Из чего может быть изготовлена газовая труба и как применяться

Общие требования к газовым сетям

ГОСТ Р 55472-2013 регламентирует требования к системам газораспределения, подающим газ по нормативам ГОСТ 5542. Его положения действительны для газоподающих коммуникаций с напором рабочей среды до 1,2 МПа наружной и подземной прокладки, некоторые разделы ГОСТ Р 55472-2013:

a). Трубный материал подбирают с учетом эксплуатационных условий и параметров подаваемого газа, исходя из требований обеспечения установленных проектировщиками сроков функционирования.

b). При прокладывании сетей газоснабжения исходят из требований обеспечения:

Повышенной надежности, безопасности использования, защиты от любого вида воздействий, возможности контроля технического состояния коммуникаций и диагностики.
Возможности экстренно реагировать на аварийные ситуации.
Возможности в кратчайшие сроки проводить ремонтные и восстановительные работы на линии.
Минимизации отрицательного действия на окружающую среду.

c). Принцип построения газовой сети выбирают исходя из плана и плотности застройки населенных пунктов. При этом наилучшие параметры исходя из равномерности напора во всех точках подключения к газовой магистрали обеспечивают смешанные и кольцевые схемы.

d). Газораспределительная сеть рассчитывается исходя из максимума газопотребления в час.

Рис. 3 Территориальные параметры газопроводов по ГОСТ Р 55472-2013

e). Пропускную способность газовых магистралей устанавливают, исходя из факторов экономии ресурсов, надежности эксплуатации, устойчивости работы пунктов редуцирования в газораспределяющих и газопотребляющих сетях, эффективной работы газового оборудования абонентов и с учетом:

Разновидности и химического состава газовой смеси.
Места расположения, мощности проложенных и находящихся в стадии проектирования газовых магистралей, распределительных сетей.
Места расположения, плотности застройки и числа абонентов зависимости от их категории.
Режима потребления (циклический, периодический, непрерывный).
Места расположения газовых коммуникаций.
Климатических условий.
Скорости газоподачи с ограничением по максимальному уровню шума.

f). Номинальный наружный (dn) или внутренний диаметр газовой трубы в квартире и под землей на участке рассчитывают на основании требований обеспечения у абонента необходимого напора и максимального объема газопотребления.

g). Для определения пропускной способности газовых трубопроводов надземного и внутреннего размещения основным критерием служит уровень шума газовой среды при транспортировке.

h). Скорость потока принимают равной не более:

7 м/с — в магистралях низкого давления;
15 м/с — в сетях среднего давления;
25 м/с — в трубопроводах высокого давления.

Рис. 4 Цокольные вводы с переходом полиэтилен-сталь

i). Для установления объемов потребления газа в поселениях учитывают:

Бытовые потребности индивидуальных потребителей, связанные с готовкой, подогревом воды, в сельской местности с обогревом бань и парников, подготовкой и нагревом воды для животных.
Горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию зданий коммунального, общественного и административного назначения.
Отопление и прочие потребности потребителей для производственных и коммунальных нужд.

j). Методика соединения труб с арматурой обязана соответствовать техдокументации на заданный тип изделий.

k). Все стыки труб делают неразъемными, в местах подключения арматуры допустимо применение фланцев или резьбы.

i). Все разъемные соединения с резьбой и фланцами должны размещаться в местах, доступных для их монтажа, обзора, техобслуживания и ремонта.

m). Для стыковки ПЭ-труб со стальными при переходе трубы в дом обязательно применяют специальный неразъемный цокольный ввод полиэтилен-сталь.

Рис. 5 Размерные параметры ПЭ-труб по ГОСТ Р 50838-2009

ГОСТ металлополимерной продукции

Качественные трубные изделия из металлопластика должны соответствовать гос. стандарту 53630-2009. Документ содержит в себе ключевые требования к рассматриваемой продукции.

Порядок упаковки изделий.
Требования к сырью, необходимому для производства продукции.

Изделия делятся на две группы согласно указанному рабочему давлению. У первой категории этот показатель составляет до 0.6 МПа, а у второй — 2.5 МПа.
Допускается максимальная температура носителя в трубопроводе из металлополимерных труб до девяноста пяти градусов в течении девяти тысяч часов.
Устанавливается маркировка изделий (рассмотрена выше).
В зависимости от диаметра конструкции разделяют на две категории. В первую входят трубы размером от десяти до шестидесяти трех миллиметров. Ко второй категории относятся изделия с диаметром от семидесяти пяти до ста десяти миллиметров.
Указываются методы поставки изделий. Трубы первой категории доставляются в виде отрезков до двенадцати с половиной метров или в бухтах. В последнем случае метраж должен быть кратным ста. Продукция второй категории поставляется только в виде отрезков разной длины.

Если конструкции соответствуют указанному ГОСТу, они должны обладать сертификатом, подтверждающим это. Учитывайте это, если решите купить трубы для обустройства газопровода в частном доме или квартире.

Полимерные металлические фитинги и резиновые шланги

Используют в цепочке газопровода для подключения к приборам потребления. Естественно до определенного расстояния подводится труба, но к самому прибору и штуцеру подключают резиновый шланг через вентиль.

Газовый шланг продается в комплектации с подготовленными соединяющими элементами (с внутренней и внешней резьбой). Исходя их этого, монтаж шлага происходит крайне быстро и безошибочно.

В монтаже необходимо использовать полимерную ленту ФУМ для того, чтоб вкрутить соединяющий элемент в вентиль. А после этого фитинг одевают на штуцер прибора потребления, также с полимерной лентой.

Если так произошло, что выбранные вами соединяющие элементы не подходят для газовых шлангов, то исправить эту проблему смогут переходники (втулка и штуцер) с двумя видами резьбы. Стоит только понимать, что всякого рода переходники уменьшают прочность самой конструкции и могут возникнуть протекания газа.

Характеристики полиэтиленовых газовых труб

Помимо металлоконструкций в последнее время активно используются и другие изделия, для изготовления которых используются полимерные материалы.

Монтажные работы по устройству полиэтиленового газопровода выполняются намного быстрее, чем стальных труб, что объясняется отсутствием резьбовых соединений и необходимостью использования тяжелого электро- и газосварочного оборудования.

Способы соединения полимерных конструкций

Сегодня качество полиэтиленовых труб позволяет организовать надежные подземные газопроводы, срок службы которых достигает 80-90 лет. Чаще всего для подвода линии к частным домам устраивают сеть из полиэтиленовых материалов.

Кроме того, такие изделия могут использоваться для транспортировки газов в системах, давление которых не превышает 1,2 МПа.

Герметичность соединения полиэтиленовых труб подходящего качества обеспечивается сваркой, которую можно осуществить двумя способами:

Трубы, края которых предварительно прогреты с помощью специального паяльника, монтируются встык. Фурнитура устанавливается аналогично. Нагревание следует проводить до достижения вязкости.
Края изделия вставляются в специальный стык, внутри которого находятся нагревательные элементы. Приложенное напряжение обеспечивает нагрев элементов и фиксацию труб в арматуре. Соединение, полученное методом электросварки, выдерживает давление до 16 МПа.

Если вы решаете вопрос индивидуального подключения к газовой сети, то лучше отдать предпочтение наиболее дешевому варианту монтажа, предполагающему стыковую сварку.

При коллективной газификации коттеджных поселков, дачных поселков, поселков лучше прибегнуть к более дорогой электромуфтовой сварке элементов полиэтиленовых трубопроводов. Именно такой способ обеспечивает максимальную герметичность и надежность соединения.

Характеристики полиэтиленовых труб

Полиэтиленовые трубы выпускаются диаметром от 20 до 400 мм, типоразмеры имеют маркировку SDR11 и SDR17.6. В зависимости от класса прочности изделия различают инициалами PE80 (черный с желтыми вставками) и PE100 (черный с синими вставками).

Для индивидуальной газификации и устройства трубопроводов низкого давления подходят полиэтиленовые трубы ПЭ80. В свою очередь, изделия из ПЭ100 обладают большей прочностью и могут использоваться для создания газовых труб с давлением до 1,2 МПа.

При этом следует учитывать, что монтаж труб ПЭ100 потребует больших усилий, так как их придется нагреть до более высокой температуры, однако эти затраты компенсируются отличным качеством соединения.

Преимущества и недостатки газополимерных труб

Популярная ранее ламинация стальных труб существенно заменяется полиэтиленовыми аналогами.

Этому факту есть много разумных объяснений, которые заключаются в полезных качествах полиэтиленовых труб:

Хорошая коррозионная стойкость, способность противостоять воздействию химически агрессивных соединений.
Высокая прочность, устойчивость к механическим воздействиям.
Отличные характеристики без шероховатостей. Если сравнивать изделия из полиэтилена со сталью того же диаметра, расход газовой трубы из полиэтиленовых труб будет больше 30.
Легкость установки. Для сварки ПЭТ не требуется тяжелое газовое и электросварочное оборудование, например, при установке стального трубопровода. Кроме того, полиэтиленовые трубы легко гнуть, что позволяет обходить препятствия, возникающие на пути прокладки трубопровода.
Низкая стоимость изделий из полиэтилена по сравнению с аналогичными изделиями из меди и стали.

Полиэтиленовые трубы достаточно активно используются при подаче газа в частный дом. Это связано с рядом положительных качеств. Однако в их применении есть некоторые особенности, которые ограничивают или даже полностью исключают возможность выполнения газовой сети из полиэтиленовых конструкций.

Поэтому ПЭТ нельзя использовать в активных сейсмических зонах, в зонах падения температуры до -45 градусов, в газопроводах с давлением выше 1,2 МПа.

К тому же полиэтиленовые трубы совершенно несовместимы с прокладкой сетки в тоннелях и коллекторах, а стальные трубы допускают такой вариант. Следует учитывать, что при нагревании полиэтилена до 80 градусов он деформируется с последующим разрушением.

Не рекомендуется использовать ПЭТ для создания подземных газопроводов, так как материал быстро разрушается ультрафиолетовым излучением. Если же принято решение строить трубопровод на земле, трубы необходимо покрыть специальным защитным полимерным составом.

Нормы для газовых труб в квартире

Перед тем, как приступить к разработке плана по установке газопровода в квартире или доме, следует уточнить, при каких обстоятельствах он будет использоваться. Например, на кухне, как обязательное средство для работы газовой плиты, колонки или же в котельной для обеспечения дома теплом. К газопроводам в квартире предъявляются особые требования.

Подвод газа к колонке или плите производится с учетом некоторых требований

Соблюдение данных эксплуатационных и монтажных норм для газовых труб на кухне гарантирует безопасность и комфорт использования газопровода:

Не допускается монтаж газовых труб в жилых комнатах, а также прокладка газопровода в шахтах вентиляции.
Газовая тонкостенная труба не должна пересекаться с оконными и дверными проёмами.
Запрещено прокладывать трубы в труднодоступных местах, например, за декоративной стенной обшивкой (за исключением конструкций, легко поддающихся демонтажу). К газовой системе всегда должен быть быстрый доступ на случай поломки.
Расстояние трубы от пола не должно быть меньшим, чем 2 м.
Длина гибких сегментов коммуникаций, если используется тонкостенная труба, не может превышать 3 м. Также важна плотность соединения фрагментов сети.
Установка газовых коммуникаций возможна в помещениях с высотой потолков, составляющей не мене 2,2 м. Помещение должно быть хорошо вентилируемым.
Вентиляция на кухне, если там прокладывается газопровод, не может быть смежной с комнатами и другими жилыми помещениями.
Потолок и стены, находящиеся вблизи газовой системы, покрываются слоем невоспламеняющейся штукатурки. Если стена на кухне не оштукатурена, она изолируется от газовых коммуникаций (в особенности от газовой колонки) листом из металла толщиной от 3мм.

Следует позаботиться о надежном креплении газовых труб — хомутах с резиновой прокладкой

Некоторые правила касаются также установки труб для газовой колонки в квартире. Газовые колонки монтируются с вытяжной трубой – дымоотводом. Гибкая алюминиевая гофтротруба использоваться в качестве дымоотвода не может, монтаж вытяжных труб колонки осуществляется только с помощью стальных или оцинкованных изделий.

Монтаж тонкостенных газовых труб на кухне также имеет особенности:

перед началом работ следует убедиться, что основной газовый кран перекрыт;
если производится перенос газовой трубы в кухне, осуществляется продувка газопровода. Это позволяет избавиться от остатков газа в системе;
стоит позаботиться о креплении газовой трубы к стене. Крепление делается с помощью специальных хомутов и скоб. Какое именно крепление будет использоваться, зависит от диаметра труб и их протяженности;
если вблизи труб газопровода проходят электрические кабели, то расстояние между этими коммуникациями должно составлять не менее 25 см. А расстояние между газовой системой и электрическим распределительным щитом должно быть от 50 см;
нежелательно располагать вблизи планируемой газопроводной системы охладительное оборудование на кухне: холодильники, морозильные камеры. Наличие газовой трубы за холодильником может стать причиной перегревания его радиатора, и, как следствие, неисправности оборудования;
также не рекомендуется монтировать тонкостенные стальные газовые трубы слишком близко к нагревательным приборам и непосредственно к газовой плите, за стенкой газовой колонки;
газовые трубы на кухне не могут быть проложены по полу, под раковинами, вблизи посудомоечных машин. Замаскировать газовую трубу можно и другими, безопасными методами;
ремонтные работы желательно проводить без использования искусственного освещения, в постоянно проветриваемом помещении.

Производить монтаж газовых труб следует с соблюдением определенных правил

Указанные нормативы актуальны как для уже существующих газовых систем, так и для только устанавливаемых или подвергаемых переносу газовых труб.

Расчет

Как узнать, сколько газа может пройти через отверстие известного размера за единицу времени?

В максимально простом виде истечение газа из трубы описывается формулой Торричелли.

Мэтр оставил нам подарок — простую и удобную в использовании формулу.

Для газа она выглядит так:

V=√(2g*Dp)/ λ. В ней:

V — скорость истекающего газа в метрах в секунду;
g — ускорение свободного падения (9,8 м/с2);
Dp — разница давлений между газом в требу и атмосферой в кг/м2 (как правило, давление бытового газа превышает атмосферное на 0,2 кгс/см2, или на 2000 кг/м2);
λ — плотность газа. При комнатной температуре она примерно равна 0,72 кг/м3.

Зная скорость потока истекающего газа и диаметр отверстия, несложно вычислить расход за секунду. Для этого нужно скорость в метрах в секунду умножить на площадь отверстия в квадратных метрах.

Площадь круга рассчитывается по формуле πr^2, или πd^2/4. r — радиус круга, d — диаметр.

Давайте выполним расчет для отверстия диаметром 15 мм.

Скорость потока равна √(2*9,8*2000)/0,72=275 м/с.

Площадь отверстия в квадратных метрах равна 0,015^2*3,1415/4=0,000176709375.

Расход газа в кубометрах в секунду будет составлять 0,000176709375*275=0,048595078125. Чтобы вычислить расход в час, нужно умножить полученное значение на 3600 (количество секунд в часе). В нашем случае за один час в атмосферу поступит 0,048595078125*3600=175 кубометров газа.

Конструкционная качественная углеродистая сталь 20 (Ст20)

Из стали этой марки делают детали и трубы, другие изделия, для которых важна высокая твердость поверхности. Детали и трубы из стали 20 подходят для работы при температуре от -40 до +450 градусов по Цельсию. Детали из ст20 делают разными способами. У данной марки стали есть аналоги, это сталь 15 и сталь 25.

Свойства стали 20

Удельный вес: 7,85 г/см3

Температура ковки ( в градусах по Цельсию): начала 1280, конца 750, охлаждение на воздухе

Способы сварки стали: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.

Не склонна к отпускной хрупкости.

Химический состав стали Ст20 (по ГОСТ 1050-58)

Железо 95%;
Углерод 0,17-0,24%%;
Никель и медь — не более 0,3%;
Мышьяк — до 0,08%;
Марганец от 0,35% до 0,65%;
Хром – не более 0,25%;
Кремний от 0,17% до 0,37%;
Сера — не более 0,040%;
Фосфор не более 0,035%.

Сталь Ст20 не образует внутренний разрывов при изготовлении, изделия из стали хорошо свариваются, сталь пластична и хорошо поддается штамповке.

Из стали Ст20 делают трубный прокат и арматуру для трубопроводов, тонкие запчасти, которые подвергаются истиранию, сварной профиль.

Основная классификация газопроводов

Категория газопровода, зависящая от величины давления газа, является одним из важнейших критериев, которые оказывают существенное влияние на выбор материала труб.

Выделяют 5 основных категорий газовой сети:

I-А — конструкция с наивысшим давлением, превосходящим 1,2 МПа. Диаметр трубы 1000-1200 мм, назначение — подсоединение тепловых станций, турбин и паровых установок.
I — система с высоким давлением, находящимся в пределах 0,6-1,2 МПа. Ее назначение — транспортировка газа и обустройство пунктов газораспределения.
II — давление ниже, чем в предыдущей категории, но все же считается высоким. Оно колеблется в диапазоне 300-600 кПа. Диаметр трубы 500-1000 мм, назначение газопровода — доставка газа из газораспределителей к объектам промышленности, домам жилого и социально-бытового назначения.
III — конструкция среднего давления с показателями в 5-300 кПа. Допускается применение труб диаметром 300-500 мм. Ее назначение — транспортировка газа из магистрали к газораспределительным пунктам, которые располагаются у жилых домов.
IV — система с минимальным давлением (менее 5 кПа). Диаметр трубы не превышает 300 мм, назначение — доставка газа от вводного газопровода в жилые дома и непосредственно к конечным приборам газопотребления.

Помимо категории газопровода и величины давления, немаловажное влияние на выбор труб оказывают особенности их прокладки и условия эксплуатации — внешняя или внутренняя укладка, наземная или подземная. Если они будут укладываться в землю, то придется считаться с такими факторами, как глубина промерзания, плотность и толщина слоя грунта, вероятность коррозионных процессов, присутствие блуждающих токов. Если они будут укладываться в землю, то придется считаться с такими факторами, как глубина промерзания, плотность и толщина слоя грунта, вероятность коррозионных процессов, присутствие блуждающих токов

Если они будут укладываться в землю, то придется считаться с такими факторами, как глубина промерзания, плотность и толщина слоя грунта, вероятность коррозионных процессов, присутствие блуждающих токов.

Наземный или воздушный газопровод отличается простотой проведения монтажных работ по его созданию, но для надежной эксплуатации требуется дополнительный уход

Для обеспечения стабильной о долговечной работы газопровода, нужно еще на этапе подготовительных и проектировочных работ учесть особенности монтажа и эксплуатации, выполнить все анализы, которые предписывают нормы газификации.

Типы материалов для газовых труб

Основные требования к системе транспортировки газа состоят в их пожарной безопасности, которая достигается полной герметизацией стыковых соединений. Раньше для устройства сети применялись исключительно стальные изделия, срок эксплуатации которых зависел от толщины материала и давления в системе.

Сегодня, наряду со стальными трубами, при создании и обустройстве газопроводов весьма активно используются промышленные изделия из меди и полиэтилена. Непосредственное влияние на выбор материала оказывает область применения.

Так, стальные трубы подойдут для надземных и подземных газопроводов. Они успешно используются как для внутридомовой разводки, так и для создания магистралей самого высокого давления. Полиэтиленовые же трубы подходят лишь для подземной укладки, а медные — для монтажа газовых систем внутри квартир и домов.

Полиэтиленовые газопроводы успешно вытесняют стальные подземные конструкции аналогичного назначения благодаря простоте монтажа, долговечности и более низкой стоимости

Чтобы разобраться, какие трубы можно использовать для транспортировки газа, предстоит ознакомиться не только с нормами устройства и проектирования газопроводов, но и разобраться в слабых и сильных сторонах каждого их материалов.

Выбор труб и крепежных элементов

Так как магистраль с голубым топливом является объектом повышенной опасности, вся используемая арматура должна иметь необходимые сертификаты качества. В противном случае комиссия, проводящая финальную проверку, не позволит, чтобы дом с такими трубами был газифицирован.

Нюансы выбора материала

Материал труб подбирается в зависимости от метода прокладки трубопровода. Наибольшим спросом пользуются изделия из полиэтилена и стали. Главное преимущество последней разновидности заключается в универсальности. Ведь стальные трубы можно использовать как для подземной, так и для наружной прокладки. Но такое решение будет стоить дороже.

Что касается крепежных элементов, то для монтажа понадобятся уголки, муфты, тройники, крестовины, заглушки и переходники. Как правило, они изготавливаются из чугуна, стали или полиэтилена.

Также не стоит медлить с установкой счетчика. Ведь он позволит значительно сократить расходы.

Преимущества полиэтиленовых труб

Прежде всего, такая арматура не ржавеет со временем. Поэтому она позволяет сэкономить на обслуживании и ремонте трубопровода. Благодаря особой технологии производства полиэтиленовые изделия имеют абсолютно гладкую внутреннюю поверхность. Как результат, скорость потока топлива никоим образом не замедляется.

Виды газовых труб

Основа безопасности – газовая труба. Сегодня используются изделия из стали, меди, полиэтилена.

Стальные

Ставшая еще при советском союзе классикой стальная труба сегодня терпит конкуренцию со стороны полимеров. Однако этот тип трубопроводов по-прежнему применяется и не имеет альтернативы при наружной прокладке, а также при устройстве внутридомовых сетей. Они эксплуатируются в любом климате, включая зоны с большой разницей годовых температур. Изготавливаются из низкоуглеродистой стали с пониженным содержанием серы и фтора. Разделяют два основных вида трубы для газопроводов из стали:

сварные с продольным прямым или спиральным швом;
цельнотянутые бесшовные.

Минусами стальных магистралей для газа являются большой вес и сопряженные с этим издержки на доставку и монтаж, подверженность коррозии, необходимость катодной защиты, сложность устранения порывов (необходимость сварки). Изделия имеют ограничения по методам монтажа: резьбовые стыки нельзя делать под землей, а фланцевые соединения допустимы только в пределах специальных колодцев.

Медные

Допущены к использованию в составе газовых трубопроводов низкого давления и могут монтироваться только с использованием пресс-фитингов. Компрессионные фитинги запрещены, трубы должны иметь маркировку желтого цвета и желтое же уплотнительное кольцо.

Их плюсами являются:

высокая устойчивость к коррозии;
довольно простой монтаж фитингами и его кроткие сроки;
стойкость к механическим нагрузкам;
долговечность;
эстетичность – можно использовать без маскировки на открытых участках.

Главный минус – высокая стоимость и неприменимость для работы в сетях повышенного давления.

Газовые трубы из ПНД

Полиэтилен низкого давления (правильное название – полиэтилен высокой плотности) – продукт нового поколения для самых ответственных магистралей

Сразу стоит обратить внимание, что термин «низкое давление» касается способа производства материала и не имеет отношения к характеристикам трубопровода. Такие трубы для газопроводов пригодны для транспортировки газа под давлением до 1,2 МПа, безопасны, надежны и все шире применяются как на объектах федерального значения, так и в частном строительстве. Имеют много особенностей, поэтому рассмотрим их более подробно

Имеют много особенностей, поэтому рассмотрим их более подробно.

Расходные материалы и необходимое оборудование

Для подсоединения трубопровода к оборудованию или для стыковки разных секций сети друг к другу необходимы соединительные элементы. Выпускаются изделия для пластиковых, металлопластиковых и стальных труб. Есть также универсальные и переходные соединители, которые позволяют стыковать изделия из разных материалов.

Различают несколько основных классов.

Муфты и переходники – фитинги, используемые для соединения прямых отрезков и удлинения газопровода. Также применяются для подключения трубопровода к кранам или к другому оборудованию. На стальной газопровод ставится диэлектрическая муфта для газа – она предупреждает прохождение электрического тока и увеличивает срок эксплуатации. Переходники в отличие от муфты имеют разный диаметр на противоположных концах. Элементы используются для стыковки труб с разным сечением.
Уголки и отводы – соединители, которые позволяют изменить направление линии. Требуются в тех случаях, когда гибка невозможна. Допускается соединение пайкой, сваркой, накручиванием на резьбу.
Водорозетка – специальный, по большей части декоративный элемент, предназначенный для подключения труб, распложенных внутри стены. Это своего рода внешний выход линии. Водорозетки изготавливают из бронзы и латуни.
Тройники и крестовины – детали, которые соединяют не 2, а 3 или даже 4 трубы. Используются при организации разводки на несколько комнат.
Гильзы – напоминают короткий отрезок трубопровода из металла. Гильза нужна при прохождении газопровода через стену или перекрытие частного дома или квартиры. Она защищает сеть при усадке стены.
Заглушки – эта деталь замыкает ветку трубопровода. Нельзя путать этот род фитинга с временной заглушкой, которую ставят при ремонте.