Су және газ өндеу шеберліктерінде ПЕ түбілерін пайдаланудың пайдалары

Заманауи инфрақұрылымдағы PE құбырлардың беріктігі мен ұзақ қызмет етуі

Жоғары созылу ортасындағы PE құбырлардың ағып кетуге төзімділігі мен өнімділігі

Полиэтилен құбырлардың сорғының болмауы олардың тігісіз жасалуымен және молекулалардың шын мәнінде өндіру кезінде бір-біріне байланысуымен түсіндіріледі. Уақыт өте жүктеме көрсеткіштерін бағалағанда, ISO стандарттары (2023) бойынша полиэтилен құбырлардың шаршау беріктігі шамамен 27 МПа-ды құрайды, бұл дүрбелеңкі шойынға қарағанда әлдекайсы жоғары, әсіресе қысымның сондай-ақ күрт артуына ұшырағанда. Полиэтилен құбырлардың ерекшелігі – олардың иілгіштігі. Олар бөліктердің арасындағы тығыздықты бұзбай-ақ шамамен 20 градусқа иіле алады, сондықтан инженерлер оларды жер сілкінісі болуы мүмкін аймақтарда немесе жер беті маусымдар бойы қозғалатын жерлерде салуға ұнатады.

PE Құбырлардың қызмет ету мерзімі: 50—100 жыл, нақты деректермен расталған

Зертханалық зерттеулер көрсеткенінше, PE100 құбырлар 60 жыл пайдаланудан кейін өзінің бастапқы жарылу қысымының 95%-ын сақтайды, бұл 2024 Жұмыс Істеу Мерзімі Бойынша Зерттеу . Сонымен қатар, 1979 жылдан бері орнатылған 1240 км полиэтилен газ құбырында шахталарда коррозиялық бұзылулар тіркелмеді және ASME B31.8-2023 стандарттарына сай келеді.

Әртүрлі топырақ жағдайлары мен сыртқы жүктемелер кезіндегі жұмыс істеуі

ПЭ құбырлар деформацияланбай-ақ жер жүктемесінің 25 кН/м²-ге дейінгі мөлшерін шыдайды — бұл тұрақсыз сазды және жағалаулық топырақта маңызды. Олардың сынған кезде ұзаруының 630%-дық көрсеткіші (ASTM D638) PVC-ден айтарлықтай ерекшеленеді, өйткені PVC-ның максималды ұзаруы 150% құрайды және суып-еру циклдары кезінде трещинаның пайда болуын болдырмауға мүмкіндік береді.

Зерттеу жағдайы: Еуропалық су желілерінде үш онжылдық бойы сенімді жұмыс істеу

Германияда шамамен 2,4 миллион адамға қызмет көрсететін қалалық су жүйесі бар, олар полиэтилен (PE) құбырларға ауысу арқасында үш онжылдық бойы жылдық су шығынын тек 0,03%-ке дейін төмендетті. Бұл шынында да шойын құбырлар қолданылған кезеңге қарағанда алты есе жақсы нәтиже. Сандар өздерінің сөзін айтады. Халықаралық құбырлар зерттеу институтының зерттеулеріне сәйкес полиэтилен құбырлардың металдармен салыстырғанда біріктіру орындарындағы ақаулары шамамен он екі есе азырақ болады. Олардың 2022 жылғы су желілері туралы талдауы да осы пікірді қатты қолдайды.

PE құбырлардың коррозияға төзімділігі мен қоршаған ортаға төзімділігі

Металл құбырлар жүйелеріне қарағанда PE құбырлардың әлдеқайда жоғары коррозияға төзімділігі

Металл құбырлардан айырмашылығы, PE таттануға және электрхимиялық коррозияға төзімді — бұл көрсеткіштер су құбырының 34% істен шығуына әкеледі (AWWA 2024). Оған қорғаныштық қаптама немесе катодтық қорғаныс қажет емес. Коррозиялық топырақта PE құбырлар 98,7% саңылаусыз жұмыс істейді, цементтік қабыршақталған серпінді шойынмен салыстырғанда бұл көрсеткіш 81,2% құрайды (Water Infrastructure Group 2023).

Бұл инертті табиғат PE-ні мыналар үшін идеалды етеді:

• Тұзды су инвазиясы аймақтары
• Өнеркәсіптік өндірістік су жүйелері
• Себерлерден шайылып кететін тыңайтқыштары бар аграрлық аймақтар

Қазіргі заманғы шайыр құрамдары PE-нің 1,5-тен 14-ке дейінгі pH деңгейлерінде шыдай алуын қамтамасыз етеді және болат емес болат аналогтарымен салыстырғанда 29% төменгі жүйенің өмірлік құнын ұсынады (Journal of Pipeline Systems 2024).

Жағалау аймақтары мен химиялық белсенді топырақ орталары үшін идеалды

Жағалау аймақтарында PE түріндегі құбырлар тұздан пайда болатын шұңқырларға төтеп бере алады, ал метал құбырлар әдетте 7—12 жыл ішінде бұзылады (2024 жылғы теңіз инфрақұрылымы туралы есеп). Флорида аралдарында тұздың мөлшері жоғары топырақта 40 жыл бойы PE100 құбырларының коррозиялық бұзылуы байқалмады.

Негізгі химиялық төзімділіктерге мыналар жатады:

2023 жылы жүргізілген 142 жағалаулық жобаны зерттеу нәтижесінде эпоксидті болатқа қарағанда PE жүйелерінің 73% аз қызмет көрсетуді қажет ететіні және 99,4% ағын сыйымдылығын сақтайтыны анықталды. Химия зауыттарында FRP аналогтарына қарағанда балқытылған PE құбырларын пайдалану сақтау инциденттерін 82% азайтты ( Rainfaun деректері ).

Жылулық балқыту арқылы саңылаусыз қосылыстар мен жүйенің бүтіндігі

Балқыту пайдалану арқылы біртұтас, ағынсыз PE құбыр қосылыстары жасалады

Жылулық біріктіру пайдалану арқылы қысымды сынамада 99,8% бүтіндік деңгейіне ие болатын біртекті, монолиттік қосылыстар жасалады (ASTM F2620-23). Механикалық қосылыстардан өзгеше, бұл біріктірілген қосылыстар әлсіз нүктелерді жойып тастайды. Елді мекендер 15 жыл ішінде механикалық қосылған жүйелерге қарағанда біріктірілген ПЭ жүйелерінде 63% аз су ағынын байқаған (2023 жылғы Су инфрақұрылымы туралы есеп).

Су мен газ қауіпсіздігі стандарттарындағы механикалық қосылыстарға деген артықшылық

Біріктірілген ПЭ қосылыстары резеңке-сақиналы жүйелердің 6—8 бар шекті көрсеткішінен асатын 10 барға дейінгі толық қысым бүтіндігін сақтайды. Бұл NSF/ANSI 61 және AGA қауіпсіздік стандарттарымен сәйкестікті қамтамасыз етеді. Жергілікті деректер біріктіріп пайдаланылатын ПЭ желілерінің тарамдалған болат газ құбырларына қарағанда 82% аз метан шығаратынын көрсетеді (2022 жылғы Құбыр қауіпсіздігі зерттеуі).

Жалпы тенденция: Қазіргі заманғы газ тарату нормаларында біріктірілген қосылыстарды қабылдау

Германияның DVGW G 462-2021 стандартына сәйкес, қазір 31 ел пластик газ құбырларында жылулық балқыту арқылы жасалған қосылыстарды міндетті түрде қолдануды талап етеді. 2024 жылғы АҚШ-тың PHMSA жаңартуы бұрын тек болатқа рұқсат берілген 12 дюймдік газ құбырларына полиэтилен (PE) қосылыстарын балқытуды рұқсат етеді. Еуропаның EN 1555-3 нұсқасы сутек қоспасы бар газ жүйелері үшін балқыту сапасын бақылау талаптарын қамтиды, бұл PE100-дің кеңінен қолданылуын тездетеді.

Қалалық және қиын жағдайлардағы икемділік пен орнату тиімділігі

Полиэтилен (PE) құбырлар дәстүрлі материалдарға қарағанда 10—20% жоғары иілу қабілетіне ие, осының арқасында ағымның тиімділігіне минимальді әсер ететін күрделі қалалық жоспарлаулар мен тасты жерлерге орнатуға мүмкіндік береді. Бұл фитингтерге деген қажеттілікті азайтады және орнату уақытын өрістегі хабарламаларға сәйкес 35% дейін қысқартады.

Иілу қабілеті мен ықшам сақтау тасымалдау және тасымалдау шығындарын азайтады

Полиэтилен (PE) құбырларының өз диаметрінің бар болғаны 24 есесіне тең шанақтарға дейін тығыз оралуы мүмкін. Бұл практикалық тұрғыдан не дегенді білдіреді? Мысалы, әдеттегі 40 футтық жазық платформалы пойызға тиеу туралы ойланыңыз – ол болаттан жасалған құбырлармен салыстырғанда үш есе көп құбыр ұзындығын сыйғыза алады. 2022 жылғы инфрақұрылымдық зерттеудің логистикаға арналған соңғы нәтижелеріне сәйкес, оралмалы PE жүйелеріне көшу жоба сайын тасымалдау кезінде отын шығынын шамамен 18-22 пайызға дейін азайтады. Сонымен қатар, жергілікті жұмысшылар басқа да қызықты фактіні айтады: полиэтилен құбырлардың иілуі өте жеңіл болғандықтан PVC материалдарын пайдаланған кезде жиі кездесетін және бәрінің ұнатпайтын қосылыстарға қажеттілік шамамен 40 пайызға дейін азаяды.

Бағытталған ұңғылау мен шұңқырсыз әдістерді қолданып, қалалық тығыз кеңістіктерге орнату

PE-нің икемділігі 45° асатын бұрыштармен бағытталған бұрғылауды қолдайды — бұл бетон түтіктердің шектеуінен 63% қатаңдау. Траншеясыз ПЭ әдістерін пайдаланып газ желілерін ауыстырған қалалар жолдарды жабуды 31% және халықтан келетін шағымдарды 19% азайтты. Сейсмикалық аймақтарда ПЭ түтіктер қираусыз 9% жанама жер ығысуын шыдайды, бұл созылмалы шойынның 3% порогынан асып түседі.

Техникалық қызмет көрсету мен су және газ желілеріндегі қолданылуы бойынша өмірлік циклдық құнының тиімділігі

Жалпы үнемдеу: орнату мен техникалық қызмет көрсетуге кететін төменгі шығындар туралы LCCA дәлелдері

Өмірлік циклдық құнды талдау (LCCA) ПЭ түтіктердің дәстүрлі материалдармен салыстырғанда 20—30% төменгі жалпы шығындарын көрсетеді. Бір 2024 жылғы инфрақұрылымның тұрақтылығы туралы есеп 10 000 түтік өткізгішті орнатуды талдау ПЭ жүйелерінің 50 жыл ішінде сорғыштыққа төзімділігі мен жалғастықтың сенімділігі арқасында метріне $182 үнемдеуін көрсетті.

Су жабдықтау саласында қолданылуы: PE80 және PE100 арқылы ауылдық желілерден бастап мегаполистік негізгі желілерге дейін

PE80 түрлі жерлерде орналасқан ауылдық су желілерінде кеңінен қолданылады, оның икемділігі табиғи рельефте төселуді жеңілдетеді. Жоғары тығыздығы (≥1000 кг/м³) бар PE100 25 барға дейінгі қалалық жоғары қысымды негізгі желілерді қамтамасыз етеді. Мюнхеннің 2022 жылғы су жүйесін жаңарту жобасы жүгіретін аймақтарда ескіре бастаған метал шыбықтарды PE100-мен ауыстыру арқылы шығындарды 18% үнемдеді.

Үлкен диаметрлі су және жоғары қысымды газ жүйелерінде PE100-дің қолданылуының өсуі

Инженерлер 1200 мм-ден астам диаметрлі су құбырлары мен 16 бар қысымда жұмыс істейтін газ жүйелері үшін біртіндеп PE100-ді тағайындап отырады. Оның жылуға төзімділігі (ISO 9080 стандарты бойынша 80°C температурада <0,25 мм/жыл) теңіз деңгейіне жақын ЛНГ терминалдарының топырағында ерекше тиімді болып табылады.

Температураға төзімділік және экстремалды климат жағдайларында сәйкестік

PE құбырлар -40°C-тан 60°C-қа дейін сенімді жұмыс істейді және AS/NZS 4130 және EN 12201 стандарттарына сәйкес келеді. 2023 жылғы Газареттік инфрақұрылым жобасы PE100-дің 10 жылу циклінен кейін (-30°C-тан 50°C-қа дейін) созылуының 95% сақталатынын растады, бұл шөлдің ауыр жағдайларындағы жұмыс істеу қабілетін растайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

PE құбырлар қанша уақыт қызмет ете алады?

Өндірістегі мәліметтерге сәйкес PE құбырлар 50-ден 100 жылға дейін қызмет ете алады.

PE құбырлар химиялық белсенді орталарда қолдануға сәйкес келе ме?

Иә, PE құбырлардың химиялық төзімділігі өте жоғары және теңіз суы аймақтары мен тыңайтқышпен өңделген аграрлық аймақтар сияқты орталар үшін идеалды.

PE құбырлардың иілгіштігі мен орнату тұрғысынан қандай артықшылықтары бар?

PE құбырлардың иілгіштігі жоғары, бұл фитингтерге деген қажеттілікті азайтады және күрделі қалалық және сейсмикалық аймақтарда орнатуды жеңілдетеді.

PE құбырлар үшін жылулық балқыту қосылыстары неге ұсынылады?

Жылулық балқыту монолитті, ағынсыз қосылыстарды жасайды, механикалық қосылыстармен салыстырғанда беріктігі жоғары және ағындар аз болады.

Жоғары кернеу ортасында PE құбырлар қалай өз жұмысын атқарады?

PE құбырларының шаршау беріктігі өте жоғары және серпінді шойын құбырлармен салыстырғанда қысымның кенеттен артуын жуық 40% жақсырақ ұстайды.