Испытания полиэтиленового трубопровода на сейсмоустойчивость подтвердили высокие прочностные показатели ПЭ-труб и их соединений… С 1 июля 2008 года вводится в действие новый ГОСТ о трубопроводах из пластмасс.

ПРОЧНОСТЬ ПЭ-ТРУБОПРОВОДОВ ПОДТВЕРЖДЕНА

В Лаборатории по сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им.В.А. Кучеренко ФГУП НИЦ «Строительство» проводились испытания системы трубопроводов по специальной программе на модели из полиэтиленовых труб (ПЭ80, ПЭ100), фасонных частей к ним и узлов соединений, установленных на специально подготовленном вибростенде и виброплатформе ВП-100…

Пластмассовые трубы в настоящее время чрезвычайно широко применяются при сооружении магистральных трубопроводов, канализационных систем, а так же при газификации урбанизированных территорий. В силу этого очевидны перспективы распространения технологий использования подобных материалов на сейсмические районы. К настоящему времени в США и Японии накоплен достаточный практический опыт эксплуатации таких систем трубопроводов по их поведению при сильных землетрясениях.

Интересные работы, содержащие анализ последствий землетрясений и их влияние на эксплуатационные параметры пластмассовых труб были представлены на Х конференции «Пластмассовые трубы» (1998, Гётеборг, Швеция) и в журнале Pipeline & Gas Journal (июль 1990, США). Авторами была подтверждена их высокая сейсмостойкость, которая выразилась в почти полном отсутствии повреждений и сохранении герметичности труб и стыков их соединений в условиях сильных землетрясений.

Российские исследования в этой области почти не проводились. Основной опыт исследований работы пластмассовых труб и их соединений при статических нагрузках накоплен в основном изготовителями данной продукции.

В современных нормах очевидны пробелы по регулированию вопроса применения полиэтиленовых труб в сейсмических районах РФ. С одной стороны отсутствуют чёткие ограничения по надёжности данной продукции при воздействии высоких сейсмических нагрузок. С другой, обозначить параметры ранжирования предельных состояний такой конструкции совершенно необходимо, а правила определения величин отсутствуют.

В связи с этим, ЗАО «Пласт Профиль» поставило перед собой цель более детально изучить вопрос поведения полиэтиленовых труб и узлов их соединений при динамических нагрузках высокого уровня путём экспериментальных исследований.

В период с 8 августа по 30 ноября 2007 года в Лаборатории по сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им.В.А. Кучеренко ФГУП НИЦ «Строительство» проводились испытания системы трубопроводов по специальной программе на модели из полиэтиленовых труб (ПЭ80, ПЭ100), фасонных частей к ним и узлов соединений, установленных на специально подготовленном вибростенде и виброплатформе ВП-100.

25 декабря 2007 года ЗАО «Пласт Профиль» получило отчёт от ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко по результатам лабораторных динамических испытаний модели трубопровода из полиэтилена. В результате анализа были получены соответствующие выводы о принципиальной работе системы трубопроводов при динамических нагрузках высокой интенсивности.

Испытания были проведены при рабочем давлении в трубопроводе (1 МПа) в широком диапазоне частот от 2 до 15 сек־¹. При этом достигались максимальные ускорения от 400 до 600 см/с². Нагружение фрагмента осуществлялось этапами, длительностью не менее 15 секунд. В процессе испытаний определялись амплитуды вынужденных колебаний фрагмента, фиксировались момент наступления резонанса и признаки деформирования отдельных узлов соединений.

На основании анализа данных были получены следующие выводы:

1. Динамические воздействия на фрагмент трубопроводов выполнены в широком диапазоне частот и при высоких ускорениях, достигающих 600 см/с². При этом в отдельных узлах соединений трубопроводов зафиксированы максимальные амплитуды вынужденных колебаний до 18 мм.

2. Специфика работы трубопроводной системы, заполненной жидкостью под давлением, заключается в том, что наступление резонанса происходит при частотах, 2 2-4 раза отличающихся от частоты собственных колебаний системы.

3. В результате испытаний подтверждены высокие прочностные показатели полиэтиленовых труб и их соединений, которые характеризуются отсутствием протечек, нарушений целостности и сохранением их герметичности, вплоть до окончания всего комплекса исследований.
Потенциально, наиболее уязвимыми, с точки зрения изучаемых процессов, являются соединения полиэтиленовых труб с задвижками. Однако это относится не к сварным соединениям труб и фасонных частей, а непосредственно к задвижкам, как отдельным составляющим элементам трубопроводов.

4. Полученные в результате испытаний числовые величины подтвердили данные о принципиальной работе (характере деформирования) системы трубопроводов при динамических нагрузках высокого уровня. Подтверждено, что работа магистральных трубопроводов из полиэтилена существенно зависит от таких факторов, как схема и принципы решения его узлов соединений, характер внешнего воздействия (направление, уровень и прочее), а так же от технического состояния (прочности, герметичности) основных элементов – труб, фасонных частей к ним и мест соединений.

Дополнительно на заключительном этапе были проведены испытания фрагментов:
- при ускорениях 100, 200 и 400 см/с², максимальной амплитудой при минимальной частоте вынужденных колебаний и с минимальной амплитудой при максимальной частоте длительностью 120 секунд;
- при высокочастотном нагружении модели трубопровода на максимальной частоте ω с минимальной амплитудой А при ω²рез •А=100 см/с²=const, длительностью нагружения 120 с, без учёта времени начального переходного режима;
- при низкочастотном нагружении модели трубопровода на минимальной частоте ω с минимальной амплитудой А при ω²рез •А=100 см/с², длительностью нагружения 120 с, без учёта времени начального переходного режима;
- при резонансном нагружении трубопровода при ω²рез А=100 см/с², длительностью нагружения 240 с;

Принятые значения длительности колебаний в 4-10 раз превышают аналогичные значения для реальных записей сильных землетрясений.

На основании полученных в результате испытаний данных и их анализа можно сделать вывод, что рассмотренные в настоящей работе полиэтиленовые трубы производства ЗАО «Пласт Профиль», фасонные части к ним и их соединения могут быть рекомендованы к применению для устройства магистральных трубопроводов среднего и низкого давления в сейсмических районах Российской Федерации на площадках до 9 баллов по шкале MSK-64.

НОВЫЙ ГОСТ О ТРУБОПРОВОДАХ

По сообщению ПластЭксперт (информация от 19 февраля 2008),| с 1 июля 2008 года вводится в действие новый ГОСТ о трубопроводах из пластмасс.

Приказом Ростехрегулирования от 3 сентября 2007 года N 224-ст утвержден и вводится в действие с 1 июля 2008 года ГОСТ Р ИСО 3126-2007.  С введением в действие ГОСТ Р ИСО 3126-2007 прекращается применение на территории Российской Федерации ГОСТ 29325-92. Национальный стандарт идентичен международному стандарту ИСО 3126:2005 "Трубопроводы из пластмасс. Пластмассовые элементы. Определение размеров" (ISO 3126:2005 "Plastics piping systems - Plastics components - Determination of dimensions" ).

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения и/или определения размеров: труб, соединительных деталей и других пластмассовых элементов трубопроводов, точность результатов измерений, а также устанавливает методы измерения углов, диаметров, длин, перпендикулярностей и толщин стенок с целью оценки соответствия их предельным отклонениям. При пользовании настоящим стандартом в части калибровки и поверки следует руководствоваться Законом «Об обеспечении единства измерений».

В настоящем стандарте используют метрические единицы. Однако методы и допуски применимы и для других единиц с использованием соответствующих переводных коэффициентов.

Источники: ПластЭксперт, www.plastprofil.ru

Подробнее с анализом спроса на полиэтиленовые и полипропиленовые трубы в Центральном федеральном округе – протяженностью, структурой, уровнем износа, объемами ремонтных работ внутренних и внешних трубопроводов, вводом в действие новых трубопроводов, потенциалом использования, а также с соотношением спроса и предложения на полимерные трубы, - можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Потребление полиэтиленовых и полипропиленовых труб в ЦФО».

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru