Полимерные трубы и трубопроводы
Покупка
Тематика:
Технология машиностроения
Издательство:
Профессия
Пер., под ред.:
Коврига Владислав Витальевич
Год издания: 2010
Кол-во страниц: 488
Дополнительно
Вид издания:
Справочная литература
Уровень образования:
Дополнительное образование взрослых
ISBN: 978-5-93913-199-5
Артикул: 149372.02.99
В универсальном справочнике рассмотрены все аспекты работы с пластиковыми трубами: их монтаж, укладка и эксплуатация. Также приведена информация по конструированию, установке и испытаниям трубопроводных систем, фитингов и клапанов. Особое внимание уделяется химической стойкости основных полимерных материалов, используемых для изготовления трубопроводов. Издание является исчерпывающим справочным пособием в данной отрасли. Книга будет полезна не только для изготовителей и потребителей труб из полимерных материалов, но и специалистам, занимающимся их монтажом и эксплуатацией и интересующимся опытом зарубежных коллег.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
New York Chicago San Francisco Lisbon London Madrid Mexico City Milan New Delhi San Juan Seoul Singapore Sydney Toronto PLASTIC PIPING HANDBOOK McGRAW-HILL David A. Willoughby, P.O.E. R. Dodge Woodson Rick Sutherland ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Санкт-Петербург 2010 Дэвид А. Уиллоуби Р. Додж Вудсон Рик Суверлэнд Перевод с английского и научная редакция проф. Ковриги В. В. ПолимеРные тРУбы и тРУбоПРоВоДы Справочник ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
УДК 621.643 ББК 39.7Англ У 36 ISBN 978-5-93913-199-5 ISBN 0-07-135956-7 Издательство «Профессия», 2010 © ЦОП «Профессия», 2010 © Перевод, оформление: ЦОП «Профессия» © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2002 Original edition copyright 2002 by Copyright Owner, as set forth in copyright notice of Proprietor`s edition. All right reserved. Russian edition copyright 2010 by EPC «Professiya». All right reserved. Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. У 36 Полимерные трубы и трубопроводы: справочник / Д. А. Уиллоуби, Р. Додж Вудсон, Р. Суверлэнд; пер. с англ. под ред. В. В. Ковриги — СПб.: ЦОП «Профессия», 2010 – 488 с., ил., табл., сх. ISBN 978-5-93913-199-5 ISBN 0-07-135956-7 (англ.) В универсальном справочнике рассмотрены все аспекты работы с пластиковыми трубами: их монтаж, укладка и эксплуатация. Также приведена информация по конструированию, установке и испытаниям трубопроводных систем, фитингов и клапанов. Особое внимание уделяется химической стойкости основных полимерных материалов, используемых для изготовления трубопроводов. Издание является исчерпывающим справочным пособием в данной отрасли. Книга будет полезна не только для изготовителей и потребителей труб из полимерных материалов, но и специалистам, занимающимся их монтажом и эксплуатацией и интересующимся опытом зарубежных коллег. УДК 621.643 ББК 39.7Англ ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
оглавление Предисловие...............................................................................................................13 Сведения.об.авторе....................................................................................................14 Предисловие.к.русскому.изданию...............................................................................15 Глава 1. Общие положения .................................................................... 17 1.1.. Введение................................................................................................................. 17 1.2..История.материалов.для.пластмассовых.труб.......................................................... 18 1.3..Общие.вопросы.применения.................................................................................... 18 1.4..Коды.и.стандарты.на.пластмассовые.трубопроводы................................................. 18 1.4.1..Коды............................................................................................................. 18 1.4.2.. Стандарты................................................................................................... 19 Литература..................................................................................................................... 21 Глава 2. Характеристики пластмассовых трубопроводов ............................22 2.1..Преимущества.и.ограничения.при.использовании.пластмассовых.трубопроводов... 22 2.1.1.. Преимущества............................................................................................. 22 2.1.2.. Ограничения................................................................................................ 23 2.2..Материалы.термопластичных.трубопроводов........................................................... 24 2.2.1.. Применяемые.материалы.и.их.классификация............................................ 24 2.2.2.. Основные.материалы.................................................................................. 25 2.3.. Элементы.пластмассовых.трубопроводов............................................................... 38 Литература..................................................................................................................... 39 Глава 3. Течение газов и жидкостей .........................................................40 3.1.. Введение................................................................................................................. 40 3.2.. Течение.жидкости.................................................................................................... 40 3.2.1.. Энергетический.принцип............................................................................. 43 3.2.2.. Уравнение.энергии...................................................................................... 43 3.2.3.. Гидравлическая.и.энергетическая.составляющие........................................ 44 3.2.4.. Определение.размеров.трубы..................................................................... 45 3.2.5.. Гидравлические.потери.в.трубах.................................................................. 45 3.2.6.. Течение.жидкостей.под.давлением.............................................................. 46 3.2.7.. Гидравлический.удар.(скачок.давления)...................................................... 50 3.3.. Течение.сжимаемых.газов....................................................................................... 52 3.4.. Газовые.законы........................................................................................................ 54 3.5.. Гидравлика.газовых.трубопроводов......................................................................... 58 Литература..................................................................................................................... 61 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 6 Глава 4. Общие вопросы проектирования .................................................62 4.1.. Введение................................................................................................................. 62 4.2.. Методология.проектирования................................................................................. 62 4.2.1.. Проектный.анализ....................................................................................... 62 4.2.2.. Чертежи....................................................................................................... 64 4.2.3.. Основы.проектирования.............................................................................. 65 4.3.. Условия.эксплуатации............................................................................................. 65 4.4.. Условия.нагружения................................................................................................ 67 4.4.1.. Постоянные.нагрузки................................................................................... 67 4.4.2.. Случайные.нагрузки..................................................................................... 68 4.5.. Размещение.трубопроводов.................................................................................... 70 4.6.. Компьютерная.подготовка.аванпроекта.и.проектирование...................................... 71 4.7.. Проектирование.размещения.трубопроводов......................................................... 71 4.8...Требования.к.обеспечению.жизнеспособности.трубопровода................................. 72 4.9....Требования,.предъявляемые.транспортируемой.жидкостью................................... 73 4.9.1.. Совместимость............................................................................................ 73 4.10..Монтажные.требования.......................................................................................... 74 4.11..Проектные.решения.для.пластмассовых.трубопроводов........................................ 76 4.11.1.. Коррозионное.воздействие....................................................................... 76 4.11.2.. Рабочие.давления.и.температура............................................................... 77 4.11.3.. Определение.параметров.системы............................................................ 77 4.11.4.. Соединения............................................................................................... 78 4.11.5.. Термическое.расширение.......................................................................... 79 4.12.. Опоры.трубопровода.и.подземная.прокладка........................................................ 81 4.13.. Основные.вопросы.проектирования...................................................................... 86 4.14.. Факторы.течения.жидкости,.влияющие.на.проектирование................................... 87 4.14.1.. Течение.под.давлением............................................................................. 87 4.14.2.. Потери.давления.в.фитингах...................................................................... 88 4.14.3.. Течение.под.действием.силы.тяжести........................................................ 89 4.14.4.. Течение.с.полным.заполнением................................................................. 89 4.14.5.. Течение.с.частичным.заполнением............................................................ 90 4.14.6.. Расчет.пропускной.способности.санированных.трубопроводов................. 91 4.14.7.. Критическое.течение.суспензий................................................................ 91 4.14.8.. Течение.газа.............................................................................................. 93 4.15.. Срок.службы.......................................................................................................... 93 4.16.. Давление.в.системе............................................................................................... 94 4.16.1.. Напорные.трубопроводы........................................................................... 94 4.16.2.. Циклические.повышения.давления............................................................ 96 4.16.3.. .Продольные.нормальные.напряжения,.возникающие.. под.действием.внутреннего.давления.........................................................97 4.17.. Тепловое.расширение.и.сжатие............................................................................. 97 4.17.1.. Трубопроводы.на.опорах............................................................................ 98 4.17.2.. Наземные.трубопроводы........................................................................... 98 4.17.3.. Подземные.трубопроводы......................................................................... 98 4.18.. Компенсаторы.термического.расширения................................................................. 99 4.19.. .Вопросы,.которые.должны.быть.решены.при.проектировании.. трубопроводов.из.различных.термопластичных.материалов.................................101 4.19.1.. Поливинилхлорид................................................................................. 101 4.19.2.. Акрилонитрилбутадиенстирольные.пластики............................................102 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 4.19.3.. Хлорированный.поливинилхлорид............................................................103 4.19.4.. Полиэтилен...............................................................................................103 Глава 5. Проектирование надземных газопроводов .................................105 5.1.. Приемка.и.хранение.готовых.полимерных.труб.......................................................107 5.2.. Общие.рекомендации.по.надземной.прокладке......................................................111 5.2.1.. Интервал.между.опорами...........................................................................111 5.2.2.. Опоры.........................................................................................................111 5.3.. Применение.труб.из.полиэтилена...........................................................................118 5.3.1.. Тепловое.расширение................................................................................119 5.3.2.. Воздействие.ультрафиолета.......................................................................120 5.3.3.. Долговечность............................................................................................120 5.3.4.. Внешнее.повреждение...............................................................................121 5.3.5.. Установка.полиэтиленовой.трубы.на.поверхности.грунта............................121 5.3.6.. Закрепление.ветвей.трубопровода.............................................................122 5.3.7.. Установка.полиэтиленовой.трубы.над.землей.............................................123 5.4.. Дополнительные.инструкции..................................................................................124 Глава 6. Проектирование подземных трубопроводов ...............................126 6.1.. Подготовительные.работы......................................................................................126 6.2.. Рытье.траншеи.......................................................................................................127 6.3.. Дно.траншеи...........................................................................................................128 6.4. ..Монтаж.труб...........................................................................................................129 6.5.. Температурные.деформации.труб..........................................................................130 6.6.. Устранение.прогибов.и.деформаций.сжатия.поперечного.сечения.трубы...............131 6.7.. Опорные.блоки.......................................................................................................131 6.8.. Вертикальные.секции.трубы...................................................................................131 6.9.. Укладка.трубы.непосредственно.после.прокладки.траншеи....................................132 6.10.. Засыпка.траншеи..................................................................................................132 6.11.. Общие.вопросы.проектирования..........................................................................133 6.11.1.. Постоянные.нагрузки................................................................................133 6.11.2.. Призматическая.нагрузка.........................................................................133 6.11.3.. Образование.сводов.................................................................................134 6.11.4.. Определение.нагрузки.по.методу.Марстона.............................................134 6.11.5.. Ползучесть.грунта.....................................................................................135 6.11.6.. Добавочные.нагрузки................................................................................136 6.11.7.. Прочность.при.сжатии..............................................................................136 6.11.8.. Характеристики.слоя.над.поверхностью.трубы.........................................136 6.12.. Прокладка.труб.в.условиях.грунтовых.вод.............................................................138 6.13.. Колодцы...............................................................................................................139 6.14.. Проектирование.трубопроводов.для.водной.среды..............................................139 6.15.. Неограниченная.деформация...............................................................................139 6.16.. Потери.на.трение.для.различных.типов.труб.........................................................140 Глава 7. Операции с трубами и строительство ........................................144 7.1.. Трубы.из.поливинилхлорида...................................................................................144 7.2.. Соединение.труб.с.помощью.растворителей.и.клеев..............................................151 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 8 7.3.. Соединения.с.использованием.уплотнителей.........................................................151 7.4.. Траншейные.работы...............................................................................................153 7.5.. Полиэтиленовые.трубы...........................................................................................154 7.6.. Способы.сварки.труб..............................................................................................155 7.6.1.. Тепловая.сварка.........................................................................................155 7.6.2.. Электрофузионная.сварка..........................................................................157 7.7.. Трубы.из.хлорированного.поливинилхлорида.........................................................159 7.8.. Другие.типы.труб....................................................................................................159 Глава 8. Горизонтально-направленное бурение .......................................160 8.1.. Преимущества.горизонтально-направленного.бурения..........................................160 8.2.. Применение...........................................................................................................161 8.3.. Основы.процесса....................................................................................................161 8.3.1.. Проходка.скважин.......................................................................................163 8.3.2.. Бурение.и.управление................................................................................164 8.3.3.. Трассировка...............................................................................................165 8.4.. Буровые.жидкости..................................................................................................166 8.5.. Принципы.применения.ГНБ....................................................................................167 8.5.1.. Возможность.реализации...........................................................................167 8.5.2.. Почвенные.условия.....................................................................................168 8.5.3.. Конструктивные.параметры........................................................................168 8.5.4.. Общие.указания..........................................................................................170 8.6.. Характеристика.участка.ГНБ...................................................................................170 8.6.1.. Инженерно-геологические.изыскания........................................................170 8.6.2.. Геотехнические.факторы.............................................................................173 8.6.3.. Классификация.типа.грунта........................................................................174 8.6.4.. Требования.к.рабочему.пространству.на.поверхности................................176 8.7.. Проектирование.буровой.трассы............................................................................176 8.8.. Мониторинг.строительства.....................................................................................178 8.8.1.. Буровая.трасса...........................................................................................179 8.8.2.. Определение.трассы.скважин.....................................................................179 8.9.. Выполнение.ГНБ.....................................................................................................180 8.9.1.. Расчеты.положения.подземной.трассы.......................................................181 8.9.2.. Расчеты.радиуса.кривизны.........................................................................184 8.10.. Установка.трубы...................................................................................................184 8.11.. Напряжения.и.усилия.в.процессе.ГНБ...................................................................185 8.12.. .Общие.положения.проектирования.пластмассовых.трубопроводов.. для.метода.ГНБ.....................................................................................................187 8.12.1.. Усилие.обратной.протяжки.......................................................................187 8.12.2.. Фрикционное.сопротивление.протяжке....................................................188 8.12.3.. Эффект.кабестана....................................................................................189 8.13.. Предписания.и.спецификации.для.установки.труб.по.технологии.ГНБ..................190 8.13.1.. Особенности.договора.............................................................................190 8.13.2.. Коммерческое.предложение.на.выполнение.работ...................................191 8.13.3.. План.работ.по.строительству....................................................................192 8.13.4.. План.организации.работ.с.буровыми.жидкостями.....................................192 8.13.5.. Данные.о.работах,.выполненных.подрядчиком.ранее................................193 8.13.6.. Безопасность............................................................................................193 8.13.7.. План.непредвиденных.работ.....................................................................193 8.13.8.. План.работ.по.установлению.связи...........................................................193 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 8.13.9.. Управление.транспортными.потоками......................................................194 8.13.10.. Список.субподрядчиков..........................................................................194 8.13.11.. Прочие.вопросы......................................................................................194 8.14.. Оценка.рабочей.площадки....................................................................................194 8.14.1.. Предварительные.работы.........................................................................195 8.14.2.. Операции.бурения....................................................................................195 8.14.3.. Установка.оборудования.и.расположение.на.участке................................196 8.14.4.. Бурение.и.обратная.развертка..................................................................197 8.14.5.. Соединение.сегментов.трубы.(стыковая.сварка)......................................197 8.15.6.. Соединение.и.подключение......................................................................198 8.15.7.. Выравнивание.и.минимальное.разделение...............................................198 8.15.8.. Отделяющиеся.головки.для.протяжки.......................................................199 8.16.. Буровые.жидкости..Практика.сбора.и.захоронения...............................................199 8.17.. Восстановление.участка.и.развитие.его.после.строительства..............................200 Глава 9. Химическая стойкость пластмасс и эластомеров, используемых в конструкции трубопроводов ..............................202 9.1.. Введение................................................................................................................202 9.2.. Инструкции.по.использованию.«Таблиц.по.химической.стойкости».........................203 9.2.1.. Общие.положения......................................................................................203 9.2.2.. Классификация...........................................................................................203 9.2.3.. Соединения.труб........................................................................................204 9.2.4.. Герметизирующие.материалы....................................................................204 9.2.5.. .Краткая.информация.о.материалах.и.пределы.их.рабочих.. температур.................................................................................................204 9.2.6.. Стандарты..................................................................................................206 Глава 10. Санирование коллекторов протяжкой пластмассовых труб ..........298 10.1.. Подготовительные.работы....................................................................................299 10.2.. Рытье.котлованов.для.санации..............................................................................299 10.3.. Установка.............................................................................................................300 10.4.. Заливка.цементным.раствором............................................................................301 10.5.. Соединения..........................................................................................................301 10.6.. Засыпка................................................................................................................302 10.7.. Экономическая.эффективность............................................................................302 Глава 11. Испытания .........................................................................303 11.1.. Испытания.низким.давлением..............................................................................305 11.2.. Испытания.высоким.давлением............................................................................306 11.3.. Подземные.трубопроводы....................................................................................306 11.4.. Испытательные.заглушки......................................................................................307 11.5.. Надземные.испытания..........................................................................................307 ГЛАВА 12. Защита общественной безопасности путем предотвращения повреждений трубопроводов при проведении земляных работ .....309 12.1.. Введение..............................................................................................................309 12.2.. Подземная.инфраструктура..................................................................................313 12.3.. Регулирующие.и.законодательные.акты................................................................314 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 10 12.4.. Принудительное.участие.......................................................................................318 12.5.. Система.уведомлений.по.одному.запросу............................................................322 12.5.1.. Функции.и.структура.центров....................................................................322 12.5.2.. Методы.управления..................................................................................324 12.5.3.. Извещения.о.раскопках............................................................................325 12.6.. Эффективные.санкции..........................................................................................326 12.7.. Маркировка.раскопок...........................................................................................329 12.8.. Обучение.и.квалификация.служащих....................................................................331 12.9.. Комментарии.к.программам.по.предотвращению.повреждений...........................336 12.10..Точность.информации.о.расположении.подземных.трасс.....................................338 12.10.1.. Технологии.обнаружения.подземных.трасс.............................................338 12.10.2.. Определение.глубины.расположения.трубопровода...............................341 12.11.. Направленное.бурение.......................................................................................342 12.12.. Картографирование............................................................................................344 12.13.. Инжиниринг.подповерхностных.трубопроводов..................................................347 12.14.. Оценка.эффективности.систем...........................................................................350 12.15.. Риск.ошибочных.действий..................................................................................350 12.16.. Требования.к.сообщениям.о.несчастных.случаях,.разработанные.RSPA............. 353 12.17.. Причины.несчастных.случаев..............................................................................354 12.18.. Заключение........................................................................................................359 12.19.. Рекомендации....................................................................................................360 Литература....................................................................................................................363 Глава 13. Хрупкое разрушение пластмассовых газопроводов ...................366 13.1.. Введение..............................................................................................................366 13.2.. Расследования.....................................................................................................369 13.2.1..История.инцидентов..................................................................................369 13.2.2.. Оценка.прочности.и.пластичности,.стандарты.на.материалы.. для.пластмассовых.труб.....................................................................................372 13.2.3.. Трубопроводы.фирмы.Century..История.вопроса......................................380 13.3.. Стандарты.на.строительство.и.практическое.применение....................................386 13.4.. Изгибающие.и.сдвиговые.усилия..........................................................................390 13.5.. Остаточный.изгиб.трубы.......................................................................................392 13.6.. Стандарты.на.монтажные.работы.компании.MidAmerican.Energy......................... 392 13.7.. Мониторинг.работы.газовых.систем.....................................................................393 13.8.. Выводы.................................................................................................................395 13.9.. Рекомендации......................................................................................................396 Литература....................................................................................................................399 Глава 14. Спецификации на материалы и конструкции для систем трубопроводов природного газа ...........................................................402 14.1.. Материалы,.обеспечивающие.работоспособность.трубопроводов.......................402 14.1.1.. Стальные.футляры.пластиковых.трубопроводов.......................................402 14.1.2.. Футляры.для.вентилей..............................................................................403 14.1.3.. Герметизация.конца.трубы-футляра..........................................................403 14.1.4.. .Устройство.для.позиционирования.пластмассовой.трубы.. внутри.трубы-футляра...............................................................................403 14.1.5.. Трассирующий.провод..............................................................................404 14.1.6.. Предупреждающие.ленты.........................................................................404 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 14.1.7.. .Электронные.устройства.для.определения.местоположения.. трубопровода...........................................................................................404 14.1.8.. Материал.засыпки.трубопроводов............................................................404 14.1.9.. Засыпка.трассы........................................................................................404 14.1.10.. Трамбовка.и.устройство.ложа.................................................................404 14.1.11.. Обратная.засыпка...................................................................................405 14.1.12.. Выбор.отсыпки.......................................................................................405 14.1.13.. Песок......................................................................................................405 14.2.. Общие.требования.при.строительстве..................................................................405 14.2.1.. Оборудование,.инструмент,.рабочая.сила.и.материалы............................405 14.2.2.. Документы................................................................................................406 14.2.3.. Организация.строительных.работ.............................................................407 14.2.4.. Организация.дорожного.движения...........................................................407 14.2.5.. Удаление.и.восстановление.тротуара.и.дорожного.покрытия....................408 14.2.6.. Контроль.за.эрозией.и.осадкой.грунта......................................................408 14.2.7.. Трубы.и.рабочие.материалы......................................................................408 14.2.8.. Изгиб.трубы..............................................................................................409 14.2.9.. Установка.трубы.......................................................................................411 14.3.. Материалы.для.строительства.систем.транспортировки.природного.газа.............. 423 14.3.1..Трубы.........................................................................................................423 14.3.2.. Трубные.фитинги......................................................................................424 14.3.3.. Переходные.фитинги................................................................................427 14.3.4.. Клапаны....................................................................................................427 14.3.5.. Станции.локации/тестирования.и.ящики.для.запорной.арматуры.............428 14.3.6.. Защитные.патрубки..................................................................................428 14.3.7.. Окружные.регуляторы.давления...............................................................428 14.4.. Строительство.систем.транспортировки.природного.газа....................................429 14.4.1..Квалификация.подрядчика........................................................................429 14.4.2.. Оценка.сварных.соединений.....................................................................429 14.4.3.. Квалификация.при.проведении.тепловой.сварки......................................429 14.4.4.. Сварка......................................................................................................430 14.4.5.. Тепловая.сварка........................................................................................431 14.4.6.. Клапаны....................................................................................................432 14.4.7.. Блоки.для.продувки..................................................................................433 14.4.8.. Испытания.на.давление.и.утечки...............................................................433 14.4.9.. Чистка.......................................................................................................433 15. Компоненты пластмассовых трубопроводных систем .........................434 15.1..Краткий.обзор.технических.условий,.содержащихся.в.стандартах.ASTM............... 434 15.2.. Компоненты.систем.пластмассовых.трубопроводов.............................................435 15.2.1.. Основные.материалы................................................................................435 15.2.2.. Периодическая.система.элементов.и.ее.отношение.к.пластмассам..............436 15.2.3.. Общие.данные.о.прочности.связей.в.пластиках........................................437 15.2.4.. Износостойкость.пластиков......................................................................439 15.2.5.. Температура.размягчения.........................................................................439 15.2.6.. Прочность.при.растяжении.......................................................................440 15.2.7.. Проницаемость.газов...............................................................................441 15.3.. Описание.отдельных.пластиков............................................................................442 15.3.1.. Политетрафторэтилен..............................................................................442 15.3.2.. Поливинилхлорид.....................................................................................443 15.3.3.. Полиэтилен.низкой.плотности..................................................................444 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление 12 15.3.4.. Сверхвысокомолекулярный.полиэтилен...................................................444 15.3.5.. Полипропилен...........................................................................................445 15.3.6.. Этиленхлортрифторэтилен.......................................................................446 15.3.7.. Этилентетрафторэтилен...........................................................................446 15.3.8.. Поливинилиденфторид.............................................................................447 15.3.9.. Хлортрифторэтилен..................................................................................447 15.3.10.. Фторированный.этилен-пропиленовый.сополимер.................................448 15.3.11.. Перфторвинилэтер.................................................................................449 15.4.. Физические.свойства...........................................................................................449 15.4.1.. Введение..................................................................................................449 15.4.2.. Основные.свойства...................................................................................450 15.5.. Идентификация.полимерных.материалов.............................................................450 Приложение. Сокращения,.используемые.в.промышленности.пластмасс...............453 Список.сокращений..................................................................................................455 Основные.единицы.измерения..................................................................................458 Глоссарий..................................................................................................................459 Предметный.указатель..............................................................................................482 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Предисловие Эта книга представляет собой справочное руководство для инженеров, конструк- торов, проектировщиков, технических специалистов, подрядчиков и сервисных менеджеров, занимающихся конструированием, проектированием, установкой и эксплуатацией систем пластмассовых трубопроводов. Задача этого издания — в удобной форме предоставить читателю важную информации относительно ис- пользования пластмассовых труб, особенно в газо- и водоснабжении. Существует множество руководств изготовителей и документов таких организаций, как Инсти- тут исследования Пластмассовых Труб (Plastic Pipe Institute), которые предоставляют ценную информацию относительно использования пластмассовых труб. В данном издании представлено множество самых необходимых сведений и описаны проце- дуры, проводимые при проектировании и установке систем пластмассовых трубо- проводов, изложены практические аспекты использования систем пластмассовых трубопроводов. Читателю предоставляется множество часто используемых уравне- ний, диаграмм и практических принципов. Эта книга является, прежде всего, справочником. В ней содержится множест- во таблиц, которые помогут читателю понять проблемы, связанные с использова- нием систем пластмассовых трубопроводов. Представлены примеры технических характеристик систем пластмассовых трубопроводов для природного газа и гори- зонтально расположенных бурильных пластмассовых труб. Этот справочник можно использовать как в полевых условиях, так и в офисе. Особую благодарность автор выражает компании George Fischer Inc. за предостав- ление рисунков из книги Джорджа Фишера «Справочник проектировщика» («Engi- neering Handbook»). Автор надеется, что данный справочник будет полезен специалистам и призы- вает всех читателей сообщать дополнительные сведения или вносить предложения о том, что они хотели бы увидеть в последующих измененных и дополненных ре- дакциях книги. Дэвид Уиллоуби (David Willoughby), инженер по нефтедобыче и нефтепереработке (P.O.E.) ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Сведения об авторе Дэвид А. Уиллоуби — инженер по нефтедобыче и нефтепереработке с более чем 21-летним опытом в сфере проектирования, работы с техническими документами и управления в различных отраслях промышленности, таких как добыча и пере- работка природного газа, прокладка трубопроводов, добыча и переработка нефти. Он также работал с системами газоснабжения и газораспределения, с нефтепере- рабатывающим оборудованием — от выработки концепции до конструирования, строительства, испытаний, экономической оценки и наблюдения за системами в полевых условиях. Заседанием Совета Инженерных Специалистов (Council of Engineering Specialty Boards) Дэвид А. Уиллоби признан инженером по нефтедобы- че и нефтепереработке (Petroleum Operations Engineer). В настоящее время Дэвид А. Уиллоби занимается менеджментом проектов кон- салтинговой инжиниринговой фирмы Rummel, Klepper & Kahl и работает в Отделе- нии природного газа, нефти и трубопроводов (Natural Gas, Petroleum, and Pipeline Division) компании RK&K, офис которой находится в г. Ричмонд, штат Вирджиния. До работы в компании RK&K Дэвид А. Уиллоуби в течение 24 лет служил в мор- ском корпусе пехоты США, при этом последние 18 лет в должности инженера по работе с нефтью. В течение этого периода Дэвид занимал все более ответственные должности в сфере управления проектированием, эксплуатации и разработки не- фтяного оборудования, проектирования и анализа гидравлических систем, про- ектирования и эксплуатации трубопроводов и проектирования и эксплуатации нефтяного оборудования. Дэвид проживает в округе Принц-Джордж, штат Мериленд, с женой Бетси. У супругов три дочери: Шерил, Шеннон и Сара. С автором книги можно связаться по электронной почте: dwilloughby@asme.org. ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Предисловие к русскому изданию Уважаемые читатели! Перед вами интересная и полезная книга, которую можно не только читать — с ней можно работать. Книга интересна потому, что в ней подробно систематизирован бо- гатый опыт применения полимерных труб и строительства пластмассовых трубо- проводов в США, лидирующих в этой области. Обычно в своей работе те, кто занимается полимерными трубопроводами в Рос- сии, больше опираются на европейский опыт и нормативную базу, поэтому зна- комство с американским опытом, который отличается более развитой нормативной базой и более широким кругом полимерных материалов, используемых при выпус- ке трубопроводов, позволит шире посмотреть на возможности применения поли- мерных труб при транспортировке газов и других активных сред. В первую очередь, это справочник по газопроводам. Он чрезвычайно много- гранен — здесь изложены общие представления о структуре и свойствах широко- го круга полимеров, перспективных для применения в трубах, их преимуществах и ограничениях. Прокомментированы все стандарты США на трубы и фитинги из основных классов полимеров. Однако в справочнике мало информации о техноло- гии производства труб, и это не случайно, так как книга ориентирована, в первую очередь, на специалистов, ведущих проектирование, строительство и эксплуа- тацию трубопроводов. То, что требуется этим специалистам, — в книге описано подробнейшим образом. В издании приведены основы гидравлического расчета, анализ ситуации с гидравлическим ударом и тепловым расширением, прокладкой надземных и подземных трубопроводов, расчетом опор, горизонталmно-направленным бурением во всех его вариантах, и многими другими практическими задачами. В книге подробно рассмотрены причины аварии на трубопроводах и выделены две основные: при производстве земляных работ и хрупком разрушении при возникновении локальных перегрузок. Эти большие разделы выполнены без истерической нотки, и показывают, какие реальные механизмы, в том числе и организационно- правовые, используются для предотвращения наиболее часто встречающихся нарушений. В справочнике довольно полно представлены острые организационные вопросы, возникающие при строительстве трубопроводов. Так, например, четко излагаются обязанности подрядчика и заказчика, а также распределение работ между ними. ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Полимерные трубы и трубопроводы 16 Большое внимание уделено техническим и организационным решениям, обеспечивающим сохранение экологического равновесия и стабильности как на трассе трубопровода, так и на прилегающих площадках. Со свойственной американским специалистам аккуратностью подчеркнуты вопросы обеспечения безопасной работы рабочих-строителей при проведении строительства и монтажа, а также защита населения от опасностей, подстерегающих людей на строительной площадке и на улице. Наряду с трубами, рассмотрены все виды фитингов, других фасонных изделий, а также методы соединений труб, включая сварку, раструбные и клеевые соединения. В тех случаях, когда составителю были необходимы конкретные технические данные, в справочнике использовались материалы ведущей фирмы «Георг Фишер». Это удобно и с позиций российской практики, так как благодаря широкомасштабному сотрудничеству с крупнейшим российским производителем полимерных труб ООО «Группа Полипластик» фирма «George Fischer» представлена практически во всех российских регионах. Особенностью книги является наличие большого количества справочной информации, в том числе: словарь, раскрывающий содержание основных использованных терминов; данные по организациям США, разрабатывающим основные нормативные документы; алфавитно-предметный указатель. Все это существенно облегчает работу с материалами справочника. Поскольку в этом издании есть все, что необходимо для проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводов газа, воды и других сред, у меня и, как я надеюсь, у Вас, справочник будет настольной рабочей книгой. Доктор технических наук, профессор В. В. Коврига 05.01.2010 ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Глава 1. общие положения 1.1. Введение Этот справочник призван обеспечить специалистов точной и надежной информацией относительно проектирования, монтажа и применения пластмассовых труб для водо- и газоснабжения. Применение трубопроводов из термопластичных материалов чрезвычайно разнообразно. При их изготовлении используются материалы, обладающие различными свойствами и применяющиеся в самых разных областях. Но поскольку чаще всего трубы для газо- и водоснабжения изготавливаются из полиэтилена (PE, ПЭ) и поливинилхлорида (PVC, ПВХ), информация по проектированию и монтажу, по- мещенная в этом справочнике, прежде всего будет относиться к этим типам труб. Другие типы полимерных труб и их назначение будут рассмотрены кратко, чтобы дать общую картину возможностей применения различных материалов. Проект каждого трубопровода индивидуален и предназначен для эксплуата- ции в уникальных условиях, поэтому конструкция или монтаж одного проекта мо- гут не подойти для другого. Для эффективного и продуктивного проектирования очень важны методы, используемые инженером или конструктором для выполне- ния требований технических заданий. Необходимо также помнить, что надлежащее проектирование и монтаж систем пластмассовых трубопроводов требуют доброка- чественной инженерной экспертизы и соблюдения определенных правил. Пластмассовые трубопроводы широко применяются на современном рынке для транспортировки разнообразных технических сред: кислых растворов, хими- катов, коррозионно-активных газов, отходов сырой нефти, дренажа, топливных газов, грязи, различных сточных вод суспензий и воды и их популярность про- должает расти. Главная причина этому — сокращение стоимости монтажа, тру- дозатрат и применение менее сложного монтажного оборудования по сравнению с трубопроводами из традиционных материалов. Если еще учесть потенциально более низкие затраты на техническое обслуживание и увеличенный срок службы, то пластмассовые трубы становятся высоко конкурентоспособным продуктом. Широкое применение пластмассовых труб в водоснабжении и газораспредели- тельных сетях играет существенную роль в росте промышленности. Это подтверж- дается цифрами: производство только полиэтиленовых труб увеличилось на 26% в 1996–1997 гг. [1]. ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru
Полимерные трубы и трубопроводы 18 1.2. история материалов для пластмассовых труб Пластмассы применяются уже более 100 лет. Полиэтилен для первых пластмассо- вых труб, использовавшихся в промышленности для транспортировки природного газа, был изобретен в 1930-х гг. Первые полиэтилены были низкой плотности и ис- пользовались, прежде всего, для кабельных покрытий. Вторая мировая война стала своеобразным «катализатором» развития разработок и применения пластмасс, — в значительной степени из-за нехватки других материалов. Современные системы трубопроводов из полиэтилена получили свое развитие после открытия полиэтиле- на высокой плотности в начале 1950-х гг. 1.3. общие вопросы применения В настоящее время большую часть материалов для пластмассовых труб составля- ют термопласты. Наиболее широко используется поливинилхлорид, второе мес- то по объему применения занимает полиэтилен. Тысячи километров пластмассовых труб сегодня транспортируют природный газ, а также используются для различных целей в жилищно-коммунальном хозяйстве, но спектр их применения этим не исчер- пывается. Пластмассовые трубопроводы используются также в таких отраслях, как: — химические технологии; — пищевая промышленность; — электростанции; — обработка сточных вод; — сантехнические системы; — домашние спринклерные системы пожаротушения и орошения; — ирригационные системы. Подробную информацию о различных видах трубопроводов и их применении можно получить в Американском институте пластмассовых труб (Plastic Pipe Insti- tute), а также от производителей. За последние 25–30 лет пластмассовые трубопроводы заняли лидирующие по- зиции на многих рынках. В результате высокого спроса объем и ассортимент их значительно увеличились, что предоставляет специалистам возможность широко- го выбора типа пластмассового трубопровода. Чтобы выбрать лучший вариант для конкретной задачи, инженер и проектировщик должны хорошо представлять себе весь ассортимент пластмассовых трубопроводов. 1.4. Коды и стандарты на пластмассовые трубопроводы 1.4.1. Коды Коды устанавливают минимальные требования для проектирования, изготовления, материалов, монтажа, контроля и испытаний большинства трубопроводных сис- ©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru