Underjordiske gasledningsrørtyper: HDPE vs stål, koder og installationstips

Det korte svar: Polyethylen, med belagt stål som backup

High-density polyethylen (HDPE) rør, fremstillet efter ASTM D2513, er det materiale, som de fleste gasleverandører vil specificere til en underjordisk naturgasledning i dag. Den korroderer ikke, dens smeltesvejsede samlinger er stærke nok til at blive behandlet som kontinuerlige rør, og den kan bøje rundt om forhindringer uden at kræve en enkelt underjordisk fitting. Belagt stålrør er den legitime anden mulighed, og det er stadig påkrævet i nogle lokaliteter, højtrykstjenester eller usædvanlige jordbundsforhold. Kobber, sort jern, PVC og ubeskyttet stål bør ikke begraves i en gasgrav, medmindre en specifik kode eller producentliste siger, at de kan.

Den konklusion har betydning, fordi fejl i underjordiske gasrør ikke er som fejl i overjordiske rør. En lille lækage under en indkørsel kan forblive uopdaget i årevis, og hele ledningen skal udgraves for at reparere den. Materialeevalg er derfor ikke en præferenceøvelse; det er en beslutning om overholdelse af regler og sikkerhed.

Hvorfor HDPE-rør er blevet standard for underjordiske gasledninger

Polyethylenrør til gasservice er et gennemprøvet, reguleret produkt, ikke et generisk plastikrør. Det er produceret specifikt efter ASTM D2513-standarden og fremstår typisk som et SDR 11-rør med en identifikationsstribe og trykte markeringer, der angiver materialeklasse og trykklassificering. For de fleste bolig- og kommercielle gasdistributionssystemer er PE4710-harpiks, også solgt som PE100 på mange globale markeder, den materialekvalitet, som de nuværende specifikationer kræver.

Tre karakteristika forklarer, hvorfor HDPE dominerer undergrundsmarkedet:

• Korrosionsbestandighed. Polyethylen kræver ikke indpakning, belægning eller katodisk beskyttelse, hvilket betyder, at der ikke er noget, der nedbrydes over tid i fugtig eller sur jord.
• Fusion led. Butt fusion og elektrofusion forbinder PE-rør ved at smelte materialerne sammen, hvilket giver en samling, der er lækagefri og ofte stærkere end selve rørvæggen. Ingen mekaniske koblinger, gevind eller opløsningsmiddel-cementerede samlinger er nødvendige under kvalitet.
• Holdbarhed under jordens bevægelse. PE-rør kan bøje med jordsætning, frostbevægelse og endda mindre seismisk aktivitet uden at revne, hvilket er en stor fordel i forhold til stive metalliske rør.

Der er dog betingelser knyttet til brugen af ​​PE gasrør. Fordi materialet er ikke-metallisk, kræver koden en sportråd begravet med røret, så fremtidige udgravninger kan lokalisere ledningen. PE-rør skal også beskyttes mod direkte sollys ved opbevaring, og det er ikke beregnet til udsatte overjordiske løb. I en typisk installation overgår PE-ledningen til stål eller CSST over jorden ved et stigrør placeret ved måleren eller bygningsvæggen.

Når kodeksembedsmænd eller projektbetingelser kræver stålrør

Stål forbliver det specificerede materiale til mange underjordiske gasinstallationer, især i kommercielle og industrielle projekter, hvor højere driftstryk, risiko for mekanisk skade eller lokale ændringer af brændstofgas-koden favoriserer en metallisk linje. Code-baseline-materialet er standardvægt Schedule 40 smedejerns- eller stålrør, galvaniseret eller på anden måde beskyttet mod korrosion.

Galvanisering alene er dog ikke tilstrækkelig beskyttelse for nedgravet stål i de fleste jorder. Den accepterede praksis er at indpakke røret med et korrosionsbeskyttelsessystem såsom Scotch coat, møllepåført beskyttelsestape eller en ekstruderet polyethylenbelægning, og i aggressiv jord er der tilføjet et konstrueret katodisk beskyttelsessystem. Ubeskyttet sort stål begravet i jord vil begynde at korrodere hurtigt; den udvendige rust, kombineret med de indre svovlforbindelser, der findes i naturgas, forkorter levetiden dramatisk.

Stålrør medfører også en samlingsproblem: en Schedule 40-samling med gevind er acceptabel under mange koder, men gevindforbindelser er et almindeligt lækagepunkt, når røret udsættes for vedvarende bøjning og vibrationer fra jordsætning. Af denne grund foretrækker mange entreprenører at få stållængder svejset frem for gevind, når banen skal nedgraves.

Vælg stål, når et gasværk, lokal inspektør eller ingeniørspecifikation udtrykkeligt kræver det, når nedgravningsdybden skal være minimal, eller når ledningen vil krydse et område, hvor jorden er så stenet, at et plastikrør kan blive punkteret ved tilbagefyldning, før det dækkes. Ellers vil HDPE næsten altid være det enklere, billigere og længerevarende valg.

Rørmaterialer, der skal holdes ude af en gasgrav

Nejgle materialer, der er helt passende til vand-, dræn- eller indvendige gasrør, hører ikke hjemme under jorden i et gassystem. At vide, hvilke man skal afvise, er lige så vigtigt som at vide, hvilken man skal købe.

Sort jernrør er standardmaterialet til indvendige gasledninger i mange bygninger, men det har ingen korrosionsbeskyttelse og må ikke nedgraves direkte. Kobber er blevet forbudt i henhold til de fleste brændstofgas-regler, fordi svovlforbindelser i naturgas angriber kobber og producerer ætsende belægninger, der kan svigte inden for få år. PVC er den mest almindelige fejlidentifikation blandt mindre erfarne købere: PVC-afløbsrør er hverken trykklassificeret til gas eller tilladt ifølge koden, og dets opløsningsmiddel-cementerede samlinger kan åbne sig, når jorden bevæger sig. CSST er designet til indendørs fleksible gaskørsler; kun specifikke listede versioner med direkte nedgravning må installeres under jorden, og selv dem skal typisk føres gennem en rørledning og forbindes til jordingssystemet.

Installationsregler, der gælder for enhver underjordisk gasledning

Det bedste rør i verden vil fejle en inspektion, hvis det er begravet forkert. International Fuel Gas Code og International Residential Code, som danner grundlaget for de fleste lokale gasrørregler, stiller testbare krav, der gælder for både polyethylen- og stålsystemer.

• Begravelsesdybde. Gasledninger er typisk forpligtet til at have mindst 12 til 18 tommer dæksel, med dybere dækning under indkørsler og køretøjstrafikområder. Lokale myndigheder kan øge denne dybde; tjek ændringsarket før nedgravning.
• Tracer wire og markeringstape. Ikke-metalliske rørledninger skal installeres med en kontinuerlig sporledning, der løber til et testpunkt, og mange jurisdiktioner kræver også et detekterbart advarselstape over røret for at advare gravemaskiner.
• Tilbagefyldningsbeskyttelse. Det første lag af opfyldning skal være fri for sten og skarpt affald; sand eller fin jord bruges almindeligvis til at beskytte røret og enhver belægning mod beskadigelse.
• Tryktest. Underjordiske rørledninger skal trykprøves, inden renden genfyldes, så der findes utætheder, mens de stadig er tilgængelige.
• Tilladelse og inspektion. De fleste kommuner kræver en tilladelse til ethvert gasledningsarbejde og vil planlægge en inspektion på den åbne rendestadie. At arbejde uden inspektionen annullerer i mange tilfælde forsikringsdækningen.

Hvert af disse krav eksisterer, fordi nedgravede rør ikke kan inspiceres visuelt senere. Omkostningerne ved at udføre arbejdet ordentligt på installationstidspunktet er trivielle sammenlignet med omkostningerne ved at udgrave en betonindkørsel for at finde en lækage.

Hvad skal du kigge efter, når du køber rør til et underjordisk gasprojekt

Ikke alle polyethylenrør er godkendt til gas, og ikke alle leverandører har produktionskontrol til at levere et ensartet produkt. Når du sammenligner tilbud, skal du kontrollere de fire punkter, der adskiller et kode-kompatibelt materiale fra en ansvarsrisiko.

For det første skal røret være produceret efter en anerkendt gasstandard, såsom ASTM D2513 i Nordamerika, ISO 4437 for gas på mange internationale markeder eller den relevante nationale standard, og det skal mærkes i overensstemmelse hermed. For det andet skal det være sammensat af jomfru PE4710 eller PE100 harpiks; genanvendte eller tredjepartsforbindelser giver lavere omkostninger, men de bærer ikke de stress-bruddata, som gasservice kræver. For det tredje skal producenten være i stand til at dokumentere kvalitetskontrol gennem et ISO 9001-certificeret produktionssystem og et internt laboratorium, der tester hver batch. For det fjerde skal du kontrollere sporbarhedsmærket på røret, som skal identificere producent, materialeklasse, trykklassificering og fremstillingsdato i permanent tryk.

Producenter, der betjener eksportgasmarkeder, såsom Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. i Shanghai, Kina, strukturerer typisk deres HDPE-linje specifikt omkring disse krav. Shanghai Zhongsu producerer en dedikeret HDPE rør til gas distribution, driver et 70.000 kvadratmeter stort anlæg og har ISO 9001, ISO 14001 og OHSAS 18001 certificering sammen med et CNAS-akkrediteret laboratorium til materiale- og trykprøvning. Den praktiske pointe for en køber er, at en gasledning kun er så god som kombinationen af ​​materialekvalitet, produktionskontrol og installationskvalitet bag den. Et billigt, umærket rør begravet i den forkerte dybde kan ophæve alle andre dele af et veldesignet system.