Como selecionar tubos para gasodutos urbanos e as especificações e parâmetros comuns dos materiais de tubos principais

A seleção de gasodutos urbanos segue rigorosamente o "Código de Design de Gás Urbano" GB 50028-2006 (Edição 2020). A base principal é o grau de pressão do projeto da tubulação, o método de assentamento (enterrado/acima/interno) e as condições ambientais de corrosão. As regras obrigatórias são as seguintes:

1. Regra de correspondência de grau de pressão

• Gasodutos com graus de pressão dealta pressão secundária(0,4MPa

• Gasodutos compressão média(0,01MPa < P menor ou igual a 0,4MPa) ebaixa pressão(P menor ou igual a 0,01 MPa) pode usar tubos de polietileno (PE), tubos de ferro dúctil de interface mecânica, tubos de aço, tubos compostos de plástico de polietileno com esqueleto de aço
• Os gasodutos internos devem usar preferencialmente tubos de aço e também podem usar tubos de cobre, tubos de aço inoxidável, tubos compostos de alumínio-plástico e mangueiras flexíveis-específicas para gás.

2. Co.Resultado final da conformidade

• Todos os materiais de tubulação devem ser de modelos específicos-de gás, de acordo com os padrões nacionais correspondentes, e é estritamente proibido usar materiais comuns de tubulação de abastecimento de água e drenagem como substitutos.

1. Tubos de gás de polietileno (PE)

- ( A principal escolha em aplicações subterrâneas municipais de média e baixa pressão)

• Cenários de aplicação:Gasodutos enterrados de média e baixa pressão com pressão de projeto menor ou igual a 0,4 MPa. Eles são o material de tubulação mais comumente usado para redes atuais de pátios urbanos, ramais distritais de distribuição de gás e renovação de redes antigas.
• Padrões de Execução: "Tubos de gás para uso subterrâneo - Polietileno" GB 15558.1, "Acessórios para tubos de gás para uso subterrâneo - Polietileno" GB 15558.2. O tipo principal em engenharia é o grau PE100 e a série SDR11.
• Recursos principais

1. Vantagens: Resistente à corrosão ácida e alcalina e à corrosão eletroquímica do solo, sem necessidade de camada anti{0}}corrosiva adicional para instalação subterrânea; O peso é de apenas 1/8 do peso dos tubos de aço, tornando a construção conveniente; Usando conexões hot{3}}de fusão/fusão elétrica, a resistência da interface é maior do que o próprio corpo do tubo, com risco de vazamento extremamente baixo; Boa flexibilidade, capaz de se adaptar a pequenos recalques de fundações, excelente desempenho sísmico; A vida útil projetada pode chegar a 50 anos.
2. Limitações: Fraca resistência aos raios UV. A instalação exposta ao ar livre é estritamente proibida. A temperatura de trabalho-de longo prazo não excede 40 graus e o limite superior da resistência à pressão é baixo. Tubos PE de grande-diâmetro com diâmetro nominal superior a de250 só podem ser usados ​​em redes de tubos de média-pressão classe B-(menor ou igual a 0,2MPa).

2. Tubos de aço

- (materiais de tubo central para alta pressão/condições especiais de operação)
Os tubos de aço são o único tipo de tubo que cobre todo o sistema de grau de pressão. Os cenários de classificação e aplicação estão claramente definidos:

• Classificação e cenários aplicáveis

1. Tubos de aço sem costura: Gasodutos de sub-alta pressão, média pressão, risers internos de média pressão, tubos de introdução, padrão de conformidade GB/T 8163; a especificação requer uma espessura de parede não inferior a 3 mm e a seção do tubo de introdução não deve ser inferior a 3,5 mm.
2. Tubos de aço soldados-galvanizados por imersão a quente: Gasodutos internos de baixa-pressão, padrão de conformidade GB/T 3091, tubos comuns para condições de baixa-pressão, tubos de paredes-espessas para condições de média-pressão.
3. Tubos de aço soldados por arco submerso com costura espiral: Dutos principais municipais de alta-pressão/sub{1}}alta-pressão, cruzamento de estradas/rios/seções de complexos geológicos, padrão de conformidade GB/T 9711.

• Recursos principais

1. Vantagens:Alta resistência mecânica, forte capacidade de suporte-de pressão, adequada para todos os sistemas de grau de pressão; ampla adaptabilidade à temperatura, pode funcionar de forma estável em ambientes de alta e baixa temperatura; forte resistência a cargas externas, adequada para condições especiais de operação, como travessias e instalações suspensas.
2. Limitações: O material de aço carbono é propenso à corrosão eletroquímica; a instalação enterrada deverá ser acompanhada de revestimento anti-corrosivo + sistema de proteção catódica; peso pesado, construção de soldagem difícil, altos custos abrangentes de construção e operação.

3. Tubo de ferro fundido de grafite esferoidal

- (material de tubulação de transição para tubulações municipais-antigas)

• Cenários de aplicação: Gasodutos enterrados de baixa-pressão com pressão de projeto menor ou igual a 0,2 MPa. Atualmente, esse tipo de tubulação raramente é usado em novos projetos de construção e é mais comumente encontrado em tubulações municipais-construídas inicialmente.
• Padrão de execução: "Tubos, conexões e acessórios de ferro fundido de grafite esferoidal para dutos de água e gás" GB/T 13295, usando interface mecânica flexível.
• Recursos principais

1. Vantagens:  Forte resistência a cargas de pressão externa, adequada para instalação subterrânea sob estradas de veículos; A interface flexível pode se adaptar a uma pequena quantidade de assentamento da fundação.
2. Limitações:Peso pesado, alta dificuldade de construção; A parede do tubo é propensa à corrosão e o risco-de vazamento no serviço a longo prazo é maior do que o dos tubos PE; Existem muitas interfaces e o custo de manutenção é alto. Os novos gasodutos municipais na China foram basicamente substituídos por tubos PE.

4. Tubos de aço inoxidável / tubos corrugados de aço inoxidável

- (a escolha preferida para gasodutos internos)

• Cenários de aplicação: risers de gás internos, após-os-raios do medidor, seções ocultas que passam pelas paredes; segmentos de conexão para fogões domésticos e esquentadores. Mangueiras corrugadas de aço inoxidável são amplamente utilizadas.
• Principais recursos

1. Vantagens: Resistência à corrosão extremamente forte, longa vida útil; Os tubos corrugados têm boa flexibilidade, podem ser dobrados e direcionados livremente e a instalação não requer rosqueamento ou soldagem; Boa estanqueidade ao ar, elevado apelo estético e suporte para colocação oculta em interiores.
2. Limitações: O custo é superior ao dos tubos de aço galvanizado; Tubos-de aço inoxidável com paredes finas não são adequados para assentamento ao ar livre-sem proteção e não devem ser enterrados diretamente.

5. Tubo composto-de alumínio e plástico

- (Suplementar para tubos ramificados internos de baixa-pressão)

• Cenários Aplicáveis: Tubos ramificados de curta{{0}distância após medidores de gás-de baixa pressão internos, usados ​​para conectar aparelhos a gás.
• Chave Featuresolução

1. Vantagens:Leve, flexível, não{0}}corrosivo e conveniente para construção.
2. Limitações: Capacidade de suporte-de baixa pressão, adequada apenas para condições de-baixa pressão; A camada de plástico está sujeita ao envelhecimento com o tempo e o risco de vazamento na interface é maior do que nos tubos de metal. Atualmente, está sendo gradativamente substituído por tubos corrugados de aço inoxidável.

6. Tubo composto-de polietileno reforçado com aço

- (Informações complementares para condições especiais)

• Cenários aplicáveis: Gasodutos enterrados de média e baixa pressão, adequados para cenários onde é necessária maior resistência do que tubos de PE puro e há uma grande necessidade de resistência à corrosão.
• Principais recursos: Com tela de arame de aço como reforço e polietileno como matriz, combina a alta resistência dos tubos de aço e a resistência à corrosão dos tubos PE, é não{0}}condutora e não apresenta problemas de corrosão eletroquímica; no entanto, o processo de conexão exige padrões elevados e o custo geral é superior ao dos tubos PE comuns.

1. Segurança em primeiro lugar

• Somente materiais de tubulação específicos-de gás devem ser usados; tubos de PVC comuns ou tubos de abastecimento de água PPR não devem ser substituídos. As mangueiras de gás devem usar mangueiras específicas de metal ou borracha, e o comprimento e o método de colocação devem ser rigorosamente controlados.

2. Adaptação Ambiental

• Em áreas salinas-alcalinas e em solos altamente corrosivos, devem ser selecionados tubos PE ou tubos de aço anti{1}}corrosão reforçados; nas regiões frias do norte, devem ser preferidos tubos de grau PE100 ou tubos de aço com propriedades de resistência-a baixas temperaturas.

3. Custo-total do ciclo

• Para tubulações subterrâneas de média e baixa-pressão, os tubos PE são a escolha preferida, pois apresentam os menores custos abrangentes de construção e operação; para seções de alta-pressão, transversais e aéreas, tubos de aço devem ser usados ​​para garantir a segurança estrutural.

1. Tubos de gás de polietileno (PE)
(É a corrente principal absoluta da atual rede municipal de dutos enterrados de média e baixa pressão, e seus parâmetros correspondem estritamente a "Tubos de polietileno enterrados para gás" GB 15558.1.)

• Grau do material: Novo projeto de construçãoadotam uniformemente ingredientes mistos específicos para gases de grau PE100.-. Os primeiros dutos existentes têm uma pequena quantidade de grau PE80.
• Série de pressão: A pressão de trabalho máxima permitida da série SDR11 é de 0,4 MPa (adequada para nível médio-de pressão A) e a pressão de trabalho máxima permitida da série SDR17.6 é de 0,2 MPa (adequada para nível médio-de pressão B/baixa pressão).
• Especificações comuns: Os diâmetros externos nominais variam de de20 a de630; especificações comuns para tubos ramais residenciais e de pátio são de63, de90, de110 e de160; as especificações comuns para tubulações principais municipais são de200 a de400.
• Cométodo de conexão: Tubos-de grande diâmetro (de63 e superiores) usam conexão-quente; tubos abaixo de de63, juntas de ramificação e reparos de emergência usam conexão de fusão elétrica.

2. Tubulações de gás especializadas
(Único tipo de tubo que abrange todas as classificações de pressão, com categorias diferenciadas adequadas para diversos cenários)

• Tubos de aço sem costura (20-aços carbono de alta-qualidade, de acordo com GB/T 8163): comumente usados ​​em DN15 a DN600, com espessura de parede mínima de 3mm para condições de baixa-pressão, 3,5mm para condições de média pressão e espessamento adicional para níveis de pressão secundários e mais altos com base em cálculos de pressão; usado principalmente para risers internos, tubos de entrada e seções de cruzamento de estradas
• Tubos de aço soldados-galvanizados por imersão a quente (de acordo com GB/T 3091): mainstream tradicional para tubulações internas de baixa-pressão, comumente disponíveis nas especificações DN15 (4 polegadas), DN20 (6 polegadas) e DN25 (1 polegada); a classe comum é adequada para condições de baixa-pressão pura, e a classe espessada é adequada para seções de média-pressão dentro de edifícios
• Tubos de aço soldados por arco submerso com costura espiral (aço para tubulação L245/L290, de acordo com GB/T 9711): especializados para tubos principais municipais de alta-pressão/alta{4}}pressão secundária, comumente usados ​​em DN200 a DN1200, com espessura de parede especialmente projetada com base na pressão e carga do solo

3. Tubos internos de aço inoxidável
A melhor escolha para-decoração interna sofisticada e cenários de instalação oculta. Está dividido em dois tipos:

• Tubos-de aço inoxidável com paredes finas (material 304/316L): para tubos principais e ramais internos expostos ou ocultos, comumente usados ​​em DN15 a DN50, com espessura de parede de 0,8 a 1,5 mm. Eles são conectados por métodos de compressão ou compressão de anel, garantindo uma estanqueidade estável.
• Tubos corrugados de aço inoxidável para uso de gás: A solução principal para segmentos de conexão de aparelhos após o medidor. Comumente utilizado em aplicações domésticas nas especificações DN15 e DN20; todo o tubo não possui juntas e pode ser dobrado livremente, com comprimento exposto máximo de 2m, e a vida útil pode chegar de 8 a 10 anos.

4. Outros materiais de tubos suplementares

• Tubo composto-de polietileno e plástico reforçado com aço: comumente disponível em diâmetros que variam de DN50 a DN500, com classificações de pressão de 0,4 a 1,0 MPa. Ele combina resistência e resistência à corrosão, adequado para tubulações subterrâneas de média-pressão em áreas salinas-alcalinas e ambientes geológicos altamente corrosivos.
• Tubo de ferro fundido de grafite esferoidal: Comumente disponível em diâmetros que variam de DN100 a DN800, com classe de espessura de parede K9, interface mecânica flexível. É adequado apenas para cenários subterrâneos de baixa-pressão com pressão menor ou igual a 0,2 MPa.

1. Requisitos obrigatórios para dutos subterrâneos

- Profundidade mínima de cobertura do solo (do topo do tubo ao solo): Maior ou igual a 0,9 m sob faixas de veículos motorizados, Maior ou igual a 0,6 m em faixas/calçadas que não sejam para veículos motorizados, Maior ou igual a 0,3 m sob espaços verdes de pátio, Maior ou igual a 0,8 m sob arrozais/terras cultivadas. Nas regiões frias do norte, deve ser colocado abaixo da camada de permafrost.

- Requisitos de prevenção de corrosão: os tubos de aço carbono devem ter uma camada externa anti-corrosão (geralmente uma estrutura de PE de três{2}} camadas, incluindo grau comum e grau reforçado) e um sistema de proteção catódica deve ser fornecido; Os tubos PE não apresentam risco de corrosão eletroquímica e não requerem anti-corrosão adicional, mas não devem ser colocados expostos ao sol para instalação externa

- Especificações de aterro: Uma camada de 10-15 cm de areia fina ou solo macio é colocada na parte inferior do tubo para nivelamento, e 0,5 m acima do topo do tubo é preenchido manualmente com solo fino. Pedras e resíduos de construção não devem ser misturados, para evitar danificar a parede do tubo

- Distância de Segurança: Distância horizontal de tubulações de abastecimento de água maior ou igual a 0,5m, de tubulações de drenagem maior ou igual a 1,0m, de cabos de alimentação maior ou igual a 0,5m; ao cruzar, a folga vertical maior ou igual a 0,15m

2. Requisitos Básicos para Tubulações Internas
- Áreas Proibidas para Instalação: É estritamente proibida a passagem por quartos, banheiros, banheiros, depósitos de materiais inflamáveis ​​e explosivos, salas de distribuição de energia, valas de cabos e diretamente acima de aparelhos a gás. Os gasodutos não devem ser colocados paralelamente aos aparelhos a gás.
- Instalação de Mangas de Parede: Ao passar através de paredes ou pisos, devem ser instaladas mangas de aço. O diâmetro da manga deve ser 2 tamanhos maior que o do gasoduto. As lacunas devem ser vedadas com materiais flexíveis à prova de fogo.
- Distância de Segurança Elétrica: Para tubulações expostas, a distância das tomadas de energia deve ser maior ou igual a 15 cm, e das caixas de distribuição e interruptores expostos deve ser maior ou igual a 30 cm. Ao cruzar fios, devem ser usadas mangas de isolamento para isolamento.
- Linha Vermelha para Tubos Flexíveis: O comprimento total do tubo flexível que conecta aparelhos a gás deve ser menor ou igual a 2 m. Não é permitida a passagem através de paredes, tetos ou pisos. Os tubos flexíveis de borracha comuns têm uma vida útil não superior a 18 meses. Eles não devem ser usados ​​além de sua vida útil. Tubos corrugados de aço inoxidável devem ser preferidos.
3. Principais itens de inspeção para aceitação de todos os projetos de gasodutos
Todos os projetos de gasodutos passam por aceitação de acordo com as "Especificações de aceitação e construção de engenharia de transmissão e distribuição de gás urbano" CJJ 33 e as "Especificações de aceitação de qualidade e construção de engenharia interna de gás urbano" CJJ 94. Itens principais de inspeção:
1. Purga da tubulação: Após a instalação, use ar comprimido seco para purgar com uma vazão maior ou igual a 20m/s até que não haja ferrugem, poeira ou outros detritos na saída.
2. Teste de resistência: para tubulações de pressão média-e superiores, a pressão de teste é 1,5 vezes a pressão do projeto e não menos que 0,4 MPa. Para tubulações de baixa-pressão, não é inferior a 0,1 MPa. Manter a pressão por 1 hora, sem queda de pressão e sem vazamento considerado qualificado.
3. Teste de estanqueidade ao ar: A pressão de teste é 1,15 vezes a pressão de projeto. Para tubulações de média-alta pressão, mantenha a pressão por 24 horas, e para tubulações residenciais de baixa-pressão, mantenha a pressão por 24 horas. A taxa de queda de pressão dentro da faixa permitida é considerada qualificada.
4. Inspeção de costura de solda: Para tubulações secundárias de alta-pressão, são necessários testes 100% radiográficos não{3}}destrutivos de costuras de solda. Para tubulações de média-pressão, 10% a 15% dos cordões de solda são inspecionados aleatoriamente. Costuras de solda não qualificadas devem ser retrabalhadas e reinspecionadas-duplamente.