Các loại ống dẫn khí ngầm: HDPE vs thép, mã & mẹo lắp đặt

Câu trả lời ngắn gọn: Polyethylene, với thép tráng phủ làm vật liệu dự phòng

Ống polyethylene mật độ cao (HDPE), được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM D2513, là vật liệu mà hầu hết các nhà thầu khí đốt sẽ chỉ định cho đường ống khí đốt tự nhiên ngầm hiện nay. Nó không bị ăn mòn, các mối hàn nhiệt hạch của nó đủ chắc chắn để được coi như một đường ống liên tục và nó có thể uốn cong xung quanh các vật cản mà không cần một ống nối ngầm nào. Ống thép tráng là lựa chọn thứ hai hợp pháp và nó vẫn được yêu cầu ở một số địa phương, nơi có áp suất cao hơn hoặc điều kiện đất đai bất thường. Không nên chôn đồng, sắt đen, PVC và thép không được bảo vệ trong rãnh khí trừ khi có mã cụ thể hoặc danh sách nhà sản xuất cho biết có thể.

Kết luận đó rất quan trọng vì sự cố đường ống dẫn khí đốt dưới lòng đất không giống như sự cố đường ống trên mặt đất. Một chỗ rò rỉ nhỏ dưới đường lái xe có thể không bị phát hiện trong nhiều năm và toàn bộ đường dây phải được đào lên để sửa chữa. Do đó, việc lựa chọn vật liệu không phải là một bài tập ưa thích; đó là một quyết định tuân thủ quy tắc và an toàn.

Tại sao ống HDPE lại trở thành mặc định cho đường ống dẫn khí ngầm

Ống polyetylen dùng cho dịch vụ gas là sản phẩm đã được kiểm chứng và quản lý, không phải là ống nhựa thông thường. Nó được sản xuất đặc biệt theo tiêu chuẩn ASTM D2513 và thường xuất hiện dưới dạng ống SDR 11 với sọc nhận dạng và các dấu hiệu in nêu rõ loại vật liệu và mức áp suất. Đối với hầu hết các hệ thống phân phối khí dân dụng và thương mại, nhựa PE4710, còn được bán dưới dạng PE100 ở nhiều thị trường toàn cầu, là loại vật liệu mà các thông số kỹ thuật hiện tại yêu cầu.

Ba đặc điểm giải thích tại sao HDPE chiếm ưu thế trên thị trường ngầm:

• Chống ăn mòn. Polyethylene không yêu cầu bọc, phủ hoặc bảo vệ catốt, điều đó có nghĩa là không có gì bị phân hủy theo thời gian trong đất ẩm hoặc đất chua.
• Các khớp kết hợp. Phản ứng tổng hợp đối đầu và nung chảy điện nối ống PE bằng cách nấu chảy các vật liệu lại với nhau, tạo ra mối nối không bị rò rỉ và thường bền hơn chính thành ống. Không cần khớp nối cơ học, ren hoặc mối nối được gắn bằng dung môi dưới lớp.
• Độ bền dưới chuyển động mặt đất. Ống PE có thể uốn cong với độ lún của đất, chuyển động của sương giá và thậm chí cả hoạt động địa chấn nhỏ mà không bị nứt, đây là một lợi thế lớn so với ống kim loại cứng.

Tuy nhiên, có những điều kiện kèm theo việc sử dụng ống dẫn khí PE. Bởi vì vật liệu là phi kim loại nên mã yêu cầu một dây đánh dấu được chôn cùng với đường ống để các cuộc khai quật sau này có thể xác định được đường dây. Ống PE cũng phải được bảo vệ khỏi ánh nắng trực tiếp khi cất giữ và không dành cho việc chạy lộ thiên trên mặt đất. Trong quá trình lắp đặt thông thường, đường dây PE chuyển tiếp sang thép hoặc CSST trên mặt đất tại một cột đứng đặt ở đồng hồ đo hoặc tường tòa nhà.

Khi Cán bộ Mã hoặc Điều kiện Dự án Yêu cầu Ống thép

Thép vẫn là vật liệu được chỉ định cho nhiều công trình lắp đặt khí đốt ngầm, đặc biệt là trong các dự án thương mại và công nghiệp nơi áp suất vận hành cao hơn, rủi ro hư hỏng cơ học hoặc các sửa đổi cục bộ đối với mã khí đốt thiên nhiên ưu tiên đường dây kim loại. Vật liệu cơ bản của mã là ống sắt hoặc thép rèn Bảng 40 có trọng lượng tiêu chuẩn, được mạ kẽm hoặc được bảo vệ chống ăn mòn.

Tuy nhiên, chỉ mạ kẽm thôi thì không đủ để bảo vệ thép được chôn trong hầu hết các loại đất. Phương pháp thực hành được chấp nhận là bọc đường ống bằng hệ thống chống ăn mòn như lớp phủ Scotch, băng bảo vệ dùng trong nhà máy hoặc lớp phủ polyetylen ép đùn và trong các loại đất xâm thực, hệ thống bảo vệ catốt được thiết kế sẽ được bổ sung. Thép đen không được bảo vệ chôn trong đất sẽ bắt đầu bị ăn mòn nhanh chóng; lớp rỉ sét bên ngoài, kết hợp với các hợp chất lưu huỳnh bên trong có trong khí tự nhiên, làm giảm tuổi thọ sử dụng một cách đáng kể.

Ống thép cũng gây ra mối lo ngại về mối nối: mối nối ren Bảng 40 có thể được chấp nhận theo nhiều quy tắc, nhưng mối nối ren là điểm rò rỉ phổ biến khi đường ống chịu sự uốn cong và rung động liên tục của độ lún của đất. Vì lý do này, nhiều nhà thầu thích hàn các đoạn thép hơn là ren khi đường chạy sẽ bị chôn vùi.

Chọn thép khi cơ quan cung cấp khí đốt, thanh tra địa phương hoặc thông số kỹ thuật yêu cầu rõ ràng, khi độ sâu chôn lấp phải ở mức tối thiểu hoặc khi đường dây sẽ đi qua khu vực có đất nhiều đá đến mức ống nhựa có thể bị thủng do san lấp trước khi nó được che phủ. Nếu không, HDPE hầu như sẽ luôn là sự lựa chọn đơn giản hơn, chi phí thấp hơn và tuổi thọ cao hơn.

Vật liệu ống để tránh xa rãnh khí

Một số vật liệu hoàn toàn phù hợp cho đường ống cấp nước, thoát nước hoặc khí đốt bên trong nhưng lại không nằm dưới lòng đất trong hệ thống khí đốt. Biết nên từ chối cái nào cũng quan trọng như biết nên mua cái nào.

Ống sắt đen là vật liệu tiêu chuẩn cho đường dẫn khí bên trong trong nhiều tòa nhà, nhưng nó không có khả năng chống ăn mòn và không được chôn trực tiếp. đồng đã bị cấm bởi hầu hết các quy định về khí đốt nhiên liệu vì hợp chất lưu huỳnh trong khí tự nhiên tấn công đồng, tạo ra cặn ăn mòn có thể hỏng trong vòng vài năm. PVC là cách xác định sai phổ biến nhất ở những người mua ít kinh nghiệm: Ống thoát nước PVC không chịu được áp suất cho khí cũng như không được quy định cho phép và các mối nối được kết dính bằng dung môi của nó có thể mở ra khi đất di chuyển. CSST được thiết kế để chạy khí linh hoạt trong nhà; chỉ những phiên bản chôn trực tiếp cụ thể được liệt kê mới có thể được lắp đặt dưới lòng đất và ngay cả những phiên bản này thường phải được dẫn qua ống dẫn và liên kết với hệ thống nối đất.

Quy tắc lắp đặt áp dụng cho bất kỳ đường ống dẫn khí ngầm nào

Đường ống tốt nhất trên thế giới sẽ không được kiểm tra nếu nó được chôn không đúng cách. Bộ luật Khí đốt Quốc tế và Bộ luật Dân cư Quốc tế, là cơ sở của hầu hết các quy định về đường ống khí đốt tại địa phương, đặt ra các yêu cầu có thể kiểm tra áp dụng cho cả hệ thống polyetylen và thép.

• Độ sâu chôn cất. Các đường dẫn khí đốt thường được yêu cầu phải có mái che ít nhất từ ​​12 đến 18 inch, với mái che sâu hơn dưới đường lái xe và khu vực xe cộ qua lại. Chính quyền địa phương có thể tăng độ sâu đó; kiểm tra bảng sửa đổi trước khi đào rãnh.
• Dây đánh dấu và băng đánh dấu. Đường ống phi kim loại phải được lắp đặt dây đánh dấu liên tục chạy đến điểm kiểm tra và nhiều khu vực pháp lý cũng yêu cầu băng cảnh báo có thể phát hiện được phía trên đường ống để cảnh báo cho máy đào.
• Bảo vệ lấp đầy. Lớp san lấp đầu tiên không được có đá và mảnh vụn sắc nhọn; cát hoặc đất mịn thường được sử dụng để bảo vệ đường ống và bất kỳ lớp phủ nào khỏi bị hư hại.
• Kiểm tra áp suất. Đường ống ngầm phải được kiểm tra áp suất trước khi lấp rãnh lại để phát hiện rò rỉ trong khi vẫn có thể tiếp cận được.
• Giấy phép và kiểm tra. Hầu hết các thành phố đều yêu cầu giấy phép cho bất kỳ công trình đường ống dẫn khí nào và sẽ lên lịch kiểm tra ở giai đoạn rãnh hở. Làm việc mà không có sự kiểm tra sẽ làm mất hiệu lực bảo hiểm trong nhiều trường hợp.

Mỗi yêu cầu này đều tồn tại vì sau này không thể kiểm tra bằng mắt thường đường ống chôn. Chi phí để thực hiện công việc đúng cách tại thời điểm lắp đặt là không đáng kể so với chi phí đào đường lái xe bê tông để tìm lỗ rò rỉ.

Những điều cần chú ý khi bạn mua ống cho một dự án khí ngầm

Không phải mọi ống polyetylen đều được phê duyệt cho khí đốt và không phải nhà cung cấp nào cũng có biện pháp kiểm soát sản xuất để cung cấp sản phẩm nhất quán. Khi bạn so sánh các báo giá, hãy xác minh bốn điểm phân biệt tài liệu tuân thủ quy tắc với rủi ro trách nhiệm pháp lý.

Đầu tiên, đường ống phải được sản xuất theo tiêu chuẩn khí đốt được công nhận, chẳng hạn như ASTM D2513 ở Bắc Mỹ, ISO 4437 dành cho khí đốt ở nhiều thị trường quốc tế hoặc tiêu chuẩn quốc gia liên quan và phải được đánh dấu tương ứng. Thứ hai, nó phải được pha trộn từ nhựa PE4710 hoặc PE100 nguyên chất; các hợp chất tái chế hoặc của bên thứ ba có chi phí thấp hơn nhưng chúng không mang theo dữ liệu về mức độ căng thẳng mà dịch vụ khí đốt yêu cầu. Thứ ba, nhà sản xuất phải có khả năng ghi lại việc kiểm soát chất lượng thông qua hệ thống sản xuất được chứng nhận ISO 9001 và phòng thí nghiệm nội bộ để kiểm tra từng lô. Thứ tư, kiểm tra dấu truy xuất nguồn gốc trên đường ống, dấu này sẽ xác định nhà sản xuất, loại vật liệu, mức áp suất và ngày sản xuất bằng bản in cố định.

Các nhà sản xuất phục vụ thị trường khí đốt xuất khẩu, chẳng hạn như Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. ở Thượng Hải, Trung Quốc, thường cấu trúc dây chuyền HDPE của họ cụ thể theo các yêu cầu này. Shanghai Zhongsu sản xuất một thiết bị chuyên dụng Ống HDPE dẫn gas phân phối, vận hành một cơ sở rộng 70.000 mét vuông và có chứng nhận ISO 9001, ISO 14001 và OHSAS 18001, cùng với phòng thí nghiệm được CNAS công nhận để kiểm tra vật liệu và áp suất. Điểm thực tế đối với người mua là đường ống dẫn khí chỉ tốt khi có sự kết hợp giữa loại vật liệu, kiểm soát sản xuất và chất lượng lắp đặt đằng sau nó. Một đường ống rẻ tiền, không có nhãn hiệu được chôn sai độ sâu có thể vô hiệu hóa mọi bộ phận khác của một hệ thống được thiết kế tốt.