Новое качество напорных трубопроводов
Как известно, наиболее дорогим элементом комплекса водоснабжения любого большого города является система транспортирования питьевой и технической воды. Она включает водоводы, распределительную сеть и устанавливаемые на ней сооружения, а также арматуру для выключения, регулирования, обслуживания, ремонта и обеспечения надежной и безаварийной работы трубопроводов. Стоимость систем подачи и распределения воды составляет от 40% до 70% стоимости всей системы водоснабжения города. В связи с этим надежность и долговечность этих систем, снижение затрат на их монтаж и эксплуатацию являются важнейшими приоритетами для городских хозяйств. Поэтому основным вопросом при проектировании является достижение максимальной экономической эффективности при строительстве и эксплуатации (конечно, при удовлетворении всех санитарно-гигиенических норм). А эта проблема в настоящее время напрямую сводится к вопросам выбора материала для трубопроводной системы и способа монтажа.
Использование пластмассовых труб большого диаметра открывает новые возможности при строительстве трубопроводов. Традиционно трубами большого диаметра считаются трубы диаметром 500-1200 мм и более. Основными областями применения таких труб являются ливневые и канализационные коллекторы, напорные водоводы, дренаж. Доля рынка, которую занимают полимеры, довольно значительна и растет быстрыми темпами. Согласно исследованиям, проведенным информационным агентством Freedonia Group, Inc., рост объема потребления полимерных труб большого диаметра в США достигнет к 2007 году 12,4 тыс. км. Доля полимеров будет составлять более 20% потребления труб большого диаметра, на что будет израсходовано 440 тыс. т исходного сырья. Увеличение доли полимерных труб предполагается, в первую очередь, за счет постройки новых и восстановления старых или устаревших систем водоводов и канализации, особенно для специфических условий больших городов, протяженных улиц и автомагистралей. Бетонные трубы все еще сохраняют свое лидирующее положение для подземных применений. Однако полимерные трубы в этом секторе начинают составлять серьезную конкуренцию, основанную на таких преимуществах, как лучшие эксплуатационные характеристики, более быстрый и легкий монтаж по сравнению с трубами из других материалов. Хорошие перспективы использования напорных полиэтиленовых труб в водоснабжении и водоотведении обусловлены устареванием существующих систем и все более частым возникновением таких проблем, как утечки, прорывы, экс-фильтрация, то есть диффузное проникновение внешних вод в систему питьевого водоснабжения, которые вызываются коррозией и низкой устойчивостью существующих систем к скачкам давления.
При наличии в напорном трубопроводе сквозных повреждений в стенке трубы или в соединениях через них утекает вода. Кроме того, вытекающая вода размывает грунт вокруг трубы.
В результате происходят провалы грунта, подтопление подвалов, повреждение фундаментов близлежащих зданий. Если рядом проложена канализация, потерявшая герметичность, то вода из водопровода размывает зараженный канализационными стоками (в том числе и фекальными) грунт вокруг трубопровода и может переместить его в водоносные слои. При перерывах в подаче воды в трубопроводе образуется вакуум, который засасывает через сквозные неплотности окружающий грунт и грунтовые воды. При возобновлении водоснабжения они разносятся потоком по трубопроводу. Применение полиэтиленовых труб позволяет существенно уменьшить аварийность, опасность загрязнения питьевой воды, а кроме того, значительно облегчает монтаж и позволяет использовать бестраншейные технологии. Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальными службами мегаполисов разных стран все больше внимания уделяется вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотводящих сетей, под которыми понимаются технологии прокладки, замены, ремонта и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности. В передовой зарубежной практике сейчас 90% объема работ по замене и восстановлению подземных коммуникаций производится бестраншейным способом. В России также существуют организации, специализирующиеся на бестраншейной прокладке трубопроводов, имеющие все необходимое оборудование и уже накопившие достаточный опыт работ. Но пока приходится признавать, что основная масса работ по ремонту и строительству инженерных коммуникаций проводится традиционным способом.
Одной из интереснейших возможностей применения полимерных труб является строительство подводных трубопроводов. В отличие от работы с металлическими трубами, в данном случае весь комплекс монтажных работ проводится на берегу, что несравнимо облегчает и удешевляет строительство. Затем производится постепенное затопление уже готового трубопровода, снабженного балластными грузами.
Комплектация и особенности монтажа полиэтиленовых трубопроводов
Соединения полимерных труб можно разделить на два типа: неразъемные (сварка встык с помощью сварочного инструмента; муфтовые) и разъемные (резьбовые соединения с помощью накидной гайки и резиновой прокладки; фланцевые; раструбные с эластичными уплотнителями). Как правило, для трубопроводов, работающих под давлением, используют неразъемные соединения — сварку встык или муфтовую сварку, хотя нельзя сказать, что фланцевые соединения менее надежны. Разъемные виды соединений более подходят для безнапорных систем. В каждом же частном случае более подходящий способ соединения выбирается исходя из конкретных условий. Сварные и электросварные соединения, используемые для монтажа трубопроводов из полиэтиленовых труб, имеют высокую прочность, герметичны и стойки к внешним разрушающим воздействиям в процессе монтажа и эксплуатации. Гибкость полиэтиленовых труб и надежность соединений делают полиэтиленовые трубопроводы незаменимыми в сейсмически активных областях и в местах, где возможны подвижки почвы.
Вопрос выбора труб
Первый вопрос, который необходимо решить при выборе труб, — вопрос экономической целесообразности материала, из которого изготовлена труба, применительно к данным условиям. Основной выбор происходит между металлической и полиэтиленовой трубой. При выборе полиэтиленовых труб для конкретного применения нужно исходить из основных характеристик и параметров трубопровода. Для напорных трубопроводов (Межгосударственный Стандарт/ГОСТ 18599-2001) это:
— минимальная длительная прочность (MRS) — напряжение, определяющее свойства материала, применяемого для изготовления труб, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре 20°С данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению;
— максимальное операционное давление (МОР);
— стандартное размерное отношение (SDR) — отношение номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки;
— коэффициент запаса прочности (Ст) — коэффициент снижения максимального рабочего давления в зависимости от температуры транспортируемой воды и прочих условий.
Трубы могут изготавливаться из различных марок полиэтилена (ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100). Более современные марки полиэтилена обладают более высокими прочностными характеристиками. В соответствии с этим различаются и эксплуатационные характеристики труб, изготовленных из полиэтилена разных марок.
Таблица 1. Показатель MRS в соответствии с ISO 4427/CEN ТС 55SS20
Таблица 2. Наибольшее допустимое эксплуатационное давление (МАОР) в водопроводных трубах (в МПа)
Нужно отметить, что для напорных трубопроводов целесообразно применение полиэтилена более высоких марок, позволяющего изготавливать трубы с меньшей толщиной стенки (с большим SDR). Несмотря на более высокую стоимость материала труба получается легче и имеет большее проходное сечение. Другой, не менее важный, вывод напрашивается для самотечных трубопроводов. В данном случае внутреннее давление, которое выдерживает труба, не имеет значения, а играет роль только внешнее воздействие грунта, то есть надежность трубопроводов определяется качеством обустройства грунтовых зон вокруг них. В СП 40-102-2000 применение полимерных труб для этих целей ограничивается кольцевой жесткостью 10 кПа. Из этого следует, что могут применяться трубы из ПЭ 63 до SDR 17,6, а из ПЭ 80 — до SDR 21. Применение труб из ПЭ 100 оказывается экономически нецелесообразным: в данной области обычным полиэтиленовым трубам, видимо, будет трудно выдержать конкуренцию с витыми полиэтиленовыми трубами, которые имеют меньший удельный вес и более низкую удельную стоимость.
Эксплуатационно-экономические характеристики трубопроводов
По динамическим характеристикам полиэтиленовые трубопроводы значительно превосходят трубы из других материалов: коэффициент их шероховатости в 7 раз ниже, чем у стальных, и в 23 раза ниже, чем у новых чугунных, и, к тому же, не меняется в течение всего срока эксплуатации. Например, металлические трубы подвержены зарастанию внутренней поверхности продуктами коррозии и карбонатными отложениями, что приводит к резкому возрастанию величины шероховатости труб и уменьшению площади их проходного сечения. В результате пропускная способность трубопровода снижается через 5 лет эксплуатации в зависимости от группы воды на 10-43%, через 10 лет — на 14-57%, через 20 лет — на 20-63% (А.Я. Добромыслов. Проблема долговечности и надежности трубопроводных систем//Сантехника, №5, 2003). Так как уже через 5-6 лет эксплуатации насосы, подобранные по шероховатости новых труб, не справляются с работой, в целом ряде случаев эксплуатационные организации вынуждены менять насосы на более мощные, и при этом затраты электроэнергии на перекачку воды увеличиваются в 4-5 раз. Для информации: на перекачку чистых и сточных вод в России расходуется 120-130 млрд кВт/час электроэнергии.
Надежность как свойство полиэтиленовой трубы
О надежности пластмассовых трубопроводов писалось и говорилось уже немало. Часто надежность или аварийность трубопроводов из различных термопластов оценивают "в целом", не разбираясь в принципиальных отличиях, например, ПВХ или стеклопластиковых труб от полиэтиленовых. Исходя из того, что за последние 15-20 лет и технологии производства трубных марок полиэтилена, и собственно уровень оборудования, особенно для формования больших труб, ушли далеко вперед, напорные полиэтиленовые трубопроводы на сегодняшний день можно назвать наиболее надежными. Естественно, работа с новыми материалами требует большей технологической дисциплины как при производстве трубы и комплектующих, так и при ее монтаже. Во многих крупных городах и регионах России эксплуатируются многокилометровые водопроводные сети из традиционных раструбных труб, на которых аварии происходят в основном из-за разгерметизации стыковых соединений и переломов труб. Надежные сварные соединения — одно из преимуществ напорных полиэтиленовых труб. Для строительства и ремонта сетей в Санкт-Петербурге только в 2002 году было импортировано несколько километров (около 1000 тонн) ПЭ-труб больших диаметров, в основном напорных водопроводных. В дополнение можно отметить, что во время двух крупных землетрясений в Японии в 1995 и 2000 годах не были повреждены только трубопроводы из полимерных труб.
В России полиэтиленовые трубы больших диаметров начали применяться несколько лет назад. Первоначально они использовались преимущественно при строительстве безнапорных коллекторов. Однако в последние годы полиэтиленовые трубы больших диаметров все активнее применяются при строительстве напорных водоводов на давление 6 и 10 атм. Особенно следует отметить строительство водоводов на 10 атм диаметром 1200 мм в Санкт-Петербурге. Следует отметить, что производство таких труб не предусмотрено ни российским ГОСТом, ни европейскими нормативными документами. Поэтому компанией KWH Pipe (трубы именно этой компании использовались в проекте) были разработаны специальные ТУ. В декабре 2003 г. по заказу ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" и ЗАО "ПРиСС" производство этой уникальной трубы диаметром 1200x67.9 ПЭ 100 SDR 17,6 было освоено Климовским трубным заводом (Холдинг "Евротрубпласт"). Наиболее передовым в применении полиэтиленовых труб большого диаметра оказался Северо-Западный регион России. Здесь, видимо, сказалась близость заводов одного из основных производителей — компании KWH Pipe. Санкт-Петербургский водоканал одним из первых в России начал строительство полиэтиленовых водоводов на давление до 10 атм в наиболее важных частях города. Было проложено несколько ниток водопровода длиной от 400 до 700 м из труб диаметром от 400 до 1200 мм. В настоящее время только в одном Санкт-Петербурге насчитывается 4 высокопрофессиональные подрядные организации, занимающиеся монтажом полиэтиленовых труб большого диаметра. Вслед за Санкт-Петербургом полиэтилен на большие диаметры стали применять в Ростовской области, Краснодарском крае, Самарской, Оренбургской, Кировской и Московской областях.
Отдельно следует остановиться на применении полиэтиленовых труб большого диаметра при строительстве дюкеров. На Западе строительство дюкеров из полиэтилена является отдельным бурно развивающимся в последние годы и высокорентабельным бизнесом. Существует несколько заводов, специализирующихся на производстве труб большого диаметра и большой длины (до 1000 м). Широко известен принадлежащий компании PipeLife завод в Норвегии. Расположенные на берегу фьорда производственные линии завода экструдируют трубу непосредственно в морскую воду, что позволяет исключить необходимость разрезания трубы на короткие отрезки и дает возможность хранить длинные отрезки труб в течение долгого времени в акватории завода. Фирмой PipeLife была разработана уникальная система транспортировки сразу нескольких длинномерных труб по морю и по рекам. За последние несколько лет длинномерные трубы больших диаметров доставлялись по морю в прибрежные районы европейских стран, а также через Атлантику в страны Центральной и Южной Америки. Помимо PipeLife, трубы большого диаметра и большой длины используют в своих проектах турецкие фирмы Firat и Oizayn Group. Из наиболее интересных проектов, планируемых этими фирмами в ближайшее время, следует отметить проект по строительству водовода пресной воды диаметром 1600 мм между материковой Турцией и Кипром. Уникальность данного проекта заключается в том, что водовод должен "висеть" в морской воде, прогибаясь на глубину более 400 м (такая глубина выбрана специально, чтобы максимально уменьшить вероятность столкновения с ним подводных лодок). В Германии действует трубопровод по подаче питьевой воды из Боденского озера в Гамбург, т.е. с крайнего юга на крайний север Германии, в Японии осуществляется переброска вод из озера Касимигаура в речную систему реки Нака.
В силу исторических и географических причин практически все крупные российские города расположены на берегах крупных речных систем. Каждый такой город с населением более 500.000 человек имеет в своей системе водоснабжения и водоотведения до 10 и более дюкеров, лежащих на дне. Как правило, большая часть дюкеров требует замены или санации. Здесь может пригодиться опыт норвежской и турецких фирм. Ширина рек обычно не превышает 200-300 м. Это именно те длины труб, которые можно буксировать по воде и проходить самые узкие места — шлюзы. Как знать, может быть, при определенном уровне развития полиэтиленовых технологий в России транспортировка длинномерных полиэтиленовых труб по рекам в будущем станет обычным делом. Очевидно, по крайней мере, что с точки зрения расходов на транспортировку и сварочно-монтажные работы производство таких труб может оказаться оправданным. Небольшой опыт применения длинномерных труб большого диаметра в России уже имеется. Летом 2002 года в Санкт-Петербурге был проложен дюкер через Неву диаметром 700 мм. Полиэтиленовые трубы длиной 400 м были доставлены морем из Норвегии компанией PipeLife. Помимо упомянутых компаний KWH, PipeLife, Firat и Dizayn Group, трубы большого диаметра выпускают еще несколько фирм в Европе — к примеру, Egeplast. В России напорные трубы диаметром 710-1200 мм выпускают только два предприятия: "Завод по переработке пластмасс ОАО "Казаньоргсинтез" и ООО "Климовский Трубный Завод" (Холдинг "Евротрубпласт"), предлагающий трубы широкой номенклатуры по диаметрам, SDR и маркам полиэтилена вместе с комплектующими и оборудованием для монтажа, в том числе трубы на давление 10 бар из ПЭ 100. Безнапорные витые трубы диаметрами до 1800 мм и соответствующими комплектующими для монтажа выпускает завод "Бородино-пласт". За легкими безнапорными трубами большого диаметра просматриваются большие перспективы, но развиваются они в России пока довольно медленно.
Материал предоставлен пресс-службой СП "КИРАННА" ООО
Использование пластмассовых труб большого диаметра открывает новые возможности при строительстве трубопроводов. Традиционно трубами большого диаметра считаются трубы диаметром 500-1200 мм и более. Основными областями применения таких труб являются ливневые и канализационные коллекторы, напорные водоводы, дренаж. Доля рынка, которую занимают полимеры, довольно значительна и растет быстрыми темпами. Согласно исследованиям, проведенным информационным агентством Freedonia Group, Inc., рост объема потребления полимерных труб большого диаметра в США достигнет к 2007 году 12,4 тыс. км. Доля полимеров будет составлять более 20% потребления труб большого диаметра, на что будет израсходовано 440 тыс. т исходного сырья. Увеличение доли полимерных труб предполагается, в первую очередь, за счет постройки новых и восстановления старых или устаревших систем водоводов и канализации, особенно для специфических условий больших городов, протяженных улиц и автомагистралей. Бетонные трубы все еще сохраняют свое лидирующее положение для подземных применений. Однако полимерные трубы в этом секторе начинают составлять серьезную конкуренцию, основанную на таких преимуществах, как лучшие эксплуатационные характеристики, более быстрый и легкий монтаж по сравнению с трубами из других материалов. Хорошие перспективы использования напорных полиэтиленовых труб в водоснабжении и водоотведении обусловлены устареванием существующих систем и все более частым возникновением таких проблем, как утечки, прорывы, экс-фильтрация, то есть диффузное проникновение внешних вод в систему питьевого водоснабжения, которые вызываются коррозией и низкой устойчивостью существующих систем к скачкам давления.
При наличии в напорном трубопроводе сквозных повреждений в стенке трубы или в соединениях через них утекает вода. Кроме того, вытекающая вода размывает грунт вокруг трубы.
В результате происходят провалы грунта, подтопление подвалов, повреждение фундаментов близлежащих зданий. Если рядом проложена канализация, потерявшая герметичность, то вода из водопровода размывает зараженный канализационными стоками (в том числе и фекальными) грунт вокруг трубопровода и может переместить его в водоносные слои. При перерывах в подаче воды в трубопроводе образуется вакуум, который засасывает через сквозные неплотности окружающий грунт и грунтовые воды. При возобновлении водоснабжения они разносятся потоком по трубопроводу. Применение полиэтиленовых труб позволяет существенно уменьшить аварийность, опасность загрязнения питьевой воды, а кроме того, значительно облегчает монтаж и позволяет использовать бестраншейные технологии. Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальными службами мегаполисов разных стран все больше внимания уделяется вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотводящих сетей, под которыми понимаются технологии прокладки, замены, ремонта и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности. В передовой зарубежной практике сейчас 90% объема работ по замене и восстановлению подземных коммуникаций производится бестраншейным способом. В России также существуют организации, специализирующиеся на бестраншейной прокладке трубопроводов, имеющие все необходимое оборудование и уже накопившие достаточный опыт работ. Но пока приходится признавать, что основная масса работ по ремонту и строительству инженерных коммуникаций проводится традиционным способом.
Одной из интереснейших возможностей применения полимерных труб является строительство подводных трубопроводов. В отличие от работы с металлическими трубами, в данном случае весь комплекс монтажных работ проводится на берегу, что несравнимо облегчает и удешевляет строительство. Затем производится постепенное затопление уже готового трубопровода, снабженного балластными грузами.
Комплектация и особенности монтажа полиэтиленовых трубопроводов
Соединения полимерных труб можно разделить на два типа: неразъемные (сварка встык с помощью сварочного инструмента; муфтовые) и разъемные (резьбовые соединения с помощью накидной гайки и резиновой прокладки; фланцевые; раструбные с эластичными уплотнителями). Как правило, для трубопроводов, работающих под давлением, используют неразъемные соединения — сварку встык или муфтовую сварку, хотя нельзя сказать, что фланцевые соединения менее надежны. Разъемные виды соединений более подходят для безнапорных систем. В каждом же частном случае более подходящий способ соединения выбирается исходя из конкретных условий. Сварные и электросварные соединения, используемые для монтажа трубопроводов из полиэтиленовых труб, имеют высокую прочность, герметичны и стойки к внешним разрушающим воздействиям в процессе монтажа и эксплуатации. Гибкость полиэтиленовых труб и надежность соединений делают полиэтиленовые трубопроводы незаменимыми в сейсмически активных областях и в местах, где возможны подвижки почвы.
Вопрос выбора труб
Первый вопрос, который необходимо решить при выборе труб, — вопрос экономической целесообразности материала, из которого изготовлена труба, применительно к данным условиям. Основной выбор происходит между металлической и полиэтиленовой трубой. При выборе полиэтиленовых труб для конкретного применения нужно исходить из основных характеристик и параметров трубопровода. Для напорных трубопроводов (Межгосударственный Стандарт/ГОСТ 18599-2001) это:
— минимальная длительная прочность (MRS) — напряжение, определяющее свойства материала, применяемого для изготовления труб, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре 20°С данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению;
— максимальное операционное давление (МОР);
— стандартное размерное отношение (SDR) — отношение номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки;
— коэффициент запаса прочности (Ст) — коэффициент снижения максимального рабочего давления в зависимости от температуры транспортируемой воды и прочих условий.
Трубы могут изготавливаться из различных марок полиэтилена (ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100). Более современные марки полиэтилена обладают более высокими прочностными характеристиками. В соответствии с этим различаются и эксплуатационные характеристики труб, изготовленных из полиэтилена разных марок.
Таблица 1. Показатель MRS в соответствии с ISO 4427/CEN ТС 55SS20
Таблица 2. Наибольшее допустимое эксплуатационное давление (МАОР) в водопроводных трубах (в МПа)
Нужно отметить, что для напорных трубопроводов целесообразно применение полиэтилена более высоких марок, позволяющего изготавливать трубы с меньшей толщиной стенки (с большим SDR). Несмотря на более высокую стоимость материала труба получается легче и имеет большее проходное сечение. Другой, не менее важный, вывод напрашивается для самотечных трубопроводов. В данном случае внутреннее давление, которое выдерживает труба, не имеет значения, а играет роль только внешнее воздействие грунта, то есть надежность трубопроводов определяется качеством обустройства грунтовых зон вокруг них. В СП 40-102-2000 применение полимерных труб для этих целей ограничивается кольцевой жесткостью 10 кПа. Из этого следует, что могут применяться трубы из ПЭ 63 до SDR 17,6, а из ПЭ 80 — до SDR 21. Применение труб из ПЭ 100 оказывается экономически нецелесообразным: в данной области обычным полиэтиленовым трубам, видимо, будет трудно выдержать конкуренцию с витыми полиэтиленовыми трубами, которые имеют меньший удельный вес и более низкую удельную стоимость.
Эксплуатационно-экономические характеристики трубопроводов
По динамическим характеристикам полиэтиленовые трубопроводы значительно превосходят трубы из других материалов: коэффициент их шероховатости в 7 раз ниже, чем у стальных, и в 23 раза ниже, чем у новых чугунных, и, к тому же, не меняется в течение всего срока эксплуатации. Например, металлические трубы подвержены зарастанию внутренней поверхности продуктами коррозии и карбонатными отложениями, что приводит к резкому возрастанию величины шероховатости труб и уменьшению площади их проходного сечения. В результате пропускная способность трубопровода снижается через 5 лет эксплуатации в зависимости от группы воды на 10-43%, через 10 лет — на 14-57%, через 20 лет — на 20-63% (А.Я. Добромыслов. Проблема долговечности и надежности трубопроводных систем//Сантехника, №5, 2003). Так как уже через 5-6 лет эксплуатации насосы, подобранные по шероховатости новых труб, не справляются с работой, в целом ряде случаев эксплуатационные организации вынуждены менять насосы на более мощные, и при этом затраты электроэнергии на перекачку воды увеличиваются в 4-5 раз. Для информации: на перекачку чистых и сточных вод в России расходуется 120-130 млрд кВт/час электроэнергии.
Надежность как свойство полиэтиленовой трубы
О надежности пластмассовых трубопроводов писалось и говорилось уже немало. Часто надежность или аварийность трубопроводов из различных термопластов оценивают "в целом", не разбираясь в принципиальных отличиях, например, ПВХ или стеклопластиковых труб от полиэтиленовых. Исходя из того, что за последние 15-20 лет и технологии производства трубных марок полиэтилена, и собственно уровень оборудования, особенно для формования больших труб, ушли далеко вперед, напорные полиэтиленовые трубопроводы на сегодняшний день можно назвать наиболее надежными. Естественно, работа с новыми материалами требует большей технологической дисциплины как при производстве трубы и комплектующих, так и при ее монтаже. Во многих крупных городах и регионах России эксплуатируются многокилометровые водопроводные сети из традиционных раструбных труб, на которых аварии происходят в основном из-за разгерметизации стыковых соединений и переломов труб. Надежные сварные соединения — одно из преимуществ напорных полиэтиленовых труб. Для строительства и ремонта сетей в Санкт-Петербурге только в 2002 году было импортировано несколько километров (около 1000 тонн) ПЭ-труб больших диаметров, в основном напорных водопроводных. В дополнение можно отметить, что во время двух крупных землетрясений в Японии в 1995 и 2000 годах не были повреждены только трубопроводы из полимерных труб.
В России полиэтиленовые трубы больших диаметров начали применяться несколько лет назад. Первоначально они использовались преимущественно при строительстве безнапорных коллекторов. Однако в последние годы полиэтиленовые трубы больших диаметров все активнее применяются при строительстве напорных водоводов на давление 6 и 10 атм. Особенно следует отметить строительство водоводов на 10 атм диаметром 1200 мм в Санкт-Петербурге. Следует отметить, что производство таких труб не предусмотрено ни российским ГОСТом, ни европейскими нормативными документами. Поэтому компанией KWH Pipe (трубы именно этой компании использовались в проекте) были разработаны специальные ТУ. В декабре 2003 г. по заказу ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" и ЗАО "ПРиСС" производство этой уникальной трубы диаметром 1200x67.9 ПЭ 100 SDR 17,6 было освоено Климовским трубным заводом (Холдинг "Евротрубпласт"). Наиболее передовым в применении полиэтиленовых труб большого диаметра оказался Северо-Западный регион России. Здесь, видимо, сказалась близость заводов одного из основных производителей — компании KWH Pipe. Санкт-Петербургский водоканал одним из первых в России начал строительство полиэтиленовых водоводов на давление до 10 атм в наиболее важных частях города. Было проложено несколько ниток водопровода длиной от 400 до 700 м из труб диаметром от 400 до 1200 мм. В настоящее время только в одном Санкт-Петербурге насчитывается 4 высокопрофессиональные подрядные организации, занимающиеся монтажом полиэтиленовых труб большого диаметра. Вслед за Санкт-Петербургом полиэтилен на большие диаметры стали применять в Ростовской области, Краснодарском крае, Самарской, Оренбургской, Кировской и Московской областях.
Отдельно следует остановиться на применении полиэтиленовых труб большого диаметра при строительстве дюкеров. На Западе строительство дюкеров из полиэтилена является отдельным бурно развивающимся в последние годы и высокорентабельным бизнесом. Существует несколько заводов, специализирующихся на производстве труб большого диаметра и большой длины (до 1000 м). Широко известен принадлежащий компании PipeLife завод в Норвегии. Расположенные на берегу фьорда производственные линии завода экструдируют трубу непосредственно в морскую воду, что позволяет исключить необходимость разрезания трубы на короткие отрезки и дает возможность хранить длинные отрезки труб в течение долгого времени в акватории завода. Фирмой PipeLife была разработана уникальная система транспортировки сразу нескольких длинномерных труб по морю и по рекам. За последние несколько лет длинномерные трубы больших диаметров доставлялись по морю в прибрежные районы европейских стран, а также через Атлантику в страны Центральной и Южной Америки. Помимо PipeLife, трубы большого диаметра и большой длины используют в своих проектах турецкие фирмы Firat и Oizayn Group. Из наиболее интересных проектов, планируемых этими фирмами в ближайшее время, следует отметить проект по строительству водовода пресной воды диаметром 1600 мм между материковой Турцией и Кипром. Уникальность данного проекта заключается в том, что водовод должен "висеть" в морской воде, прогибаясь на глубину более 400 м (такая глубина выбрана специально, чтобы максимально уменьшить вероятность столкновения с ним подводных лодок). В Германии действует трубопровод по подаче питьевой воды из Боденского озера в Гамбург, т.е. с крайнего юга на крайний север Германии, в Японии осуществляется переброска вод из озера Касимигаура в речную систему реки Нака.
В силу исторических и географических причин практически все крупные российские города расположены на берегах крупных речных систем. Каждый такой город с населением более 500.000 человек имеет в своей системе водоснабжения и водоотведения до 10 и более дюкеров, лежащих на дне. Как правило, большая часть дюкеров требует замены или санации. Здесь может пригодиться опыт норвежской и турецких фирм. Ширина рек обычно не превышает 200-300 м. Это именно те длины труб, которые можно буксировать по воде и проходить самые узкие места — шлюзы. Как знать, может быть, при определенном уровне развития полиэтиленовых технологий в России транспортировка длинномерных полиэтиленовых труб по рекам в будущем станет обычным делом. Очевидно, по крайней мере, что с точки зрения расходов на транспортировку и сварочно-монтажные работы производство таких труб может оказаться оправданным. Небольшой опыт применения длинномерных труб большого диаметра в России уже имеется. Летом 2002 года в Санкт-Петербурге был проложен дюкер через Неву диаметром 700 мм. Полиэтиленовые трубы длиной 400 м были доставлены морем из Норвегии компанией PipeLife. Помимо упомянутых компаний KWH, PipeLife, Firat и Dizayn Group, трубы большого диаметра выпускают еще несколько фирм в Европе — к примеру, Egeplast. В России напорные трубы диаметром 710-1200 мм выпускают только два предприятия: "Завод по переработке пластмасс ОАО "Казаньоргсинтез" и ООО "Климовский Трубный Завод" (Холдинг "Евротрубпласт"), предлагающий трубы широкой номенклатуры по диаметрам, SDR и маркам полиэтилена вместе с комплектующими и оборудованием для монтажа, в том числе трубы на давление 10 бар из ПЭ 100. Безнапорные витые трубы диаметрами до 1800 мм и соответствующими комплектующими для монтажа выпускает завод "Бородино-пласт". За легкими безнапорными трубами большого диаметра просматриваются большие перспективы, но развиваются они в России пока довольно медленно.
Материал предоставлен пресс-службой СП "КИРАННА" ООО
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 48 за 2004 год в рубрике материалы и технологии
