Современные технологии трубостроения

Степень износа характеризуется количественными показателями потерь воды и тепла на трубопроводах систем тепловых сетей, трубах водоснабжения и канализации. Защитные покрытия значительного количества эксплуатируемых трубопроводов значительно или полностью не выполняют своих изначальных технологических функций. Кроме того, трубопроводы данных трубопроводных систем крайне запущены и в значительном своем числе просто разваливаются. Многие специалисты давно характеризуют ситуацию, сложившуюся с трубопроводами коммунального хозяйства России одним словом – катастрофа.

Для исправления ситуации требуется значительное вложение средств в замену изношенных трубопроводов на трубы нового поколения и гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы с новыми качественными характеристиками. Отечественные производители труб сегодня обладают большинством технология по производству современных трубопроводов, теплоизоляции и изоляции для труб стальных, труб чугунных, полимерных труб и труб из других материалов, спектр которых сегодня значительно широк, а производители их развиваются в большинстве регионов страны.

В России трубопроводы настолько старые, что недалек тот день, когда латать дыры станет бессмысленно. Общая стоимость ремонтных работ трубопроводов ЖКХ составляет более 15 млрд. руб. в год. Планово-предупредительный ремонт инженерных сетей ЖКХ полностью уступил место аварийно-восстановительным работам, затраты на проведение которых в 3 раза выше строительства новых трубопроводов. Одна-две аварии на километр трубопровода в год. Более 600 тыс. аварий ежегодно, на устранение которых тратится более 60 млрд. рублей. Ежегодно в РФ меняется менее 1% общей протяженности сетей, или 2% аварийных фондов, в то время как для предотвращения дальнейшего их износа требуется увеличить объем работ по реконструкции и замене сетей не менее чем до 5 % их общей протяженности или 8,2 % аварийных фондов. На одного жителя России приходится 7,5 тыс. рублей платежей в год только на восстановление изношенных сетей трубопроводов и каждый год эта цифра будет возрастать.

С точки зрения экономической эффективности одним из наиболее приемлемых вариантов решения данной проблемы является переход к стекло-пластиковым трубам на основе полиэфирных смол. Стеклопластики являются одним из важнейших представителей группы композитных пластиков. Высокие физико-механические показатели, а также стойкость к воздействию агрессивных сред определили широкое использование этих материалов во многих областях промышленности.

Стеклопластик, как композитный материал, разработан и применяется достаточно давно. Мировым лидером в производстве и потреблении изделий из композитных материалов являются США, где их промышленное производство было налажено еще в 1944 году. Изделия из этого материала получили особенно широкое распространение в аппаратах, предназначенных для работы в экстремальных условиях – в судостроении, авиации, ракетной и космической технике, оборудовании нефтехимической и газодобывающей отраслях. В СССР, в 1970-х и 80-х годах, дорогие и получаемые в малых объемах новые материалы с высокими эксплуатационными качествами использовались только в военно-промышленном комплексе при изготовлении ракетных установок, авиа- и кораблестроении. Распространение новейших технологий на гражданские отрасли тормозилось жесткими правилами ограничения доступа. Первые позитивные сдвиги в данном вопросе произошли только в конце 1980-х годов.

Стеклопластики представляют собой композитные конструкционные материалы, сочетающие высокую прочность с относительно небольшой плотностью. Они успешно конкурируют с такими традиционными материалами, как металлы и их сплавы, бетон, стекло. В ряде случаев конструкции, отвечающие специальным техническим требованиям, могут быть созданы только из стеклопластика. Технологический процесс изготовления стеклопластиковых труб и фасонных изделий заключается в послойном нанесении на оправку стеклонитей, пропитанных связующим, – по заданной схеме армирования. После намотки труба кристаллизуется, снимается с оправки, проходит механическую обработку и соответствующие назначению испытания. После кристаллизации образуется монолитная, инертная и высокопрочная структура. Абсолютная шероховатость внутренней поверхности составляет 2–5 мкм, при требованиях СНиП для новых труб теплоснабжения – 50 мкм. Тип связующего выбирается в соответствии со свойствами транспортируемой по трубопроводу среды и условием обеспечения монолитности. Схема армирования определяется в результате расчета, выполненного в соответствии с международными стандартами на основании заданных условий монтажа и эксплуатации трубопровода. Особое значение имеет научно-обоснованный подход к разработке применяемых материалов, их сочетанию, конструкции стенки трубы и узлов стыка, намотки, режимам отверждения и технологии этих процессов.

Стеклопластиковые трубы были впервые использованы в конце 1950-х. В 70-х годах в США и на Западе они стали обычным решением проблемы коррозии трубопроводов. В настоящее время стеклопластиковые трубы широко используются, в первую очередь, в нефтяной и нефтехимической отраслях, теплоэнергетике, коммунальном хозяйстве. Высокоплотная, однородная структура стенки трубы без применения разнородных материалов с различными коэффициентами линейных расширений при повышенных температурах обеспечивает сплошность, исключает сдвиг или отслоение слоев по границам раздела материалов. Трубы могут применяться также для транспортировки агрессивных сред, трубопроводов химводоподготовки, нефтепродуктопроводов, пульпопроводов, минеральной воды, хладагентов при температуре от –60 °С до +130 °С при давлении до 26 МПа, которое определяется толщиной стенки трубы.

Основу технологического процесса составляет «ноу-хау» космической отрасли, использующей лучшие качества стеклянных и базальтовых волокон. Отсутствие каких-либо дополнительных футеровочных, герметизирующих слоев обеспечивает возможность эксплуатации труб при высоких и низких температурах, их резких перепадах, вакууме – без разделения слоев, как это происходит, например, с композитными трубами при применении герметизирующих материалов с отличающимися коэффициентами температурного расширения, а также слоистыми металлополимерными трубами. Кроме показателей прочности и их реализации в процессе реальной эксплуатации, основным фактором является гидролитическая стойкость отвержденного связующего и его теплостойкость, т. е. способность термореактивной эпоксидной матрицы сохранять свои конструкционные свойства при повышенных температурах и не подвергаться растворению в агрессивной обессоленной воде.Можно видеть перспективу применения композитных труб при высотном строительстве, где при требовании коррозионной стойкости потребуются большие рабочие давления в трубопроводах. Высокая теплоизолирующая способность конструкции обеспечивает высокий коэффициент полезного действия теплопроводов, что может существенно – на 20–30 °С снизить потребную температуру теплоносителя. стекло-пластиковым трубам на основе полиэфирных смол по сравнению со стальными трубами при равной прочности в 4 раза легче, не подвержены коррозии, в том числе электрохимической, стойки к химическим веществам, имеют не зарастающую гладкую внутреннюю поверхность, что позволяет использовать в трубопроводах меньший диаметр. По сравнению с полимерными трубами стекло-пластиковые трубы на основе полиэфирных смол обладают пониженной горючестью (кислородный индекс 39), повышенными физико-механическими характеристиками, устойчивостью к перегрузкам до 1,5 рабочего давления при температуре до 130 °С. Характеристики длительной прочности при рабочей температуре 115 °С составляют не менее 0,6 от показателей при нормальной температуре, а при температуре 95 °С – не менее 0,75. Масса теплоизолированных труб в 2 раза меньше массы эквивалентных труб из сшитого полиэтилена. Коэффициент температурного расширения на порядок меньше, а жесткость на порядок больше, при сохранении свойств самокомпенсации.

Общими преимуществами стекло-пластиковых трубам на основе полиэфирных смол являются:

• – высокая герметичность и прочность, нечувствительность к истиранию, высокая ремонтнопригодность – аналогично свойствам стальных труб с однородной структурой стенки;
• – конструкция резьбового соединения, его высокая прочность и применяемый клей позволяют производить монтаж при любых погодных условиях при температуре до –25°С. Время сборки одного клеевого стыка менее 30 мин., что позволяет смонтировать до 1000 м трубопровода в день;
• – высокоэффективная теплопроводность исключает тепловые потери: не более 2 °С на километр;
• – материал труб и конструкция соединений допускает повышение температур до 115 °С, рабочее давление регламентируется толщиной стенки;
• – малая масса, что снижает затраты при транспортировке и монтаже;
• – гладкая внутренняя поверхность, что позволяет использовать в трубопроводах меньший диаметр;
• – отсутствие любых видов коррозии, в том числе электрохимической от воздействия блуждающих токов;
• – снижение показателей длительной прочности при повышенных температурах не превышает 40 % от показателей при нормальных условиях;
• – высокая термостабильность, коэффициент температурного расширения в 10 раз меньше, чем у труб из термопластов;
• – имеют свойство самокомпенсации, температурные осевые нагрузки на опоры в 10 раз меньше, чем возникают при эксплуатации стальных трубопроводов;
• – простота ремонта в случае внешних повреждений (бандаж, накладка, клеевая заплата, замена части трубы и т. п.);
• – соединение труб не требует сварочной техники и соответствующей проверки сварных швов;
• – поставка труб, фасонных изделий, соединительных элементов осуществляется под проект (заказ) комплектно, что позволяет оптимизировать стоимость заказа и снизить затраты на подготовительные работы и монтаж у заказчика;
• – стоимость теплоизолированной трубы с учетом затрат на монтаж практически равна стоимости теплоизолированной стальной трубы с учетом затрат на монтаж и ниже стоимости труб из термопластов в изоляции.

 Источник:http://xn--80aeiabrmukcbxhdl7ij1h.xn--p1ai/water_transport.html