1 стр. из 1

Пластмассовые трубы в настоящее время чрезвычайно широко применяются при сооружении магистральных трубопроводов, канализационных систем, а также при газификации урбанизированных территорий. В силу этого очевидны перспективы использования подобных материалов и в сейсмических районах.
К настоящему времени в США и Японии накоплен достаточный практический опыт эксплуатации таких систем трубопроводов при сильных землетрясениях.

Интересные работы, содержащие анализ последствий землетрясений и их влияние на эксплуатационные параметры пластмассовых труб, были представлены на Х конференции «Пластмассовые трубы» (1998 г., Гётеборг, Швеция) и в журнале Pipeline & Gas Journal (июль, 1990 г., США). Авторами этих работ была подтверждена высокая сейсмостойкость данных труб, которая выразилась в почти полном отсутствии повреждений и сохранении герметичности самих труб и стыков их соединений в условиях сильных землетрясений.

Российские исследования в этой области практически не проводились. Основной опыт исследований работы пластмассовых труб и их соединений при статических нагрузках накоплен изготовителями данной продукции.

В современных нормах очевидны пробелы по регулированию вопроса применения полиэтиленовых труб в сейсмических районах РФ. С одной стороны, отсутствуют четкие ограничения по надежности данной продукции при воздействии высоких сейсмических нагрузок. С другой, обозначить параметры ранжирования предельных состояний такой конструкции совершенно необходимо, а правила определения величин отсутствуют.

В связи с этим ЗАО «Пласт Профиль» поставило перед собой цель более детально изучить вопрос поведения полиэтиленовых труб и узлов их соединений при динамических нагрузках высокого уровня путем экспериментальных исследований.

В период с 8 августа по 30 ноября 2007 г. в лаборатории по сейсмостойкости сооружений ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко ФГУП НИЦ «Строительство» проводились испытания системы трубопроводов по специальной программе на модели из полиэтиленовых труб (ПЭ80, ПЭ100), фасонных частей к ним и узлов соединений, установленных на специально подготовленных вибростенде и виброплатформе ВП-100.

25 декабря 2007 г. ЗАО «Пласт Профиль» получило от ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко отчет о результатах лабораторных динамических испытаний модели трубопровода из полиэтилена. В результате анализа были получены соответствующие выводы о принципиальной работе системы трубопроводов при динамических нагрузках высокой интенсивности.

Испытания были проведены при рабочем давлении в трубопроводе (1 МПа) в широком диапазоне частот от 2 до 15 сек–1. При этом достигались максимальные ускорения от 400 до 600 см/с2. Нагружение фрагмента осуществлялось этапами длительностью не менее 15 секунд. В процессе испытаний определялись амплитуды вынужденных колебаний фрагмента, фиксировались момент наступления резонанса и признаки деформирования отдельных узлов соединений.

На основании анализа данных были сделаны выводы:
1. Динамические воздействия на фрагмент трубопроводов выполнены в широком диапазоне частот и при высоких ускорениях, достигающих 600 см/с2. При этом в отдельных узлах соединений трубопроводов зафиксированы максимальные амплитуды вынужденных колебаний до 18 мм.
2. Специфика работы трубопроводной системы, заполненной жидкостью под давлением, заключается в том, что наступление
резонанса происходит при частотах, в 2–4 раза отличающихся от частоты собственных колебаний системы.
3. В результате испытаний подтверждены высокие прочностные показатели полиэтиленовых труб и их соединений, которые характеризуются отсутствием протечек, нарушений целостности и сохранением их герметичности вплоть до окончания всего комплекса исследований.
Потенциально наиболее уязвимыми, с точки зрения изучаемых процессов, являются соединения полиэтиленовых труб с задвижками. Однако это относится не к сварным соединениям труб и фасонных частей, а непосредственно к задвижкам как отдельным составляющим элементам трубопроводов.
4. Полученные в результате испытаний числовые величины подтвердили данные о принципиальной работе (характере деформирования) системы трубопроводов при динамических нагрузках высокого уровня. Подтверждено, что работа магистральных трубопроводов из полиэтилена существенно зависит от таких факторов, как схема и принципы решения его узлов соединений, характер внешнего воздействия (направление, уровень и прочее), а также от технического состояния (прочности, герметичности) основных элементов (труб, фасонных частей к ним) и мест соединений.

Дополнительно (на заключительном этапе) были проведены испытания фрагментов:
 - при ускорениях 100, 200 и 400 см/с2, максимальной амплитудой при минимальной частоте вынужденных колебаний и с минимальной амплитудой при максимальной частоте длительностью 120 сек.;
 - при высокочастотном нагружении модели трубопровода на максимальной частоте ω с минимальной амплитудой А при ΩІрез.·А
=100 см/с2=const, длительностью нагружения 120 с, без учета времени начального переходного режима;
 - при низкочастотном нагружении модели трубопровода на минимальной частоте ω с минимальной амплитудой А при ωІрез.·А
=100 см/с2, длительностью нагружения 120 с, без учета времени начального переходного режима;
 - при резонансном нагружении трубопровода при ΩІрез. ·А
=100 см/с2, длительностью нагружения 240 с;
Принятые значения длительности колебаний в 4–10 раз превышают аналогичные значения для реальных записей сильных землетрясений.

На основании полученных в результате испытаний данных и их анализа можно сделать вывод, что рассмотренные в настоящей работе полиэтиленовые трубы производства ЗАО «Пласт Профиль», фасонные части к ним и их соединения могут быть рекомендованы к применению для устройства магистральных трубопроводов среднего и низкого давления в сейсмических районах Российской Федерации на площадках до 9 баллов по шкале MSK-64.

Состояние нормативного обеспечения производства и применения полимерных труб.

«Возраст» существующих в настоящее время строительных норм и правил (СНиП) составляет от 3 до 27 лет. Они не учитывают изменения характера строительства, появления новых материалов и оборудования, строительных и эксплуатационных технологий. В наименьшей степени разработанные СНиПы рассчитаны на применение труб из полимерных материалов. Как следствие, большая часть научной работы перекладывается на производителей и строительные организации. К сожалению, создать единый нормативный документ очень сложно — следует учитывать, что значительная часть материалов, приборов и оборудования поступает на внутренний рынок из-за рубежа, где строительные нормы отличаются от российских.

Параллельно с испытаниями на сейсмо-устойчивость модели трубопровода из полиэтиленовых труб ЗАО «Пласт Профиль», по многочисленным просьбам проектных бюро и строительных организаций, совместно с Российским союзом проектировщиков разработало «Материалы для проектирования», предназначенные для конструкций напорных трубопроводов холодного водоснабжения из НПВХ, а также конструкций безнапорных трубопроводов хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением труб из НПВХ производства ЗАО «Пласт Профиль». Объектом разработки стало не только проектирование, но и монтаж, укладка, гидравлические испытания, способы ремонта, транспортировки, хранения, химическая стойкость труб и фитингов, соединения и крепления трубопроводов, а также составление таблиц гидравлического расчета и глубин заложения. Данный документ был одобрен научно-техническим советом Российского союза проектировщиков и рекомендован к применению Российским союзом строителей.

ЗАО «Пласт Профиль»
141730 Московская обл., г. Лобня,
ул. Лейтенанта Бойко, 104 а
Тел./факс +7 (495) 225-6150
E-mail: plast@plastprofil.ru        www.plastprofil.ru

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!