В Великобритании к муниципальным системам водоснабжения предъявляются чрезвычайно высокие требования по безопасности трубопроводов, обеспечивающие сохранность качества воды и стабильную работу системы, гарантирующую безопасность воды для населения. Среди них важнейшую роль играет стандарт AWWAC213, строго регламентирующий различные показатели, связанные с трубопроводами, и обеспечивающий важные рекомендации по безопасной эксплуатации систем водоснабжения. Среди различных материалов для трубопроводов трубы из углеродистой стали (LSAW/SSAW) выделяются своей исключительной прочностью, коррозионной стойкостью и отличной герметичностью, что делает их основными портативными водопроводными трубами для удовлетворения требований муниципального водоснабжения. Они широко применяются в различных проектах водоснабжения, обеспечивая надежную основу для стабильной работы системы водоснабжения Великобритании.

Понимание британского стандарта AWWAC213: Золотой стандарт безопасности питьевой воды

Стандарт AWWA C213, принятый в Великобритании в рамках жестких требований к системам муниципального водоснабжения, основан на принципе отсутствия риска загрязнения питьевой воды материалами. Трубы из углеродистой стали (LSAW/SSAW) подверглись систематическому технологическому обновлению, чтобы стать единственным основным материалом для труб, способным полностью соответствовать сложным требованиям этого стандарта. Их путь к соответствию требованиям демонстрирует глубокую интеграцию технологических инноваций и критериев стандарта:

I. Обеспечение структурной безопасности материальной базы

Стальные трубы обеспечивают масштабируемые решения для муниципальных водопроводов - от плотных городских сетей до магистральных водопроводов. Стальные трубы LSAW и SSAW получают структурное усиление за счет различных процессов формовки: в первом случае используется технология формовки UOE, характеризующаяся короткой длиной шва и равномерным распределением напряжения, что делает ее подходящей для сценариев водоснабжения под высоким давлением; во втором случае повышается ударопрочность за счет спиральной конструкции шва, что особенно удобно для районов с геологической просадкой. Оба процесса сертифицированы в соответствии с требованиями API 5L с пределом текучести ≥355 МПа, что обеспечивает стабильность конструкции в течение 50-летнего срока службы и служит надежной основой для внутреннего покрытия.

II. Точная адаптация технологии нанесения покрытий на подкладки

Для соблюдения пределов химической миграции, указанных в AWWWA C213, в трубах из углеродистой стали используется двухслойная защитная система:

1. Базовый инертный слой: Внутренняя стенка первой покрыта облицовкой из цементного раствора толщиной 150-300 мкм (сертифицирована по стандартам ISO 7085). Щелочная среда с рН 12-13 образует естественный барьер, препятствующий вымыванию ионов металлов; микропористая структура (пористость 18-22%) адсорбирует свободный хлор в воде, предотвращая реакции окисления.

2. Усиленный изоляционный слой: На участках со сложным качеством воды покрытие из эпоксидной смолы наносится методом электростатического распыления без растворителей, образуя плотный мембранный слой толщиной 0,3-0,5 мм.

Как стальные трубы обеспечивают безопасность и долговечность трубопроводов для питьевой воды2

 

III. Техническая реализация системы сертификации полного цикла

Соответствие труб из углеродистой стали стандартам достигается благодаря трехуровневой системе проверки:

- Возможность отслеживания сырья: Процессы производства стали соответствуют сертификату EN 10204, при этом содержание серы и фосфора контролируется на уровне ниже 0,025%, что сводит к минимуму риск миграции примесей из источника.

- Управление процессом: Пескоструйная обработка для удаления ржавчины (стандарт Sa2.5) проводится перед строительством облицовки, а температурные кривые контролируются в режиме реального времени во время отверждения покрытия для обеспечения качества пленки.

Стальные трубы LSAW и SSAW: Разработаны для распределения воды

1.Как критические компоненты водораспределительных труб, Трубы LSAW Стальные трубы LSAW, изготовленные с использованием процесса формовки UOE, производятся путем одношовной сварки для формирования корпуса трубы большого диаметра, при этом длина сварного шва составляет всего 1/3 - 1/2 окружности трубы. Это позволяет снизить точки концентрации сварочных напряжений на 70% по сравнению с традиционными многошовными конструкциями. Сварные швы проходят двойной контроль 100% ультразвуковой (UT) + радиографический (RT), при этом их несущая способность превышает 16 МПа, что значительно превосходит показатели труб из ковкого чугуна с такой же толщиной стенки (максимальная несущая способность 10 МПа). Даже при внезапном гидроударе (мгновенный пик давления в 1,8 раза превышает расчетное давление) сварные швы остаются без трещин, обеспечивая безопасность аварийного водоснабжения в многомиллионном районе.

2.Стальные трубы SSAW равномерно распределены под углами от 30° до 45° вокруг тела трубы, образуя окружную + осевую двойную несущую конструкцию. Стальные трубы SSAW успешно выдерживают ежегодное замораживание-оттаивание на 0,5-1,2 мм, поглощая энергию смещения грунта за счет спиральной деформации сварных швов, что позволяет избежать риска разрыва сварного шва, связанного с традиционными прямошовными трубами. Гибкая конструкция транспортировки гибкой трубы (длина одной бухты до 200 метров) повышает эффективность строительства на 60% в горных районах со сложным рельефом, сокращает количество сварных швов на 35% и минимизирует риски утечки из источника строительства.

Как стальные трубы обеспечивают безопасность и долговечность трубопроводов питьевой воды3

 

Достижение коррозионной стойкости: Ключ к долголетию

Для LSAW и Стальная труба SSAW, Для питьевого водопровода необходимо создать надежный внутренний и внешний защитный слой.

1. Порошковое покрытие на основе эпоксидной смолы (FBE)

Для жесткой водной среды (концентрация ионов кальция и магния > 200 ppm) и зон проникновения кислой почвы трубы LSAW и SSAW покрываются эпоксидной смолой толщиной 0,3-0,5 мм (продукт сертифицирован WRAS) методом электростатического напыления без растворителей. Эпоксидные группы в молекулярных цепочках покрытия образуют ковалентные связи с оксидами железа на поверхности стальной трубы. После 1000-часового испытания на погружение в соответствии со стандартами BS EN 13130-1 общее содержание летучих органических соединений (ЛОС) в фильтрате составило <0,001 мг/л, что значительно ниже предела 0,1 мг/л, установленного Директивой ЕС по питьевой воде (98/83/EC).

Гладкость поверхности покрытия (Ra ≤ 10 мкм) создает пластичный водопроводящий интерфейс. В ходе 10-летнего исследования эксплуатационного мониторинга, проведенного компанией London Thames Water на двух типах труб, скорость образования накипи составила <0,02 мм/год, что составляет лишь одну пятую часть от скорости образования накипи на необработанных стальных трубах. В сочетании с системой катодной защиты можно добиться нулевого проникновения коррозии на внутренние стенки труб LSAW и SSAW.

2.3PE композитное покрытие

Трубы LSAW и SSAW имеют трехслойную систему защиты от коррозии из полиэтилена (3PE): Первый слой, 50-100 мкм эпоксидного порошка (FBE), обеспечивает химически инертную основу. Промежуточный слой, 200-400 мкм клея, облегчает полярный переход. Внешний слой, 2-3 мм полиэтилена низкой плотности (LDPE), образует механический защитный слой. В грунте на побережье Северного моря с содержанием соли 1% и влаги 25% после 5000 часов испытаний в соляном тумане (метод NSS) радиус распространения коррозии в месте повреждения покрытия составил <2 мм, а сопротивление катодному расслоению - менее 10 мм (что значительно превышает стандартное требование в 15 мм).

Как стальные трубы обеспечивают безопасность и долговечность трубопроводов для питьевой воды - баннер

 

3.Проверка соответствия всей системы и оптимизация жизненного цикла

Будь то стальные трубы LSAW или SSAW, коррозионностойкие водопроводные трубы должны соответствовать требованиям стандарта AWWWA C213 по двойной инерции. Стоимость жизненного цикла стальных труб LSAW и SSAW с использованием полной системы защиты от коррозии на 22% ниже, чем труб из ковкого чугуна, в основном благодаря:

- Внутренняя облицовка сокращает частоту чистки трубопровода (с одного раза в 5 лет для традиционных стальных труб до одного раза в 15 лет)

- Внешнее покрытие увеличивает интервал катодной защиты с 500 метров до 1 500 метров, а снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание на 30%. Благодаря этому техническому преимуществу, это единственное решение для труб, прошедшее оценку 100-летнего жизненного цикла. 

Анализ долгосрочной стоимости сертифицированных труб из углеродистой стали

(1) Преимущество в стоимости жизненного цикла: Создание экономически эффективной водной инфраструктуры

Сертифицированные AWWWAC213 трубы из углеродистой стали LSAW и SSAW могут достичь проектного срока службы более 50 лет за счет структурного усиления и технологии защиты от коррозии, увеличивая цикл замены в 2-3 раза по сравнению с традиционными трубами. Хотя первоначальные инвестиции в сети из труб из углеродистой стали на 12% выше, чем у труб из ковкого чугуна, LCC сокращается на 28% благодаря отсутствию среднесрочных капитальных ремонтов и снижению частоты очистки трубопровода на 66%. Кроме того, превосходные напорные характеристики снижают потребность в насосных станциях, что уменьшает потребление энергии на 18% по сравнению с традиционными решениями, обеспечивая оптимизацию затрат на инвестиции, эксплуатацию и энергопотребление.

(2) Устойчивая стоимость: зеленый выбор

Перерабатываемость труб из углеродистой стали 100% делает их образцом циркулярной экономики. После демонтажа сталь переплавляется в электродуговой печи для производства новых труб, соответствующих стандартам EN 10204, что позволяет сократить углеродный след на 75% по сравнению с производством из первичной стали. В сочетании с технологией футеровочного покрытия достигается нулевой уровень утечек, что позволяет сократить потери водных ресурсов на 15-20% в год. Это обязательство по охране здоровья населения и устойчивости водопроводных сетей.