4.2. Трубопроводы

Трубопроводы тепловых сетей являются основным и наиболее ответственным элементом тепловых сетей. К трубам, прокладываемым в тепловых сетях, предъявляются следующие требования [коз]:

высокая прочность и герметичность, необходимые для безаварийной транспортировки теплоносителя под большим давлением и с высокой температурой;

малый коэффициент линейного удлинения, обеспечивающий низкие термические напряжения при переменных режимах теплоносителя;

высокое термическое сопротивление стенок труб, способствующее сохранению тепла и температуры теплоносителя;

неизменность свойств материала труб при длительном воздействии высоких температур и давлений;

небольшая стоимость, простота монтажа, надежность соединения.

Стоимость трубопроводов составляет от общей стоимости строительства тепловых сетей: 20-40% при прокладке в непроходных каналах и 50-70% при бесканальной прокладке (большая величина – для большего диаметра труб). Тепловые сети обладают высокой металлоемкостью. Для транспортирования теплоты в районы теплопотребления от ТЭЦ с тепловой мощностью 1000 Гкал/ч необходимо израсходовать более 20 тыс. т металла, причем большая часть (до 90%) затрачивается на стальные трубы [5]. Трубопроводы являются недолговечными и наиболее повреждаемыми элементами тепловой сети.

Повреждение трубопроводов растет с увеличением срока службы, устранения повреждений часто ведет к разбору строительных конструкций, находящихся в хорошем состоянии.

Повреждения стальных трубопроводов могут быть четырех типов: разрушение стенок труб, сварных поперечных швов в стыковых соединениях, заводского продольного шва и повреждение компенсирующих устройств и оборудования.

Эксплуатационная надежность тепловых сетей, прежде всего, определяется неразрушимостью трубопроводов, которая может быть гарантирована при правильном учете действующих на них нагрузок при расчете трубопроводов на прочность.

При прокладке в каналах и проходных тоннелях на трубопроводы не действует давление грунта, и нет транспортных нагрузок. При расчете этих трубопроводов на прочность важно учесть внутреннее давление теплоносителя, вызывающее кольцевые напряжения в стенках труб.

При бесканальной прокладке тепловых сетей всех известных конструкций трубопроводы испытывают действие значительных осевых сил трения при температурных перемещениях труб в грунте или в материале теплоизоляционной оболочки, а также действие изгибающих моментов при просадках основания. Последнее при расчете трубопроводов на прочность не учитывается из-за сложности определения фактических расчетных параметров (величины просадки, зоны её распространения).

Для предотвращения этих повреждений нужно:

устраивать искусственное основание под трубопроводами на участках прокладки в слабых, неоднородных и водонасыщенных грунтах;

применять трубы с утолщенной по расчету стенкой на участках, наиболее подверженных возникновению разрушающих напряжений от просадок.

Все же наибольшая повреждаемость трубопроводов тепловых сетей происходит по причине наружной коррозии.

Требования, предъявляемые при эксплуатации трубопроводов тепловой сети (особенно для больших диаметров):

доступность трубопроводов для осмотра и ремонта;

защищенность трубопроводов и тепловой изоляции от увлажнения осушением грунта и обеспечением плотности строительных конструкций;

защита поверхности стальных труб наиболее эффективными антикоррозионными покрытиями.