ТРУБЫ - вены инженерных систем
Статья была опубликована в журнале "Технологии строительства".
Без труб невозможно представить жизнь не только отдельного дома или предприятия, но и целых районов и городов. Трубы используются для перемещения холодной и горячей воды, для создания теплотрасс, систем канализации, для многих других целей. От качества труб зависит не только срок их службы, но и экология, как отдельного участка, так и страны в целом.
Протяженность сетей (в однотрубном измерении) в России впечатляет - она составляет более 1 млн. км! При этом порядка 30% (!) трубопроводов изношены настолько, что нуждаются в срочной замене и ремонте.
Давайте подробнее рассмотрим различных виды трубопроводов (водоснабжение, теплоснабжение, канализация), их состояние и проблемы, возникающие из-за их изношенности и низкого качества.
ТРУБОПРОВОДЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Общая протяженность водопроводных сетей составляет более полумиллиона км и примерно 30% из них нуждаются в замене и ремонте. Чем грозят старые заросшие ржавчиной стальные трубопроводы?
Во-первых: при дырявых трубопроводах невозможно обеспечить подачу воды от ее забора до крана без снижения качества. Загрязнение воды в процессе ее транспортировки происходит как продуктами коррозии, так и в результате подсоса грунтовых вод через неплотности. Загрязненная вода ухудшает здоровье и влияет на генетическом уровне на продолжительсность жизни каждого россиянина.
Во-вторых: зарастание внутренней поверхности трубопроводов влечет увеличение требеумой для перекачки энергии. Внутренние поверхности примерно 80% водопроводов имеют такие отложения, что их пропускная способность по сравнению с проектной снижается в 2-2,5 и даже в 3 раза! По расчетам Академии коммунального хозяйства, зарастание внутренней поверхности труб приводит к увеличению стоимости 1 м3 воды до 50%, а затраты электроэнергии на производство и реализацию 1 м3 воды на 30% выше среднеевропейского уровня.
В-третьих: через образовавшиеся отверстия в старых проржавевших трубопроводах вода поступает в грунт, вызывая повышение уровня грунтовых вод, которые в свою очередь способствуют коррозионному повреждению наружной поверхности трубопровода. Очевидно, что повышению уровня грунтовых вод вследствие утечек из трубопроводов угрожает и безопасности инженерных коммуникация и строений.
В-четвертых: потери воды в процессе ее транспортирования через дырявые трубопроводы, составляющие десятки процентов, приводят к тому, что потребитель вынужден оплачивать воду, которую он не получает. Россия ежегодно забирает из открытых и подземных источников для коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных нужд около 80 млрд.м3 воды. Если принять потери в размере 30% объема воды, подаваемой в сеть (25 млрд.м3), а себестоимость 1 м3 воды на уровне 30 руб., то стоимость ежегодно теряемой воды составит 225 млрд. руб.
ТРУБОПРОВОДЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
По этим трубопроводам подается горячая вода для систем отопления и горячего водоснабжения.
Из примерно трети миллиона км сетей теплоснабжения (в однотрубном измерении) примерно шестая часть нуждаются в замене и ремонте. Очевидно, что в теплотрассах к проблемам, описанным при рассказе о трубопроводах для водоснабжения (зарастание и утечки) добавляется еще одна важнейшая составляющая - теплопотери при транспортировки горячей воды от источника тепла к его потребителю.
Об изношенности современных тепловых сетей говорят следующие, по истине удручающие, цифры:
- в ряде регионов на 100 км сетей приходится до 400 аварий,
- из-за утечек в сетях теряется без пользы свыше 70 млн. тонн условного топлива, общая стоимость которого (при стоимости 1 т. у. т. 2100 руб.) составляет 147 млрд. руб.
- по данным Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, в стране ежегодно происходит около 300 тыс. аварий на теплосетях. При средней стоимости устранения одной аварии 30 тыс. руб. ежегодные затраты могут составить 9 млрд. руб.
- долговечность тепловых сетей в 1,5-2 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 12-15 лет.
Стоит заметить, что качество теплотрасс наиболее актуально именно для России, т.к. у нас самый высокий уровень централизованного теплоснабжения (до 80%).
Преобладающим способом прокладки тепловых сетей в Российской Федерации является прокладка в непроходных каналах с минераловатной теплоизоляцией (80%). Бесканальная прокладка, выполняемая из конструкций заводского изготовления с использованием изоляции из армопенобетона и битумосодержащих масс (битумоперлит, битумовермикулит, битумокерамзит), составляет 10% общей протяженности тепловых сетей.
Из-за увлажнения применяемых материалов в процессе эксплуатации теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций резко снижаются, что приводит к потерям тепла, в 2-3 раза превышающим нормативные.
Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют около 20% отпускаемого тепла, что в 2 раза превышает аналогичный показатель передовых стран Западной Европы.
ТРУБОПРОВОДЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ (КАНАЛИЗАЦИИ)
Для водоотведения используется более 150 000 км трубопроводов из которых более 30% нуждаются в замене и ремонте. Изношенные и старые системы разгерметизированы, что создает опасность заражения водоемов. Кроме того, канализационные сети часто проложены рядом с водопроводными, а учитывая, что утечки есть и в тех и в других, то происходит подсос канализационных стоков или зараженного ими грунта и попадание их через водоносные слои в водопроводы. Изношенные подземные трубопроводы - одна из основных причин кишечных инфекционных болезней, о которых давно уже забыли в развитых странах!
Мы рассмотрели сложившуюся плачевную ситуацию. Вопрос: "Кто виноват?" оставим для других авторов и других публикаций, а здесь постараемся ответить на другой вечный вопрос:
ЧТО ДЕЛАТЬ?
Одна из основных проблем в том, что существующие в России инженерные сети примерно на 70% состоят из стальных труб.
Главное преимущество стальных труб - их прочность. Это имеет значение при перемещении по трубопроводам высоконапорных сред. В то же время, в жилищно-коммунальной сфере прочностные качества стальных труб используются не более чем на 30%. Таким образом, основное достоинство стальных трубопроводов оказывается практически ненужным, а недостатки (коррозия, а как следствие сквозные повреждения, потери перекачиваемой жидкости, подсос грунтовых вод, ухудшается качество транспортируемой воды, зарастание внутренней поверхности и снижение внутреннего сечения, а как следствие увеличение затрачиваемой энергии на перекачку воды и т.д.) отнимают массу средств.
Последние годы во всем цивилизованном мире стальные трубы вытесняются трубами из полимерных материалов. Это совсем не странно, ведь они не подвержены коррозии, а срок их службы во много раз превосходит "продолжительность жизни" стальных. Это наглядно видно в таблице 1.
Таблица 1. Нормативные сроки службы трубопроводных сетей
Область применения | Материал труб | Срок службы, лет |
Водопровод | Сталь | 20 |
Чугун | 60 |
Железобетон | 30 |
Асбестоцемент | 20 |
Пластмасса | 50 |
Канализация | Сталь | 20 |
Чугун | 50 |
Железобетон | 20 |
Керамика | 40 |
Асбестоцемент | 30 |
Пластмасса | 50 |
Газопровод | Сталь | 40 |
Чугун | 60 |
Пластмасса | 50 |
Теплосеть | в непроходимом канале | Сталь | 25 |
в коллекторе | Сталь | 35 |
при бесканальной прокладке | Сталь | 20 |
Характерны темпы роста доли пластмассовых труб в развитых странах. В Европе в год используется примерно 40 тыс. км пластмассовых труб. Их доля в системах внутренних трубопроводных сетей при новом строительстве в индустриально развитых странах составляет 20-40%, а в самых экономически преуспевающих - даже больше (в Швейцарии - 69,3%, в Финляндии - 50,8%, в Германии - 46,2%). В Нидерландах удельный вес пластмассовых трубопроводов в системах водоснабжения превышает 40%. В настоящее время в Англии 99% вновь строящихся водопроводных трубопроводов составляют полиэтиленовые. Уже в 1997 г. в Западной, Восточной и Центральной Европе было использовано 1,9 млрд. м таких труб. Предполагается, что ежегодный прирост использования пластмассовых труб составит 6-8%.
Хочется развеять типичное заблуждение о том, что пластмассовые трубы обходятся дороже, чем стальные. Реальные расчеты показывают, что даже в строительстве они дешевле стальных труб. По данным Московского Научно-исследовательского и проектного института типологии и экспериментального проектирования (МНИИТЭП), применение труб из полимерных материалов позволяет снизить стоимость санитарно-технического раздела жилого дома на 23,5%, общеобразовательной школы на 21,4%, детского дошкольного учреждения на 21,9%.
В области создания современных теплотрасс наиболее актуально применение труб в теплоизоляции из пенополиуретана и в гидрозащитной оболочке из полиэтилена или из оцинкованной стали. Такие трубопроводы позволяют существенно снизить потери тепла при его транспортировке, а также решается проблема с защитой наружной поверхности стальных труб от коррозии.
Для исключения возможности образования внутренней коррозии трубопроводов наиболее оптимальной является индустриально изготовленная конструкция теплопровода с применением труб из полимерных материалов, которые не подвержены коррозии и зарастанию внутренней поверхности различными отложениями.
В частности, для систем горячего водоснабжения и отопления допустимо применение труб из статистического сополимера пропилена с этиленом (рандом сополимера - PPR-80), имеющих термоизоляционный слой из пенополиуретана (ППУ) и гидрозащитное покрытие (оболочку). При бесканальной прокладке таких труб в земле гидрозащитная оболочка выполняется из полиэтиленовой трубы, при канальной или открытой - из оцинкованной стали. Другим перспективным коррозионностойким материалом для трубопроводов теплоснабжения является сшитый полиэтилен, широко применяемый в мировой практике для внутренних санитарно-технических трубопроводов горячего водоснабжения и отопления.
Резюмируя можно сказать, что проблема по замене старых изношенных трубопроводов действительно очень большая и серьезная, но она может быть решена при использовании новых материалов и технологий.
Леонид Милеев
независимый консультант по подбору оборудования для отопления, кондиционирования и водоснабжения
|