Перспективные материалы для нефтегазовых объектов (стр. 34 )

-  низкая плотность LDPE 0,910-0,925;

-  средняя плотность MDPE 0,926 - 0,940;

-  высокая плотность HDPE 0,941 - 0,965.

Полиэтилен высокой плотности используется в конструкциях трубопроводов с середины 50-х годов, когда немецкая химическая компания Hoechst начала выпускать состав HD-PE черного цвета. С тех пор, благодаря высоким физическим и механическим характеристикам полиэтилена (гибкости, коррозионной стойкости, малому весу и гладкой поверхности), во всем мире постоянно расширяется сфера применения полиэтиленовых труб. Полиэтилен легко сваривается, в нем не возникают высокие усталостные напряжения, обладает превосходными электроизоляционными характеристиками.

Эта уникальная комбинация свойств сделала полиэтилен наиболее предпочитаемым материалом для газопроводов, трубопроводов водоснабжения, ирригации, канализации, дренажа и технологических трубопроводов.

За основу нормализации полиэтиленовых труб принимается, как правило, наружный диаметр, который при изменении толщины стенки остается неизменным, при этом внутренний диаметр соответственно изменяется. Благодаря такому решению упрощается производство труб, появляется возможность унифицировать конструкцию и размеры соединительных деталей и арматуры, хотя несколько усложняются гидравлические расчеты.

Ряд наружных диаметров полиэтиленовых труб должен соответствовать Международному стандарту ИСО 161, рядам предпочтительных чисел R10 и R5 по ГОСТу 8032 - 84. Наиболее полный ряд наружных диаметров представлен в сортаментной таблице ГОСТ 18599 - 83 на трубы из полиэтилена низкого давления, мм: 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 75; 90; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800, 900; 1000 и 1200.

В производстве и эксплуатации полиэтиленовых труб используют следующие понятия.

Стандартное размерное отношение SDR - отношение номинального наружного диаметра трубы d к номинальной толщине стенки е.

Минимальная длительная прочность MRS (в мегапаскалях) - напряжение, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре 20 оС данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению с нижним доверительным интервалом 97,5 % и округленное до ближайшего нижнего значения ряда R10 по ГОСТ 8032-84.

Коэффициент запаса прочности С выбирают при проектировании газораспределительных трубопроводов из ряда R20 по ГОСТ 8032-84 с учетом условий эксплуатации.

Максимальное рабочее давление PMS (в МПа) рассчитывают по формуле

PMS = 2 MRS/C/(SDR-1),

где MRS - минимальная длительная прочность, МПа;

С - коэффициент запаса прочности;

SDR - отношение номинального наружного диаметра трубы d к номинальной толщине стенки е.

Трубы изготавливают в прямых отрезках, бухтах и на катушках. Длина труб в прямых отрезках должна быть от 5 до 12 м с кратностью 0,5 м, предельное отклонение длины от номинальной не более 1 %. Допускается в партии труб, поставляемых в отрезках, до 5 % труб длиной менее 5 м, но не менее 3 м. Допускается по согласованию с потребителем изготовление труб другой длины и предельных отклонений.

Условное обозначение труб состоит из слова "труба", сокращенного наименования материала (ПЭ 63, ПЭ 80), слова "ГАЗ", стандартного размерного отношения SDR, тире, номинального диаметра, толщины стенки трубы и обозначения стандарта.

Примеры условного обозначения трубы из полиэтилена ПЭ 63, SDR 11 номинальным диаметром 110 мм с предельным отклонением +0,7 мм и номинальной толщиной стенки 10 мм:

труба ПЭ 63 ГАЗ SDR 11-110х10 ГОСТ Р 50838-95.

То же, трубы из полиэтилена ПЭ 80, SDR 17,6, номинальным диаметром 160 мм с предельным отклонением +1,1 мм и номинальной толщиной стенки 9,1 мм:

труба ПЭ 80 ГАЗ SDR 17,6-160х9,1 ГОСТ Р 50838-95.

Свойства марок полиэтилена, используемых различными фирмами для изготовления газораспределительных труб, приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Свойства марок полиэтилена, используемых для изготовления газораспределительных труб

ФИРМА	Сольвей (Бельгия)	Петрофина (Бельгия)
МАРКА	TUB 121	TUB 125	TUB 171	TUB 172	TUB 131	TUB 131N2010	финатен HP 401	финатен 3802 Y-CF	финатен 3802В
Свойства, определяемые на материале
1. Плотность, г/см3	0,961	0,952	0,949	0,941	0,952	0,954	0,955	0,940	0,948
2. Показатель текучести расплава (5 кг, 190 оС)	0,4	0,5	0,85	0,88	0,88	0,45	0,5	0,85	0,93
3. Термостабильность, мин	>20	>20	>20	>30	>32	>30	>20	>20	>20
4. Содержание сажи, %	2,25	-	2,2	-	2,1	2,25	2,0 - 2,5	-	2,0 - 2,5
5. Цвет	Черн.	Оранж.	Черн.	Желт.	Черн.	Черн.	Черн.	Желт.	Черн.
Свойства, определяемые на трубных образцах:
1. Классификация по MRS	ПЭ100	ПЭ 100	ПЭ80	ПЭ80	ПЭ80	ПЭ80	ПЭ63	ПЭ80	ПЭ80
2. Стойкость к газовому конденсату, ч	106-396	>100	>24	>34	34-48	>30	>1500	21-28	>20
3. Стойкость к медленному распространению трещин, ч	384-2186	384-2186	>800	3374-3975	>1100	596-2020	н/д	>10000	>10000
4. Стойкость к быстрому распространению трещин, МПа	>3,33	>3,33	>1,7	2,25	>2,0	>2,5	н/д	>1,7	>1,7
5. Атмосферостойкость	-	Удовл.	-	Удовл.	-	-	-	Удовл.	-
6. Относительное удлинение при разрыве, %	681	>600	>600	557	>600	>600	600	>700	>700
7. Предел текучести при растяжении, МПа	24,4	25	19,5	20	20	21	23	18	18

ФИРМА	Казань-оргсинтез	Бореалис (Норвегия, Финляндия, Португалия)
МАРКА	289-136, 289-137	НЕ 2467	НЕ 2470-BL	ME 2418	ME2421	НЕ 2490	НЕ2492
Свойства, определяемые на материале:
1. Плотность, г/см3	0,953-0,957	0,959	0,953	0,948	0,941	0,961	0,951
2. Показатель текучести расплава (5 кг, 190 0С)	0,3-0,5	0,5	0,5	0,86	0,84	0,4	0,4
3. Термостабильность, мин	>40	>20	>20	>40	>50	н/д	н/д
4. Содержание сажи, %	2,0-2,5	2,25	2,25	2,1	-	2,25	-
5. Цвет	Черн.	Черн.	Черн.	Черн.	Желт.	Черн.	Желт.
Свойства, определяемые на трубных образцах:
1. Классификация по MRS	ПЭ63	ПЭ63	ПЭ80	ПЭ80	ПЭ80	ПЭ 100	ПЭ 100
2. Стойкость к газовому конденсату, ч	>30,5	>30	>20	30-35	>22	н/д	н/д
3. Стойкость к медленному распространению трещин, ч	>540	н/д	>165	>1500	>1300	н/д	н/д
4. Стойкость к быстрому распространению трещин, МПа	н/д	н/д	>1,33	2,25	2,1	н/д	н/д
5. Атмосферостойкость	-	-	-	-	Удовл.	-	Удовл.
6. Относительное удлинение при разрыве, %	660-800	>350	>350	>620	>600	н/д	н/д
7. Предел текучести при растяжении, МПа	20-21,5	23	21	20	20	23	23

Продолжение таблицы 5.4