Таким образом, проблемой раструбных труб из жестких материалов уже на протяжении многий лет остаются передача нагрузок от смещения грунтов НЕ стыковые соединения. Эта проблема до сих пор не решена. В случае напорных сетей это принципиально ЕЭЖНО. Именно на соединения приходится подавляющее число аварий трубопроводов из труб, соединяемых в раструб [1].
Ученые Института геоэкогогии РАН неоднократно предупреждали, что гидрогеологическая ситуация в многомиллионных мегаполисах, ведущих интенсивное строительство, в ближайшие годы только осложнится. Таким образом, подвижки и провалы грунта на территории активно развивающихся городов являются фактором вполне ожидаемым. И это еще один довод в пользу трубопроводов из гомогенных и эластичных материалов.
В полной мере присутствует проблема стыковых раструбных соединений и у труб из стеклопластика (GRP). Гораздо более надежным является «монолитный» вариант стекло пластикового трубопровода. Но метод склейки GRP-труб (эти трубы склеиваются, а не свариваются) не нашел практического применения при создании трубопроводов в силу большей трудоемкости, Заказчикам массово поставляются стеклопластиковые трубы с раструбным соединением.
Недостатки раструбной конструкции жестких труб проявляются не только в подвижных грунтах. Массовый отказ стыковых раструбных соединений на импортных трубах из стеклопластика имел место при строительстве водовода Геленджик - Новороссийск. Специалисты «КрайБодоканала» сейчас заняты решением создавшейся проблемы. А это далеко не единичный случай. Трубы из стеклопластика появились в России относительно недавно. Но специалисты уже столкнулись со схожими сложностями при строительстве напорных водосводов из этих труб.
В то же время полиэтиленовые трубы, выбранные для реконструкции водопроводных сетей в Лондоне, за счет своей эластичности выдерживают нагрузки подвижного грунта. Отсутствует и проблема стыковых соединений. Соединенный сваркой полиэтиленовый трубопровод водо- или газоснабжения является единым целым, НЕ имеет раструбных соединений и «работает» вместе с грунтом. Что касается замерзания трубы, то в отличие от труб из стали и чугуна заполненная водой ПЭ труба может многократно выдерживать циклы замерзания-оттаивания без разрушения ее стенок и ухудшения потребительских качеств. Об экологических преимуществах полиэтиленовых труб можно говорить много; труба не ржавеет, не собирает осадок, питьевая вода в ней остается чистой в течение всего срока эксплуатации - гарантированно не менее 50 лет. Поэтому в Скандинавии уже к 1997 г. в магистральных и распределительных сетях водоснабжения доля пластиковых труб составляла 87% от их протяженности, а Е канализационных коллекторах и системах водоотвода - 64%.
Ярким примером высокой степени надежности полиэтиленовых трубопроводов, в силу их высокой эластичности, может служить анализ разрушений газопроводов при землетрясении, произошедшем в 1995 году в Кобе. Япония. При практически полном разрушении газопроводов из материалов, характеризующихся большой жесткостью, полиэтиленовые газопроводы выдержали значительные смещения земли без нарушения герметичности [2].
Аварийность полиэтиленовых труб находится на самом низком уровне. Передовые европейские нормативы устанавливают уровень повреждений в интервале 0,02- 0,11 на 1 км уложенных сетей [4]. Показатели водопроводов из полиэтилена соответствуют этим данным. В статистических данных V3 различных стран показатели аварийности колеблются в зависимости от времени и методов проведения исследований. Характерным является то, что аварийность на полимерных трубопроводах за последние 30-40 лет уменьшилась в несколько раз. Произошло это благодаря как кардинальному изменению надежности самого полиэтилена по сравнению с 70-ми годами прошлого века, так и качественному скачку в технологии сварки полимерных труб, приведшему к отказу от ненадежных раструбных соединений, применявшихся и на напорных полиэтиленовых трубопроводах 25-35 лет назад и полностью исключенных современными строительными нормами.
Оборудование, позволяющее надежно сваривать полимерные трубопроводы, выпускается массово уже более 25 лет и освоено большинством строительно-монтажных организаций всего мира. Снижение уровня аварийности на трубопроводах из полимерных материалов в Европе явилось результатом определенной работы. Были разработаны методики контроля процессов и оборудования выявлены и исключены ненадежные технологии.
К счастью, в России количество аварий на полиэтиленовых трубопроводах так же невелико и усилиями ведущих российских производителей продолжает снижаться. Осведомленность специалистов водоканалов в этом вопросе, их квалифицированный контроль качества применяемого оборудования и материалов способствуют достижению на российских полимерных трубопроводах европейских показателей надежности.
Говоря о водоснабжении, необходимо отметить, что самые низкие показатели по аварийности имеют трубы из полиэтилена, применяемые в другой отрасли. Это газоснабжение. Почему аварийность на ПЭ водопроводах, хотя и имеет достаточно невысокий уровень, но в разы выше практически идеальных показателей газового хозяйства? Причиной надежности современных газопроводов из полиэтилена является необходимая техническая оснащенность специалистов отрасли газоснабжения и высокая культура монтажа ПЭ трубопроводов. Обязательными являются автоматический контроль параметров сварки с распечатками протокола на каждый стык. Применяются ли в газоснабжении трубы из ЧШГ? Транспортировку газа по сетям доверяют трубам из стали и полиэтилена. По оценкам Вернера Вессинга, дипломированного инженера Ruhrgas (Германия), к 2012 г. трубопроводы из чугуна будут полностью заменены на трубопроводы из полиэтилена [5].
Помимо надежности существует и такое понятие, как срок службы трубопровода. Оба материала (ПЭ и ЧШГ) обладают большим срокам службы. Минимальный 50-летний срок службы современных полиэтиленовых труб указан в ГОСТе. На практике срок службы ПЭ труб еще выше. После проведенных исследований сроки службы полиэтиленовых трубопроводов, заложенных в странах Скандинавии еще в 50-е годы прошлого столетия, были дополнительно увеличены на десятки лет. Современные классы полиэтиленов (ПЭ 100) обладают таким строением и характеристиками, которые позволяют рассчитывать на 100-летний срок службы полиэтиленовой трубы.
Для ЧШГ 80-летний срок эксплуатации тоже не предел. Однако в условиях современного городского хозяйства трубы водоснабжения из металлов подвержены ускоренному старению под влиянием блуждающих токов. Это так называемая электромагнитная коррозия. Скорость такой коррозии может достигать 1.5 мм в год. В полной мере это касается и труб из ЧШГ. Устройство специальных защитных покрытий - мероприятие дорогостоящее. К тому же срок фактической службы этих покрытий не сравним со сроком службы самого материала ЧШГ. Вероятность разрушения труб из чугуна, в том числе чугуна с шаровидным графитом: под влиянием насыщенной кабельными сетями современной городской среды явилось еще одним фактором, предопределившим массовый переход мировой индустрии водоснабжения на полимерные трубопроводы.
Одним из недавних примеров «ускоренного износа чугуна» является извлеченная при работах на Митрофаньевком шоссе в Санкт-Петербурге чугунная труба. С момента ее заложения прошло не более 50 лет, однако труба была изъедена коррозией до дыр. По мнению специалистов, одной из причин ускоренного старения послужило близкое расположение силовых электрокабелей. А можно ли сегодня, в условиях интенсивного развития городского хозяйства, найти место, где водопровод не будет соседствовать с силовыми кабельными сетями?!
|
