Особенности российской системы водоподготовки и их влияние на срок службы трубопроводов систем горячего водоснабжения

Specifics of Russian Water Treatment System and their Influence on Service Life of Hot Water Supply System’s Pipelines

D. Dunin, Head of Technical Department at LLC «ROSTerm Severo-Zapad»

Keywords: water treatment, hot water supply, pipeline system, service life

The main distinctive features of Russian water treatment system that can influence reduction of the design service life of pipelines are: impact of various disinfectants (chlorine, chlorine dioxide, various coagulants), metal ions (brass, copper), high concentration of dissolved oxygen. The greatest threat they pose for hot water supply (HWS) pipelines, since high temperature (up to 75 °C) acts as an additional factor.

Основными отличительными особенностями российской системы водоподготовки, которые могут оказывать влияние на сокращение расчетного срока службы трубопроводов, являются: воздействие различных дезинфицирующих средств (хлор, диоксид хлора, различные коагулянты), ионов металлов (латунь, медь), повышенное содержание растворенного кислорода. Наибольшую опасность они представляют для трубопроводов систем горячего водоснабжения (ГВС), так как дополнительным фактором служит высокая температура (до 75 °C).

Особенности российской системы водоподготовки и их влияние на срок службы трубопроводов систем горячего водоснабжения

Д. Дунин, руководитель технического отдела ООО «РОСТерм Северо-Запад

Основными отличительными особенностями российской системы водоподготовки, которые могут оказывать влияние на сокращение расчетного срока службы трубопроводов, являются: воздействие различных дезинфицирующих средств (хлор, диоксид хлора, различные коагулянты), ионов металлов (латунь, медь), повышенное содержание растворенного кислорода. Наибольшую опасность они представляют для трубопроводов систем горячего водоснабжения (ГВС), так как дополнительным фактором служит высокая температура (до 75 0 C).

Говоря о расчетном сроке службы труб, следует пояснить, что минимально допустимый срок службы трубопроводов регламентируется действующей нормативной документацией. Когда речь идет о пластиковых трубопроводах, следует придерживаться требований ГОСТ 32415–2013: 4.3 Классификация эксплуатационных характеристик; 5.4 Требования к сырью, материалам и комплектующим изделиям. Методика расчета сроков службы труб подробно описана в приложениях к ГОСТ 32415–2013: Приложение Б (справочное). Определение расчетного напряжения «сигма» (D) при переменном температурном режиме с помощью правила Майнера; Приложение В (обязательное). Эталонные графики длительной прочности; Приложение Г (обязательное). Значения расчетного напряжения и расчетных серий труб. При определении расчетного срока службы учитываются коэффициенты запаса прочности, к примеру: коэффициенты запаса прочности при температурах T_раб., T_макс., T_авар. для полибутена составляют: C₁ = 1,5, C₂ = 1,3, C₃ = 1,0. Возникает вопрос: почему при соблюдении требований действующих нормативных документов, включающих запасы прочности, не всегда пластиковые и металлические трубопроводы выдерживают свой расчетный срок службы в системах ГВС? Чтобы в этом разобраться, необходимо проанализировать основные отличительные особенности российской системы водоподготовки.

Хлорирование водопроводной воды проводится в процессе водоподготовки, чтобы уничтожать микроорганизмы, при этом используются хлор и диоксид хлора. Такой метод обеззараживания имеет существенный недостаток. Дело в том, что хлор обладает высокой окислительной способностью. Материалы, из которых изготавливаются водопроводные трубы, способны активно взаимодействовать с соединениями хлора. Это относится как к металлическим, так и к полимерным трубам. Следствием наличия свободного хлора в водопроводной воде является существенное сокращение срока службы трубопроводов, а также других элементов системы. На протяжении длительного периода использовался исключительно хлор, но вследствие мутации вредоносных для здоровья человека бактерий легионеллы возникла необходимость разработки и внедрения более эффективного вещества, которым стал диоксид хлора. Следует отметить, что диоксид хлора не только эффективнее для очистки воды, но и значительно разрушительнее для пластиковых трубопроводов.

Отрезок трубопровода системы ГВС, эксплуатируемого в медицинском учреждении с использованием дезинфекции диоксидом хлора, представлен на рис. 1.

Отрезок трубопровода системы ГВС, эксплуатируемого с использованием дезинфекции диоксидом хлора

Неисправность труб произошла спустя 8 лет с момента монтажа при температуре эксплуатации 55 °C. Стрелки (рис. 1) указывают на две области малых трещин, протекающих продольно относительно направления трубы.

Еще одним важным аспектом, который следует упомянуть, является разница в устойчивости различных видов материалов к хлору и диоксиду хлора.

На рис. 2 показаны устойчивости некоторых популярных материалов нелинейных (гибких) трубопроводов, применяемых в коллекторных системах водоснабжения.

Устойчивость различных видов материалов к хлору и диоксиду хлора (результаты испытаний могут отличаться в зависимости от производителя и марки используемого сырья)

Следующим по значимости после процесса хлорирования воды является процесс коагуляции. Коагуляция – это процедура осветления и обесцвечивания воды (очистки воды от взвешенных коллоидных частиц) с применением химических реактивов (как правило, сульфата алюминия, сульфата железа), которые при взаимодействии с гидрозолями и растворимыми примесями воды образуют осадок (благодаря слипанию коллоидов в более крупные агрегаты, происходящему в результате их столкновений при броуновском движении, смешении или направленном перемещении во внешнем силовом поле). Для проведения коагуляции воды часто применяются химические составы, включающие в себя известковые соединения. Насыщенная известью вода образует отложения в металлических трубопроводах, со временем уменьшая их пропускную способность.

Наличие кислорода в питьевой воде считается допустимым, несмотря на это, его избыток может оказывать определенное влияние на сокращение расчетного срока любых трубопроводов. Для оцинкованных трубопроводов кислород опасен, так как цинк со временем вымывается, вместе с тем снижается устойчивость данного вида труб к коррозии. Кроме того, места сварных соединений (что является недопустимым по СП 73.13330.2016, п. 4.6 «Применение сварных соединений трубопроводов из оцинкованной стали не допускается», но, к сожалению, практикуется) являются слабым местом данной системы и в результате некачественной сварки возможно значительное сокращение срока службы, что усугубляется наличием избытка кислорода в системе.

Для пластиковых труб существенный избыток кислорода также оказывает негативное воздействие, но в значительно меньшей степени. Кислород в любом случае запускает окислительные процессы, воздействующие практически на все типы материалов, хотя для металлов этот процесс является в прямом смысле разрушительным. На данный момент в европейских лабораториях и лабораториях производителей полимерных материалов начинают проводить испытания, связанные с изучением воздействия высоких значений кислорода на различные типы пластиков и разработкой рецептур, снижающих это воздействие.

Действующими нормами СанПиН 2.1.4.1074–01 не регламентируется количество кислорода в питьевой воде, поэтому в настоящий момент инспекционному контролю данный параметр воды не подлежит. В результате возникает вопрос: какие трубы наиболее приспособлены для применения в отечественных системах ГВС, учитывая все изложенные выше особенности нашей системы водоподготовки?

Среди металлических труб наиболее надежной для применения в системах ГВС является система из нержавеющих труб и пресс-фитингов, но ввиду относительно высокой стоимости и трудоемкости монтажа данная система используется редко и не подходит для большинства проектов.

Среди полимерных труб наибольшей устойчивостью к воздействию агрессивных элементов, содержащихся в питьевой воде, обладают трубы из полипропилена (PP-R) и сшитого полиэтилена (PE-X), в особенности можно отметить трубы из термостабилизированного полипропилена (PP-RCT/PP-RT) и трубы из сшитого силановым методом полиэтилена (PE-Xb), в составе которых присутствует большее количество стабилизаторов.

Качество материала также играет существенную роль. Как пример приведем реальный случай: многоэтажный жилой дом, сданный в эксплуатацию в 2013 году. Для магистрального трубопровода были выбраны трубы из оцинкованной стали, для стояков системы ГВС – трубы из полипропилена европейского завода-изготовителя. Дом подключен к городской сети холодного водоснабжения, система ГВС закрытого типа с пластинчатым теплообменником. Таким образом, для системы ГВС происходит отбор воды из системы центрального ХВС (хлорированная вода), нагревается посредством теплообменника и далее подается в систему ГВС. Спустя три года от начала эксплуатации было принято решение о замене трубопровода из оцинкованной стали на трубопровод из полипропилена (отечественного завода-изготовителя) по причине быстрого зарастания труб (заужения проходного сечения) и отсутствия требуемого напора в некоторых жилых помещениях верхних этажей. В 2018 году зафиксированы первые случаи разрывов полипропиленовых труб (отечественного завода-изготовителя) на магистральном трубопроводе системы ГВС спустя всего лишь два года эксплуатации. Причин тому несколько: недостаточное качество водопроводной питьевой воды, что подтверждено результатами отбора воды из системы, а также превышение проектных параметров давления и температуры в процессе эксплуатации.

Приводим фотографии данной трубы после демонтажа (рис. 3).

Разрыв полипропиленовых труб

О веществах, которые могут сокращать срок службы трубопроводов систем ГВС, мы уже говорили выше. Считаем необходимым назвать причины превышения эксплуатационных параметров. Превышение эксплуатационных параметров давления и температуры часто встречается из-за ошибок в проекте или монтаже, в результате которых проектных параметров давления и температуры недостаточно для комфортной эксплуатации и равномерного распределения воды во все точки системы. Нередки случаи, когда из-за неисправности того или иного оборудования, например электрических приводов на регуляторах давления, происходит превышение проектных значений давления до 11–12 бар. Такое давление является избыточным (и не расчетным) для пластиковых трубопроводов в системе ГВС (при температурном режиме 70 °C).

В заключение следует отметить, что применение труб непроверенных производителей, тонкостенных полимерных труб или труб из оцинкованной стали может повлечь за собой необходимость замены трубопроводов системы ГВС значительно раньше расчетного срока службы, учитывая существующие особенности российской системы водоподготовки, а также возможные превышения эксплуатационных параметров в процессе эксплуатации.

В статье использованы материалы исследования Карин Якобсон, PhD Swerea KIMAB AB, Стокгольм, Швеция; исследования компании Silon в Exova Sweden; исследования компании ООО «Клевер» (Санкт-Петербург, Россия).

Стояки ГВС, ХВС и канализации: законодательство, сроки, ремонт

Цивилизация с точки зрения жилищно-коммунального хозяйства — это набор бытовых удобств, о которых мы не задумываемся, пока все работает. Можете представить себе город без воды? Без канализации? Без отопления? Уберите любое из этих благ и город лишится жизни. Цивилизацию от первобытности отделяют лишь тонкие стенки водопроводных труб

Постоянное обслуживание и ремонт систем водоснабжения, отопления и канализации — необходимое условие для поддержания дома в жилом состоянии. Вот простой пример. Два одинаковых дома дома находятся по соседству, но состояние их отличается кардинально: в одном тепло и уютно, в другом холодно и сыро, один стоит как новенький, другой вот-вот развалится. Для специалиста причина очевидна — в первом доме замена стояков и инженерных коммуникаций проведена вовремя, а в другом ничего не меняли с постройки.

Кому принадлежат стояки ГВС, ХВС и канализации?

Стояки ХВС, ГВС, отопления и канализации относятся к общедомовому имуществу (ст. 155 ЖК РФ; ст. 290 ГК РФ, Постановление Правительства РФ от 13.08.2006 №491 в ред. от 15.12.2018). Замена стояков входит в перечень работ по программе капитального ремонта (гл. 15 ЖК РФ) — он финансируется со специального счета, где аккумулируются взносы собственников. Общедомовое имущество заканчивается там, где присоединяется внутренняя разводка. Трубы от первого запорного устройства в квартире принадлежат ее собственнику.

Сроки замены стояков ХВС, ГВС и канализации

Сроки замены стояков ХВС, ГВС и канализации зависят от материалов, из которых они выполнены, условий эксплуатации и текущего состояния. Для горячего водоснабжения учитывают в какой системе они смонтированы — открытой или закрытой. Нормативный срок службы стояков в многоквартирном доме можно найти в действующих Ведомственных строительных нормах ВСН 58-88 (р) в разделе «Элементы жилых зданий, объектов коммунального и социально-культурного назаначения». Сроки службы для МКД такие:

• Трубопроводы ХВС: оцинкованные — 30 лет, из черного металла — 15 лет
• Трубопроводы ГВС: оцинкованные — 20 лет, из черного металла — 10 лет для закрытой системы; оцинкованные — 30 лет, из черного металла — 15 лет для открытой системы
• Трубопроводы канализации: чугунные — 40 лет, керамические и пластиковые — 60 лет

Стояки многоквартирного дома подлежат замене в том случае, если:

• истек срок эксплуатации труб (плановая замена)
• образовалась течь (аварийный случай)

Кто принимает решение о замене стояков ХВС, ГВС и канализации?

Инженерные системы, включая стояки и ответвления от стояков до первого отключающего устройства внутри квартиры, относятся к общему имуществу (Правила содержания общего имущества в многоквартирном доме, утв. Постановлением Правительства №491 от 13 августа 2006 г.). Поэтому бремя расходов на содержание и замену стояков возлагается на всех собственников помещений в МКД, но не напрямую, а в виде ежемесячных платежей (ст. 39 ЖК РФ). Кроме того, именно собственники на общем собрании принимают решение о ремонте и замене стояков ГВС, ХВС, отопления и канализации. Решение общего собрания собственников МКД обязательно для всех владельцев помещений, даже если они не голосовали (ст. 46 ЖК РФ).

Замена стояков ХВС, ГВС и канализации: кто и как выполняет работы?

Ни жильцы, ни ТСЖ, ни обслуживающие организации не владеют достаточными знаниями и ресурсами для самостоятельной замены стояков в многоквартирном доме. Этим занимаются специализированные подрядные организации , имеющие необходимые лицензии, сертификаты, опыт и возможности для выполнения масштабных работ по замене стояков и других инженерных коммуникаций.

Инициатором и нанимателем выступает региональный оператор, ТСЖ или обслуживающая организация, в зависимости о того, на каком счете накапливаются взносы на капремонт. Сами жильцы тоже могут выступить с инициативой, обратившись с заявлением в обслуживающую организацию, если возникли или могут возникнуть аварийные ситуации.

Перед началом работ проводится обследование стояков, оценивается их состояние, объем работ непосредственно по замене стояков, а также сопутствующих, таких, как заделка межэтажных перекрытий и других. По результатам обследования составляют акт, в котором указывают необходимость, состав и очередность работ. Дальше подрядчик приступает к выполнению работ. Мы уже писали о выборе подрядчика и взаимодействии с подрядчиком при капитальном ремонте.

В настоящее время замена стояков ХВС, ГВС и канализации чаще всего производится с использованием полипропиленовых и других полимерных труб. Выбор материала труб и фурнитуры лучше доверить специалистам подрядной организации — они владеют актуальной информацией о ценах и качестве представленных на рынке материалов. Подробней о трубах читайте в статье Полимерные трубы для водопровода МКД.

Контроль качества при замене стояков ХВС, ГВС и канализации

Качество ремонта — ключевой фактор его эффективности и долговечности. Очень важно правильно выбрать подрядчика, ориентируясь не только на цену, но и на его портфолио, репутацию и гарантии. И, независимо от того, кто именно выполнял замену стояков, нужно внимательно и аккуратно принять выполненные работы, заполнив все необходимые документы.

ООО «Маритоль» (Екатеринбург) оказывает услуги по замене трубопроводов ХВС и ГВС, отопления и канализации на металлические и полипропиленовые.

Для консультаций и вызова специалистов звоните: