Możliwości stosowania rur z poliamidu PA 12 do budowy gazociągów na terenach szkód górniczych

• Autorzy: Wróblewska Anna

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.06.05

Warianty tytułu

EN

The use of PA12 polyamide pipes for the construction of gas pipelines in mining damage areas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce przy projektowaniu, budowie, przebudowie sieci gazowych stosuje się regulacje zawarte w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 26 kwietnia 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe i ich usytuowanie (Dz.U. z 2013 r., poz. 640). Jako materiały do budowy gazociągów rozporządzenie dopuszcza do stosowania stal i polietylen. Polietylen może być wykorzystywany do budowy gazociągów o maksymalnym ciśnieniu roboczym MOP 1,0 MPa. Budowa gazociągów powyżej tego ciśnienia realizowana jest więc wyłącznie z rur stalowych. W zakresie ciśnień do 1,6 MPa włącznie można by zastosować rury z poliamidu PA 12. Wymagania dla systemów rurociągów budowanych z poliamidu PA określone są w normach z serii ISO 16486 Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels – Unplasticized polyamide (PA-U) piping systems with fusion jointing and mechanical jointing. Normy te nie podają wytycznych postępowania w zakresie projektowania, budowy i eksploatacji gazociągów zlokalizowanych na terenach szkód górniczych. Niniejszy artykuł poświęcono ocenie możliwości stosowania rur z poliamidu PA 12 do budowy gazociągów na terenach szkód górniczych. W artykule przedstawiono opracowaną metodykę badań, uwzględniającą odkształcenia terenu występujące na terenach szkód górniczych powodujące naprężenia wzdłużne i zginające. Metodyka ta pozwala ocenić wpływ obciążeń i oddziaływań na wytrzymałość rurociągów z poliamidu PA 12. Uzyskane w trakcie badań wyniki ciśnienia przy granicy plastyczności p (Re) porównano z wynikami otrzymanymi dla próbek niepoddanych zginaniu. Wyniki badań potwierdziły, że rury PA 12 oraz ich połączenia zgrzewane elektrooporowo i połączenia mechaniczne (PA/STAL) nie wykazały obniżenia wytrzymałości rur poddanych odkształceniom wzdłużnym i zginającym. Potwierdza to, że istnieje możliwość ich wykorzystania do budowy gazociągów na terenach szkód górniczych do IV kategorii terenów górniczych. Natomiast w przypadku ewentualnego stosowania połączeń zgrzewanych doczołowo konieczne jest wcześniejsze przeprowadzenie dalszych badań i analiz mających na celu potwierdzenie ich wytrzymałości na działanie sił osiowych. Wykorzystanie w Polsce systemów rurowych z poliamidu do przesyłania gazu wymaga wprowadzenia zmian w prawie. Przeprowadzone w ramach pracy badania i uzyskane wyniki mogą stanowić kolejny krok do wprowadzenia nowych regulacji prawnych.

EN

In Poland, when designing, constructing and reconstructing gas networks, the regulations contained in the Regulation of the Minister of Economy of 26 April 2013 on technical conditions to be met by gas networks and their location apply (Journal of Laws 2013 item 640). The regulation regarding the materials used for the construction of gas pipelines allows for steel and polyethylene. Polyethylene can be used to build gas pipelines with a maximum working pressure of 1.0 MPa MOP. Construction of gas pipelines above this pressure is therefore carried out exclusively using steel pipes. In the pressure range up to and including 1.6 MPa, polyamide PA 12 pipes can be used. Requirements for piping systems built of PA polyamide are specified in the standards of the ISO 16486 Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels – Unplasticized polyamide (PA-U) piping systems with fusion jointing and mechanical jointing. These standards do not provide guidelines for the design, construction and operation of gas pipelines located in mining damage areas. This article is devoted to the assessment of the possibility of using polyamide PA12 pipes for the construction of gas pipelines in mining damage areas. The article pre- sents a developed research methodology that takes into account ground deformations occurring in mining damage areas causing longitudinal and bending stresses. The developed test methodology allows to assess the influence of loads and impacts on the strength of pipelines made of polyamide PA12. The pressure results obtained during the test at the yield point p (Re) were compared with the results obtained for the samples not subjected to bending. The results obtained from the conducted tests confirmed that PA12 pipes and their electrofusion welded joints and mechanical joints (PA/STAL) did not show a decrease in the strength of pipes subjected to longitudinal and bending deformations. This confirms that their use for the construction of gas pipelines in mining damage areas, in mining areas up to category IV, is possible. If it is possible to use butt-welded joints, it is necessary to conduct further tests and analyses to confirm their resistance to axial forces. The use of polyamide piping systems for gas transmission in Poland requires changes in the law. The research and results obtained as part of the work may constitute another step towards the introduction of new legal regulations.

Słowa kluczowe

PL

gazociąg; rury poliamidowe; szkody górnicze

EN

gas pipeline; polyamide pipes; mining damage

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 6
• Strony: 396--406
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Wróblewska Anna

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Barczyński A., 2006. Sieci gazowe polietylenowe. Projektowanie, budowa, użytkowanie. SITPNiG – Ośrodek Szkolenia Rzeczoznawstwa, Poznań.
• Instrukcja ITB nr 416/2006. Projektowanie budynków na terenach górniczych. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa.
• Jaworski J., Szewczyk P., 2016. Nowe materiały do budowy gazociągów. Przegląd Gazowniczy, 4: 54–57.
• Jaworski J., Szewczyk P., 2018. Polska czeka na nowoczesne gazociągi. Rynek Polskiej Nafty i Gazu: 56–63.
• Kawulok M., 2003. Górnicze i geologiczno-gruntowe dane do projektowania budynków na terenach górniczych. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Seria: Budownictwo, 97.
• Kijeński J., Polaczek J., 2004. Recykling tworzyw sztucznych według koncepcji zielonej chemii. Polimery, 49(10): 677–774.
• Klupa A., 1998. Kryteria techniczne budowy sieci gazowych z polietylenu z uwzględnieniem terenów górniczych. Rozprawa doktorska. AGH, Kraków.
• Lewandowski G., Rytwińska E., Milchert E., 2006. Właściwości fizyczne i zastosowanie poliamidu 12. Polimery, 51(11–12): 829–835.
• Popiołek E., 2009: Ochrona terenów górniczych. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne. Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków.
• Szewczyk P., 2017a. Weryfikacja dostępnych procedur prowadzenia prób szczelności rurociągów z tworzyw sztucznych o MOP = 1,6 MPa. Praca statutowa INiG – PIB, nr zlec. 0114/GP/17, Archiwum Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, Kraków.
• Szewczyk P., 2017b. Nowoczesne materiały i technologie do budowy gazociągów wysokiego ciśnienia oraz rurociągów technologicznych na terenach górniczych. Nafta-Gaz, 10: 778–783. DOI: 10.18668/NG.2017.10.07.
• Szewczyk P., 2018. Ciśnieniowe próby szczelności gazociągów z tworzyw sztucznych o MOP 1,6 MPa. Nafta-Gaz, 5: 386–390. DOI:10.18668/NG.2018.05.06.
• Wróblewska A., 2019. Stosowanie techniki zaciskania do zamykania przepływu gazu w gazociągach z poliamidu PA 12 o maksymalnym ciśnieniu roboczym 1,6 MPa. Nafta-Gaz, 8: 474–481. DOI: 10.18668/NG.2019.08.04.
• Akty prawne i normatywne
• DVS 2207-16:2010 Welding of thermoplastics – Heated tool welding of pipes and piping parts made of Polyamide 12.
• ISO 16486-5:2012 Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels. Unplasticized polyamide (PA-U) piping systems with fusion jointing and mechanical jointing. Fitness for purpose of the system.
• ISO 16486-6:2012 Plastics piping systems for the supply of gaseous fuels. Unplasticized polyamide (PA-U) piping systems with fusion jointing and mechanical jointing. Part 6: Code of practice for design, handling and installation.
• PN-EN ISO 3503:2015-04 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych. Połączenia mechaniczne między kształtkami i rurami ciśnieniowymi. Metoda badania szczelności przy ciśnieniu wewnętrznym zestawów poddanych zginaniu.
• PN-EN ISO 6259-1:2015-05 Rury z tworzyw termoplastycznych. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy rozciąganiu. Część 1: Ogólna metoda badań.
• prCEN TS12007-X:2018 Gas infrastructure. Pipelines for maximum operating pressure up to and including 16 bar. Part X: Specific functional requirements for polyamide (MOP up to and including 16 bar).
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 26 kwietnia 2013 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać sieci gazowe i ich usytuowanie (Dz.U. z 2013 r. poz. 640).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).