ЗАВИСИМОСТЬ СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОТОПИТЕЛЬНОГО СЕЗОНА

DEPENDENCE OF THE OPERATION TIME OF POLYETHYLENE PIPES DEPENDING ON THE DURATION OF THE HEATING SEASON

Dmitriy Dolgiy

student, Department of Heat and Gas Supply and Ventilation, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, St. Petersburg

Elena Biryuzova

scientific adviser, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена зависимость нормативного срока службы полимерного трубопровода, используемого в системах теплоснабжения в зависимости от продолжительности отопительного сезона. Показано, что длительность отопительного сезона прямо пропорционально влияет на срок службы трубопровода.

ABSTRACT

The article considers the dependence of the normative service life of a polymer pipeline used in heat supply systems depending on the duration of the heating season. It is shown that the duration of the heating season directly affects the service life of the pipeline.

Ключевые слова: надежность трубопровода, полимерные трубы, продолжительность отопительного сезона, рабочая температура, срок эксплуатации.

Keywords: pipeline reliability, polymer pipes, duration of the heating season, operating temperature, service life.

В силу географического расположения Российской Федерации длительность отопительного сезона в каждом регионе различная, а во многих субъектах продолжается львиную долю времени года. Соответственно нагрузка на тепловые сети различная, что не учитывается в нормативном сроке эксплуатации полиэтиленовых труб, выдвигаемом производителями.

В настоящем исследовании проводится изучение зависимости срока эксплуатации тепловых сетей, выполненных из полимерных материалов в зависимости от продолжительности отопительного сезона.

В соответствии с СП 61.13330.2012 [1] срок службы трубопровода составляет не менее 25 лет, в [2] было установлено, что максимальная температура теплоносителя в трубах PN20, обратно пропорционально зависит от рабочего давления и составляет 83, 87, 93, 100 ℃, при давлении в 0,6 МПа, 0,5 МПа, 0,4 МПа, 0,3 МПа соответственно. При этом следует учитывать, что при определении максимальных температур не учитывалась фактическая продолжительность отопительного периода, т.е. полученные значения характеризуют режим беспрерывной эксплуатации трубопровода при заданных температурах на протяжении всего года.

В связи с вышеизложенным можно вывести коэффициент фактического использования трубопровода на протяжении года для определения конечного срока эксплуатации труб в зависимости от длительности отопительного сезона. В качестве примера для расчетов примем продолжительность отопительного сезона в Мурманске – 275 дней, Москве – 214 дней, Ростове-на-Дону – 171 день [3].

Полученный в результате предполагаемый срок эксплуатации трубопровода при указанных выше рабочих параметрах представлен на рис. 1-3.

Рисунок 1. Предполагаемой срок службы трубопровода в зависимости от температуры в диапазоне давлений 0,2-0,5 МПа при продолжительности отопительного периода 275 день (Мурманск)

Рисунок 2. Предполагаемой срок службы трубопровода в зависимости от температуры в диапазоне давлений 0,2-0,5 МПа при продолжительности отопительного периода 214 дней (Москва)

Рисунок 3. Предполагаемой срок службы трубопровода в зависимости от температуры в диапазоне давлений 0,2-0,5 МПа при продолжительности отопительного периода 171 день (Ростов-на-Дону)

Далее учитывая данные приведенные в таблице 5 [4] и считая, что продолжительность периода воздействия температур отличных от 20℃ постоянная, можно произвести расчет срока эксплуатации полипропиленовых труб для каждого города в зависимости от продолжительности отопительного сезона.

На примере г. Москва имеем следующее:

Нормативная продолжительность отопительного сезона – 214 дней, следовательно, количество дней, в которых температура теплоносителя соответствует Т_раб.=20℃ составит 365-214=151 день или а₁=41,4%, что означает, что в течение года действие температуры 20℃ составляет 41,4%. Теперь вводим коэффициент соответствия с таблицей 5 [4] и длительностью отопительного периода:

Проведя аналогичным образом расчеты для других значений рабочих температур, получим данные, по которым построим графическую зависимость срока службы трубопровода в зависимости от давления (рис. 4).

Рисунок 4 – Зависимость срока эксплуатации трубопровода от рабочего давления для г. Москва

Рассуждая аналогичным образом, получим подобные графические зависимости для срока эксплуатации трубопровода в условиях Мурманска и Ростова-на-Дону (рис. 5-6).

Рисунок 5. Зависимость срока эксплуатации трубопровода от рабочего давления для г. Ростов-на-Дону

Рисунок 6. Зависимость срока эксплуатации трубопровода от рабочего давления для г. Мурманск

Как видно из представленных выше результатов продолжительность отопительного периода существенно влияет на продолжительность и условия эксплуатации полипропиленовых тепловых сетей. Так, для Ростова-на-Дону, для которого из всех рассматриваемых регионов продолжительность отопительного периода наименьшая, нормативный срок службы трубопровода выполняется практически во всем диапазоне рассматриваемых давлений, в то время как для Мурманска для достижения нормативного срока службы трубопровода необходимо, чтобы рабочее давление не превышало 0,56 Мпа для труб PN16 и 0,74 МПа для труб PN16.

Список литературы

1. СП 61.13330.2012 СВОД ПРАВИЛ, ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ, Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003
2. Долгий Д.А. ЗАВИСИМОСТЬ СРОКА СЛУЖБЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ОТ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ / Долгий Д.А., Бирюзова Е.А // Электронный научный журнал СТУДЕНЧЕСКИЙ часть 1 – декабрь 2021. – №40 (168) – С. 13–16.
3. СП 131.13330.2020 СВОД ПРАВИЛ, СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ
4. ГОСТ 32415-2013 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ, ТРУБЫ НАПОРНЫЕ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ К НИМ ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ