Журнал «Трубопроводы и экология» № 1, 2000 г.
«ГОСТ на напорные трубы из термопластов и их соединения для систем водоснабжения и отопления – мощный стимул к созданию отечественной научно-исследовательской базы, как основы развития производства и применения пластмассовых трубопроводов в России»
Уже сегодня можно с полной уверенностью сказать, что появление в России такого актуального нормативного документа как Государственный стандарт на пластмассовые трубы и соединения для горячего водоснабжения и отопления – дело самого ближайшего будущего.
НИИ сантехники в соответствии с техническим заданием, утвержденным Госстроем РФ, в сентябре 1999 года приступил к разработке ГОСТа «Трубы напорные из термопластов и их соединения для систем холодного и горячего водоснабжения и отопления. Общие технические требования. Размеры. Методы испытаний», завершить которую планируется в апреле 2000 года.
Значительным отличием этой разработки впервые в России является попытка охватить проблему в целом, а именно, связать воедино эксплуатационные требования к пластмассовым трубам с их размерными параметрами, а также характеристиками сырья, из которого они изготовлены. Конечной целью всех изложенных в ГОСТе понятий, требований, методик и расчетов является определение самой важной характеристики – срока службы.
Как правило, в настоящее время в отечественных и зарубежных (например, немецкие DIN нормативных документах, а также в рекламных проспектах различных фирм приводятся таблицы, где даются величины допустимого рабочего давления в трубе в зависимости от температуры эксплуатации, толщины стенки трубы и так называемого срока службы. Но указываемое время нельзя рассматривать как срок службы, т.к. на практике труба в процессе эксплуатации подвергается воздействию целого комплекса температур при заданном эксплуатационном давлении. А эта величина является временем воздействия постоянной температуры и давления на трубу, которые она способна выдержать без разрушений с учетом коэффициента надежности. Данные этих таблиц хороши для сравнения труб из различных материалов, но определить по ним реальный срок службы крайне проблематично.
В новом ГОСТе задача, связанная с определением срока службы трубы решается иначе. Собственно, этот срок задается изначально и составляет 50 лет. В соответствии с ISO 10508 устанавливаются пять классов эксплуатации: горячее водоснабжение при температуре 60оС, горячее водоснабжение при температуре 70 оС, низкотемпературное отопление «теплый пол», теплый пол и низкотемпературные радиаторы, высокотемпературные радиаторы.
Каждый класс эксплуатации определяется комплексом температур (рабочая, максимальная и аварийная) и временем их воздействия в течение общего срока службы. Эксплуатационные давления устанавливаются в размере 0,4; 0,6 или 1 МПа.
Кроме того, трубы работающие в условиях, соответствующих какому-либо из классов эксплуатации, должны быть пригодными для транспортирования воды с температурой 20оС, при рабочем давлении 1,0 МПа и сроке службы 50 лет.
Целью производимого расчета является определение минимального требуемого значения толщины стенки, позволяющей обеспечить работоспособность трубы в течение заданного срока службы при условиях эксплуатации, соответствующих одному из указанных классов.
В расчете определяют максимальное допустимое напряжение в стенке трубы из заданного материала, используя правило Минера – единственный на сегодняшний день способ определения срока службы трубы с применением графиков «время разрушения – напряжение в стенке трубы» при различных температурах. Наличие этих графиков на каждый применяемый вид сырья – это необходимое условие для осуществления расчета.
По результатам расчета может быть сделан вывод о возможности применения труб из данного материала для выбранного класса эксплуатации. Если расчетная толщина стенки окажется несоразмерно большой, это – свидетельство недостаточно высоких прочностных свойств материала. Использование его в данном случае для изготовления труб является нецелесообразным. Но при меньшем сроке службы вполне возможно выйти на допустимое значение трубной серии с вполне реальным значением толщины стенки трубы, установив таким образом область применения рассматриваемой продукции. Однако, решение этой задачи выходит за рамки ГОСТ, где требования к используемым материалам регламентированы и задаются характеристикой MRS – величиной в мегапаскалях, характеризующей способность материала трубы сопротивляться действию постоянного внутреннего давления, равной напряжению, которое труба способна выдержать в течение 50 лет эксплуатации при температуре 20 оС с вероятностью 97,5%. Такая классификация труб из различных термопластов принята в ISO 12162
В ГОСТ планируется включить напорные трубы из следующих материалов: полиэтилен (ПЭ 63, ПЭ 80, ПЭ 100), непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ), полипропилен (тип 1 /ПП 100/, тип 2 /ПП 80/, тип 3 /ПП 80/), сшитый полиэтилен (ПЭКС), полибутен (ПБ 125), хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ 250).
В ГОСТе, как это принято в настоящее время за рубежом, предложена более прогрессивная классификация труб по сериям S и числу SDR в отличие от существующей у нас до сегодняшнего дня классификации по номинальному давлению. Значения трубных рядов S и SDR, а также все размеры труб даны в соответствии с ISO 161, ISO 4065, ISO 11922.
В ГОСТ планируется включить характеристики труб из различных материалов в соответствии с требованиями зарубежных стандартов, методы их определения, требования к маркировке и упаковке труб, требования к приемке, транспортированию и хранению, гарантии изготовителя.
В ГОСТ также будут включены требования к соединениям труб из термопластов как при помощи пластмассовых фитингов, так и металлических. Это очень актуально на сегодня, т.к. именно фитинги вошли недавно в перечень изделий, подлежащих обязательной сертификации, а отсутствие отечественной нормативной базы не позволяет осуществлять должную проверку и оценку их характеристик.
Все, кто работает с пластмассовыми трубами: проектировщики, разработчики, эксперты, производители, монтажники, эксплуатационщики, найдут наконец ответы на многочисленные вопросы, возникающие из-за отсутствия в отечественной нормативной документации единой системы требований к характеристикам труб и сырья, к их эксплуатационным параметрам, а также четких методик расчета сроков службы изделий.
Производителей сырья для изготовления труб выход этого стандарта подтолкнет к решению давно назревших проблем, связанных с определением долгосрочных прочностных характеристик выпускаемых ими материалов путем испытания трубных образцов. А это – единственный путь к созданию отечественных рецептур сырья, не уступающих по своим характеристикам зарубежным. Кстати, НИИсантехники готов к этим работам.
Авторы же нового стандарта надеются, что его появление поможет подойти к пониманию серьезности проблем, связанных с производством и применением пластмассовых трубопроводов, понять на государственном уровне необходимость создания научно-исследовательской базы, без которой невозможно даже приблизиться к тому уровню производства труб и фитингов и качеству сырья для их изготовления, который существует сегодня за рубежом.
Сегодня ни одна исследовательская лаборатория в России не имеет полного объема испытательного оборудования для проведения всех необходимых испытаний труб, фитингов и их соединений, а имеющиеся стенды зачастую требуют модернизации. Вместе с тем работы ведутся исключительно за счет внутренних резервов предприятий. Так, в НИИсантехники за последние годы созданы стенды для проведения долгосрочных испытаний труб, фитингов и их соединений внутренним гидростатическим давлением, стенд для проверки их стойкости при циклических температурных нагрузках. В настоящее время ведутся работы по созданию стендов для нескольких видов испытаний соединений труб и фитингов, а также стенда для определения кислородопроницаемости труб.
Однако, при полном отсутствии какого-либо финансирования о завершении работ приходится только мечтать. Что касается разработки ГОСТа, она тоже проводится за счет средств разработчика, а именно НИИсантехники.
А впереди – серьезная работа, связанная с внедрением нового стандарта, разработка отечественных марок полимерного трубного сырья...
Необходимо наконец понять, что коренной поворот к широкому использованию пластмассовых трубопроводов в России невозможен без нормативной и исследовательской базы, без лабораторий, оборудованных современными стендами, без квалифицированных специалистов.
Всех, кто проникся глубиной поставленных задач, приглашаем к сотрудничеству. На первом этапе – это разработка ГОСТа. Сделав в нее свой вклад, Вы получите возможность в самое ближайшее время прочесть 1-ую редакцию ГОСТа, принять участие в обсуждениях на всех стадиях его разработки.
Наш телефон/факс:(095)482-38-06
Зав сектором полимерных труб НИИ сантехники
Н.Г. Кулихина
|
