Typen ondergrondse gasleidingen: HDPE versus staal, codes en installatietips

Het korte antwoord: polyethyleen, met gecoat staal als back-up

Buis van polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE), vervaardigd volgens ASTM D2513, is het materiaal dat de meeste gasaannemers tegenwoordig zullen specificeren voor een ondergrondse aardgasleiding. Het corrodeert niet, de smeltlasverbindingen zijn sterk genoeg om als doorlopende buis te worden behandeld en het kan om obstakels heen buigen zonder dat er een enkele ondergrondse fitting nodig is. Gecoate stalen buizen zijn de legitieme tweede optie, en zijn nog steeds vereist op sommige plaatsen, bij hogedrukdiensten of bij ongebruikelijke bodemomstandigheden. Koper, zwart ijzer, PVC en onbeschermd staal mogen niet in een gassleuf worden begraven, tenzij een specifieke code of fabrikantlijst aangeeft dat dit wel mag.

Die conclusie is van belang omdat defecten aan ondergrondse gasleidingen niet hetzelfde zijn als defecten aan bovengrondse pijpleidingen. Een klein lek onder een oprit kan jarenlang onopgemerkt blijven en de hele leiding moet worden uitgegraven om het te repareren. Materiaalkeuze is dus geen voorkeursoefening; het is een besluit over naleving van de code en veiligheid.

Waarom HDPE-buizen de standaard zijn geworden voor ondergrondse gasleidingen

Polyethyleen buizen voor gasleidingen zijn een beproefd, gereguleerd product en geen generieke plastic buis. Het wordt specifiek geproduceerd volgens de ASTM D2513-standaard en verschijnt doorgaans als een SDR 11-buis met een identificatiestreep en gedrukte markeringen die de materiaalklasse en drukclassificatie aangeven. Voor de meeste residentiële en commerciële gasdistributiesystemen is PE4710-hars, ook verkocht als PE100 op veel mondiale markten, de materiaalkwaliteit waar de huidige specificaties om vragen.

Drie kenmerken verklaren waarom HDPE de ondergrondse markt domineert:

• Corrosiebestendigheid. Polyethyleen heeft geen verpakking, coating of kathodische bescherming nodig, wat betekent dat er na verloop van tijd niets afbreekt in vochtige of zure grond.
• Fusie gewrichten. Stuiklassen en elektrolassen verbinden PE-buizen door de materialen samen te smelten, waardoor een verbinding ontstaat die lekvrij is en vaak sterker dan de buiswand zelf. Onder het niveau zijn geen mechanische koppelingen, schroefdraden of met oplosmiddel gecementeerde verbindingen nodig.
• Duurzaamheid onder grondbewegingen. PE-buizen kunnen buigen bij bodemzetting, vorstbewegingen en zelfs kleine seismische activiteit zonder te scheuren, wat een groot voordeel is ten opzichte van stijve metalen buizen.

Aan het gebruik van PE-gasleiding zijn wel voorwaarden verbonden. Omdat het materiaal niet-metaalachtig is, vereist de code een tracerdraad die in de pijp wordt begraven, zodat toekomstige opgravingen de lijn kunnen lokaliseren. PE-buizen moeten tijdens opslag ook worden beschermd tegen direct zonlicht en zijn niet bedoeld voor blootgestelde bovengrondse afvoeren. In een typische installatie gaat de PE-leiding bovengronds over naar staal of CSST bij een stijgleiding aan de meter- of gebouwmuur.

Wanneer codefunctionarissen of projectomstandigheden stalen buizen vereisen

Staal blijft het gespecificeerde materiaal voor veel ondergrondse gasinstallaties, vooral in commerciële en industriële projecten waar hogere bedrijfsdrukken, risico op mechanische schade of lokale wijzigingen in de stookgascode de voorkeur geven aan een metalen lijn. Het normbasismateriaal is een Schedule 40-smeedijzeren of stalen buis met een standaardgewicht, gegalvaniseerd of anderszins beschermd tegen corrosie.

Galvaniseren alleen is echter in de meeste bodems niet voldoende bescherming voor ingegraven staal. De geaccepteerde praktijk is om de buis te omwikkelen met een corrosiebeschermingssysteem zoals Scotch Coat, in de fabriek aangebrachte beschermende tape of een geëxtrudeerde polyethyleencoating, en in agressieve bodems wordt een technisch kathodisch beschermingssysteem toegevoegd. Onbeschermd zwart staal dat in de grond is begraven, zal snel gaan corroderen; de roest aan de buitenkant, gecombineerd met de interne zwavelverbindingen die in aardgas voorkomen, verkort de levensduur dramatisch.

Stalen buizen brengen ook problemen met zich mee op het gebied van verbindingen: een Schedule 40-schroefverbinding met schroefdraad is volgens veel codes acceptabel, maar schroefdraadverbindingen zijn een veelvoorkomend lekpunt wanneer de buis wordt blootgesteld aan de aanhoudende buiging en trillingen van bodemzetting. Om deze reden geven veel aannemers er de voorkeur aan om stalen lengtes te laten lassen in plaats van van schroefdraad te voorzien wanneer de run wordt ingegraven.

Kies staal als een gasbedrijf, plaatselijke inspecteur of technische specificatie dit expliciet vereist, als de ingraafdiepte minimaal moet zijn, of als de lijn een gebied kruist waar de grond zo rotsachtig is dat een plastic buis door opvulling kan worden doorboord voordat deze wordt afgedekt. Anders zal HDPE bijna altijd de eenvoudigere, goedkopere en duurzamere keuze zijn.

Leidingmaterialen die uit een gasgeul moeten worden gehouden

Sommige materialen die perfect geschikt zijn voor water-, afvoer- of gasleidingen binnenshuis, horen niet ondergronds in een gassysteem. Weten welke u moet weigeren, is net zo belangrijk als weten welke u moet kopen.

Zwarte ijzeren pijp is het standaardmateriaal voor gasleidingen binnenshuis in veel gebouwen, maar biedt geen corrosiebescherming en mag niet direct ingegraven worden. Koper is door de meeste brandstofgascodes verboden omdat zwavelverbindingen in aardgas koper aantasten en corrosieve aanslag produceren die binnen een paar jaar kan bezwijken. PVC is de meest voorkomende verkeerde identificatie onder minder ervaren kopers: PVC-afvoerbuizen zijn niet drukbestendig voor gas en zijn ook niet toegestaan door de code, en de met oplosmiddel gecementeerde verbindingen kunnen opengaan als de grond beweegt. CSST is ontworpen voor flexibele gasleidingen binnenshuis; alleen specifieke vermelde versies voor directe ingraving mogen ondergronds worden geïnstalleerd, en zelfs deze moeten doorgaans door een leiding worden geleid en op het aardingssysteem worden aangesloten.

Installatieregels die van toepassing zijn op elke ondergrondse gasleiding

De beste pijp ter wereld zal niet slagen voor een inspectie als deze verkeerd wordt begraven. De International Fuel Gas Code en de International Residential Code, die de basis vormen van de meeste lokale regelgeving voor gasleidingen, stellen testbare eisen die van toepassing zijn op zowel polyethyleen- als stalen systemen.

• Begraafdiepte. Gasleidingen moeten doorgaans een dekking van minimaal 12 tot 18 inch hebben, met een diepere dekking onder opritten en autoverkeersgebieden. Lokale overheden kunnen die diepgang vergroten; controleer het wijzigingsblad voordat u sleuven graaft.
• Traceerdraad en markeringstape. Niet-metalen leidingen moeten worden geïnstalleerd met een doorlopende tracerdraad die naar een testpunt loopt, en in veel rechtsgebieden is ook een detecteerbare waarschuwingstape boven de leiding vereist om graafmachines te waarschuwen.
• Bescherming tegen opvullen. De eerste laag opvulling moet vrij zijn van stenen en scherp vuil; Zand of fijne aarde wordt vaak gebruikt om de buis en eventuele coatings tegen beschadiging te beschermen.
• Druktest. Ondergrondse leidingen moeten vóór het opvullen van de sleuf op druk worden getest, zodat lekken worden opgespoord terwijl ze nog toegankelijk zijn.
• Vergunning en keuring. De meeste gemeenten hebben voor alle werkzaamheden aan een gasleiding een vergunning nodig en plannen een inspectie in de open sleuffase. Als u zonder inspectie werkt, vervalt in veel gevallen de verzekeringsdekking.

Elk van deze vereisten bestaat omdat ingegraven buizen later niet visueel kunnen worden geïnspecteerd. De kosten om het werk op de juiste manier uit te voeren op het moment van installatie zijn triviaal vergeleken met de kosten van het uitgraven van een betonnen oprit om een ​​gaatje te vinden.

Waar u op moet letten als u een pijp koopt voor een ondergronds gasproject

Niet elke polyethyleen leiding is goedgekeurd voor gas en niet elke leverancier beschikt over de productiecontroles om een consistent product te leveren. Wanneer u offertes vergelijkt, controleer dan de vier punten die een materiaal dat aan de code voldoet, onderscheidt van een aansprakelijkheidsrisico.

Ten eerste moet de buis worden geproduceerd volgens een erkende gasnorm, zoals ASTM D2513 in Noord-Amerika, ISO 4437 voor gas op veel internationale markten, of de relevante nationale norm, en moet deze dienovereenkomstig worden gemarkeerd. Ten tweede moet het worden samengesteld uit zuivere PE4710- of PE100-hars; Gerecycleerde verbindingen of verbindingen van derden bieden lagere kosten, maar ze bevatten niet de gegevens over spanningsbreuken die de gasdienst vereist. Ten derde moet de fabrikant de kwaliteitscontrole kunnen documenteren via een ISO 9001-gecertificeerd productiesysteem en een intern laboratorium dat elke batch test. Ten vierde: controleer de traceerbaarheidsmarkering op de buis, die de producent, de materiaalklasse, de drukwaarde en de productiedatum permanent moet identificeren.

Fabrikanten die de exportgasmarkten bedienen, zoals Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. in Shanghai, China, structureren hun HDPE-lijn doorgaans specifiek rond deze vereisten. Shanghai Zhongsu produceert een toegewijde HDPE-buis voor gas distributie, exploiteert een faciliteit van 70.000 vierkante meter en is in het bezit van ISO 9001-, ISO 14001- en OHSAS 18001-certificeringen, samen met een CNAS-geaccrediteerd laboratorium voor materiaal- en druktests. Het praktische punt voor een koper is dat een gasleiding slechts zo goed is als de combinatie van materiaalkwaliteit, productiecontrole en installatiekwaliteit erachter. Een goedkope, ongemarkeerde pijp die op de verkeerde diepte is begraven, kan elk ander onderdeel van een goed ontworpen systeem tenietdoen.