Можно ли закапывать в землю полипропиленовые трубы: Использование полипропиленовых труб на улице

На какую глубину закапывать трубу водопровода?

Водопроводные

Глубина заложения водопровода – критерий, влияющий на качество функционирования коммуникационной системы. Она влияет на давление, которое должны выдержать трубы — избыточная нагрузка может привести к деформации системы, к трещинам на гофрах и т.д.

Утепление водопроводных труб в земле рубероидом

Поэтому при выборе оптимальной глубины необходимо учитывать ряд факторов: специфику грунта и рельефа, уровень залегания подземных вод, требования к закладке от СНиП. Правильное заложение труб для водопровода в землю послужит гарантом долгой эксплуатации системы.

Cодержание статьи

• 1 Факторы, влияющие на глубину закладки
  • 1.1 Факторы, увеличивающие глубину
• 2 Стандарты закладки по СНиП
  • 2.1 Прокладка коммуникации из труб ПНД
  • 2.2 Стандарты ширины и глубины траншеи
  • 2.3 Монтаж наружного водопровода в земле (видео)
  • 2.4 Технология рытья траншеи и монтаж водопровода
  • 2. 5 Похожие статьи

Факторы, влияющие на глубину закладки

Чтобы корректно проложить коммуникацию, необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Оптимальное заглубление при этом – 1,5-2 м. Рытье более глубокой траншеи увеличивает себестоимость системы водоснабжения. К другим факторам, изменяющим глубину закладки, относят:

• уровень залегания грунтовых вод;
• показатель кольцевой жесткости самой трубы;
• уровень заглубления колодца – кессона;
• наличие системы подогрева или теплоизоляции водопровода;
• особенности расположения точки ввода коммуникации в дом.

Факторы, увеличивающие глубину

К факторам, способным увеличить степень заглубления траншеи под трубопровод относят:

• расположение колодца – труба выводится от его дна до уровня вывода горловины шахты или магистрали;
• точку ввода коммуникационной ветви в дом – чем ниже уровень врезки в фундамент, тем более глубоко будет пролегать водопровод;
• кольцевая жесткость – чем выше показатель, тем более высокой будет прочность арматуры, поэтому одни системы закапывают на 12-16 м (если использовать ПНД-трубы), другие – на отметке 5-8 м.

Факторы, уменьшающие глубину:

• наличие системы подогрева или теплоизоляции нивелирует влияние промерзания почвы;
• грунтовые воды – чем выше их уровень, тем меньшую траншею необходимо рыть.

Стандарты закладки по СНиП

Глубину траншеи для водопроводатакже определят СНиП. Система водоснабжения должна залегать на 0,5 м ниже от промерзающей почвы, иначе показатель глубины будет зависеть от региона страны и типа грунта.

Для северных территорий РФ среднее значение глубины по СНиП составляет 2-3,5 м (плюс 0,5 м), для средней полосы – 1,2-2 м (плюс 0,5 м), для южных территорий – 0,5-1,2 м (плюс 0,5 м).

СНиП определяет минимальную отметку заложения системы с учетом предохранения труб водоснабжения от механических повреждений (из-за нагрузок, транспорта и т.д.). Согласно СНиП минимальный уровень глубины траншеи должен быть не меньше 0,5 м от верхнего края трубы.

Прокладка коммуникации из труб ПНД

Водопровод из ПНД – изделий из полиэтилена низкого давления, гарантирует максимальную глубину прокладки водопровода. ПНД применяют на местах с большим уровнем промерзания почвы, при проведении магистральных коммуникаций, где необходимо выдерживать высокое давление и т.д. Ниже приведены нормы прокладки ПНД труб в зависимости от диаметра и типа почвы:

• ПНД диаметром 250-280 мм – глубина прокладки на песках до 8 м, в глинистой почве – до 4 м;
• ПНД диаметром 355-500 мм – глубина прокладки на песках до 6 м, в глине – до 3 м;
• ПНД диаметром 560 мм – прокладка в песках составляет 6 м, в глинистой почве – 2,2 м.

Этот диаметр наиболее часто используют для систем водоснабжения. Чем меньший диаметр ПНД-трубы, тем лучше она выдерживает нагрузку, это свойство определяет на какую глубину можно закапывать изделие.

Стандарты ширины и глубины траншеи

На какую глубину нужно закапывать трубы? Очень многое зависит от траншеи, к которой применяют стандарты рытья.

Если есть опасность замерзания водопровода, его утепляют греющим кабелем

К таким стандартам относят:

1. Прямой путь канвы. Траншею нужно вырывать по кратчайшему и максимально прямому пути, если есть ответвления, то угол их поворотов должен составлять 90°.
2. Глубина согласно СНиП. Канава водопроводного канала должна быть на 30-50 см глубже, чем отметка промерзания почвы. Для песчаной/гравийной почвы размер канавы составляет 1 м, в супесчаных – 1,25 метра, в суглинистых/глинистых грунтах – до 1,5 м, для торфяных – около 2 м.
3. Ширина согласно СНиП. Ширина должна составлять от 70 см, на практике укладки частных водопроводов такая ширина не соблюдается – то вырывают траншею шириной 45-50 см.
4. Угол уклона. На какие углы уклона рекомендуется закапывать трубы? В основном – от 0,002-0,005 по направлению к скважине, если на ней предусмотрен спускной кран для слива воды из системы.

В одну траншею по всем нормам нельзя закапывать канализационную систему и водопровод. Иногда допустимо укладывать кабель и водопроводную систему в одну канаву – если кабель до 35 кВ будет изолирован пластиковой трубой и уложен над водопроводом на расстоянии от 25 см.

Монтаж наружного водопровода в земле (видео)

Технология рытья траншеи и монтаж водопровода

При монтаже системы учитывают, какие будут установлены трубы для водопровода в землю (их материал, диаметр, способность выдерживать нагрузку и т.д.), а также вид почвы, в которую будет происходить прокладка.

Основные элементы водопровода

В независимости от вышеуказанных факторов, любая водопроводная система должна включать:

• насосную станцию;
• резервуар для поддержания стабильного давления жидкости в коммуникации;
• непосредственно трубопровод;
• механизмы запора;
• регуляторы контроля системы.

Земляные работы для устройства канавы под трубы состоят в следующем:

1. Вдоль магистрали или шахты колодца вырывают шурф размером 100×100 см (или вырывается поперечная траншея).
2. Дополнительно вырывают шурф 100×100 см у фундамента дома.
3. Между фундаментом здания и источником натягивают два шнура, показывающие кратчайшую траекторию и размеры канавы.
4. Вдоль намеченной границы с помощью лопат или спецтехники вырывают канал, ширина которого составляет от 50 см. Для контроля вертикальности стенок лучше использовать откосы.
5. Выкопанный грунт укладывают вблизи котлована (лучше на расстоянии 2-3 метров, чтобы избежать обвала стенок).
6. После этого уплотняют дно траншеи с помощью песка, воды и гравия.
7. Окончательный этап работ – засыпка траншеи грунтом (после укладки водопровода).

Один из ключевых моментов для рытья канавы – разметка ее границ.

Для быстрого рытья траншеи используют траншеекопатель

Для разметки требуются два шнура, которые натягивают между шурфами, по ним производится рытье. К дну котлован должен сужаться, поэтому стенки лучше вырывать с углом уклона в 45°. В результате этого у верхнего края ширина котлована становится равной глубине залегания труб, у дна канавы ширина обычно меньше.

Затем необходимо организовать песчаную «подушку». Для этого на дно канавы засыпают от 15 до 20 см слоя песка, который утрамбовывают и смачивают водой – эта мера необходима для повышения опорной способности почвы, снижения ее пучинистости и т.д.

Дополнительно можно уложить теплоизоляционный слой из рубероида, который защитит коммуникацию от промерзания в зимний сезон.

Далее необходимо смонтировать место входа водопровода в фундамент. Для этого с помощью сверла и перфоратора на месте пропуска вычерчивают квадрат, лучше, если его размер будет на 2-3 см больше, чем диаметр трубы. Затем с помощью зубила по наметке выбивают бетон фундамента.

Далее приступают к монтажу труб для водопровода в землю который состоит в следующем:

1. Обрезанную трубу укладывают на дно котлована – длина отрезка определяется не только размером траншеи, но и размером вхождения трубы через цоколь.
2. Насос опускают в колодец, после чего монтируют адаптер. Для этого свободный край трубы спаивают со штуцером адаптера или монтируют его с цанговой муфтой.

Сборка водопровода будет зависеть от материала труб – наиболее легко монтируются полипропиленовые изделия, поскольку для их сборки можно использовать муфты, колена, переходники, эти элементы ускоряют процесс монтажа.

Стальные оцинкованные, медные трубы монтируются сложнее, но их используют реже из-за высокой стоимости.

Конечный этап работ – обратная засыпка котлована. Для засыпки можно использовать вырытую почву. В ходе засыпки нужно утрамбовывать грунт, применяя лопату и воду – эта мера позволит избежать образования воздушных полостей, которые приведут к деформации водопровода.

Похожие статьи

Трубы канализационные. Статьи

« Назад

Еще со времен Римской империи люди пользуются водопроводом и канализацией. Соответственно производились и трубы для поступления в дом воды, и для вывода из него нечистот. Сначала все эти трубы изготавливались из глины, потом керамики, через некоторое время их начали производить из металлов. Но уже тогда люди понимали, что трубы для водопровода и канализации должны обладать совершенно разными качествами. И потому, когда начали появляться совершенно новые материалы, то появилось и их видовое разнообразие. Каждый из этих материалов подбирался для выполнения задач особого рода.

Итак, чем комфортнее жилище, тем больше вопросов к качеству материалов, из которых изготавливают канализационные трубы. Требования к сточным трубам, в принципе, самые простые – герметичность и долговечность, часто необходима и большая пропускная способность, хотя большое количество стоков больше подходит для централизованных или промышленных систем. Для того чтобы получить то, что нужно в тех или иных условиях, человечество изобрело полимерные и полиэтиленовые, металлические и чугунные, металлопластиковые, железобетонные и асбестовые трубы.

Чтобы не ошибиться в выборе, нужно обязательно знать, чем отличаются материалы, из которых изготавливаются трубы для канализации. Какие они имеют характеристики? И, самое главное — как правильно их эксплуатировать? Рассмотрим материалы для канализационных труб, но не по мере их появления на исторической арене, а по той популярности, которая у них имеется.

Трубы пластиковые 

Пластиковые трубы очень популярны сегодня по многим причинам. Высокий спрос определяется более низкой стоимостью по сравнению с другими подобными изделиями. Многие виды пластика хорошо эксплуатируются при высоких температурах, хотя для канализации вообще-то эти качества не существенны. Пластиковые трубы обладают стойкостью к растрескиванию, наиболее прочные виды таких труб можно закапывать в землю на глубину до 5 метров. Монтажные работы проводятся легко, трубы соединяются между собой при помощи уплотнительных колец. Кроме того сантехнический пластик обладает стойкостью к кислотно-щелочному воздействию, практически не реагируют на длительное воздействие солнечных лучей.

Пластиковые трубы могут быть разной жесткости, соответственно и применяются в разных условиях. Чтобы сразу определить предназначение трубы, надо обратить внимание на ее цвет. Серые трубы применяются внутри помещений, толщина их стенок порядка 2,2 мм. Трубы оранжевые могут применяться снаружи здания, толщина их стенок — 3,2 мм.

Трубы полиэтиленовые

Полиэтиленовые трубы предназначены для проведения канализации вне дома, и они могут выдерживать определенное давление в системе без особенных проблем. Полиэтилен обладает стойкостью к воздействию агрессивных жидкостей. Такие трубы окрашены в черный цвет с синими продольными полосками и имеют точные размеры. Их монтаж может осуществляться как методом сваривания с помощью сварочного аппарата, или с использованием специальных фитингов из полиэтилена.

Трубы из сшитого полиэтилена обладают повышенной стойкостью к агрессивным воздействиям. Жесткость такого вида полиэтилена позволяет использовать такие трубы глубоко под землей. Для увеличения стойкости используют гофрирование трубы. Для изготовления канализационных труб большого диаметра (больше 100 см) используют специальную технологию. На барабан нужного диаметра наматывают лист большого размера по спирали, одновременно с укладкой идет сваривание шва. Такая труба более устойчива к деформированию.

Положительными сторонами труб из полиэтилена любого вида является устойчивость к коррозии, малые шумовые нагрузки по сравнению с металлическими трубами, долговечность, малый вес изделия, легкий монтаж. Минусом является отрицательное воздействие высоких температур, при 40 градусах Цельсия они начинают деформироваться.

Трубы полипропиленовые 

Полипропиленовые трубы – улучшенный вариант изделий из полиэтилена. Обладают более высокими показателями устойчивости к агрессивным средам. Существует два вида полипропиленовых труб – обычные и армированные, последние обладают гораздо более высокими качествами. Армированные трубы покрыты тонкой алюминиевой фольгой, повышающей прочность материалов. Такие трубы могут использовать в открытом виде в шахтных отводах и каналах. В случае промерзания армированные трубы не дают растрескивания и не лопаются при механических воздействиях. Соединение полипропиленовых труб производится путем термической сварки. Выпускаются такие трубы в однослойном, двухслойном и трехслойном вариантах. Для канализации используют двух- и трехслойные трубы. Они стоят дороже, чем полимерные, но их эксплуатационные качества оправдывают цену.

Трубы стеклопластиковые 

Стеклопластиковые трубы изготавливаются из полиэфиров, армированных стекловолокном. Они обладают достаточно высокой прочностью, очень хорошей устойчивостью к агрессивным средам, простотой сборки и транспортировки, а также термоустойчивостью. Минус таких труб — высокая цена и необходимость теплоизоляции канализационного канала, если такие трубы используются на улице.

Керамические трубы 

Трубы из керамики получили свое признание благодаря их стойкости к химическому воздействию и прочности. Используются в основном для отвода стоковых вод из промышленных предприятий. Формуются из глины с добавлением каолина и шамота, в процессе обжига покрываются глазурью, затем обрабатываются смолами. Такие трубы гладкие внутри и снаружи, толщина стенок – от 15 до 500 мм. Керамические трубы легко монтируются, для быстрого соединения на концах трубы делают раструб, в который вставляется конец другой трубы без раструба. После монтажа место соединения зачеканивается пенькой, потом раструб замазывается битумом или заливается цементом.

Трубы асбестоцементные

Асбестоцементные трубы изготавливаются для применения в сточных каналах большого давления, главное их преимущество — это повышенная водонепроницаемость. Эти трубы можно обтачивать при монтаже или при необходимости резать. Но главный минус – хрупкость, происходит быстрое истирание внутренней части трубы песком, мелкими частицами, попадающими в сток.

Трубы бетонные

Металлические трубы производятся из бетона с обязательным стальным армированием. В основном они используются для строительства коллекторов и систем канализации с большим давлением и без давления, для потоков, идущих самотеком. Они могут быть очень прочными и обычными, с раструбами для удобства сборки. Такие трубы можно закапывать в грунт на глубину до 10-15 метров, если труба имеет повышенную прочность, то на глубину до 20 метров.

Трубы чугунные

Чугунные трубы используются для прокладки системы канализации в районах сильного промерзания, в торфяных и болотистых местностях, в водоемах, под дорогами и железнодорожными путями. Диаметр таких труб от 50 до 1000 мм, длина каждой трубы — до пяти метров. Чугунные трубы выдерживают высокое давление. Для быстрого монтажа выпускаются с креплениями, которые усилены резиновыми уплотняющими кольцами. Минусом чугунных труб является тяжелый вес и возможность появления коррозии.

Трубы стальные

Стальные трубы канализационные изготавливаются из черной стали, могут быть бесшовными и на резьбе. Монтажные работы производятся с применением электросварки, диаметр труб может быть разным. Длина прокатной бесшовной трубы может достигать 24 метра. Минус — это возможность коррозии, отрицательное воздействие агрессивных жидкостей, большой вес, дороговизна материала и необходимость сварки для монтажа системы, что влечет за собой необходимость применения специального сварочного оборудования.

Для правильного подбора нужных труб, необходимо учитывать не только свои собственные вкусы, но и все факторы, которые влияют на трубы — внутреннее расположение или наружное, предполагаемые температуры и агрессивность сточных вод.

Можно ли использовать трубы PPR в качестве подземных наружных труб для непосредственной подачи питьевой воды? Только для использования в холодной воде — Knowledge

Трубы PPR, также известные как трубы из полипропиленового статистического сополимера, в последние годы приобрели популярность в качестве системы трубопроводов для различных целей, таких как водопроводные и отопительные системы. Трубы PPR изготавливаются из пластика, называемого полипропиленом, который представляет собой термопластичный полимер, обладающий высокой прочностью, устойчивостью к высоким температурам и давлению, а также химической стабильностью. Эти свойства делают трубы PPR идеальным выбором для нескольких применений, в том числе подземных наружных труб для непосредственной подачи питьевой воды, но только при соблюдении определенных условий.

Да, трубы PPR можно использовать в качестве подземных труб для непосредственной подачи питьевой воды, поскольку они безопасны, экологичны и долговечны. Тем не менее, перед установкой труб PPR для подземных наружных труб для непосредственной подачи питьевой воды необходимо учитывать некоторые факторы.

В первую очередь, качество труб PPR должно соответствовать требуемым стандартам, и это должен быть сертифицированный продукт надежной компании. Соединения и фитинги труб также должны быть надлежащим образом герметизированы, чтобы предотвратить любые утечки воды или загрязнения.

Вторым фактором, который следует учитывать, является глубина залегания труб, которые следует прокладывать под землей. Трубы должны иметь глубину не менее 700 мм, чтобы защитить их от внешних факторов, таких как движение грунта, морозное пучение и внешнее давление. Глубина также помогает поддерживать постоянную температуру, на которую не влияет температура окружающей среды. Правильная глубина труб PPR помогает гарантировать, что вода останется свежей и незагрязненной.

В-третьих, следует учитывать среду, в которой закапываются трубы PPR. Если почва вызывает коррозию, то материал и толщина труб должны быть выбраны соответственно, чтобы избежать разрушения труб с течением времени. Структура почвы и уровень влажности также важны для защиты труб от чрезмерного давления окружающей среды. Физические свойства и толщина трубы должны быть выбраны соответствующим образом.

В-четвертых, перед укладкой труб из ППР необходимо провести тщательный осмотр, чтобы убедиться, что участок, на котором будут прокладываться трубы, не загрязнен. Любые вредные вещества, такие как масло, химикаты или другие загрязняющие вещества, не должны присутствовать, поскольку эти вещества могут загрязнить воду. Правильная установка труб должна быть выполнена таким образом, чтобы избежать перекрестного загрязнения воды.

Наконец, необходимо обеспечить регулярное техническое обслуживание труб PPR для сохранения их качества и функциональности. Трубы следует периодически проверять на наличие любых повреждений или износа, вызванных внешними факторами, такими как подвижки грунта или морозное пучение. Техническое обслуживание труб должно быть запланировано таким образом, чтобы предотвратить любое повреждение труб или любой контакт между водой и окружающей почвой.

В заключение, трубы PPR могут использоваться в наружных подземных трубопроводах для непосредственной подачи питьевой воды, поскольку они долговечны, безопасны и экологичны. Тем не менее, крайне важно принять необходимые меры предосторожности и выполнить надлежащую установку и техническое обслуживание, чтобы гарантировать, что вода останется свежей и не будет загрязнена. Поэтому, прежде чем принять решение об использовании труб PPR для наружных подземных труб для непосредственной подачи питьевой воды, необходимо исследовать участок, на котором она будет проложена, понять условия окружающей среды, физические свойства труб и убедиться, что они соответствуют рекомендуемым рекомендациям.

С глаз долой, из сердца вон, пока не протечет

Когда строились многие старые заводы, под землей обычно использовались стальные и чугунные трубы. Хотя доказано, что эти материалы имеют долгий срок службы, усовершенствования пластиков сегодня предлагают дополнительные альтернативы. Понимание передовых методов осмотра и обслуживания подземных трубопроводов поможет вам поддерживать работу систем в соответствии с проектом.

Большинство, если не все, электростанции имеют, по крайней мере, некоторые трубопроводные системы, расположенные ниже уровня земли, то есть ниже стандартной отметки земли, определенной на станции. В большинстве случаев трубопровод монтируется при строительстве нового завода, и мало кто задумывается об этом снова, пока не возникнет проблема.

Системы варьируются от минимально влияющих на безопасную работу станции, таких как ливневые стоки (хотя при неправильном проектировании даже они могут привести к серьезным последствиям), до систем, связанных с безопасностью, таких как вспомогательные трубопроводы питательной воды, используемые для подачи воды к парогенераторам на некоторых атомных станциях, если основная система питательной воды недоступна. Другие важные системы, которые часто находятся под землей, включают противопожарную защиту, техническую воду и воздух, а также трубопроводы топливного масла аварийного дизель-генератора.

Чтобы было ясно, существует узкое различие между «подземным трубопроводом» и «подземным трубопроводом». Подземный трубопровод технически является частью подземного трубопровода. Подземный трубопровод определяется как трубопровод, который находится ниже уровня земли и находится в непосредственном контакте с почвой, тогда как подземный трубопровод находится ниже уровня земли, недоступен и находится вне зданий. Подземный трубопровод, например, может быть заключен в бетонное хранилище, которое может быть не предназначено для размещения персонала и может быть недоступным в обычном порядке.

Громкие проблемы

В то время как утечки воздуха и технической воды на угольных или биомассовых электростанциях обычно не вызывают ажиотажа в СМИ, подземные утечки мазута могут вызвать экологические проблемы, а утечки трития на атомных электростанциях могут стать кошмаром для общественности.

Тритий представляет собой слаборадиоактивный тип водорода, встречающийся как в природе, так и при эксплуатации атомных электростанций. Вода, содержащая тритий и другие радиоактивные вещества, сбрасывается со всех атомных станций в контролируемых, контролируемых условиях. Релизы планируются и документируются. Правила Комиссии по ядерному регулированию (NRC) устанавливают ограничения на эти выбросы, чтобы гарантировать очень низкое воздействие на здоровье населения. Однако доверие общественности может быть легко подорвано, когда происходят непреднамеренные выбросы.

В 2006 году NRC создала целевую группу для изучения вопроса о непреднамеренных неконтролируемых выбросах радиоактивных жидкостей, содержащих тритий, в ответ на инциденты на электростанциях Брейдвуд, Индиан-Пойнт, Байрон и Дрезден. В центре внимания целевой группы были выпуски, которые не планировались и не контролировались.

Дело в Брейдвуде (рис. 1) привлекло большое внимание средств массовой информации, а также выборных должностных лиц штата и федерального уровня. Проблема обнаружилась в марте 2005 г., когда Агентство по охране окружающей среды штата Иллинойс уведомило Exelon Corp. — владельца Braidwood, а также заводов Byron и Dresden — о том, что тритий был обнаружен в колодцах в близлежащем районе.

1. Электростанция Braidwood. В центре внимания оказалась двухблочная атомная электростанция Exelon на северо-востоке Иллинойса после непреднамеренных выбросов трития в 2006 г. Предоставлено Exelon Corp.

После нескольких месяцев расследования компания Exelon приписала загрязнение исторической протечке клапанов вакуумного выключателя вдоль линии продувки циркулирующей воды в Брейдвуде. Линия продувки представляет собой подземную трубу, по которой сточные воды, в том числе иногда содержащие тритий, проходят примерно в 5 милях от завода к реке Канкаки. Он содержит 11 вакуумных прерывателей, расположенных по длине линии. В конце концов, мониторинг подземных вод вблизи клапанов показал, что в какой-то момент шесть клапанов дали течь.

На станции «Байрон» в феврале 2006 г. были выявлены аналогичные проблемы. Повышенный уровень трития был обнаружен в нескольких хранилищах вакуумных клапанов, которые расположены примерно на 2,5 милях от линии продувки циркулирующей воды. Проблема в Дрездене была несколько иной, но также была связана с протечкой подземных трубопроводов. В его случае произошла утечка загрязненной воды из труб, соединенных с резервуаром для хранения конденсата завода.

Несмотря на то, что NRC установил, что пределы сброса сточных вод не были превышены и что утечки не представляли опасности для здоровья и безопасности персонала предприятия или населения, в марте 2010 года Exelon урегулировала три отдельных гражданских иска, которые генеральный прокурор штата Иллинойс и прокуроры округов Уилл, Огл и Гранди подали совместно в результате выбросов трития. Компания согласилась выплатить гражданские штрафы на общую сумму 628 000 долларов и дополнительно 548 000 долларов для финансирования нескольких дополнительных экологических проектов в районах, где расположены электростанции, и вокруг них.

Мероприятия, подобные этому, подчеркивают важность комплексной программы проверки подземных труб. Exelon, со своей стороны, прошла долгий путь с тех пор. Теперь она считается образцовой компанией, когда речь идет о подземных трубопроводах. Нил Шихан, сотрудник по связям с общественностью NRC Region I, сказал, что Exelon в настоящее время заключает большую часть своих подземных трубопроводов в бетонные своды, и компания очень активно пытается предотвратить подобные инциденты.

Uncovering Solutions

Дэвид Смит, технический руководитель Группы по борьбе с коррозией электростанций в Исследовательском институте электроэнергетики (EPRI), отметил, что атомные станции сосредоточили свои проверки целостности подземных труб на наиболее уязвимых и важных трубопроводах.

«Ядерная энергетика применила полностью программный подход», — сказал Смит POWER. «Они разработали программы. Они провели инвентаризацию своих активов. Они ранжировали эти активы по уровню риска не только по уровню подверженности коррозии, но и по последствиям отказа. Трубопровод с высоким риском и серьезными последствиями — это то, на чем они сосредоточили большую часть своих проверок».

EPRI помогает отрасли, проводя ценные исследования. В дополнение к программному руководству, справочным материалам и инструменту ранжирования рисков, EPRI исследует технологии контроля заглубленных труб, некоторые из которых были разработаны нефтегазовой промышленностью.

Модификация обычно требуется для адаптации технологий контроля для использования в трубопроводах, которые некоторые называют «миской для спагетти» на электростанциях. В отличие от километров прямых линий, часто встречающихся в нефтегазовой отрасли, которые обычно включают в себя станции запуска и извлечения «скребков» (устройств, вставленных в трубопроводы для выполнения различных задач, включая очистку и осмотр трубы), на электростанциях часто используются клапаны и колена, которые усложняют задачи, но результаты оказались положительными.

С помощью Exelon компания EPRI разработала руководство по использованию одного из таких инструментов, в котором используется волноводная технология. Волноводная технология использует ультразвуковые направленные волны для обнаружения дефектов, таких как коррозия, в подземных трубах. Exelon была одной из первых коммунальных служб, применивших эту технологию на своих подземных трубопроводах.

Принцип его работы заключается в том, что датчик устанавливается на внешней поверхности трубы (рис. 2 и 3). Генерируется направленная волна, которая проходит некоторое расстояние вдоль трубы. Изменения толщины стенки отражают волну. Этот метод может эффективно обследовать длинный участок трубы из одного места, уменьшая объем необходимых земляных работ и помогая сосредоточить работу на участках, о которых известно, что их недостаточно.

2. Подготовка к испытаниям. На этом фото волноводные датчики установлены на макете трубы для тестирования и разработки рекомендаций для использования в полевых условиях. Предоставлено: Исследовательский институт электроэнергетики

3. Оценка состояния трубы с помощью волноводной технологии. Ошейники могут быть установлены стационарно, что позволяет быстро и легко проводить испытания. Предоставлено: Научно-исследовательский институт электроэнергетики

Однако на эффективность волноводной технологии могут влиять различные факторы. Геометрия трубы, тип и толщина покрытия, нагрузка на грунт, материал обратной засыпки, глубина залегания и содержимое трубы — все это влияет на чувствительность и возможности охвата. Часто эти переменные неизвестны до тех пор, пока не будет проведено обследование, поэтому длина проверяемой трубы неизвестна до тех пор, пока не будут получены результаты.

При содействии Exelon в EPRI были созданы параметры для оценки эффективности волноводных исследований. В отчете EPRI Справочный документ по волноводному исследованию подземных труб (10119115) конкретно рассматриваются такие вопросы, как сбор и анализ данных для волноводного исследования подземных труб на атомных электростанциях. Но это еще не все. EPRI продолжает изучать способы использования волноводной технологии для проверки отводов трубопроводов.

Больше, чем просто ядерная проблема

Дело в том, что утечки случаются не только на атомных станциях; они могут произойти в любом подземном трубопроводе. Электростанция Big Stone — угольная станция мощностью 475 МВт в восточной части Южной Дакоты — была введена в эксплуатацию в 1975 году, поэтому большая часть ее подземных трубопроводов находится в земле уже более четырех десятилетий. Первоначальным материалом, используемым во многих линиях, была сталь или чугун, которые подвержены коррозии, и первоначальные методы установки вызвали некоторые дополнительные проблемы.

«В частности, кажется, что воздуховоды изначально не были засыпаны гравием, поэтому дренаж не подходит», — сказал Джефф Эндрицци, управляющий предприятием. «При раскопках мы часто находим эти линии изрытыми и выщербленными из-за коррозии».

Утечки тоже не всегда легко найти. Глинистость почвы на участке «Большой камень» очень высока. В результате утечки воздуха и воды могут мигрировать на значительное расстояние в любом направлении от места утечки.

Дэн Оукс, ответственный за топливо на заводе, вспоминал один такой случай. «Мы начали копать там, где через трещину в асфальтированной дороге поднимались пузырьки воздуха. Мы копали прямо вниз и нашли воздушную линию, но в итоге мы прошли по ней около 25 футов, прежде чем нашли и устранили утечку. Затем мы засыпали гравием, так что в случае, если нам снова придется работать в этом районе, найти и устранить протечки будет намного проще».

Ремонт варьировался от установки чехла на место утечки до замены небольшого участка трубы и замены значительных участков трубопровода. Когда ремонт был необходим, завод пытался заменить исходную трубу соответствующим коррозионно-стойким материалом (рис. 4 и 5), таким как ПВХ (поливинилхлорид) или HDPE (полиэтилен высокой плотности). Результаты были очень хорошими.

4. Время для обновления. Замена подземного трубопровода пожарной воды — непростая работа, но значение системы требует надежного ремонта. Предоставлено компанией Otter Tail Power Co.

5. Выполнение подключения. Труба HDPE (полиэтилен высокой плотности) часто сваривается в полевых условиях с использованием специализированных машин для стыковой сварки. Поверхности имеют квадратную форму, нагреваются, чтобы расплавить интерфейсы труб, и соединяются вместе для создания связи. Предоставлено компанией Otter Tail Power Co.

Чугун в сравнении с трубой из термопластика

Несмотря на то, что руководство завода Big Stone приняло решение перевести некоторые из своих систем на ПВХ и ПЭВП, чугунные трубы по-прежнему являются очень подходящим решением для многих жидкостных систем. По словам Дэйва Парни, исполнительного вице-президента Института чугунных канализационных труб, в некоторых юрисдикциях это даже требуется строительными нормами.

Трубы из серого чугуна в основном используются для дренажных, канализационных и вентиляционных систем, в то время как трубы из ковкого чугуна — разновидность литых труб, разработанная в 1948 году — используются в системах водоснабжения и водоотведения. Есть много примеров чугунных труб, которые эксплуатировались более 150 лет, в том числе одна водопроводная система, установленная французским королем Людовиком XIV, которая использовалась в течение 330 лет.

Одним из преимуществ использования чугуна является меньшее количество проблем, связанных с расширением и сжатием, по сравнению с пластиковым изделием. Парни сказал, что чугун расширяется и сжимается так же, как бетон и сталь, поэтому конкурирующие силы сведены к минимуму. Он также имеет лучшую нагрузку на раздавливание для подземной установки. Чугун до 10 раз прочнее термопластичных материалов, поэтому ему не нужно полагаться на уплотнение боковой насыпи для поддержки стенки трубы.

Например, в соответствии со стандартом Американского общества по испытаниям и материалам ширина траншеи для трубы из термопласта должна быть равна ширине наружного диаметра трубы (НД) плюс 16 дюймов или наружному диаметру, умноженному на 1,25 плюс 12 дюймов. Следовательно, для 6-дюймовой трубы из термопласта требуется траншея шириной примерно 20 дюймов, тогда как для чугунной трубы того же размера такая минимальная ширина траншеи отсутствует.

Существуют также требования к основанию для пластика, в то время как для чугуна требуется только плоское дно траншеи для обеспечения равномерной поддержки. Обратная засыпка, используемая при монтаже пластиковых труб, должна быть утрамбована 6-дюймовыми слоями с минимальной плотностью уплотнения от 85% до 95%, в зависимости от типа грунта. Сторонники чугуна говорят, что дополнительная работа приводит к дополнительным затратам, и, если принять во внимание его высокую прочность, долговечность, ударопрочность и коррозионную стойкость, чугун должен быть в центре внимания всякий раз, когда рассматривается установка подземных труб.

Проблемы с посадкой

По крайней мере, одна утечка на атомной электростанции Индиан-Пойнт была связана с повреждением, которое, вероятно, произошло во время установки. В феврале 2009 г. операторы завода «Энтерджи», проводившие вахтовый обход, заметили наличие воды вокруг проходки трубы в здании вспомогательных питательных насосов. После непродолжительного расследования была обнаружена утечка конденсата из подземного участка трубопровода, связанного с линией отвода колодца конденсатора, в резервуар для хранения конденсата энергоблока 2.

«Энтерджи» определила, что большая часть утечки прошла через систему ливневой канализации завода и попала в его сливной канал. Участок вокруг места утечки был раскопан, чтобы получить доступ к трубе, поврежденный участок трубы был заменен, и система была приведена в нормальное состояние менее чем за неделю.

Компания провела расследование основной причины, в том числе отправила неисправный сегмент трубы из углеродистой стали в лабораторию для анализа. В ходе оценки был сделан вывод о том, что защитное внешнее покрытие трубы, которое было нанесено во время первоначального строительства, разрушилось, что привело к внешней коррозии на ограниченном участке.

Однако потенциальным фактором, способствовавшим этому, было то, что засыпка вокруг трубы во время установки содержала камни диаметром до восьми дюймов. Сотрудники, проводившие расследование, установили, что крупные камни в засыпке, вероятно, повредили покрытие трубы во время установки, позволив механизмам коррозии воздействовать на незащищенные металлические поверхности.

Кроме того, участок трубопровода находился в нижней точке, близко к уровню грунтовых вод. Влажные или влажные условия имеют тенденцию ускорять общую коррозию открытой углеродистой стали. Несмотря на то, что нанесенное покрытие трубы способно защитить трубу в течение всего срока службы завода — это подтвердили испытания участков трубопровода, на которых покрытие не было повреждено, — поврежденное покрытие и влажные условия в данном случае привели к утечке.

Несмотря на то, что материал обратной засыпки, использованный во время первоначального строительства, был разрешен действовавшей в то время спецификацией, одним из первых корректирующих действий, определенных Entergy, было обновление спецификации. Компания также внедрила программу проверки подземных трубопроводов и резервуаров, в том числе с использованием усовершенствованных методов проверки, таких как технология направленной волны.

Новое акустическое решение

Небольшая компания из Южной Калифорнии недавно разработала еще один инструмент для использования на подземных трубопроводах. Система обнаружения утечек LeakTronics FLASH может использоваться в определенных ситуациях для обнаружения утечек в трубах диаметром от 1 до 60 дюймов и длиной до 300 футов. По словам Даррена Мерлоба, владельца LeakTronics, система очень проста в использовании.

Протекающую трубу необходимо сначала вывести из эксплуатации и осушить. Проще всего иметь как минимум два отверстия в проверяемой линии, желательно по одному на каждом конце. Направляющий инструмент, то есть шнур, который легче продеть от одного конца линии к другому, подается в одно отверстие в трубе с пластиковой втулкой, прикрепленной к концу, что позволяет пылесосу, вставленному в противоположное отверстие, всасывать втулку и шнур через трубу (рис. 6). Затем пластиковая втулка удаляется, а головка блока FLASH (рис. 7) присоединяется к системе направляющих на свое место. Шнур вытягивается через трубу, благодаря чему головка блока легко вдевается внутрь.

6. Змееподобный. Направляющий инструмент можно всасывать через линию с помощью пылесоса, а затем извлекать с присоединенной головкой устройства. Предоставлено LeakTronics

7. Таблетка от болезней. При размерах менее ¾ дюйма x 1½ дюйма головка устройства FLASH содержит микрофон и может излучать сигнал с частотой 512 Гц. Предоставлено LeakTronics

Если система трубопроводов имеет ограничения, например клапаны, или не может быть открыта на противоположных концах, что запрещает использование системы направляющих и пылесоса, можно использовать толкатель из стекловолокна, чтобы вставить головку устройства в доступные места. Как только головка агрегата установлена ​​на место, труба закрывается с обоих концов, чтобы к линии можно было приложить небольшое давление. В случае отверстия, через которое выступает шнур головки устройства, в комплекте предусмотрена заглушка, которая позволяет протягивать головку устройства через трубу, в то время как линия остается относительно герметичной. Сдвижная заглушка также облегчает подсоединение установки для измерения давления, которая используется для повышения давления воздуха в испытуемом трубопроводе примерно до 6 фунтов на квадратный дюйм.

Головка устройства и наушники подключаются к усилителю FLASH, а затем головка с микрофоном медленно вытягивается обратно через трубу, пока оператор прослушивает утечку с помощью наушников. Когда микрофон достигнет точного места утечки, оператор услышит характерный шум струи. Звук идентифицирует место, где воздух выходит через отверстие в трубе.

После обнаружения утечки оператор прекращает тянуть кабель и переключает соединение головки блока с усилителя на драйвер FLASH. Драйвер излучает сигнал с частотой 512 Гц от головки блока, который затем определяет оператор с помощью FLASH-приемника. Приемник или сканер имеет аналоговый измеритель и внешний динамик, что позволяет оператору точно определить место над землей, под которым в заглубленной трубе находится головка устройства. Затем место отмечается, и можно начинать раскопки.

Точное знание места утечки позволяет сосредоточить усилия по раскопкам и ремонту в правильном месте, предотвращая ненужную работу, что экономит время и деньги. Это особенно важно, если труба заделана в бетон или проходит под тротуаром. Мерлоб говорит, что приемник надежно обнаружит головку устройства через 4 фута твердого бетона и до 15 футов почвы, в зависимости от типа грязи.