Как выбрать гибкий полимерный трубопровод для тепловых сетей: инженерный разбор

При модернизации или строительстве тепловых сетей рынок предлагает десятки марок гибких предизолированных полимерных трубопроводов, и на первый взгляд они выглядят взаимозаменяемыми. На практике за похожими маркетинговыми описаниями скрываются разные материалы напорной трубы, разное армирование и разные значения SDR — параметра, который напрямую определяет, выдержит ли труба рабочее давление сети при заданной температуре теплоносителя. Ниже — пошаговый инженерный разбор, который позволяет отделить трубопроводы, пригодные для централизованного теплоснабжения, от тех, что предназначены только для локальных объектов. Свойства самих полимеров, применяемых разными производителями, в этом материале не рассматриваются — это отдельная и достаточно объёмная тема.

Чтобы сравнение было корректным, зададим типовые граничные условия сети: • график качественного температурного регулирования — 95/70°C (наиболее распространённый в РФ); • давление в подающем трубопроводе — 0,8 МПа; • давление в обратном трубопроводе — 0,4 МПа. Именно с этими параметрами далее сопоставляются технические характеристики, заявленные производителями труб.

Среди предизолированных гибких полимерных трубопроводов, заявляемых производителями под параметры 95/70°C, чаще всего встречаются: ИЗОКОМ c-pentane A PE-Xa 95, ИЗОПРОФЛЕКС-95А, ТВЭЛ-ПЭКС-К, USYSTEMS (ранее Uponor Thermo Single), PERTiX (ПЕРТИКС), FLEXALEN 1000 PE-RT II (SDR 7,4, 95°C/10 bar), ИКАПЛАСТ «ЦЕЛЬСИУМ». Список можно продолжать — задача этого материала не перечислить все марки, а показать методику выбора на конкретных примерах. Все перечисленные трубопроводы производители рекомендуют для наружной бесканальной прокладки тепловых сетей. Технические данные ниже взяты из каталогов на сайтах производителей на момент подготовки материала.

Неармированные трубопроводы PE-RT тип II PERTiX (ПЕРТИКС) и ИКАПЛАСТ «ЦЕЛЬСИУМ» — напорная труба из неармированного полиэтилена повышенной термостойкости (PE-RT тип II), значение SDR в каталогах приводится в интервале 7,4–11. Заявленные параметры эксплуатации — 95°C и 1,0 МПа (кратковременно до 110°C). Эти заявленные характеристики вызывают вопросы. Согласно Таблице №3 ГОСТ Р 56730-2015 «Трубы полимерные гибкие с тепловой изоляцией для систем теплоснабжения. Общие технические условия», для температуры эксплуатации 95°C при давлении 1,0 МПа трубы PE-RT тип II должны иметь значение SDR 6. Указанный же SDR 7,4 по той же таблице соответствует не 1,0, а 0,8 МПа. FLEXALEN 1000 PE-RT II (SDR 7,4, 95°C/10 bar) приводит аналогичные данные. Ранее на российском рынке под этим брендом предлагались предизолированные трубопроводы с напорной трубой из полибутилена, параметры эксплуатации которых были 95°C и 0,8 МПа (производитель указывал 8 бар). Армированные и неармированные трубопроводы PE-Xa USYSTEMS (ранее Uponor Thermo Single) — напорная труба из неармированного сшитого полиэтилена PE-Xa, SDR в интервале 7,4–11, параметры эксплуатации 95°C и 0,6–1,0 МПа. ИЗОКОМ c-pentane A PE-Xa 95, ИЗОПРОФЛЕКС-95А и ТВЭЛ-ПЭКС-К отличаются от предыдущих армированием напорной трубы высокомодульным волокном при том же материале — сшитом полиэтилене PE-Xa. Заявленные параметры эксплуатации — 95°C и 1,0 МПа. Значение SDR для армированных труб не используется, т.к. с армированием применяется более тонкая стенка трубы (значение SDR в данном виде труб можно принять ориентировочно - по внутреннему диаметру, значение будет близким к SDR11). Свод основных данных — в таблице ниже.

Для полимерных трубопроводов тепловых сетей нормативно закреплены следующие сроки: • гарантийный срок хранения — 2 года; • гарантия на эксплуатацию — не менее 10 лет; • расчётный срок службы — не менее 30 лет. Ключевые требования к выбору диаметра, давления и температуры содержит СП 124.13330.2012 «Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003»: п. 10.6: Для выбора труб, арматуры, оборудования и деталей трубопроводов, а также для расчёта трубопроводов на прочность и при определении нагрузок от трубопроводов на опоры труб и строительные конструкции рабочее давление и температуру теплоносителя следует принимать — для подающего и обратного трубопроводов водяных тепловых сетей: давление — по наибольшему давлению в подающем трубопроводе за выходными задвижками на источнике теплоты при работе сетевых насосов с учётом рельефа местности (без учёта потерь давления в сетях), но не менее 1,0 МПа; температуру — по температуре в подающем трубопроводе при расчётной температуре наружного воздуха для проектирования отопления. Иными словами: при любых фактически меньших значениях давления в сети трубопровод всё равно нужно выбирать на давление не менее 1,0 МПа. п. 10.7: Рабочее давление и температура теплоносителя должны приниматься едиными для всего трубопровода независимо от его протяжённости от источника теплоты до теплового пункта каждого потребителя. Это принципиальный момент: он исключает практику, когда трубопровод вдали от источника теплоты пытаются подобрать на пониженные параметры, ссылаясь на снижение давления по длине сети.

На основании этих норм трубопроводы PERTiX, ИКАПЛАСТ «ЦЕЛЬСИУМ» и FLEXALEN 1000 PE-RT II (SDR 7,4, 95°C/10 bar) не могут применяться для централизованного теплоснабжения — их фактический класс давления при SDR 7,4 не покрывает требуемые 1,0 МПа. Это не значит, что эти трубопроводы бесполезны: они пригодны для централизованного горячего водоснабжения и локальных объектов теплоснабжения — частного домостроения (например, линии от дома до гаража), закрытых производственных территорий и подобных применений. Для объектов централизованного теплоснабжения, соответствующих указанным нормам, следует рассматривать трубопроводы из сшитого полиэтилена: USYSTEMS (ранее Uponor Thermo Single), ИЗОКОМ c-pentane A PE-Xa 95, ИЗОПРОФЛЕКС-95А, ТВЭЛ-ПЭКС-К. При выборе важно смотреть не только на заявленный диаметр, но и на значение SDR — от него зависит пропускная способность трубы. Для двух трубопроводов с разным SDR может потребоваться разный номинальный диаметр, чтобы обеспечить одинаковую пропускную способность.

Армирование напорной трубы высокомодульным волокном позволяет уменьшить толщину стенки при том же классе давления — а значит, увеличить внутренний диаметр и площадь проходного сечения. При сравнении армированного трубопровода с более тонкой стенкой и неармированного трубопровода того же номинального диаметра разница в площади сечения составляет от 9 до 15% в пользу армированной трубы, в зависимости от диаметра. Более тонкая стенка уменьшает вес трубопровода, делает его более гибким.