Tuberías de polietileno para gasoducto: tipos y especificaciones del tendido de tuberías de polietileno

Antes, en la instalación de comunicaciones industriales y domésticas se utilizaban tuberías de hierro fundido, acero, cobre. Con la aparición de polímeros que no son inferiores a los productos metálicos en resistencia, durabilidad e inercia a los productos químicos, el material de tuberías comenzó a fabricarse de polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo, polibutileno, etc.

Las tuberías de polietileno para gasoducto han demostrado ser prácticas, elásticas, ligeras, que facilitan notablemente el transporte y la instalación. Si ha decidido gasificar una casa particular, no está de más conocer más detalles sobre las características técnicas, condiciones y métodos de instalación de tuberías de polietileno.

Tuberías de PND para gasoducto

El polietileno de baja presión no solo se utiliza para fabricar elementos de gasoducto. También se usa para la instalación de otras comunicaciones: tuberías de agua, alcantarillado, tuberías técnicas de protección. Los tipos de tuberías difieren en composición, características y marcado.

Nos centraremos en los productos para el transporte de gas, cuya fabricación cumple con los requisitos de GOST R 50838-2009 (edición obsoleta – GOST R 50838-95).

Tipos y tamaños

Las tuberías a presión de polímero para gas pueden consistir solo en polietileno o estar reforzadas con capas adicionales.

Por lo tanto, se distinguen tres tipos:

• polietileno, incluidas las marcadas con rayas amarillas;
• polietileno con capas de coextrusión ubicadas en el interior o exterior;
• polietileno con cubierta protectora termoplástica, que debe retirarse antes de la instalación.

Todos los tipos de material de tubería están diseñados para transportar diversos gases que cumplen con las normas GOST 5542 y se utilizan como materia prima o combustible para necesidades industriales y domésticas. Se han adoptado limitaciones para el uso de tuberías: presión de trabajo máx. – 1,2 MPa, temperatura de trabajo máx. – -/+40°C.

Las tuberías se comercializan en paquetes de diferentes tipos: productos con diámetro de 200 mm o más – solo en tramos rectos, los más delgados – en rollos o bobinas.

Los productos industriales se suministran en longitudes de 5 a 24 m, múltiplos de 0,25 m, pero generalmente de longitud media, conveniente para el transporte con equipo especial – por ejemplo, 13 m. El bobinado de tubería fina en rollos puede tener varias longitudes, pero normalmente se pueden encontrar rollos de 200, 500, 700 m. Es posible fabricar productos de otras longitudes, pero solo previo acuerdo con los clientes.

Dependiendo del espesor de las paredes y la presión de trabajo, las tuberías se dividen en dos tipos:

• PE-80. Espesor de pared – 2-3 mm, presión de trabajo – 3-6 MPa; adecuadas para gasoductos y acueductos;
• PE-100. Espesor de pared – 3,5 mm, presión de trabajo – 8-12 MPa; es una versión mejorada del PE-80, se distingue por su resistencia térmica y mayor densidad.

PE (variantes – PE, PE) en el nombre significa polietileno, los números 80 y 100 son las calidades de polietileno.

Desde el punto de vista de la viabilidad económica, la calidad PE 100 se utiliza en la instalación de gasoductos de alta presión o en casos especiales – por ejemplo, para la reconstrucción de una tubería antigua y desgastada o la construcción de ramales experimentales con una presión de 0,6 MPa o superior.

Características técnicas y marcado

A las tuberías de polietileno fabricadas en condiciones industriales se les aplican los requisitos enumerados en GOST R 50838-2009. Entre ellos, recomendaciones sobre la apariencia y las propiedades técnicas.

Externamente, las tuberías deben tener una superficie lisa, sin burbujas, cavidades ni grietas. También se excluyen las inclusiones extrañas visibles a simple vista. Solo se permiten una ligera ondulación y rayas longitudinales.

En cuanto al color, hay posibilidad de variación:

• PE 80 – amarillas;
• PE 100 – amarillas, naranjas, negras con franjas amarillas/naranjas distribuidas uniformemente.

En el documento se establecen normas para características tales como la resistencia a la presión interna constante, el alargamiento a la rotura, la resistencia a la propagación de grietas, la termoestabilidad y la soldabilidad.

Los fabricantes aplican el marcado de diversas formas: termoestampado, impresión en color, termoestampado con coloración. El intervalo entre caracteres no debe ser superior a 1 m.

El marcado no debe afectar la calidad del material, es decir, no debe provocar grietas, ampollas, etc.

Las letras y números deben ser fáciles de leer, legibles y claros. Los obligatorios incluyen:

• marca registrada o nombre del fabricante;
• designación de la tubería;
• fecha de fabricación;
• diámetro nominal / espesor de pared;
• función;
• GOST.

Los demás datos – nombre del país, número de lote, etc. – se aplican a discreción.

Como ejemplo, analicemos una de las muestras:

OOO «Sfera» PE 80 SDR 11 — 150x10,5 GAS GOST R 50838-2009

1. OOO «Sfera» — fabricante
2. PE-80 – tipo de tubería de polietileno
3. SDR 11 – relación dimensional estándar
4. 150 – diámetro
5. 10,5 – espesor de pared
6. GAS – aplicación
7. GOST R 50838-2009 – documento normativo

Gracias al marcado es fácil determinar si las tuberías son aptas para uso doméstico o industrial, y si cumplen con la función y el diámetro requeridos.

Ventajas y desventajas del polietileno

Gracias a las ventajas del polietileno, se utiliza para transportar un tipo de combustible tan peligroso como el gas natural.

Entre las principales ventajas se incluyen cualidades como:

• Propiedades de aislamiento eléctrico. El polietileno es un dieléctrico completo, no conduce corrientes eléctricas. Durante la instalación no se requiere conexión a tierra.
• Resistencia a la acción de sustancias químicas agresivas que pueden estar presentes en el suelo o en la producción.
• Ausencia de corrosión, posibilidad de uso en ambientes húmedos.
• Plasticidad, gracias a la cual la tubería está protegida contra movimientos del suelo, expansiones por congelación y golpes de ariete.
• Pasividad en la transmisión de vibraciones acústicas.

El grado de resistencia al desgaste es bastante alto: los fabricantes de tuberías modernas de PE para gas ofrecen una garantía de 30 a 50 años.

Una de las ventajas significativas es el peso ligero de las tuberías, que simplifica el transporte, almacenamiento e instalación. A menudo se elimina la necesidad de utilizar maquinaria especial, lo que reduce los costos totales de gasificación de las instalaciones.

Entre las desventajas se incluye una propiedad del polietileno como la fotodegradación. Esto significa que el material bajo la acción de los rayos ultravioleta envejece rápidamente y se desintegra. Para mejorar de alguna manera la resistencia del polietileno a la radiación solar, se añade al material un pigmento negro como agente estabilizador.

Entre otras desventajas se encuentran el estrecho rango de temperaturas de trabajo de la sustancia transportada, la permeabilidad al oxígeno y la dependencia de las características técnicas de la temperatura externa.

Debido a las desventajas mencionadas, los gasoductos de tuberías de polietileno se utilizan solo en el suelo; en áreas abiertas se instalan análogos metálicos.

Instalación de tuberías de gas de polietileno

Está prohibido realizar la instalación de un gasoducto a una casa particular o instalación industrial por cuenta propia. Esto debe hacerlo una organización que tenga licencia y el derecho justificado por la licencia para realizar este tipo de trabajo. Esa misma organización también realiza el mantenimiento posterior: inspección, pruebas o trabajos de reparación.

Normalmente, la construcción de un gasoducto principal la realiza un equipo de trabajadores según un plan previamente elaborado. Prácticamente siempre es necesario contar con maquinaria pesada y herramientas especiales.

Primero se obtiene el permiso para realizar las obras de construcción, se crea un paquete de documentación de diseño y presupuesto, y se establece un eje de replanteo geodésico. Luego se realiza la preparación, que incluye la planificación del trazado, movimientos de tierra, transporte y colocación de tuberías, instalación de herramienta de soldadura. Y solo después se procede directamente a los trabajos de montaje: colocación y soldadura de tuberías.

Resumen de métodos de conexión de tuberías

El polietileno se caracteriza por cambiar sus propiedades y fundirse al calentarse. Esta cualidad se utiliza para crear uniones permanentes en el gasoducto, es decir, para la soldadura de tuberías.

Se distinguen dos métodos de soldadura:

• a tope, sin utilizar piezas especiales;
• por electrofusión, con el uso de accesorios electrorresistivos.

El primer método se aplica con fines industriales, para soldar tuberías de gran diámetro; el segundo, para crear derivaciones de gas doméstico desde la tubería principal.

Si se necesita una unión desmontable, se aplica el tercer método: por compresión. Los extremos de las tuberías se unen con accesorios de compresión que, si es necesario, se pueden retirar o reemplazar.

La tecnología de compresión es adecuada para soluciones temporales o proyectos que se planea modernizar en el futuro. Pero con mayor frecuencia, las uniones desmontables se utilizan para tuberías de agua.

Primero, veamos cómo se realiza la soldadura. Los trabajos preparatorios se llevan a cabo según un solo plan:

1. Selección y verificación de materiales para montaje y herramientas. Los calentadores, raspadores y refrentadores se limpian, se eliminan los restos de polietileno y polvo, se frotan con disolvente. Las superficies y nodos en fricción se lubrican. Se seleccionan insertos y abrazaderas adecuados para el diámetro.
2. Selección de los parámetros de soldadura. Se programan las herramientas y se introducen parámetros específicos en la memoria del equipo de calefacción.
3. Preparación del área de trabajo. Se limpian los extremos de las tuberías de arena, barro adherido y polvo, se secan. Los extremos libres se cubren con tapones. Los extremos oxidados se limpian con raspadores.
4. Fijación y centrado de las tuberías. Antes de soldar, es necesario eliminar la ovalidad, por lo que los extremos de las tuberías se centran y luego se fijan en la posición correcta, justo uno frente al otro.
5. Procesamiento de los extremos. Se retira una viruta de 0,1-0,3 mm de espesor de la superficie de los extremos. La separación entre las secciones unidas a tope no debe ser mayor de 0,3 mm. Después de la limpieza, se debe realizar la soldadura sin permitir que se ensucien.

Después de los trabajos preparatorios, se realiza la soldadura.

La unión mediante soldadura a tope se produce por la 'fusión' de los extremos fundidos. Se puede lograr la fusión utilizando una herramienta de calentamiento con un elemento de trabajo de disco.

Durante el proceso de soldadura, es importante tener en cuenta criterios como la temperatura y el tiempo de fusión, la fuerza de presión de los extremos, la duración del período de asentamiento, la presión durante el asentamiento y el tiempo de enfriamiento.

Orden de trabajo:

Las señales de una costura confiable son: un cordón uniforme y homogéneo, la imposibilidad de separar el tubo aplicando fuerza. La unión soldada por fusión se considera muy resistente y no requiere medidas adicionales de sellado.

El segundo método – electrofusión – se diferencia por la presencia de elementos de conexión: manguitos, adaptadores, codos, tes. En la superficie interior de los accesorios hay una espiral metálica que se calienta con la corriente eléctrica y funde el polietileno. Como resultado, los accesorios se «fusionan» con los tubos, formando uniones permanentes.

Al seleccionar los elementos para la unión de tubos de polietileno para gas, así como durante la ejecución del procedimiento, es importante considerar parámetros como el voltaje de corriente, el tiempo de soldadura y enfriamiento.

La tecnología es más simple que la de la soldadura a tope y se realiza en el siguiente orden:

Las máquinas de soldadura modernas están equipadas con un panel de control con pantalla. El procedimiento se realiza según un programa seleccionado en función del tipo de tubería.

Las uniones desmontables se utilizan muy raramente en la construcción de gasoductos. Para ello también se emplean accesorios, pero se fijan mecánicamente, sin calentamiento.

Los elementos de conexión constan de dos partes: un anillo de compresión y un cuerpo. Al apretar las piezas roscadas se obtiene una unión fuerte pero inestable. Si se necesita una fiabilidad adicional, las partes del accesorio se atornillan con pernos y tuercas.

Reglas de instalación del gasoducto de PND

Al montar y operar tuberías de polietileno, se deben observar muchas reglas que garanticen tanto el correcto funcionamiento del gasoducto y el equipo como la seguridad de los usuarios.

Existen muchas prohibiciones para la instalación de tuberías principales. Por ejemplo, no se puede conducir gas con tuberías de PND en suelos rocosos y muy expansivos, así como en suelos de tipo 2 de hundimiento. Si la zona es propensa a terremotos y presenta una sismicidad superior a 6 grados, es necesario utilizar otro material para la instalación de las comunicaciones.

El polietileno no se utiliza en edificios industriales y residenciales, al aire libre, en colectores y canales. En su lugar, se instalan tuberías de acero.

Si se permite el uso de tuberías de PND, se deben cumplir una serie de condiciones. Por ejemplo, en pendientes pronunciadas es necesario proteger el gasoducto de una posible erosión de las zanjas y tomar medidas adicionales para su refuerzo.

Al cruzar colectores subterráneos o canales, alcantarillado o comunicaciones eléctricas, pozos, las tuberías de polietileno se colocan en fundas metálicas. La distancia desde la superficie del gasoducto hasta la pared interior de la funda es de al menos 10 cm.

En una misma zanja se pueden colocar dos o más gasoductos, pero garantizando el acceso a cada ramal para mantenimiento o reparación.

En las regiones del norte, donde la temperatura desciende por debajo de -40°C, la profundidad de instalación aumenta a 2,0-3,2 m.

Sobre cómo se realiza la instalación de una línea de gasoducto en una carcasa con su introducción en la vivienda gasificada, le informará el siguiente artículo, cuya lectura recomendamos a todos los propietarios de propiedades rurales.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Reglas para la soldadura por electrofusión:

Sobre las características de la soldadura a tope:

Cómo funciona la máquina de soldadura para tuberías de PND:

El uso de tuberías de polietileno para la gasificación de instalaciones industriales y residenciales se ha vuelto tradicional.

PEAD es un material resistente y fiable, que no genera preocupación. Pero la instalación de la tubería de gas debe ser realizada exclusivamente por instaladores de redes de gas, con experiencia y conocimiento de la tecnología de soldadura de polietileno.

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