Horyzontalne przewierty sterowane rurami PE

Dobór odpowiedniej rury PE w horyzontalnym przewiercie sterowanym nie jest sprawą prostą i wymaga wykonania szeregu skomplikowanych obliczeń. Należy sprawdzić wytrzymałość rury na siłę ciągnięcia uwzględniając krzywiznę trajektorii, oraz wytrzymałość na ciśnienie różnicowe i obciążenie eksploatacyjne. Niestety wiedza na ten temat nie jest w Polsce zbyt rozpowszechniona co skutkuje częstymi błędami popełnianymi przez projektantów i wykonawców.

Do najczęstszych błędów należą źle dobrana dopuszczalna siła ciągnięcia oraz stosowanie obliczeń statyczno -wytrzymałościowych przeznaczonych dla rur instalowanych metodą wykopu otwartego.

Błędy popełnione na etapie doboru rury mogą skutkować jej uszkodzeniem w trakcie instalacji lub eksploatacji. Uszkodzenia instalacyjne są często trudne do wykrycia, a uszkodzenia eksploatacyjne zachodzą wskutek długotrwałych procesów i ujawniają się z reguły po kilku latach eksploatacji rurociągu.

Prowadzi to do znacznego skrócenia żywotności rurociągów i naraża inwestora na niepotrzebne koszty. Należy zauważyć, że żywotność prawidłowo zainstalowanej rury PE, producenci oceniają na minimum 100 lat.

Celem niniejszego artykułu jest skrótowe omówienie poprawnej metodyki obliczeń stosowanej w doborze rur PE, z podaniem wszystkich niezbędnych równań matematycznych. Ze względu na duży stopień skomplikowania niektórych obliczeń, proponujemy Państwu zapoznanie się z programem komputerowym HDD-PE, który w znacznym stopniu ułatwia ich wykonanie. Wersję demonstracyjną programu można pobrać TUTAJ.

Rury PE stosowane w przewiertach

Do wykonywania przewiertów sterowanych najczęściej wykorzystuje się rury z polietylenu (PE). Jest to spowodowane dużą elastycznością tych rur pozwalającą na uzyskiwanie małych promieni gięcia, oraz połączeniami zgrzewanymi przenoszącymi siły osiowe występujące podczas przeciągania rur. Praktycznie z użycia wyszły już rury typu PE80 zastąpione nowszą generacją PE100. Oprócz standardowych rur PE100, od pewnego czasu na rynku pojawiły się rury PE100 RC o zwiększonej odporności na zarysowania i naciski punktowe. Skrót RC oznacza Resistance to Crack czyli odporne na pękanie.

Właśnie te rury są obecnie zalecane przez producentów do wykonywania przewiertów. Rury PE100 RC powinny być zgodne z niemieckim standardem PAS 1075, który przewiduje następujące typy rur:

• typ 1 - rury o ściance jednowarstwowej,
• typ 2 - rury o ściance dwuwarstwowej lub trójwarstwowej,
• typ 3 - rury z płaszczem ochronnym.

Należy zauważyć, że warstwy ścianki w typie 2 są wykonane z polietylenu PE100 RC i połączone ze sobą molekularnie. Połączenie molekularne powoduje, że ilość warstw ścianki nie ma wpływu na wytrzymałość rur. Warstwy mają jedynie charakter sygnalizacyjny, dzięki temu, że są zróżnicowane kolorystycznie, można przy ich pomocy ocenić głębokość zarysowań rury i stwierdzić czy rysy są niebezpieczne dla trwałości ścianki. Suma grubości wszystkich warstw ścianki daje grubość ścianki standardowej rury PE100 zgodnej z PN-EN 12201.

Inaczej wygląda sprawa z typem 3, tutaj płaszcz ochronny nie jest połączony molekularnie ze ścianką rury. Sumaryczna grubość ścianki to grubość ścianki standardowej rury PE100 powiększona o grubość płaszcza ochronnego. Płaszcz ochronny jest zwykle wykonany z polipropylenu (PP), a ścianka rury z polietylenu PE100 RC. Rury typu 3 charakteryzują się największą odpornością na zarysowania i naciski punktowe, ale mogą okazać się mniej wygodne w użyciu - przy zgrzewaniu może zajść potrzeba zdjęcia płaszcza ochronnego, lub wystąpi problem z zaciskami zgrzewarki ze względu na zbyt dużą średnicę zewnętrzną rury.