5. ОТОПЛЕНИЕ ЗДАНИЙ

Стальные трубы, применяемые в системах водяного отопления, выдерживают, как правило, большее давление, чем оборудование, приборы и арматура. Поэтому предельно допустимое гидравлическое давление в системе устанавливают по рабочему давлению не для труб, а для нагревательных приборов или арматуры.

Прокладку трубопроводов предусматривают открытой за исключением трубопроводов систем водяного отопления со встроенными в конструкции зданий нагревательными элементами и стояками. При совместной прокладке подающий трубопровод располагают справа от обратного трубопровода.

При скрытой прокладке трубопроводов во всех местах расположения разборных соединений и арматуры предусматривают люки.

Магистральные трубопроводы прокладывают в подвалах, технических этажах, чердаках, подпольях или в каналах под полом первого этажа. При прокладке трубопроводов в каналах предусматривают возможность доступа к трубопроводам, посредством съемного фриза пола.

При устройстве систем отопления многоэтажных жилых зданий, состоящих из одинаковых повторяющихся секций, применяют посекционную разводку магистралей с тупиковыми движениями воды в них.

Уклон магистралей верхней разводки делают против движения воды для удаления скоплений воздуха через воздухосборник, размещаемый в наиболее высокой точке системы отопления.

В системах с естественной циркуляцией уклон труб может быть выполнен по движению воды, если скорость ее движения ниже скорости витания пузырьков воздуха в воде.

Магистрали нижней разводки прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта здания, где при опорожнении системы вода отводится в канализацию.

В системах отопления с насосной циркуляцией подающие магистрали и подводки к отопительным приборам укладывают с уклоном по направлению движения воды. Нормальный уклон магистралей в насосных системах считается — 0,003. Минимальные уклоны подающих магистралей в системах отопления с естественной циркуляцией, а также подводок к отопительным приборам составляют 0,005.

Температурные удлинения магистралей компенсируются в основном их естественными изгибами, связанными с планировкой здания, и только прямые магистрали значительной длины снабжают П-образными компенсаторами.

Для количественного регулирования и отключения отдельных частей системы отопления на магистралях предусматривают установку арматуры: муфтовых проходных кранов и вентилей, а также задвижек на трубах Dy ^ 50 мм.

Виды труб для теплосетей

Тепловые сети представляют собой систему трубопроводов, главным назначением которой выступает доставка теплоносителя от производителя тепла к конечному потребителю. В качестве генератора тепла могут выступать котельные, индивидуальные тепловые пункты, ТЭС, ТЭЦ и т.д.

Долговечность и минимальные потери тепла являются основными параметрами эксплуатации тепловых сетей, за реализацию которых отвечают грамотное проектирование и правильный монтаж. Также надежность всех видов теплотрасс зависит от вида используемых труб, оптимальный выбор которых зависит от множества факторов.

Виды теплосетей и их классификация

По основному виду теплоносителя все теплосети подразделяются на паровые и водяные, а по способу прокладки — на надземные и подземные. Подземные теплотрассы используются преимущественно в городской черте, а их надземный аналог — за пределами населенных пунктов или внутри промышленной застройки.

При монтаже подземных теплотрасс также различают канальный и бесканальный метод укладки. При канальном монтаже, трубопроводы укладываются в предварительно подготовленные желоба или лотки, а при бесканальном — прямо в грунт. Трубы при этом предварительно изолируются утеплителем.

По своему функциональному назначению теплосети подразделяются на:

• магистральные трубопроводы выполняют доставку теплоносителя от централизованных источников тепла к распределительным узлам;

• распределительные сети обеспечивают транспорт теплоносителя от распределительных узлов (котельные, ИТП) к конечному потребителю.

Классификация тепловых сетей на централизованные и децентрализованные зависит от первичного источника тепла, в качестве которого выступают либо крупные поставщики тепла — ТЭЦ, ТЭС и т.д., либо небольшие автономные котельные на муниципальных или коммерческих объектах.

Основные требования к трубопроводам теплосетей

К трубопроводов для вех видов теплотрасс любого назначения и функциональности предъявляется ряд требований, основными из которых являются следующие:

повышенный диапазон давления и температур предъявляет высокие требования к механической прочности и герметичности трубопроводов;

трубы для теплотрасс должны иметь высокие показатели теплоизоляции, которые снижают потери тепла при транспортировке теплоносителя;

повышенная стойкость к наружной и внутренней коррозии;

небольшой коэффициент температурной деформации, исключающий повреждение трубопровода при перепадах температуры теплоносителя;

простой и надежный механизм или способ соединения труб между собой.

Трубы для всех видов теплосетей должны быть удобны в хранении и транспортировке, а также должны иметь необходимый набор фитингов и арматуры для простого и качественного монтажа.

Основные виды трубопроводов для тепловых сетей

В практике монтажа и прокладки магистральных и распределительных тепловых сетей присутствует несколько традиционных и современных видов труб, которые полностью отвечают предъявляемым к ним требованиям, доступны на рынке и обладают высокими показателями надежности.

Трубы из углеродистой стали

Стальные трубы по ГОСТ3262-75 имеют хорошие показатели механической прочности, выдерживают повышенные давления и температуры, а их соединение имеет надежный и герметичный характер.

К главным достоинствам трубопроводов из обычной углеродистой стали относятся их низкая цена, доступность, большой ассортимент диаметров и типоразмеров, а также простые и хорошо освоенные методы сварки и монтажа.

Ассортимент водогазопроводных труб включает в себя электросварные, прямошовные, или бесшовные изделия, а также трубу со спиральным швом. Бесшовный вид трубопровода применяется в тех местах, где сварные конструкции не допускаются правилами Госгортехнадзора. Действующие нормативы указаны в актуализированной редакции СНИП 2.04.07 – 86 (Тепловые сети).

Выбор марки стали определяется величиной и характером нагрузок, а диаметр трубы и толщина ее стенки выбираются, исходя из максимальной производительности теплосети и предельного давления в трубопроводе.

Большая масса трубопроводов и их пониженная стойкость к коррозии являются главными недостатками теплосетей из углеродистой стали, при этом их нормативный срок службы составляет 20-25 лет.

Чугунные трубопроводы с шаровидным графитом

Трубопроводы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) рассчитаны на максимальное давление до 1,6 МПа (16 атм) и предельную температуру до 150°С. Скорость коррозии ВЧШГ в 10 раз меньше, чем изделий из углеродистой стали, что обусловлено химическим составом чугуна и сферической формой графитовых включений. Нормативное время безаварийной работы трубопроводов из ВЧШГ составляет от 45 до 50 лет.

Сферическая форма графита, который входит в чугунный сплав, исключает образование трещин в теле трубы, а также повышает пластичность и прочность трубопроводов. Такое решение было разработано после эксплуатации трубопроводов из серого чугуна, в которых графит был представлен в виде хлопьев.

Стойкость к коррозии и высокие показатели механической прочности определяют долговечность всех видов теплотрасс из горячепрессованного чугуна с шаровидным графитом в качестве наполнителя. Дополнительным фактором экономической эффективности чугунных трубопроводов выступают низкие затраты на ремонтно-восстановительные работы.

Из недостатков труб из ВЧШГ необходимо отметить их более высокую стоимость, по сравнению с углеродистой сталью, а также сложный метод сварки и монтажа, который существенно сказывается на стоимости теплотрассы.

Биметаллические трубы с поверхностной плакировкой

Биметаллические трубы изготавливаются по ГОСТ 10885-85 и представляют собой трубы из двухслойной стали, основной слой которой выполнен из низколегированной или углеродистой стали. На эту сталь методом горячего проката нанесен плакирующий слой из коррозионно-стойких сплавов на основе никеля или хрома.

Горячий прокат формирует мелкодисперсную структуру материала и не требует дальнейшей термической обработки. Такая особенность устраняет диффузию углерода и хрома в зоне контакта слоев на стадии изготовления трубы и сохраняет высокие антикоррозионные свойства материала.

Разработка биметалла выполнялась для замены дорогих нержавеющих трубопроводов или обычных труб из углеродистой стали. Увеличение стоимости биметаллических трубопроводов, по сравнению с углеродистой сталью, компенсировалось многократным ростом стойкости к коррозии.

Оцинкованные трубопроводы из углеродистой стали

Цинковое покрытие, как способ увеличения антикоррозийной стойкости углеродистой стали, является наиболее известным и широко применяемым покрытием, эффективность которого доказала практика строительства всех видов теплотрасс .

Цинк на поверхность трубы наносят с помощью химико-термического метода при рабочих температурах от 300 до 500°С. Сам процесс цинкования заключается в диффузионном насыщении цинком поверхности трубы из углеродистой стали. Толщина такого покрытия обычно составляет 43 мкм.

Особенностью эксплуатации оцинкованных трубопроводов для всех видов теплосетей является низкая температура теплоносителя, которая не должна превышать величину 60°С. Связана такая особенность с эффектом электрохимической коррозии, который возникает в оцинкованной трубе с температурой теплоносителя больше 60°С.

Существует несколько методов увеличения коррозионной стойкости трубопроводов из оцинкованной углеродистой стали. Наиболее известными из них являются фосфатирование, пассивирование и легирование цинка добавками из никеля или алюминия, а также метод сверхглубокого цинкования.

Трубопроводы из углеродистой стали с эмалевым покрытием

Покрытия из эмали или стеклоэмали относятся к категории силикатной обработки поверхности трубы из углеродистой стали и повышают срок ее службы в два раза. Немаловажным достоинством таких трубопроводов выступает снижение гидравлического сопротивления покрытой эмалью трубы в 4-5 раз.

Трубопроводы с эмалевым и стеклоэмалевым покрытием имеют целый ряд достоинств и преимуществ, основными из которых выступают следующие факторы:

покрытия из эмали не подвержены старению;

гладкая поверхности снижает сопротивление трубопровода;

высокая химическая стойкость расширяет сферы применения.

Из недостатков такого типа трубопроводов можно отметить повышенную хрупкость покрытия и его небольшую стойкость к ударам или механическим воздействиям.

Для монтажа всех видов теплосетей с эмалевым покрытием трубы из углеродистой стали разработан и выпускается необходимый комплект монтажных соединений и фитингов, которые не снижают общую стойкость к коррозии.

Теплоизолированные трубы Касафлекс

Гибкий теплоизолированный трубопровод Касафлекс представляет собой гофрированную трубу из нержавеющей стали, покрытую слоем изоляции из пенополиуретана с внешней оболочкой из пластика. Такое технологическое решение расширяет температурный диапазон теплоносителя до 160°С и максимальное давление до 1,6 МПа (16 атмосфер).

Отличительной особенностью трубы Касафлекс является ее поставка бухтами или секциями необходимой длины, что качественно снижает расходы на фитинги и монтажные работы. Из других достоинств теплоизолированных труб Касафлекс отметим следующие:

трубопроводы Касафлекс оборудованы гибким сигнальным кабелем, который включается в дистанционную систему оперативного контроля неисправности всех видов теплотрасс;

механическая прочность и гибкость трубопроводов позволяет использовать бесканальный метод прокладки подземных теплотрасс;

физические свойства трубы Касафлекс дают возможность проектирования теплосетей без учета теплового расширения трубопроводов;

пенополиуретановая теплоизоляция снижает потери тепла при транспортировке теплоносителя от его источника до потребителя;

барьерный слой и защитная оболочка из полиэтилена предохраняют слой теплоизоляции от внешних механических нагрузок.

Для качественного и надежного соединения труб Касафлекс между собой и подключения к сетям другого типа разработан и выпускается широкий спектр уплотнителей, фитингов и материалов для изоляции соединений

Заключение

Анализ современных технологических решений для всех видов теплосетей показывает существенное преимущество теплоизолированных трубопроводов из нержавеющей стали Касафлекс перед их традиционными аналогами, а низкие затраты на монтаж, обслуживание и ремонт теплотрасс компенсируют высокую стоимость самой трубы.

Магистральные трубопроводы. Виды и особенности прокладки сетей различного назначения

Магистральные трубопроводы — это сооружения, которые осуществляют транспортировку нефти, нефтепродуктов, воды, газов и прочих веществ с производства или места добычи к конечной точке применения. К магистральным трубопроводам относятся основные трубы и их ответвления. Подобные сооружения имеют классификацию и делятся, согласно ей, на множество типов.

Магистральные трубопроводы транспортируют жидкости и газы как в пределах небольших районов, так и на огромные расстояния

Зачем нужны магистральные трубопроводы?

Промышленные и магистральные трубопроводы осуществляют транспортировку разного рода сырья. Газ, нефть, вода и многие другие вещества проходят по этой конструкции к местам, где их употребляют по своим нуждам бытовые и промышленные потребители, предприятия переработки и прочие объекты.

Трубопроводные конструкции на сегодняшний день занимают важные позиции в инфраструктурах многих стран. Магистральные сооружения влияют на экономику, промышленность и обеспечивают жизнедеятельность населения.

С каждым годом к показателям надёжности этих конструкций добавляются новые требования безопасности. Такие важные стратегические объекты выполняют задачу по обеспечению людей энергией, без которой трудно представить современную жизнь.

Виды магистральных трубопроводов

Магистральные конструкции, которые осуществляют транспортировку различного рода продуктов, могут быть разных видов. Их типы определяют по тем или иным параметрам.

Каждый тип трубопровода работает под определенным давлением и по этому критерию сети делятся на классы

В зависимости от показателей рабочего давления трубопроводы бывают:

К первому классу относятся конструкции с самыми высокими показателями рабочего давления, более 25 кгс/см². Второй класс обладает средним уровнем давления — от 12 до 25 кгс/см². Давление для третьего класса является самым низким — до 12 кгс/см².
Помимо этого, подобные конструкции разделяют на:

Магистральные трубопроводы, как уже было сказано, осуществляют перемещение различных продуктов от мест, где их добывают, до потребителей. Местные, в свою очередь, используются для сбора природного газа и распределения его в населённых пунктах или же на производствах различной направленности.

Кроме этого, существует классификация этих конструкций по диаметру. Исходя из показателей диаметра труб, выделяют 4 основных класса:

I — диаметр от 1000 и до 1200 мм;

II — с 500 до 1000 мм;

III — от 300 до 500 мм;

Существует несколько разновидностей магистральных конструкций по тому, как их прокладывают:

1. Наземные. Такой тип прокладывают на специальных опорах, используя арочный или балочный метод. В редких случаях применяется висячий метод.
2. Подземные. Прокладка этого типа трубопроводов осуществляется в почве посредством специальных канав. Помимо этого, конструкции могут монтироваться на опорах в тоннелях.

Магистрали делятся на наземные и подземные; первые устанавливаются на опорах либо просто укладываются на землю

Иногда встречаются ещё два типа конструкций: подводные и плавающие. Их применяют при прокладке по дну естественных водоёмов или же на поверхности воды.

Помимо этого, трубопроводы принято разделять по величине конструкции на:

1. Магистральные конструкции. Осуществляют транспорт разных веществ на многокилометровые расстояния. В большинстве случаев они переносят нефтегазовые продукты. В состав магистральных конструкций входят различные насосные установки и газораспределительные устройства. Помимо этого, они имеют линейные части и специальные агрегаты, которые выполняют подготовительную работу. Функционирование насосов осуществляется непрерывно. Сбои происходят редко, неполадки в конструкции устраняются очень быстро.

2. Технологические конструкции. Такие системы применяются на различных предприятиях. Они транспортируют необходимые для функционирования предприятия вещества: пар, газ и т. д. Помимо этого, они выполняют функцию отвода отходов производства.

3. Коммунально-сетевые трубопроводы. Применяются для переноса горячей воды или пара. Установка таких систем отличается своей сложностью. По выполняемой работе такие системы подразделяются на: транзитные, распределительные и разветвления.

Обратите внимание! Для того, чтобы смонтировать коммунально-сетевой трубопровод, требуется огромное количество комплектующих и соединительных деталей. Однако, благодаря тому, что современный рынок позволяет приобрести качественные термостойкие и износостойкие детали из прочных и надёжных материалов, ремонт и монтаж системы значительно облегчается.

4. Судовые трубопроводы. Такие системы применяются для перекачки сырья на судах различных типов. Они обладают отличительными свойствами и техническими характеристиками, которые зависят от характера работы.

Магистрали на перерабатывающих предприятиях называются технологическими

5. Машинные трубопроводы. Конструкции, которые имеют небольшие размеры относительно других типов и выполняют функции по подаче топлива, машинного масла и т. д.

По характеру транспортировки жидкости встречаются следующие виды конструкций:

Первый тип обладает внутренним абсолютным давлением среды, равным 0,1 МПа. Второй тип осуществляет перемещение жидкости за счёт наклона сооружения.

Виды трубопроводов по схеме производства

Схема изготовления таких систем дифференцирует их на два типа:

Первый тип имеет последовательное соединение одной конструкции без ответвлений. Сечение такой системы может быть разного диаметра. Сложные конструкции являются сетью из труб и ответвлений. Такие конструкции могут обладать последовательными, параллельными и прочими вариантами соединения элементов.

Классификация трубопроводов по температуре и показателю агрессивности транспортируемого вещества

По температуре рабочей среды конструкции разделяют на три вида:

1. Холодные трубопроводы (менее 0 °C).
2. Нормальные сети(от +1 до +45 °C).
3. Горячие трубопроводы (выше 46 °C).

Простые магистрали — это прямые сети без разветвлений и сложных узлов

По показателю агрессивности среды бывают:

• слабоагрессивные;
• среднеагрессивные;
• неагрессивные.

Виды транспортируемых веществ

Магистральные конструкции осуществляют транспортировку огромного количества веществ в разных агрегатных состояниях.

Основные из них:

• природные газы, а также нефтяные углеводородные;
• углеводородные газообразные соединения, которые были получены искусственным путём;
• углеводородные газы сжиженного типа;
• нефть, которая транспортируется по трубопроводам от главных насосных станций до мест переработки;
• нефтепродукты, которые были получены путем переработки сырой нефти.

Полезная информация! Добытую нефть доставляют в нефтесборные пункты по специальным трубопроводам. Дальше по нефтесборным трубам она поступает на головные строения перерабатывающего предприятия.

Трубы для магистральных конструкций

Материал для трубопроводных конструкций выбирают, опираясь на многие показатели. Но в первую очередь выбор материала зависит от климатических условий. Помимо этого, важным критерием выбора материала является тип среды, транспортировку которой будет производить система. В основном применяются трубы из металла и пластика. Металлические трубы могут быть чугунными или стальными. Пластиковые, в свою очередь, подразделяют на: поливинилхлоридные (ПВХ), полиэтиленовые (ПЭ), полипропиленовые и прочие.

Стальные трубы пригодны для монтажа сетей любого назначения и типа

Кроме этого, можно встретить системы из бетона, асбестоцемента, керамики, стекла.

Самым популярным материалом, который применяется в изготовлении труб для магистральных систем, является сталь. Стальные изделия обладают рядом преимуществ: надёжность, прочность, экономичность, простота сварки. Магистральная труба из такого материала служит, как правило, достаточно долго и надёжно.

По методу производства все трубы для магистральных конструкций принято разделять на:

1. Не имеющие шва.
2. Имеющие продольный шов.
3. Имеющие спиральный шов.

Труба магистральная бесшовная применяется в конструкциях с диаметром до 529 мм. Сварные трубы используют с диаметром 219 мм и выше. Длина выпускаемых труб, как правило, колеблется от 10,5 до 11,6 м. Диаметр наружной поверхности и показатели толщины стенок труб подчиняются определённым стандартам.

Помимо этого, все трубы для трубопроводов подразделяют по климату, в котором они применяются на:

Обычные трубы используются при строительстве конструкций в средних и южных широтах, а северные — в холодных климатических условиях. Рабочая температура для первой группы труб — 0 °C и выше. Для северных труб эксплуатационная температура — от –20 °C до –40 °C.

Сталь, которая используется для трубопроводных элементов, подвергается разным вариантам обработки и является, как правило, низколегированной.

Для северных районов используются трубы особого типа, которые устойчивы к низким температурам

Прокладка трубопроводов

Виды монтажа магистральных систем могут осуществляться в нестандартных климатических условиях: в пустынях, горах, болотной местности, а также при переходах через различные природные препятствия.

Сборка трубопровода может производиться одиночным методом или с применением технического коридора. Во втором случае располагают параллельно идущие трубы. Расстояние от подземных и наземных конструкций до населённых пунктов и других построек определяются исходя из конкретного случая по размеру, диаметру, важности и другим показателям трубопровода.

Расстояние между параллельными трубопроводами рассчитывают исходя из правил технологий поточного строительства и других важных показателей. Глубину размещения конструкции определяют в зависимости от диаметра труб, входящих в её состав и особенностей местности. Эти данные представлены в таблицах ниже.

Таблица 1

Диаметр трубы (мм)	Глубина заложения (м)
1000	0,8
1000 и более	1

Прокладка магистральных трубопроводов в местах шахтных разработок

В местах, где планируется или уже проходит горная выработка, прокладку магистральных систем рассчитывают, опираясь на все необходимые требования и технические нормы. При расчёте обязательно нужно учитывать показатели прочности трубопровода и особенность местности. Не следует забывать про то, что земная поверхность влияет на деформацию конструкции.

Важно! Строительство магистральных трубопроводов разрешается практически в любых горно-геологических обстоятельствах. Трасса конструкции должна быть согласована с планом горных работ и пролегать в тех участках, где уже закончилась добыча определённого вещества. Это очень важный момент, так как несогласованная с общими планами производства прокладка трубопровода может помешать работе всей шахты.

При прокладке трубопроводов следует учитывать рельеф местности, так как неровный грунт может приводить к деформации труб

Таблица 2

Местность	Глубина заложения (м)
Болотистая	1,1
Песчаная	1
Скалистая	0,6
На пахотных землях	1

Помимо этого, в условиях горных выработок, осуществляется оснастка системы труб специальными устройствами — компенсаторами. Эти устройства выполняют защитную функцию, увеличивая деформационную способность труб.

В случае, если подземная прокладка невозможна , выполняют надземную. Также этот тип монтажа рекомендуется, если не исключены провалы грунта. Изоляцию таких трубопроводов проводят по всем техническим правилам и нормам. Современное производство труб предлагает изделия с уже нанесенным термоизолирующим и защитным слоем – это трубы в ППУ-изоляции.

В процессе своей работы трубопроводы переносят действие разных климатических условий. Магистральная труба, которая проложена в почве, «ощущает на себе» воздействие почвенной коррозии. Если же трубопровод проходит над землёй, то он подвержен атмосферной коррозии.

Конструкции, которые прокладываются под землёй, защищают от разрушения двумя вариантами защитных покрытий: нормальное, усиленное. Усиленное покрытие используют в двух случаях: трубопровод сделан из сжиженной стали или его диаметр превышает 1020 мм и более. Также подобная изоляция применима при повышенных показателях солей в почве, которая служит рабочей средой для системы труб и при прокладке трубопроводов в болотистых местностях или на подводных переходах. Кроме этого, для предотвращения губительного воздействия коррозии используют пассивные и активные средства. К пассивным относят изоляцию, а к активным — электрохимическую защиту.

Для защиты сети от коррозии и механических повреждений используют трубы с заводской изоляцией

Защита окружающей среды

Проектируя строительство магистральных трубопроводов, не стоит забывать о предохранительных мерах по защите окружающей среды. Транспортируемые по сетям вещества зачастую обладают химически вредными показателями и при утечках могут создавать экологические катастрофы локального типа.

В первую очередь конструкция должна обладать всеми техническими характеристиками для применения её в тех или иных климатических условиях. Должна предусматриваться изоляция и защита труб от губительных коррозийных воздействий. Возможность разрушения поверхности трубы должна быть сведена к минимуму.

Важно! Если место прокладки конструкции подвержено почвенной эрозии, то должны проводиться работы по его укреплению для предотвращения опасности.

В сложных температурных условиях или в активных сейсмических районах необходимо снабжать трубопроводы специальной изоляцией и устанавливать по их длине компенсаторы.

Магистральные сети – важная составляющая инфраструктуры любой страны, поэтому их проектирование и монтаж регламентируются строгими стандартами. Для каждого типа магистрали подбираются трубы и вид их установки с учетом климатических и прочих условий, в которых будет работать планируемая сеть.