a nie je určené pre exponované nadzemné vedenia. V typickej inštalácii prechádza PE vedenie do ocele alebo CSST nad zemou v stúpačke umiestnenej pri merači alebo stene budovy.

Keď predstavitelia kódexu alebo podmienky projektu vyžadujú oceľovú rúru

Oceľ zostáva špecifikovaným materiálom pre mnohé podzemné plynové inštalácie, najmä v komerčných a priemyselných projektoch, kde vyššie prevádzkové tlaky, riziko mechanického poškodenia alebo miestne zmeny v zákone o palivových plynoch uprednostňujú kovové vedenie. Základným materiálom pre kódovanie je kované železné alebo oceľové potrubie štandardnej hmotnosti Schedule 40, pozinkované alebo inak chránené proti korózii.

Samotné zinkovanie však nie je dostatočnou ochranou pre zakopanú oceľ vo väčšine pôd. Akceptovanou praxou je obalenie potrubia systémom ochrany proti korózii, ako je škótsky náter, ochranná páska nanesená na mlyne alebo extrudovaný polyetylénový náter, a v agresívnych pôdach sa pridáva systém inžinierskej katódovej ochrany. Nechránená čierna oceľ zakopaná v pôde začne rýchlo korodovať; vonkajšia hrdza v kombinácii s vnútornými zlúčeninami síry, ktoré sa nachádzajú v zemnom plyne, výrazne skracuje životnosť.

Oceľové rúry tiež prinášajú problém so spájaním: závitový spoj podľa Schedule 40 je prijateľný podľa mnohých kódov, ale závitové spojenia sú bežným miestom úniku, keď je rúra vystavená trvalému ohýbaniu a vibráciám pri usadzovaní pôdy. Z tohto dôvodu mnohí dodávatelia uprednostňujú zváranie oceľových dĺžok pred závitom, keď bude trasa zakopaná.

Vyberte si oceľ, keď to plynárenský podnik, miestny inšpektor alebo technické špecifikácie výslovne vyžadujú, keď musí byť hĺbka zasypania minimálna, alebo keď línia pretína oblasť, kde je pôda taká skalnatá, že by sa plastová rúrka mohla prepichnúť zásypom skôr, ako bude zakrytá. V opačnom prípade bude HDPE takmer vždy jednoduchšou, lacnejšou a dlhšou voľbou.

Potrubné materiály, ktoré sa nesmú dostať do plynového výkopu

Niektoré materiály, ktoré sú úplne postačujúce pre vodovodné, kanalizačné alebo vnútorné plynové potrubia, nepatria v plynárenskom systéme pod zem. Vedieť, ktoré z nich odmietnuť, je rovnako dôležité ako vedieť, ktoré kúpiť.

Čierna železná rúra je štandardným materiálom pre vnútorné rozvody plynu v mnohých budovách, ale nemá ochranu proti korózii a nesmie sa priamo zasypávať. Meď bol zakázaný väčšinou kódov pre palivové plyny, pretože zlúčeniny síry v zemnom plyne napádajú meď a vytvárajú korozívne usadeniny, ktoré môžu v priebehu niekoľkých rokov zlyhať. PVC je najčastejšou chybnou identifikáciou medzi menej skúsenými kupujúcimi: PVC odpadová rúra nie je určená pre tlak plynu ani nie je povolená zákonom a jej spoje cementované rozpúšťadlom sa môžu otvárať, keď sa pôda pohybuje. CSST je určený pre vnútorné flexibilné plynové rozvody; pod zemou môžu byť inštalované iba konkrétne uvedené verzie na priame zakopanie a aj tie musia byť zvyčajne vedené cez potrubie a spojené s uzemňovacím systémom.

Pravidlá inštalácie, ktoré platia pre akékoľvek podzemné plynové vedenie

Najlepšia rúra na svete neprejde kontrolou, ak je zakopaná nesprávne. Medzinárodný kódex pre palivové plyny a Medzinárodný kódex pre bývanie, ktoré tvoria základ väčšiny miestnych predpisov týkajúcich sa plynovodov, stanovujú testovateľné požiadavky, ktoré sa vzťahujú na polyetylénové aj oceľové systémy.

• Hĺbka hrobu. Zvyčajne sa vyžaduje, aby plynové potrubia mali kryt aspoň 12 až 18 palcov, s hlbším krytom pod príjazdovými cestami a dopravnými plochami. Miestne orgány môžu túto hĺbku zvýšiť; skontrolujte opravný hárok pred výkopom.
• Sledovací drôt a značkovacia páska. Nekovové potrubie musí byť inštalované s nepretržitým sledovacím drôtom, ktorý vedie k testovaciemu bodu, a mnohé jurisdikcie tiež vyžadujú zistiteľnú výstražnú pásku nad potrubím, aby upozornili rýpadlá.
• Ochrana proti zásypu. Prvá vrstva zásypu musí byť bez kameňov a ostrých nečistôt; piesok alebo jemná zemina sa bežne používa na ochranu potrubia a akéhokoľvek povlaku pred poškodením.
• Tlaková skúška. Podzemné potrubie musí byť pred zasypaním výkopu podrobené tlakovej skúške, aby sa zistili netesnosti, kým sú ešte prístupné.
• Povolenie a kontrola. Väčšina obcí vyžaduje povolenie na akékoľvek práce na plynovode a naplánuje inšpekciu v štádiu otvorenej priekopy. Práca bez inšpekcie v mnohých prípadoch ruší poistné krytie.

Každá z týchto požiadaviek existuje, pretože zakopané potrubie nemožno neskôr vizuálne skontrolovať. Náklady na správne vykonanie práce v čase inštalácie sú triviálne v porovnaní s nákladmi na výkop betónovej príjazdovej cesty na nájdenie dierky.

Na čo sa zamerať pri kúpe potrubia pre podzemný projekt zemného plynu

Nie každé polyetylénové potrubie je schválené pre plyn a nie každý dodávateľ má výrobné kontroly na dodanie konzistentného produktu. Keď porovnávate cenové ponuky, overte si štyri body, ktoré oddeľujú materiál, ktorý je v súlade s kódexom, od rizika zodpovednosti.

Po prvé, potrubie musí byť vyrobené podľa uznávanej normy pre plyn, ako je ASTM D2513 v Severnej Amerike, ISO 4437 pre plyn na mnohých medzinárodných trhoch, alebo podľa príslušnej národnej normy, a musí byť zodpovedajúcim spôsobom označené. Po druhé, mal by byť vyrobený z primárnej živice PE4710 alebo PE100; recyklované zlúčeniny alebo zlúčeniny tretích strán ponúkajú nižšie náklady, ale nenesú údaje o prerušení napätia, ktoré si plynárenské služby vyžadujú. Po tretie, výrobca by mal byť schopný zdokumentovať kontrolu kvality prostredníctvom výrobného systému s certifikáciou ISO 9001 a vlastného laboratória, ktoré testuje každú šaržu. Po štvrté, skontrolujte označenie sledovateľnosti na potrubí, ktoré by malo identifikovať výrobcu, triedu materiálu, tlakovú triedu a dátum výroby v trvalej tlači.

Výrobcovia, ktorí slúžia na exportné trhy s plynom, ako napríklad Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. v Šanghaji v Číne, zvyčajne štruktúrujú svoje HDPE linky špecificky podľa týchto požiadaviek. Shanghai Zhongsu vyrába špecializované HDPE potrubie na plyn distribúcia, prevádzkuje zariadenie s rozlohou 70 000 metrov štvorcových a je držiteľom certifikátov ISO 9001, ISO 14001 a OHSAS 18001 spolu s laboratóriom akreditovaným CNAS pre materiálové a tlakové skúšky. Praktickým bodom pre kupujúceho je to, že plynové potrubie je len také dobré, ako dobrá je kombinácia kvality materiálu, kontroly výroby a kvality inštalácie. Lacné, neoznačené potrubie uložené v nesprávnej hĺbke môže negovať každú ďalšiu časť dobre navrhnutého systému.