База знаний
14.04.2021

Нормативное обеспечение строительства сетей газораспределения и газопотребления из полимерных материалов

Инесса Сафронова

Нормативное обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации сетей газораспределения и газопотребления из полимерных материалов сейчас представлено нормативными документами, весьма неоднозначными по своему уровню соответствия современным технологиям, способствующим повышению качества продукции, выполнения работ, оказания услуг, а также повышению конкурентоспособности продукции российского производства.

С одной стороны, постоянно актуализируется СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы» в виде СП 62.13330.2011 (с изменениями № 1 и № 2, закончено обсуждение проекта изменения № 3), вводятся современные стандарты на изготовление полиэтиленовых труб и фитингов, на процессы сварки, контроль качества и методы испытаний сварных соединений, с другой — продолжают действовать утвержденные Межведомственным координационным советом по вопросам технического совершенствования газораспределительных систем и других инженерных коммуникаций СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб», СП 42-102-2004 «Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб» и СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов». Эти разработанные почти 20 лет назад своды правил сейчас невозможно ни отменить, ни актуализировать, т. к. они введены в действие общественной организацией, которая уже давно перестала существовать.

Сейчас мы наблюдаем процесс, при котором происходит постепенная переработка отдельных разделов этих сводов правил в стандарты, сначала в национальные (ГОСТ Р), а потом и в межгосударственные (ГОСТ). Так, в 2010 году возник комплекс стандартов «Системы газораспределительные», в котором сейчас уже действуют 23 стандарта, в том числе регламентирующие применение полимерных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации газопроводов, а именно:

Стандарты, отмеченные знаком «*», в настоящее время перерабатываются в межгосударственные.

Таким образом, весь жизненный цикл сетей газораспределения и газопотребления регламентируется стандартами. Но при этом нельзя не отметить тот факт, что для наружных полиэтиленовых газопроводов не разработан и пока не планируется к разработке стандарт, аналогичный действующему стандарту для стальных газопроводов в виде ГОСТ Р 58094-2018 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения. Определение продолжительности эксплуатации стальных наружных газопроводов при проектировании». Во многом это связано с недостаточным объемом исследований полиэтиленовых газопроводов, бывших в эксплуатации, а также с отсутствием четких критериев для проведения их диагностики с целью продления срока службы. Между тем, к 50-летнему сроку эксплуатации уже приближается чуть меньше 1% от общей протяженности построенных полиэтиленовых газопроводов.

Кроме стандартов, регламентирующих процессы проектирования, строительства и эксплуатации, после 2003 года вступили в действие стандарты, устанавливающие требования к сварочному оборудованию, процедурам сварки, критериям качества и испытаниям сварных соединений полимерных материалов. Для полиэтиленовых газопроводов разрешено применение сварки встык нагретым инструментом и сварки закладными нагревателями, в последнее время для сварки полимерных футляров стали применять экструзионную сварку. Большинство стандартов либо идентичны международным, либо модифицированы по отношению к ним, тем самым подтверждается их соответствие мировому уровню технического развития. Это наглядно демонстрирует их перечень:

В 2019 году разработаны проекты национальных стандартов (ГОСТ Р):

По мере развития стандартизации в области газораспределения, сварки полимеров и контроля качества их соединений обостряются противоречия в требованиях, содержащиеся в нормативах, утвержденных в 2003 году и оставшихся с тех пор неизменными.

Прежде всего это относится к СП 42-103-2003, ссылки на который за более чем 15-летний срок его существования приводятся во многих документах. Наибольшие несоответствия с современным уровнем технического развития связаны с процессами сварки и контроля качества соединений.

Невозможно идентифицировать процедуру сварки встык нагретым инструментом по приведенным в данном своде правил параметрам сварки, т. к. они фактически не совпадают с параметрами по ГОСТ Р 55276. При этом допускается проведение сварочных работ при температуре наружного воздуха до –15 °С, в то время когда ГОСТ Р ИСО 12176-1 и ГОСТ Р ИСО 12176-2 установлена минимальная температура наружного воздуха для работы сварочного оборудования без укрытия, равная –10 °С.

Контроль качества сварных соединений и методы их испытаний также не совпадают с требованиями действующих стандартов. Так, описание и перечисление дефектов, приведенных в таблицах 24, 25 и 26 СП 42-103-2003, меньше, и они лишь частично совпадают с видами дефектов, приведенных в таблицах 1 и 3 ГОСТ Р 54792. Следует отметить, что описания этих дефектов сварных соединений не зависят ни от диаметра, ни от толщины стенки труб, ни от области применения этих нормативов.

Требования по измерительному контролю размеров грата, которые приведены в пункте 8.12 и таблице 23 СП 42-103-2003, сейчас не только не актуальны, но и вводят в заблуждение. В период разработки этого свода правил изготовление полиэтиленовых труб для газопроводов регламентировалось ГОСТ Р 50838-95 «Трубы полиэтиленовые для газопроводов. Технические условия», который базировался на применении весьма ограниченного числа марок (композиций) полиэтилена, имеющих одинаковое значение минимальной длительной прочности (MRS) и не сильно отличающихся друг от друга по своим характеристикам. Поэтому весьма несложно было установить единые размеры грата при сварке встык нагретым инструментом для соединения труб из ПЭ 80. Что касается размеров грата при сварке труб из ПЭ 100, тогда для изготовления труб использовалось импортное сырье, фактические замеры не производились, и в СП 42-103-2003 было записано теоретическое предположение об их уменьшении на 15%. По мере технического развития производства полиэтилена трубных марок, машин для сварки встык и совершенствования процедур сварки обнаружилось, что грат, полученный при сварке труб из ПЭ 100, не меньше, чем полученный при сварке труб из ПЭ 80. Кроме того, размеры грата при одних и тех же размерах труб зависят от трех условий: свойств композиции полиэтилена, характеристик сварочной машины и применяемой процедуры сварки по ГОСТ Р 55276. Таким образом, невозможно установить единое значение размеров грата для труб одного диаметра и толщины стенки. Если возникает необходимость проведения измерительного контроля грата, то его нужно проводить непосредственно на объекте, используя контрольный образец, сваренный из полученной партии труб, на сварочном оборудовании, применяемом на данном объекте, по конкретно выбранной процедуре сварки.

Метод испытания на осевое растяжение сварных стыковых соединений, приведенный в СП 42-103-2003, устарел и не совпадает с методикой проведения испытаний по ГОСТ Р 55142. Также в этих нормативах отличаются критерии оценки качества сварных стыковых соединений, в результате возможны ситуации, когда бракованное соединение признается годным.

На все эти расхождения в данных нормативах можно было бы не обращать внимания и применять более современные, поскольку они носят характер добровольного применения, если бы ссылки на СП 42-103-2003 с завидным постоянством не повторялись бы в других нормативах, в том числе в нормативах, связанных с обеспечением безопасности опасных промышленных объектов.

В первую очередь это относится к РД 03-495-02 «Технологический регламент проведения аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства», который сейчас включен в список нормативно-правовых документов, попавших под «регуляторную гильотину». Также в этот список попал РД 03-615-03 «Порядок применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов». С точки зрения обеспечения промышленной безопасности при применении полимерных материалов на опасных производственных объектах эти нормативы уже не играют существенной роли, т. к. не стандартизированными остались только процедуры сварки закладными нагревателями, которые уже регламентированы в проекте национального стандарта «Сварка термопластов. Процедуры сварки закладными нагревателями полиэтиленовых труб и соединительных деталей», проходящего сейчас публичное обсуждение. Требования РД 03-614-03 «Порядок применения сварочного оборудования при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов» вполне заменяют ГОСТ Р ИСО 12176-1, ГОСТ Р ИСО 12176-2 и ГОСТ EN 13705, по которым можно сертифицировать оборудование для сварки полимеров, объективно оценивая его пригодность для работы в сложных условиях.

Что касается степени подготовки сварщика или специалиста сварочного производства, то полную информацию о нем, полученном допуске к видам сварочных работ и об обучающем его центре можно получить из карточки оператора, оформленной по ГОСТ Р ИСО 12176-3, при этом можно быть уверенным, что она не «куплена через интернет», поскольку реестр этих карточек публикуется на сайте некоммерческой организации «Ассоциация сварщиков полимерных материалов» (НО АСПМ).

Разночтения в требованиях нормативных документов не так безобидны, как кажется на первый взгляд. Они приводят к вырезке вполне пригодных сварных соединений, врезке «катушек», дополнительным механическим (разрушающим) испытаниям вырезанных соединений и задержке монтажных работ. В результате — многотысячные убытки, спровоцированные всего лишь устаревшими нормами.

Интересно проследить эволюцию изменения величины давления газа в газопроводах разных категорий и минимальных расстояний от зданий и сооружений. «Технические условия на проектирование, строительство и сдачу в эксплуатацию подземных газопроводов в городе Москве», утвержденные решением Исполнительного комитета Московского городского Совета депутатов трудящихся № 42/4 от 21.10.1947 г., содержат следующую градацию газопроводов:

При этом минимальные расстояния были установлены:

Следует отметить, что в этих технических условиях было принято, что «глубина заложения для газопроводов диаметром 400 мм и менее должна быть не менее 1,7 м, считая от поверхности земли до верха трубы, и для газопроводов диаметром более 400 мм — 1,7 метра, считая от поверхности земли до оси трубы».

За прошедшие более чем 70 лет выросла величина давления в разных категориях газопроводов, уменьшилась глубина укладки, но при этом минимальные расстояния изменились незначительно. Это невольно наводит на размышление: так ли уж необходимо придавать величинам минимальных расстояний от газопроводов до зданий и сооружений статус обязательных требований?

Сейчас, согласно СП 18.13330.2011 «Генеральные планы промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП II-89-80» (п. 6.10, таблица 6) эти расстояния обязательны, а по СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002» (Приложение В) они рекомендуемые. В СП 42.13330.2016 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89» вместо конкретных расстояний дается ссылка на СП 62.13330.2011. Для исключения разночтений в статусе требований целесообразно придать этим величинам минимальных расстояний справочный характер во всех нормативах, отступления от которых могут компенсироваться дополнительными мерами безопасности.

Интересно, что в 1947 году для строительства газопроводов низкого давления допускалось применение чугунных водопроводных труб диаметром не менее 150 мм. Соединение чугунных труб выполнялось в раструб с уплотнением раструбов прядью и зачеканкой свинцом. Теперь от чугунных газопроводов не осталось даже воспоминаний.

В июле 2019 года вступили в действие новые стандарты, регламентирующие изготовление полиэтиленовых труб и фитингов на основе международного стандарта:

Впервые в одном стандарте объединены требования к композициям полиэтилена для изготовления труб и фитингов, качество которых гарантируется рядом испытаний. При этом необходимо отметить, что при определении максимального рабочего давления (МОР) следует учитывать результаты испытаний по быстрому распространению трещин (БРТ), если полученное значение меньше, чем рассчитанное на основе минимальной длительной прочности (MRS).

Кроме этого, установлено понятие «базовая температура», равная 20 °С, которая принимается при проектировании. Если температура транспортируемого газообразного топлива будет выше, то необходимо вводить коэффициенты, понижающие величину максимального рабочего давления. Что касается пониженной температуры транспортируемого газа, вплоть до отрицательных значений, то никаких ограничений нет, поэтому нет никакой необходимости прокладывать полиэтиленовые газопроводы на уровне или ниже глубины промерзания земли.

Очень часто при определении овальности полиэтиленовых труб почему-то ориентируются на показатель максимальной овальности, приведенный в таблице 1 ГОСТ Р 58121-2, полностью игнорируя примечание, данное в этой таблице, а именно: «Овальность определяет изготовитель на месте производства (непосредственно на выходе из технологической линии)», и потому этим показателем нельзя пользоваться при входном контроле на месте строительства. Допустимая овальность труб не должна превышать допустимых значений овальности внутреннего диаметра проходного сечения фитинга в любой точке, равной 0,015 Dn, или допустимой овальности трубных концов фитингов, установленной в таблице 3 ГОСТ Р 58121-3.

Условие применения полиэтиленовых труб для транспортировки сжиженного углеводородного газа (СУГ) приведено в Приложении А ГОСТ Р 58121-1, а именно: «Абсорбирование образующихся в транспортируемой среде неконтролируемых количеств жидких конденсатов оказывает отрицательное влияние на прочность материала (полиэтилена), больше чем газообразная транспортируемая среда. Компенсировать снижение прочности полиэтилена следует за счет увеличения коэффициента запаса прочности «С», приняв значение 2,5». В СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы» не было ограничений по давлению паровой фазы СУГ для полиэтиленовых газопроводов, но потом при его актуализации давление паровой фазы ограничили значением 0,005 МПа, т. е. только для газопроводов низкого давления. При актуализации этих строительных норм разработчики СП 62.13330.2011 и изменений к нему никак не могут решиться вернуться к исходному варианту, сняв ограничения по давлению паровой фазы СУГ в полиэтиленовых газопроводах.

Также неоднозначную реакцию вызвала возможность наземной прокладки полиэтиленовых газопроводов в защитной трубе-оболочке, предусмотренная в ГОСТ Р 58121.2. Некоторым в качестве трубы-оболочки представлялись только стальные трубы (что заведомо дорого и неудобно в обслуживании), другие считали, что их будет массово повреждать автотранспорт и т. п.

Разработчики проекта изменения № 3 СП 62.13330.2011 предусмотрели наземную прокладку этих газопроводов в скальных и мерзлых грунтах, в малолюдной местности, т.е. в условиях реальной альтернативы надземной прокладке стальных газопроводов, когда подземно прокладывать газопроводы дорого из-за стоимости земляных работ, а реальная угроза для наземной прокладки минимальна. Компенсация температурных изменений при наземной прокладке полиэтиленовых газопроводов осуществляется за счет «укладки змейкой». Что касается эксплуатации наземных полиэтиленовых газопроводов: поскольку наземная прокладка без обвалования приравнена к надземной прокладке, а сроки обходов надземных стальных газопроводов и полиэтиленовых подземных газопроводов практически одинаковы, то изменений в ГОСТ Р 54983 вносить не понадобится.

Относительно перечня видов работ при обслуживании надземных газопроводов, при эксплуатации наземных полиэтиленовых газопроводов из-за ненадобности просто не будет выполняться проверка: состояния окраски труб, опор и креплений, компенсаторов, электроизолирующих соединений, средств защиты от падения электрических проводов и т. п. — всего того, что сопутствует эксплуатации стальных надземных газопроводов.

Территория России разнообразна по своим природно-климатическим условиям. Так, 65% относят к мерзлым грунтам, 40% являются сейсмоопасными, общая площадь распространения селей — около 5% территории в десяти субъектах Российской Федерации. Хотя эти районы не являются густонаселенными, они сейчас газифицируются, и именно там при строительстве межпоселковых газопроводов может быть эффективно использована наземная прокладка газопроводов из полиэтиленовых труб в защитной трубе-оболочке.

В заключение хочется напомнить, что согласно ИСО 4437 и ГОСТ Р 58121, «ответственность за правильный выбор условий, с учетом требований нормативных актов, сводов правил и инструкций по монтажу, несет потребитель или проектировщик».

Статья впервые опубликована в журнале «Полимерные трубы» №4 (66) 2019
Добавить в закладки
Поделиться
Читайте также
Газовые фонари Таганрога
Лечить песней
Встречают по прическе
13 сентября — День парикмахера