Steuerung des Durchflusses in Polyethylenrohren

In den meisten Gasverteilungsanlagen sind Polyethylenrohre vorhanden. Obwohl sie langlebig und langlebig sind, sind dennoch Wartung und Reparaturen erforderlich. Dieser Artikel identifiziert die beste Methode zur Flusskontrolle und -isolierung und untersucht die jeweiligen Vorteile und Einschränkungen.

Als Rohre aus Polyethylen (PE) Ende der 1960er Jahre erstmals in der Gasverteilung eingeführt wurden, boten sie eine deutliche Verbesserung in Bezug auf Kosteneffizienz, Haltbarkeit und einfache Installation. Seitdem dominieren PE-Rohre die Landschaft der Gasverteilungssysteme. In den USA und Kanada verwenden mehr als 90 % der Erdgasverteilungssysteme PE-Rohre in ihren Installationen. PE-Rohre werden auch in den meisten Installationen in Australien verwendet und werden zunehmend in Pipelines auf der ganzen Welt eingesetzt.

Die Vorteile von PE-Rohren in der Gasverteilung liegen im Vergleich zu herkömmlichen Metallrohrsystemen klar auf der Hand. Im Gegensatz zu Metallrohren sind PE-Rohre nicht anfällig für Korrosion oder Rost und äußerst widerstandsfähig gegen Risse durch Umwelteinflüsse. Da PE-Rohre leicht, flexibel und einfach zu lagern sind, wird die Installation und Wartung von Verteilungssystemen im Vergleich zu Metallrohren erheblich vereinfacht. PE-Rohre benötigen bei der Herstellung weniger Energie als Metallrohrprodukte und sind aufgrund ihrer Langlebigkeit kosteneffizienter.

Obwohl PE-Rohre eine längere Lebensdauer und Haltbarkeit bieten, ist es gelegentlich erforderlich, Wartungsarbeiten oder Notfallreparaturen durchzuführen. Vom Austausch älterer Armaturen und Verbindungen bis hin zu Leitungsverlegungsprojekten oder der Installation von Absperrventilen ist es für Versorgungsunternehmen von entscheidender Bedeutung, den Durchfluss in PE-Verteilungsleitungen isolieren zu können. Dafür gibt es mehrere Methoden, und jede hat ihre Stärken und Schwächen in Bezug auf Effizienz, Zuverlässigkeit und langfristige Auswirkungen auf ein PE-Rohrleitungssystem.

Zwar gibt es mehrere etablierte Möglichkeiten, den Durchfluss in PE-Rohren zu kontrollieren und zu stoppen, es sind jedoch auch neue Techniken entstanden, die eine Überlegung wert sind. Hier sind einige Optionen sowie die Vor- und Nachteile, die Benutzern bei der Bewertung der besten Methode für ihre PE-Pipeline helfen sollen.

Quetschen Aufgrund der flexiblen und robusten Eigenschaften von PE-Rohren hat sich das Abquetschen oder Abquetschen bereits vor mehreren Jahrzehnten als wirksames Mittel zur Durchflusskontrolle etabliert. Das Quetschen erfolgt durch Komprimieren des PE-Rohrs zwischen parallelen Stäben; Bei Berührung der Innenflächen wird eine vollständige Absperrung erreicht. Obwohl die Technik einfach ist, erfordert sie speziell entwickelte Abquetschwerkzeuge, die auf den spezifischen Durchmesser und das Standardabmessungsverhältnis des Rohrs kalibriert werden müssen. Die richtige Ausrüstung und Leistung ermöglichen eine effektive Durchführung des Verfahrens, ohne dass das Rohr langfristig beschädigt wird.

Vorteile: PE-Gasverteilungsnetze verfügen an kritischen Stellen über Absperrventile, sodass Teile des Systems für Wartungszwecke isoliert werden können. Das Zusammendrücken ermöglicht eine lokale Isolierung, wenn vorhandene Absperrventile für Wartungs- oder Notfallreparaturen nicht ausreichen. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass Quetschen auch eine nützliche Flusskontrolltechnik für die Herstellung von Installationseinbindungen ist.

Die Robustheit und Flexibilität von Polyethylen ermöglicht es, dass das Rohr beim Lösen der Abquetschwerkzeuge wieder seinen ursprünglichen Durchmesser annimmt, ohne dass es zu strukturellen Schäden kommt.

Im Vergleich zur Durchflussregelung in Metallverteilungssystemen bietet das Quetschen erhebliche Vorteile hinsichtlich Geschwindigkeit und Kosten. Mit der richtigen Ausrüstung kann das Abquetschen sehr schnell durchgeführt werden, was zu geringeren Wartungskosten und minimalen Betriebsunterbrechungen führt.

Einschränkungen: Wenn falsche Geräte verwendet werden oder wenn die richtigen Geräte unsachgemäß verwendet werden, kann dies zu einer unzulässigen Belastung des Rohrs führen. Das Quetschen kann nur einmal in einem einzigen Bereich sicher durchgeführt werden; Eine wiederholte Durchflusskontrolle erfordert eine andere Isolationstechnik oder den Einbau eines Ventils. Alle anderen Methoden zur Steuerung und Unterbrechung des Durchflusses können wiederholt durchgeführt werden, da der Eintrittspunkt, der in eine Rohrleitung angezapft wurde, bei Bedarf problemlos wiederverwendet werden kann.

Das Quetschen ist nur zur vollständigen Absperrung des Durchflusses geeignet. Eine Drosselung oder Teilflusssteuerung ist durch Quetschen nicht möglich und in größeren Rohren oder in einigen Hochdrucksituationen kann es zu einer gewissen Leckage kommen. In diesen Fällen können zwei Squeeze-Offs durchgeführt werden, wobei alle Wartungsarbeiten nach dem zweiten Squeeze-Off durchgeführt werden. Wenn ein stromabwärtiger Rohrleitungsfluss erforderlich ist, müssen zusätzliche Bypass-Armaturen installiert werden, da das Quetschen keine integrierte Bypass-Funktion hat, wie dies bei Leitungsstopps oder anderen Methoden der Fall ist.

Absackende Isolation Die Beutelisolationstechnik wird durch den Einsatz eines mechanischen Sattels mit integriertem Ventil durchgeführt. Bei dieser Methode wird durch Hot-Tap-Bohren ein Einstiegspunkt hergestellt und der Sack über einen Sackschlauch eingeführt, der mit dem Sattel verbunden ist. In vielen Fällen werden zwei Beutel hintereinander installiert, um eine doppelte Block- und Entlüftungsisolierung zu schaffen.

Vorteile: Im Vergleich zum Quetschen kommt es beim Absacken nicht zu einer Verformung des PE-Rohres. Beim Absacken besteht kein Risiko einer Beschädigung oder eines Rohrversagens, das mit einer unsachgemäßen Durchführung des Abquetschens zur Strömungsisolierung einhergeht. Es reduziert auch die für den Aushub erforderliche Fläche bei der Durchführung eines Durchflusskontrollverfahrens.

Einschränkungen: Die Isolierung des Beutels kann zu einem Ausfall führen, wenn der Beutel während der Durchflussregelung platzt. Der Risikofaktor für das Versagen des Beutels hängt mit dem Durchmesser und dem Betriebsdruck des Rohrs zusammen, wobei bei größeren Rohrleitungen mit höherem Druck ein erhöhtes Berstrisiko besteht. Ein Ausfall des Beutels kann auch durch einen Bedienerfehler oder einen schlechten Zustand der Materialien verursacht werden.

Aufgrund des Risikos eines Beutelversagens eignet sich die Durchflusskontrolle durch Beutelisolierung nur für Niederdruckanwendungen. Um das Risiko eines Beutelversagens zu verringern, werden doppelte Blockierungs- und Entlüftungsverfahren empfohlen. Ein Versagen beider Beutel könnte jedoch dazu führen, dass eine erhebliche Menge Gas stromabwärts freigesetzt wird. PE-Rohre stellen im Vergleich zu Metallsystemen ein zusätzliches Risiko dar: Die glatten Innenwände von PE-Rohrleitungen bieten dem Beutelmaterial weniger Halt, sodass aufgrund von Druckunterschieden ein oder mehrere Beutel verrutschen können.

Hybrid-Absackisolierung: Iris Bei der hybriden Beutelisolations-/Iris-Flowstopping-Technik wird ein Beutel mit zusätzlichen Metallstützen für die aufgeblasenen Beutel verwendet. Der Metallventilator Iris wird in geschlossener Position in das Rohr eingesetzt und kann geöffnet werden, um den aufgeblasenen Beutel vollständig zu unterstützen.

Vorteile: Die Hybridisolierung unterstützt höhere Betriebsdrücke und größere Durchmesser, bei denen ohne die Einführung der Metallblende das Risiko eines Beutelversagens bestehen würde.

Einschränkungen: Diese Methode erhöht nur den zulässigen Rohrdurchmesser und Betriebsdruck für eine sichere Leistung. Die Hybridisolierung ist für den Hochdruckbetrieb immer noch nicht sicher.

Klammern reparieren In manchen Fällen werden vollumschließende Bandschellen verwendet, um die Wandstärke zu verstärken, nachdem ein PE-Rohr gequetscht wurde. Reparaturklemmen können auch verwendet werden, um versehentlich Löcher oder verlassene Anschlüsse von Versorgungsleitungen abzudecken. Reparaturschellen an PE-Rohren können dabei helfen, die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten.

Vorteile: Reparaturschellen können eine bequeme, effektive und sichere Möglichkeit sein, die Integrität einer in Betrieb befindlichen Rohrleitung wiederherzustellen, ohne einen Rohrabschnitt herauszuschneiden. Diese Klammern können auch dazu beitragen, die Wandstärke nach einem Abquetschvorgang zu verstärken.

Einschränkungen: Die Umstände, unter denen Reparaturklemmen sicher und effektiv eingesetzt werden können, sind äußerst begrenzt. Reparaturschellen sind nur vorübergehend und können nur in Bereichen eingesetzt werden, in denen das Rohr seine strukturelle Integrität bewahren kann.

Linienstopp Die neueste Technik zur Durchflusskontrolle in PE-Gasverteilungssystemen ist die Leitungsstoppung. Als Kontroll- oder temporäres Ventil dient ein Leitungsstoppsystem, das über einen Hot-Tap-Anschluss in das Rohr eingesetzt wird. Um den Gasfluss im Rohr zu stoppen, wird der Leitungsstopper und sein Gehäuse an einem Eingangsventil befestigt und mechanisch in das Rohr abgesenkt. Nach Abschluss des Vorgangs wird der Leitungsstopfen entfernt und ein integrierter Stopfen zum Abdichten der Hot-Tap-Verbindung verwendet.

Vorteile: Die Leitungsstoppung ermöglicht die Durchführung von Durchflusskontrollverfahren in Situationen mit großem Durchmesser und hohem Druck, was im Vergleich zu Absack- oder Hybridisolationssystemen größere Einsatzmöglichkeiten bietet. Moderne Linienstoppsysteme ermöglichen eine Umgehung von Maschine zu Maschine, sodass in vielen Situationen keine externen Bypass-Armaturen erforderlich sind. Das Stoppen von Leitungen reduziert im Vergleich zu anderen Methoden auch die Baugrubenfläche, was ein entscheidender Vorteil sein kann, wenn die Baugrube aufgrund städtischer Umgebungen oder bestehender Infrastruktur klein gehalten werden muss.

Neben dem breiten Anwendungsspektrum von Leitungsstoppgeräten eliminiert die Verstopfungstechnik das Risiko struktureller Schäden, die durch unsachgemäße Quetschverfahren entstehen.

Einschränkungen: Obwohl dies keine wirkliche Einschränkung, aber dennoch bemerkenswert ist, waren Leitungsstoppsysteme der ersten Generation aufgrund ihres hohen Gewichts nur begrenzt einsetzbar und nicht speziell für den Einsatz an PE-Rohren konzipiert. PE-Elektroschweißfittings mussten mit Druckstufen entwickelt werden, die mit alten und aktuellen PE-Gassystemen kompatibel sind. Moderne, fortschrittliche PE-Leitungsstoppsysteme sind leichter und speziell für PE-Rohre konzipiert. Linienstoppsysteme haben ein ähnliches Gewicht wie große Quetschwerkzeuge und andere Systeme.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PE-Rohre nach wie vor die meisten Gasverteilungsanlagen in Nordamerika und auf der ganzen Welt umfassen. Daher ist es wichtig, die beste Methode zur Durchflusskontrolle und -isolierung zu ermitteln. Jede Technik zur Durchflusskontrolle, Quetschung, Absackung, Hybridisolierung, Reparaturklemmen und Leitungsstoppung hat Vorteile und Einschränkungen. Bei der Bestimmung der besten Methode muss der Kontext für ein PE-Durchflusskontrollverfahren sorgfältig berücksichtigt werden, insbesondere im Hinblick auf Rohrdurchmesser und Betriebsdruck.