Сейсмостойкость гофрированных труб из нержавеющей стали: опыт применения

13 апреля 2023

Гибкие гофрированные трубы из нержавеющей стали более 40 лет применяются в сейсмически активных регионах, выступая надежным решением для организации газо- и водоснабжения, а также подключения других инженерных коммуникаций.

Турецко-сирийская трагедия, произошедшая 6 февраля 2023 года, заставила вспомнить о разрушительных силах природы и печальных последствиях дрожи земли. Серия мощных толчков магнитудой 7,5–7,8 стала причиной гибели тысяч человек, сотен тысяч раненных, разрушения зданий и даже целых городов. Были повреждены газопроводы и другие инженерные системы. Сейсмическая активность наблюдалась в соседних странах, «эхо» докатилось даже до моря Лаптевых, берегов Камчатки и даже Краснодарского края.

По данным ООН, восемь из десяти крупнейших мегаполисов планеты расположены в сейсмоопасных зонах. В их число входят Токио, Мехико, Нью-Йорк, Мумбаи, Нью-Дели, Шанхай, Калькутта и Джакарта. В России сейсмически опасными регионами являются Камчатка, Южный Сахалин, Курильские и Командорские острова, Якутия, Байкал и Забайкалье, горный Алтай, Урал, Крым и Северный Кавказ. В этих зонах высока вероятность подземных толчков силой 7–8 баллов по шкале Рихтера. Однако их отголоски магнитудой до 5 могут ощущаться и на остальных территориях, которые считаются более сейсмически спокойными.

Ученые прогнозируют, что сейсмическая активность в ближайшие годы будет выше средней. Отсутствие надежных и достоверных методов прогнозирования места и времени землетрясений, делает максимально востребованными сейсмоустойчивые технологии строительства зданий и сооружений, направленные на сохранение целостности конструкций и работоспособности систем даже при высоких магнитудах землетрясений. В число таких технологий входит использование гофрированных труб из нержавеющей стали в качестве гибких подводок для газо-, водоснабжения и других коммуникаций.

Токийский опыт применения гофротруб из нержавеющей стали

По данным Японского метеорологического агентства, за последние 10 лет в Японии произошло 14 711 землетрясений с сейсмической интенсивностью 1 балл или выше. Идея создания гибких гофрированных труб возникла именно здесь, в 1980-е годы. Она была продиктована необходимостью сделать трубы для газо- и водоснабжения более сейсмостойкими. Жесткие трубопроводы часто рвались даже во время небольших землетрясений.

Токийское бюро водоснабжения (Tokyo Water Supply Bureau) более 10 лет проводило обширные исследования проблемы протечек в системах водоснабжения. Так, 60,2 % утечек были вызваны недостаточной прочностью материала водопроводной трубы при воздействии внешней силы (в том числе вызванных сейсмоактивностью), а 24,5 % утечек происходило в соединениях труб. 8% утечек связаны с расширением пластмасс под действием высоких температур.

Решение было найдено в гибких трубах из нержавеющей стали, которые могут поглощать вибрации, вызванные сейсмической активностью, до определенного уровня. Такие изделия стали пользоваться популярностью благодаря своей надежности и простому монтажу. Безогневой метод соединений с помощью накидных муфт освободил пользователей от трудозатратной пайки жестких медных линий. Кроме того, гофротрубы легко изгибать под любым углом, что значительно сокращает количество стыков (или даже полностью их исключает), экономя время и затраты на установку.

В мае 1980 года Японская ассоциация водных путей (Japan Waterway Association) рекомендовала применять гофрированные трубы из нержавеющей стали в системах водоснабжения. В результате проблема протечек воды решилась в корне. Согласно статистике Международного форума по нержавеющей стали (International Stainless Steel Forum), с увеличением доли гофрированных трубопроводов из нержавеющей стали для водоснабжения количество утечек воды сократилось с более чем 260 миллионов кубических метров в 1980 году до 33 миллионов кубических метров в 2000 году.

В настоящий момент 100% систем водоснабжения Токио применяют гибкие гофрированные трубы. Успешный опыт японской столицы подхватили тайваньский Тайбэй и корейские города Сеул, Тэгу, Инчхон, Дэчон, где также наблюдается повышенная сейсмоактивность.

Шт_статья2.jpg

Результаты сокращения утечек в водопроводных системах Токио, Сеула и Тайбэя после применения гофрированных труб из нержавеющей стали. Источник: Международный форум по нержавеющей стали

Гофрированные трубы из нержавеющей стали и фитинги российского производства

Строительство жилых и общественных зданий в сейсмических районах Российской Федерации регулируется сводом правил СП 14.13330.2018, требованиям которых полностью соответствует гибкие гофрированные трубы из нержавеющей стали Stahlmann производства российской Группы компаний «Специальные системы и технологии» (ГК «ССТ»).

ГК «ССТ» с 2013 года выпускает гибкие гофрированные трубы из нержавеющей стали и входит в пятерку крупнейших производителей данного вида продукции, согласно результатам исследования QY Research. Продукция компании известна на рынке под брендом Stahlmann и получила применение на десятках крупнейших объектов нашей страны и за ее пределами, среди которых Москва-Сити, стадион «Лужники», аэропорт в Нижнем Новгороде, торговые центры и лечебные учреждения. В настоящий момент ассортимент продукции Stahlmann включает отожженные и неотожженные гофрированные трубы из стали AISI 304 и AISI 316 L, отожженные трубы в оболочке и с цветным напылением типоразмерами от 15А до 50А, а также фитинги и крепления для систем пожаротушения. Российское производство труб Stahlmann подтверждено официальным заключением Министерства промышленности и торговли РФ.

Уникальные потребительские свойства и технические характеристики гибких гофрированных труб из нержавеющей стали Stahlmann имеют широкий диапазон сфер применения, в том числе в сейсмоопасных зонах. В частности, свод правил СП 14.13330.2018 предписывает при проектировании и строительстве в сейсмических районах применять конструктивные схемы, материалы и конструкции, обеспечивающие наименьшие значения сейсмических нагрузок. Гофрированная поверхность трубы Stahlmann позволяет снизить вибрацию при сейсмической активности, при этом механическая целостность трубы не меняется, труба не разрушается. Рабочее давление составляет 1,5 МПа, в то время как максимальное (разрушающее) давление — 21 МПа при температуре 20 °C. Гофрированная труба ГК «ССТ» имеет примерно десятикратный запас устойчивости к перепадам давления и выдерживает гидроудары до 60 бар.

Во время мощнейшего землетрясения в Кобе, случившегося в Японии в 1995 году, резервуары и трубопроводы из нержавеющей стали не пострадали от землетрясений благодаря их высокой прочности и отличной ударопрочности. Резервуары и трубопроводы из нержавеющей стали также взяли на себя задачу снабжения питьевой водой людей в руинах. В результате внимание привлекла выдающаяся сейсмостойкость резервуаров и труб из нержавеющей стали и их безопасность для здоровья человека.

By matanao - self-pictured, CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4073675

Стоит отметить еще одно важное преимущество применения Stahlmann в сейсмоопасных зонах. Гофротруба имеет крайне небольшой радиус изгиба и не меняет проходного сечения при изгибе. Это исключает необходимость использования дополнительных соединений на поворотах (угольников). Меньше соединений — меньше слабых мест для появления протечек при вибрациях.

для подвода газа к газопотребляющему оборудованию;
в системах ГВС и ХВС;
в качестве гибких кабель-каналов;
как гибкие подводки в спринклерных системах автоматического пожаротушения.

Специально для подключения газового оборудования ГК «ССТ» выпускает гофрированные трубы в желтой полимерной оболочке и линейку газовых фитингов, обеспечивающих электрическую изоляцию газопотребляющего прибора и газопровода здания.

Труба в белой полимерной оболочке сделает прокладку систем горячего и холодного снабжения незаметной в интерьере, оставаясь при этом надежным и безопасным для здоровья решением.

Безопасность и экологичность применения труб из нержавеющей стали Stahlmann в системах снабжения питьевой водой подтверждена официальным заключением санитарно-эпидемиологической экспертизы.

Коррозионная стойкость, долговечность, гибкость, простота монтажа и уменьшение количества стыков делает гофрированной трубы из нержавеющей стали надежной основой инженерных коммуникаций жилых и общественных зданий, в том числе расположенных в сейсмически активных зонах.
Многолетний опыт применения гофрированных труб из нержавеющей стали в городах, подверженных частным землетрясениям, таких как Токио, Сеул и Тайбэй, доказывает эффективность данного вида продукции в газо- и водоснабжении.