MATERIALE UTILIZATE IN SISTEMELE DE DISTRIBUTIE A GAZELOR

Materiale utilizate in sistemele de distributie A GAZELOR

Gazele naturale au existat si au inceput a fi exploatate inca din perioadele stravechi ale omenirii. Modul de exploatare a acestei resurse energetice, transportul si utilizarea ei au fost si sunt determinate de treptele evolutive ale gandirii umane, materializate in aplicatiile tehnice si tehnologice ale momentului.

Prezentam asadar, cateva momente semnificative ale realizarii conductelor destinate transportului gazelor naturale:

In anul 150 d.H., in China, scurgerile de gaze naturale erau colectate si transportate prin tuburi de bambus catre rafinarea sarii;

Gazul lampant era colectat in sac de piele, prevazut cu o fanta de scurgere pentru ardere;

La inceputul secolului XIX, gazul produs in casa lui Frederick Winsor era transportat prin conducte de fier cositorite pana la lampile din gradinile printului de Wales;

In 1860 Manessman inventeaza primul proces tehnologic de fabricare a conductelor din otel fara sudura pentru transportul gazelor naturale;

In 1878 Bloomfield- Indiana (S.U.A.): o conducta de 32 km pentru transportul gazelor esueaza. Cauze: scurgeri de gaze, materialul conductelor: lemn de pin;

In 1925 in S.U.A. se monteaza prima conducta sudata(Louisiana, 384 km);

Intre 1960-1970 in lume se pune problema utilizarii conductelor din polietilena presata.

In Romania, rolul materialelor folosite pentru vehicularea gazelor naturale a fost nesocotit (obicei care, de fapt, persista) in mod nejustificat. Multi ani, materiale vechi, burlane casate din exploatare, au fost folosite pentru constructia conductelor. De aici si pana la pierderile de gaze, defectiuni si accidente nu a fost decat un pas.

Dupa infiintarea distributiei de gaze din Turda si Campia Turzii, se monteaza statiile de reglare-masurare gaze. In aval de acestea gazul este vehiculat la presiunea de 500 mm col. H₂O, prin conducte din fonta imbinate prin infiletare si etansare cu cositor. Acesta este inlocuit, din 1925, cu inele de cauciuc si "lana de plumb" stemuita.

Dupa 1932, insa, optica s-a schimbat radical. A inceput utilizarea conductelor din otel Manessman, izolate cu bitum si insertie de iuta. Imbinarea tevilor se facea initial prin mufe filetate, metoda care nu a durat prea mult, cauza fiind determinata de pierderile de gaze. Au aparut, apoi, mansoane de strangere cu inel de cauciuc.

Odata cu dezvoltarea industriei in Romania, otelurile tip Mannessmann sunt treptat inlocuite cu cele fabricate in tara. Pentru acestea apar standarde de calitate pentru tevi din otel fara sudura pentru instalatii, tevi din otel fara sudura laminate la cald, pentru constructii precum si pentru tevi din otel fara sudura, trase sau laminate la rece, pentru constructii.

In perioada de dupa 1980, la unele lucrari de inlocuiri, s-a constat calitatea impecabila a conductelor din otel Mannessmann (luciu metalic), montate in anii '40, comparativ cu cea a unor conducte din otel romanesc, cu certificate de calitate si care, dupa 10 - 15 ani se prezinta ca un tub de pamant colmatat, cu usoare urme de oxizi de fier si resturi de bitum.

Normativele si reglementarile tehnice, in vigoare de-a lungul timpului, au precizat conditiile de calitate a tevilor utilizate in constructia retelelor de distributie gaze.

Calitatea materialelor (otel) utilizate in perioada socialista, izolatiile aplicate pe teava (chiar reglementate in functie de agresivitatea solului), masurarea incorecta sau deloc a agresivitatii, lipsa aproape desavarsita a instalatiilor de protectie catodica, au condus la asimilarea nepermis de timida a metodei de utilizare a conductelor si elementelor din poletilena.

Asistam, in ultimii ani, la o ascensiune rapida a utilizarii materialelor plastice in cele mai diverse domenii. In particular, este din ce in ce mai frecventa utilizarea tuburilor din mase plastice pentru transportul diferitelor tipuri de fluide: de la retelele utilitare ale localitatilor intelegand prin acestea distributia apei si gazelor naturale precum si evacuarea apelor reziduale continuand cu agricultura (sisteme de irigatie), apoi cu industria chimica si petrochimica (pentru transportul fluidelor corozive) si terminand cu simple instalatii de utilitati.

Printre avantajele obtinute ca urmare a utilizarii materialelor plastice, fata de cele traditionale (metale feroase sau neferoase) amintim

a. Masa specifica scazuta care impune, indirect, probleme minore in transport, manipulare si punere in opera. Cea mai mare parte a materialelor plastice prezinta densitati cuprinse intre 0,9 si 1,4 kg/dm³, cu mult mai mici decat cea a otelului.

b. O buna rezistenta chimica la diferite substante chimice si la solventi organici.

c. Foarte bune proprietati de izolator termic si electric; in particular, rezistenta la curenti electrici vagabonzi claseaza materialele plastice ca rezistente la unele forme de coroziune.

Pot fi luate in considerare unele conditii limita in utilizarea materialelor plastice:

a. Rezistenta mecanica scazuta si rigiditatea limitata. Valorile caracteristice ale rezistentei mecanice (20 - 60 MPa) si ale constantei elastice E (900 - 4000 MPa) sunt net inferioare proprietatilor similare ale materialelor metalice.

b. Temperatura de lucru limitata; cea mai mare parte a materialelor plastice nu sunt utilizabile pentru fluide la temperaturi ridicate (T_max C, in mod obisnuit), dar tehnologii moderne permit realizarea de compozitii de materiale rezistente pana la temperaturi de 300 - 400 C.

c. Duritate superficiala scazuta, determinand riscul formarii crestaturilor (zgarieturilor) locale, care sunt la originea ruperilor.

d. Rezistenta limitata la unii agenti atmosferici: unele materiale plastice pot fi atacate structural din cauza expunerilor indelungate la agenti atmosferici si, in particular, luminii (radiatiilor ultraviolete). Adaugarea de elemente stabilizatoare inca din faza de productie si masuri adecvate de stocare pot reduce aceste efecte.

e. Coeficientul ridicat de dilatare termica liniara (de 10-20 de ori mai mare ca al otelului). Aceasta situatie trebuie luata in considerare inca din fazele de proiectare a retelelor. Astfel, se impun prevederi referitoare la compensarea eforturilor produse din cauza variatiilor termice ale mediului.

Constituentul principal al materialelor plastice, determinant in comportamentul lor fizic si tehnologic, este macromolecula cu masa moleculara ridicata - polimerul. In structura polimerica sunt adaugati aditivi avand diferite roluri (stabilizatori, plastifianti, pigmenti, etc).

Principalele grupe de materiale plastice de larga utilizare sunt termoplastice, elastomeri si termoelastice. Mai mult de 40 % din materialele termoplastice prezinta structuri de tip "amorf". Alte produse, ca de exemplu, polietilena, pot prezenta, in urma proceselor de polimerizare, dispozitii de tip amorf sau partial cristalin (in cazul polietilenei, pana la 95% din volum).

Spre deosebire de materialele metalice al caror comportament elastic este liniar, independent de durata de aplicare a incarcarii, materialele plastice sunt caracterizate de un regim vascoelastic neliniar.

In practica, sub actiunea unor solicitari mecanice constante, deformatia creste in timp si, odata incarcarea fiind inlaturata, materialul plastic revine partial spre forma initiala. Acest comportament este evidentiat prin cresterea temperaturii de functionare (fenomenul de curgere vascoasa - lenta, CREEP).

La temperaturi scazute, in general, structura moleculara a materialelor plastice se prezinta rigida si fragila, aceasta depinzand de lipsa mobilitatii moleculare. Aceasta stare se mentine pana la atingerea unei temperaturi critice, T_g (temperatura de tranzitie fragila). Peste aceasta temperatura, legaturile polimerice ale structurii moleculare se desprind, materialul devenind mai putin rigid, cvasiplastic, terminand cu atingerea temperaturii de inmuiere T_m.

Cele de mai sus conduc la limitarea utilizarii materialelor plastice in anumite intervale de temperatura.