Про коефіцієнти запасу міцності і застосуванні ПЕ 80 і ПЕ 100 для поліетиленових міжселищних газопроводів
У європейському ЄП 1555, міжнародному стандарті ІСО 4437, російському стандарті ГОСТ Р 50838, а також українському стандарті ДСТУ Б-В.2.7-73-98 на газорозподільні поліетиленові труби введено дві умови для визначення максимального робочого тиску (МОР) газопроводу:
або
МОР = Pc·2,4 + 0,173, МПа, (2)
причому друга умова поширюється на труби, призначені для трубопроводів, що працюють під тиском понад 0,4 МПа.
Значення Рс, отримане в результаті великої кількості випробувань труб діаметром 110, 160 і 225 мм з SDR 11, виготовлених з поліетилену середньої щільності типу ПЕ 80, як російського, так і зарубіжного виробництва, складає 0,18 МПа, максимум 0,2 МПа .
Звідси, максимальний робочий тиск (МОР), розрахований за формулою (2), лежить в межах від 0,6 до 0,65 МПа.
Оскільки робочий тиск для розглянутих труб, виготовлених з ПЕ 80, не може перевищувати вказаних величин, то, в свою чергу, коефіцієнт запасу міцності (С), розрахований за рівнянням (1), не може бути менше 2,5. Тобто, знижуючи коефіцієнт запасу міцності до 2,0, ми виходимо за межі робочого тиску, обмеженого другою умовою.
Таким чином, при розрахунку робочого тиску для труб з ПЕ 80 необхідно і достатньо використовувати значення коефіцієнта безпеки рівне 2,5. Цим значенням для міжселищних газопроводів тиском 0,6 МПа задовольняють труби з ПЕ 80 SDR 11.
Часті випадки позначення деякими виробниками труб з ПЕ 80 SDR 13,6 для тиску 6 бар з неправомірним застосуванням С = 2, призводять до дезорієнтації споживача і, крім того, грубо порушують "Правила безпеки систем газорозподілу і газоспоживання".
Згадані "Правила безпеки систем газорозподілу і газоспоживання", що пропонують для міжселищних газопроводів тиском до 0,6 МПа застосування С? 2,5, виключають також застосування труб ПЕ 100 SDR 17. Незважаючи на те, що ці газопроводи відповідають рівнянням (1) і (2), ми вважаємо, що це обмеження є виправданим. Труби з SDR 17 мають відносно малу товщину стінки, а для бухт з труб діаметрами 32 - 110 допускається значна овальність. Це може призвести до того, що дефекти (зсуву) при стиковому зварюванні можуть виявитися критичними для працездатності газопроводу. Крім того, пошкодження поверхні при перевезенні, складуванні та монтажі труби виявляються значно більшими по відношенню до товщини стінки труби для труб SDR 17 в порівнянні з трубами SDR 11 (13,6).
Отже, для міжселищних газопроводів на 0,6 МПа можливе застосування труби ПЕ 100 SDR 13,6, що задовольняє всім вимогам нормативних документів, в тому числі, С = 2,5. На нашу думку, найбільш виправдане застосування таких труб, починаючи з діаметра 160 мм і вище, а труби діаметрами 315-400 мм повинні виготовлятися виключно з ПЕ 100 для дотримання нормативу по швидкому поширенню тріщин.
Коефіцієнт запасу міцності (С) рівний 2, введений в останню редакцію ГОСТ Р 50838, може бути застосований лише до газопроводів з ПЕ 100 з робочим тиском 1,0 і 1,2 МПа, з урахуванням того, що Рс для труб, виготовлених з ПЕ 100, істотно перевищує значення, отримані для труб з ПЕ 80, і робочий тиск не обмежується другою умовою. Для цих газопроводів товщина стінок (SDR 11 і SDR 9) є досить великою, і застосування С = 2 є виправданим як з наукової, так і з практичної точки зору.
Ця позиція додатково підтверджена широкою європейською практикою застосування газопроводів SDR 11 з ПЕ 100 на тиск 1,0 МПа. Однак, ніде в Європі (а також у Росії та на Україні) не застосовується труба SDR 17 на 0,6 МПа.
Коротко резюмуємо для міжселищних газопроводів:
тиск 0,3 МПа і менше - [B] ПЕ 80 SDR 17,6;
тиск 0,6 МПа, діаметр 25-110 мм - ПЕ 80 SDR 11;
тиск 0,6 МПа, діаметр 160-225 мм - ПЕ 80 SDR 11, ПЕ 100 SDR 13,6;
тиск 0,6 МПа, діаметр 315-400 мм - ПЕ 100 SDR 13,6;
тиск 1,0 МПа - ПЕ 100 SDR 11;
тиск 1,2 МПа - ПЕ 100 SDR 9.
Хочеться сподіватися, що вищчеприведені норми, обгрунтовані з позицій теорії і практики застосування поліетиленових газопроводів, знайдуть своє точне і недвозначне відображення в нормативних документах Російських та Українських сертифікаційних та наглядових органів.
- За значенням MRS
- І по критичному тиску (Pc) швидкого поширення тріщин
або
МОР = Pc·2,4 + 0,173, МПа, (2)
причому друга умова поширюється на труби, призначені для трубопроводів, що працюють під тиском понад 0,4 МПа.
Значення Рс, отримане в результаті великої кількості випробувань труб діаметром 110, 160 і 225 мм з SDR 11, виготовлених з поліетилену середньої щільності типу ПЕ 80, як російського, так і зарубіжного виробництва, складає 0,18 МПа, максимум 0,2 МПа .
Звідси, максимальний робочий тиск (МОР), розрахований за формулою (2), лежить в межах від 0,6 до 0,65 МПа.
Оскільки робочий тиск для розглянутих труб, виготовлених з ПЕ 80, не може перевищувати вказаних величин, то, в свою чергу, коефіцієнт запасу міцності (С), розрахований за рівнянням (1), не може бути менше 2,5. Тобто, знижуючи коефіцієнт запасу міцності до 2,0, ми виходимо за межі робочого тиску, обмеженого другою умовою.
Таким чином, при розрахунку робочого тиску для труб з ПЕ 80 необхідно і достатньо використовувати значення коефіцієнта безпеки рівне 2,5. Цим значенням для міжселищних газопроводів тиском 0,6 МПа задовольняють труби з ПЕ 80 SDR 11.
Часті випадки позначення деякими виробниками труб з ПЕ 80 SDR 13,6 для тиску 6 бар з неправомірним застосуванням С = 2, призводять до дезорієнтації споживача і, крім того, грубо порушують "Правила безпеки систем газорозподілу і газоспоживання".
Згадані "Правила безпеки систем газорозподілу і газоспоживання", що пропонують для міжселищних газопроводів тиском до 0,6 МПа застосування С? 2,5, виключають також застосування труб ПЕ 100 SDR 17. Незважаючи на те, що ці газопроводи відповідають рівнянням (1) і (2), ми вважаємо, що це обмеження є виправданим. Труби з SDR 17 мають відносно малу товщину стінки, а для бухт з труб діаметрами 32 - 110 допускається значна овальність. Це може призвести до того, що дефекти (зсуву) при стиковому зварюванні можуть виявитися критичними для працездатності газопроводу. Крім того, пошкодження поверхні при перевезенні, складуванні та монтажі труби виявляються значно більшими по відношенню до товщини стінки труби для труб SDR 17 в порівнянні з трубами SDR 11 (13,6).
Отже, для міжселищних газопроводів на 0,6 МПа можливе застосування труби ПЕ 100 SDR 13,6, що задовольняє всім вимогам нормативних документів, в тому числі, С = 2,5. На нашу думку, найбільш виправдане застосування таких труб, починаючи з діаметра 160 мм і вище, а труби діаметрами 315-400 мм повинні виготовлятися виключно з ПЕ 100 для дотримання нормативу по швидкому поширенню тріщин.
Коефіцієнт запасу міцності (С) рівний 2, введений в останню редакцію ГОСТ Р 50838, може бути застосований лише до газопроводів з ПЕ 100 з робочим тиском 1,0 і 1,2 МПа, з урахуванням того, що Рс для труб, виготовлених з ПЕ 100, істотно перевищує значення, отримані для труб з ПЕ 80, і робочий тиск не обмежується другою умовою. Для цих газопроводів товщина стінок (SDR 11 і SDR 9) є досить великою, і застосування С = 2 є виправданим як з наукової, так і з практичної точки зору.
Ця позиція додатково підтверджена широкою європейською практикою застосування газопроводів SDR 11 з ПЕ 100 на тиск 1,0 МПа. Однак, ніде в Європі (а також у Росії та на Україні) не застосовується труба SDR 17 на 0,6 МПа.
Коротко резюмуємо для міжселищних газопроводів:
тиск 0,3 МПа і менше - [B] ПЕ 80 SDR 17,6;
тиск 0,6 МПа, діаметр 25-110 мм - ПЕ 80 SDR 11;
тиск 0,6 МПа, діаметр 160-225 мм - ПЕ 80 SDR 11, ПЕ 100 SDR 13,6;
тиск 0,6 МПа, діаметр 315-400 мм - ПЕ 100 SDR 13,6;
тиск 1,0 МПа - ПЕ 100 SDR 11;
тиск 1,2 МПа - ПЕ 100 SDR 9.
Хочеться сподіватися, що вищчеприведені норми, обгрунтовані з позицій теорії і практики застосування поліетиленових газопроводів, знайдуть своє точне і недвозначне відображення в нормативних документах Російських та Українських сертифікаційних та наглядових органів.
Автори: М.Горіловскій, І.Гвоздев
Джерело: (Журнал "Полімерні труби")
