ТЕЛЕФОН : (063) 048 - 48 -80
Автор Алексей Семенец, директор Государственного предприятия «ЦентрСЕПРОтеплосеть»
Очень простое и, на первый взгляд, лежащее на поверхности решение. Почему же у нас до сих пор все так плохо с состоянием тепловых сетей?
Наряду с общеизвестными причинами экономического характера, свою роль сыграли и увы, продолжают играть факторы, связанные с необоснованными и не соответствующими современному уровню развития трубопроводного транспорта, нормативными ограничениями.
В последние 5 лет, когда появилась реальная возможность использовать высокоэкономичные и не коррозирующие предварительно изолированные трубы из термостойких полимерных материалов при ремонте и реконструкции (включая санирование в местах интенсивной городской застройки) тепловых сетей Украины (в том числе и сетей горячего водоснабжения), единственным, но не преодолимым препятствием на пути обеспечения населения теплом явился, как это не парадоксально, завышенный и не соответствующий действительности температурный график наших тепловых сетей установленный действующими в Украине СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» (которые используются при проектировании тепловых сетей) на уровне 115- 150 °С для подающего трубопровода.
Достаточно ознакомиться с отчетами практически любого областного Теплокоммунэнерго Украины, чтобы осознать простой факт, «температура теплоносителя в подающей сети не превышала 80 °С за последние 10 лет ввиду вынужденной экономии расхода газа» [1], и это в лучшем случае. Ситуация со стоимостью газа, особенно обострившаяся в последнее время, позволяет с высокой степенью достоверности сделать прогноз о сохранении этой тенденции еще, как минимум, в течение последующих 20-30 лет.
В связи с отсутствием высоких температур в тепловых сетях, на стальные трубы, кроме, широко известных ранее, внешней и электрохимической коррозии, обрушилась новая беда — микробиологическая коррозия внутренней поверхности трубопроводов под воздействием тионовых, нитрифицирующих, железо- и сульфатредуцирующих бактерий. Конечным продуктом жизнедеятельности большинства из этих микроорганизмов, кроме их непосредственного вреда стальным трубам, является серная кислота, которая создает агрессивные условия, еще более способствующие усилению коррозионного процесса . Хлорирование подпиточной воды не обеспечивает уничтожение этих бактерий. Многие из них способны развиваться при температуре 70 °С и сохраняют жизнеспособность при непродолжительном воздействии более высоких температур [1].
Таким образом, в настоящее время динамика выхода из строя стальных тепловых сетей стала уже существенно опережать темпы работ по их ремонту и реконструкции. Мало того, сложившиеся условия эксплуатации тепловых сетей становятся причиной проявления признаков коррозионного разрушения свежепроложенных предварительно изолированных труб со стальной проводящей трубой не через 25 лет, как планировалось, а в течение 3-5 лет подобной эксплуатации.
Наиболее эффективным и возможно единственным для Украины выходом из сложившейся ситуации является, наряду со срочным принятием мер по утеплению зданий и сооружений, нормативное уменьшение, а практически, легализация рабочей температуры до 80 °С в подающем трубопроводе тепловых сетей с рабочим давлением до 10 бар включительно и массовое использование при ремонте, реконструкции этих тепловых сетей и сетей горячего водоснабжения.
Решение указанной выше проблемы существенно облегчает тот факт, что нормативная база — ряд стандартов национального уровня, устанавливающих технические условия к предварительно изолированным трубопроводам из термостойких полимерных материалов, в Украине уже разработаны и введены Минстроем Украины в действие, это:
❏ принятый недавно и введенный в действие c 01.08.2007 Национальный стандарт Украины ДСТУ Б В.2.531:2007 «Трубопроводы предварительно вспененным полиуретаном для сетей горячего водоснабжения и тепловых сетей. Трубы, фасонные изделия и арматура.Технические условия»;
❏ ДСТУ Б В.2.5-21-2002 «Трубы из структурированного полиэтилена с тепловой изоляцией из вспененного полиэтилена и защитной гофрированной полиэтиленовой оболочкой для сетей холодного, горячего водоснабжения и водяного отопления. Технические условия»;
❏ ДБН В. 2.5-22-2002 «Кодекс сложившейся практики. Свод правил. Внешние сети горячего водоснабжения и водяного отопления с использованием труб из структурированного полиэтилена с тепловой изоляцией с вспененного полиэтилена и защитной гофрированной полиэтиленовой оболочкой». Том 1. «Проектирование» и том 2 «Монтаж, приемка и эксплуатация».
Рассмотрим наиболее перспективные с точки зрения сочетания критериев надежности и долговечности варианты использования труб из термостойких полимеров в тепловых сетях Украины с учетом приведенных выше нормативных документов Украины, стандартов стран ЕС, а также аналитических обзоров и результатов исследований ряда ведущих по этому направлению европейских фирм: Solvay Padanaplast S.p.A. [2], Dow Europe GmbH [3], Rehau AG + Co [4] и др.
В последние десятилетия наиболее широко используются в странах ЕС (и легализированы для использования в наружных сетях горячего водоснабжения и распределительных сетях водяного отопления Украине) три основные конструкции предварительно изолированных трубопроводов с полимерной проводящей трубой:
❏ проводящая труба из РЕ-Ха(сшитого) / изоляция из вспененного ПЕ /оболочка из ПЕ80 (трубы PexInsulPE — по ДСТУ Б В.2.5-21-2002 и ДБН В. 2.5-22-2002);
❏ РЕ-Ха (сшитый) пенополиуретан / ПЕ80 (трубы РЕХ/ПУ по ДСТУ Б В.2.5-31:2007);
❏ ПП 80 тип 3 / пенополиуретан / ПЕ80 (трубы ПП/ПУ по ДСТУ Б В.2.5-31:2007).
Также следует отметить появившиеся в последние три года интересные предложения конструкций, базирующиеся на разработке фирмы Solvay Padanaplast S.p.A :
❏ проводящая труба из TUX(РЕ-Хb на базе ПЕ 100), сшиваемый в процессе контролируемого начального процесса эксплуатации / изоляция из вспененного ПЕ / оболочка из ПЕ ( далее по тексту — TUX/ ПЕ);
❏ проводящая труба из TUX (РЕ-Хb на базе ПЕ 100), сшиваемый в процессе контролируемого начального процесса эксплуатации / изоляция из пенополиуретана / оболочка из ПЕ (далее по тексту — TUX/ПУ), и предложения фирмы Dow Europe GmbH (разработчика и производителя термостабилизированного полиэтилена PERT), позволяющие автору статьи сделать выводы о возможности использования проводящей трубы изготовленной из нового продукта фирмы Dow — термостабилизированного полиэтилена PERT тип 2 марки 2388, в качестве замены проводящей трубы из РЕ-Ха и TUX с аналогичным сочетанием изоляции и оболочки:
❏ проводящая труба из PERT тип 2 марки 2388 / вспененный ПЕ / оболочка из ПЕ (далее по тексту — PERT2/ПЕ);
❏ проводящая труба из PERT тип 2 марки 2388 / пенополируретан / оболочка из ПЕ (далее по тексту — PERT2/ПУ).
Проведем сравнительную оценку перспективности приведенных выше конструкций в температурном режиме внешней сети отопления с рабочей температурой 80 °С и рабочим давлением 1,0 МПа, использовав в качестве примера проводящую трубу номинальным диаметром 110 мм с различными стандартными размерными соотношениями SDR. Оценку проведем по следующим критериям:
1. Термомеханические критерии долговечности и надежности
1.1. Прогнозируемое время эксплуатации проводящих труб не менее 40 лет при рабочей температуре 80 °С и рабочем давлении 1,0 МПа с использованием правила Майнера по результатам испытаний гидростатическим давлением.
1.2. Соответствие регламентного срока службы труб из полимеров систем холодного и горячего водоснабжения и водяного отопления c рабочим давлением 1,0 МПа и температурным профилем для 5-го класса эксплуатации (для высокотемпературных радиаторов отопления) по EN/ISO 10508:
❚ 60 °C — 25 лет;
❚ 80 °C — 10 лет;
❚ 90 °C — 1 год;
❚ 100 °C — 100 часов.
1.3. Соответствие регламентного срока службы проводящих труб из полимеров внешних тепловых сетей с рабочим давлением 1,0 МПа с температурным профилем, одобренным европейским техническим комитетом CEN TC 107:
❚ 80 °C — 29 лет;
❚ 90 °C — 1 год;
❚ 95 °C — 100 часов.
2. Оценка возможности использования труб без ограничений по максимальному диаметру
3. Оценка возможности для использования при монтаже трубопровода сварки
4. Оценка возможности использования при эксплуатации трубопровода явления самокомпенсации температурных удлинений труб (способ укладки «змейкой)
Термомеханические критерии
Показателем пригодности предварительно изолированной конструкции для эксплуатации в трубопроводах наружных сетей отопления является расчетное время безаварийной эксплуатации T для проводящих труб систем отопления под воздействием теплоносителя с рабочим давлением 1,0 МПа и температурном профиле согласно CEN TC 107 (критерий 1.3), поглощающем температурные профили согласно критериев 1.1, 1.2.
❏ Трубы с конструкцией РЕ-ХinsulPE по ДСТУ Б В 2.5-21-2002 с параметрами проводящей трубы из РЕ-Х по ДСТУ Б В.2.5-17-2001 и трубы РЕ-Х/ ПУ по ДСТУ Б В.2.5-31:2007:
Анализ табл. 1 и диаграммы долговременной прочности ( рис. 1 ) показывает, что для внешних сетей отопления с номинальным рабочим давлением 1,0 МПа и номинальной рабочей температурой 80 °С предпочтительным является использование труб РЕ-ХinsulPE по ДСТУ Б В.2.5-21-2002 и труб РЕ-Х/ПУ по ДСТУ Б В.2.5-31:2007 с проводящей трубой из РЕ-Х с размерным соотношением SDR 9 (Минимальная толщина стенки проводящей трубы, при которой предварительно изолированная конструкция соответствует термомеханическим критериям 1.1, 1.2 и 1.3).