Полимерные технологии в трубопроводных системах

Многими специалистами подчеркивалось, что качественно новым и кардинальным решением проблемы защиты от коррозии стальных газопроводов был бы переход на сооружение их из пластмассовых труб. В СССР этап развития внедрения пластиковых труб (конец 50-х – 60-е годы) характеризуется поиском способов соединений труб и термопластов, пригодных для сооружения газопроводов.
Так ВНИИСТ приступил к разработке технологии стыковых сварных соединений полиэтилена. Полиэтиленовые трубы стали применяться при строительстве водопроводов, канализационных, дренажных и технологических трубопроводах. В конце 70-х годов полиэтиленовые трубопроводы стали применяться в нефтяной, а затем и в газовой промышленности.
В это время ВНИИСТом была сконструирована и изготовлена на Киевском экспериментально-механическом заводе серия контактно-сварочных машин УСПТ-7 для сварки полиэтиленовых трубопроводов диаметрами 63 – 630 мм в полевых условиях. Эта оригинальная автоматизированная установка выполняла все подготовительные и сварочные процессы по программе механизированным способом, так как имела гидро- и электропривод. По трассе она перемещалась как прицеп к автотранспорту. Установка УСПТ-7 отлично зарекомендовала себя при сварке полиэтиленовых трубопроводов в 1982 г. на обустройстве Астраханского ГНЗ и промыслах, где газ содержит до 30% сероводорода, губительного для стальных труб.
Позднее в ИЭС им. Патона были сконструированы трубосварочные установки для сварки пластмассовых труб диаметрами 10 – 1200 мм и налажен их серийный выпуск в Армении.
Однако ограниченный выпуск пластмассовых труб в стране, а главное, специализированных для транспортирования газа, значительно ограничивал объемы строительства полиэтиленовых газопроводных сетей.
С началом выпуска в 1986 г. заводом ОАО «Казаньоргсинтез» полиэтиленовых газовых труб значительно увеличивается доля этих труб в газификации страны. К этому времени ГИПРОНИИГАЗом были разработаны государственные строительные нормы и правила на проектирование и строительство полиэтиленовых газопроводов. Все это позволило сооружать газопроводы не только низкого давления – до 0,003 МПа, но и межпоселковых на давление 0,6 МПа.
Таким образом, в 80-х и начале 90-х годов отечественное машиностроение и трубное производство, применительно к строительству систем газификации, находилось в динамичном развитии. С распадом государства прекратился выпуск трубосварочных установок, сократился объем выпуска труб. Многие заводы, производящие полиэтиленовые трубы, остались в ставших самостоятельными государствами республиках.
Уже в конце 90-х годов российский рынок стал активно заполняться сварочно-монтажным оборудованием и полиэтиленовыми газовыми трубами зарубежного производства. ГИПРОНИИГАЗ и ВНИИСТ разработали СП 42-101-96 на проектирование и строительство распределительных газопроводов на давление до 0,6 МПа, в том числе с учетом труб, соединительных деталей и сварочных машин зарубежного производства. На очереди встал вопрос о повышении давления газа в системах газификации.
В 70-х годах в нашей стране были попытки применить трубы из композитов в промысловом строительстве. Во ВНИИСТе была разработана конструкция стеклопластиковой трубы, плакированной изнутри полиэтиленовой пленкой. Были разработаны технология и оригинальное оборудование для непрерывного формования газо- и нефтенепроницаемой трубы. Было организовано производство таких труб, но отсутствие необходимого количества полимерных материалов не способствовало развитию этого производства.
В настоящее время в России функционирует несколько производств, выпускающих стеклопластиковые трубы диаметрами 10 – 1000 мм. Такие трубы производятся по двум технологическим способам: циклическим и непрерывным.
При циклическом способе трубы формуются на цилиндрических гладких оправках длиной 6 – 12 м путем намотки стеклоровинга или тканной ленты, пропитанной термоактивными компаундами. Наружный диаметр оправки соответствует внутреннему диаметру трубы. Толщина стенки определяется количеством наматываемых слоев. Такая технология позволяет получать трубы с различной формой их концов, диктуемой конструкцией соединения и технологией его выполнения.
При непрерывном способе формующие трубу оправки состоят из сегментов, которые по мере намотки на оправку стеклоровинга поочередно совершают возвратно-поступательные движения, вследствие чего формируемый участок трубы постепенно сползает с оправки, поступая в камеру термообработки. По мере выхода из станка отформованной трубы, она на конвейере режется на мерные отрезки заданной длины.
При циклическом и непрерывном способах получения трубы после формования заготовка проходит цикл отверждения путем нагрева ее по ранее заданному термическому циклу, т.е. выдержке при определенной температуре необходимое время.
Стеклопластиковые трубы в России выпускаются в гг. Хотьково, Королеве, Перми, Люберцах и достаточно широко применяются для сооружения и ремонта водопроводов, канализационных сетей и водостоков