ГТР-Энерго
Трубопроводные системы похожи на вены и артерии в наших телах - жизненно важны и, в основном, невидимы. Они транспортируют и распределяют питьевую воду, удаляют отходы, доставляют энергию для обогрева и охлаждения и многое другое. Все это обеспечивает жизнь и комфорт человека. Сосуды в наших телах состоят из наилучшего материала, полностью обеспечивающего выполнение возложенных на них функций. Точно так же и для трубопроводных систем: есть материалы наилучшие и есть менее подходящие.
Полиолефиновые термопластичные трубы имеют отличный послужной список на протяжении более чем 60 лет, и предлагают много преимуществ по сравнению с трубами, сделанными из "традиционных" материалов:
Что такое полибутен?
Во многих отношениях PB-1 (полибутен-1) похож на бамбук: гибкий и легкий. Будучи очень гибким материалом, он также очень прочный и отлично сопротивляется воздействию высоких температур, по сравнению со многими альтернативными материалами труб.
ПБ относится к тому же семейству полимеров, что и ПЭ (полиэтилен) и ПП (полипропилен). PB-1 не является новым материалом - трубные системы из PB-1 используются более 40 лет – и в этом сегменте он известен как самый технически продвинутый материал для напорных трубопроводов.
Классы прочности и SDR
Несомненно, самым важным свойством пластиковых труб являются их гидростатические прочностные характеристики при постоянных внутренних давлениях, которые, в конце концов, определяют ожидаемый срок службы трубы.
Хорошо известный материал полиэтилен класса PE 100 имеет показатель MRS (минимальная необходимая прочность) класс 10 с расчетной прочностью – 10 МПа для срока службы 50 лет при 20 градусах С. Некоторые трубы PP-RCT последнего поколения достигают MRS 12,5, что означает 12,5 МПа расчетной прочности.
Lyondellbasell, один из крупнейших в мире поставщиков сырья для производства из термопластичных труб без давления и под давлением, предлагает PB-1 - например, Akoalit PB 4267 Grey, который классифицируется как MRS 14, что означает 14 МПа расчетной прочности.
Зачастую считается, что пластиковые трубы имеют стандартное соотношение размеров, а показатель SDR – это просто отношение наружного диаметра трубы "d" и толщины стенки "s".
Для каждого диаметра и класса SDR можно рассчитать толщину стенки и наоборот. Зная диаметр и толщину стенки, внутренний диаметр может быть рассчитан так же легко, как и внутренняя площадь поперечного сечения трубы.
Значения SDR 13,6, SDR 11, 9, 7,4 и SDR 6 являются стандартными и применяются ко всем пластиковым трубным материалам, таким как PE, PP, PE-X и PB-1.
Классификация SDR облегчает сравнение возможностей разных пластиков, используемых в трубных системах.
Проектирование трубопроводной системы
Стандарт ISO 10508 «Пластики для применения в системах транспортировки горячей и холодной воды. Руководство по классификации и проектированию» дает объяснение делению материалов на классы. Полипропилен (PP-H, PP-R, PP-RCT), полиэтилен (PE-X, PE-RT) и полибутен (PB-1) являются пластиковыми материалами для транспортировки как холодной, так и горячей воды. На основе стандартных данных можно спроектировать и рассчитать трубопровод из любого из представленных материалов.
На рисунке 1 для различных пластиковых труб с рабочим давлением 8 бар и диаметром 50 мм показана зависимость площади поперечного сечения и веса от показателя SDR. Результаты понятны:
PB-1 - материал с самым высоким классом SDR, обеспечивает самою большую площадь поперечного сечения и при этом имеет самый низкий вес на метр трубы.
На рисунке 2 показано, что трубы из PB-1 обеспечивают на 63% больше площади в области проходного сечения по сравнению с теми, которые сделаны из PP-H / PP-R при сравнении одних и тех же показателей рабочего давления и наружного диаметра. Уменьшение толщины стенки означает снижение массы материала и веса трубы (при сходных показателях плотности).
PB-1 предлагает на 48% меньший вес, чем у аналогичной трубы из PP-H / PP-R.
Гораздо большая площадь проходного сечения имеет огромное влияние на работу системы труб, как показано на рисунке 3.
Для сравнения, на 8 бар, расход через систему труб из PP-H / PP-R примем за 100%. PE-X / PE-RT / PP-RCT трубы имеют на 50% более высокую производительность, а трубы PB-1 имеют на 92% более высокую производительность по сравнению с трубами PP-H / PP-R.
При работе трех этих различных трубопроводных систем с одинаковым расходом, наблюдается снижение потери давления снижение на 69% у трубопровода из PB-1 по сравнению с системой из PE-RT. Более высокий класс SDR означает более высокую производительность или существенно более низкое потребление энергии для эксплуатации системы труб.
Расходы на прокачку воды через трубы за расчетное время эксплуатации трубопровода (обычно 50 лет) намного выше, чем расходы на его установку. Этот аспект не следует игнорировать.
Гидроудар
Непосредственно перед тем, как запорный кран будет закрыт, масса воды перед ним все еще движется. Внезапная остановка потока вызывает резкое повышение давления, которое приводит к возникновению ударной волны – происходит так называемый гидравлический удар. В зданиях может возникнуть гидравлический удар всякий раз, когда посудомоечная машина, стиральная машина или бачок для смыва унитаза внезапно закрывается. Результат звучит как громкий хлопок. Помимо этих шумов, гидроудар может привести к поломке трубопроводов, если давление ударной волны становится слишком высоким.
Сочетание пониженной скорости потока и более низкой скорости распространения волны давления приводит к снижению опасности гидравлического удара на 76% в трубах из PB-1 по сравнению с трубными системами из материалов PP-H или PP-R (Рисунок 4).
Обратите внимание, что скорость распространения зависит от общей жесткости трубы, толщины стенки трубы и модуля упругости материала.
Звукоизоляция
Высокая эластичность и низкая удельная плотность материала трубы в сочетании с относительно тонкой стенкой трубы (высокий класс SDR) обеспечивают хорошие демпфирующие свойства. ПБ-1 имеет лучшую в своем классе способность поглощать давление и звуковые волны и устранять раздражающие шумы, связанные с эксплуатацией трубопровода в зданиях.
PB-1 является наиболее универсальным материалом, когда дело доходит до соединения и установки, предлагая все типы соединений, такие как компрессионные фитинги, стыковая сварка, сварка в раструб и электрофузионая сварка.
Способы соединения
В лондонском Королевском Альберт-Холле, одной из самых больших в мире концертных площадок, проржавевшие стальные трубы были полностью заменены на системы труб PB-1 производства компании Георг Фишер Пайпинг Системс в Швейцарии.
Помимо более продолжительного срока службы по сравнению со сталью, PB-1 был выбран из-за его гибкости, позволяющей плавно огибать уникальные форма здания и, следовательно, сократить общее время монтажа. При эксплуатации трубная система PB-1 дала существенную экономию энергии по сравнению с замененной системой стальных трубопроводов. Однако, решающее значение для такого места, как Королевский Альберт-Холл, сыграло общее снижение уровня гидравлических шумов и отсутствие “тикания” в трубах при нагревании или охлаждении.
BD Bacata, 67-этажный жилой и коммерческий небоскреб в Боготе, Колумбия, площадью более 1 млн. кв. м состоит из двух башен. Для систем горячего и холодного водоснабжения южной башни компания Nueva Terrain использовала трубы PB-1 диаметром от 15 до 125мм. Для Северной башни был применен обычный термопластичный материал и традиционные методы установки.
Это позволило сравнить простоту установки и еще раз убедиться , что с трубами из PB-1, благодаря их гибкости и одновременном уменьшении количества соединений и фитингов, получается существенно быстрее. Кроме того, непревзойденные характеристики шумопоглощения PB-1 создают акустический комфорт и благоприятную рабочую среду, а также надежную и долговременную систему труб внутри здания.
Резюме
Применение ПБ-1 для напорных трубопроводных систем позволяет:
* Lyondellbasell является одним из крупнейших в мире поставщики сырья для производства термопластов литьем под давлением или экструзионным способом. Полная информация о ПБ-1 для напорных трубопроводов доступна на сайте www.pbpsa.com. Ассоциация PBPSA является международной ассоциацией ведущих компаний, убежденных в больших перспективах использования PB-1 для создания напорных трубопроводов.
Разработка сайта