Tuyaux en polyéthylène pour gazoducs : types et spécificités de la pose de canalisations en polyéthylène

Avant, pour la mise en place de réseaux industriels et domestiques, on utilisait des tubes en fonte, acier, cuivre. Avec l'apparition des polymères, qui ne sont pas inférieurs aux produits métalliques en termes de résistance, de durabilité et d'inertie aux produits chimiques, le matériau tubulaire a commencé à être produit en polypropylène, polyéthylène, polychlorure de vinyle, polybutylène, etc.

Les tubes en polyéthylène pour gazoduc se sont bien avérés – pratiques, élastiques, légers, facilitant considérablement le transport et l'installation. Si vous avez décidé de gazéifier une maison individuelle, il ne sera pas superflu d'en apprendre davantage sur les caractéristiques techniques, les conditions et les méthodes de pose des tubes en polyéthylène.

Tubes PEHD pour gazoduc

Le polyéthylène basse pression n'est pas utilisé uniquement pour la fabrication d'éléments de gazoduc. Il est également utilisé pour d'autres réseaux – adduction d'eau, assainissement, canalisations techniques de protection. Les types de tubes diffèrent par leur composition, leurs caractéristiques et leur marquage.

Concentrons-nous sur les produits pour le transport du gaz, dont la fabrication est soumise aux exigences de la norme GOST R 50838-2009 (ancienne édition – GOST R 50838-95).

Types et dimensions

Les tubes polymères sous pression pour gaz peuvent être constitués uniquement de polyéthylène ou renforcés par des couches supplémentaires.

Ainsi, on distingue trois types :

• en polyéthylène, y compris ceux marqués de bandes jaunes ;
• en polyéthylène avec des couches de co-extrusion situées à l'intérieur ou à l'extérieur ;
• en polyéthylène avec une gaine de protection thermoplastique à retirer avant l'installation.

Tous les types de matériaux tubulaires sont destinés au transport de divers gaz conformes aux normes GOST 5542 et utilisés comme matière première ou combustible pour les besoins industriels et domestiques. Des limitations sont adoptées pour l'utilisation des canalisations : pression de service max. – 1,2 MPa, température de service max. -/+40°C.

Les tubes sont vendus en emballages de différents types : les produits d'un diamètre de 200 mm et plus – uniquement en tronçons droits, les plus fins – en bobines ou couronnes.

Les produits industriels sont fournis en longueurs de 5 à 24 m, par incréments de 0,25 m, mais le plus souvent en longueur moyenne, pratique pour le transport par engins spéciaux – par exemple 13 m. L'enroulement d'un tuyau fin en couronne implique différentes longueurs, mais on trouve le plus souvent des bobines de 200, 500, 700 m. Il est possible de fabriquer des produits d'autres longueurs, mais uniquement après accord avec les clients.

Selon l'épaisseur des parois et la pression de service, les tuyaux sont divisés en deux types :

• PE-80. Épaisseur de paroi – 2-3 mm, pression de service – 3-6 MPa ; conviennent pour les gazoducs et les conduites d'eau ;
• PE-100. Épaisseur de paroi – 3,5 mm, pression de service – 8-12 MPa ; c'est une version améliorée du PE-80, qui se distingue par sa résistance thermique et sa densité accrue.

PE (variantes – PE, PE) dans le nom désigne le polyéthylène, les chiffres 80 et 100 sont les grades de polyéthylène.

D'un point de vue économique, la marque PE 100 est utilisée pour l'installation de gazoducs à haute pression ou dans des cas particuliers – par exemple, pour la reconstruction d'une ancienne canalisation usée ou la construction de branches expérimentales avec une pression à partir de 0,6 MPa et plus.

Caractéristiques techniques et marquage

Les tuyaux en polyéthylène fabriqués en usine doivent répondre aux exigences énumérées dans GOST R 50838-2009. Parmi celles-ci figurent des recommandations concernant l'apparence et les propriétés techniques.

Extérieurement, les tuyaux doivent avoir une surface lisse, sans bulles, soufflures ni fissures. Les inclusions étrangères visibles à l'œil nu sont également exclues. Seules une légère ondulation et des stries longitudinales sont autorisées.

En termes de couleur, les possibilités sont les suivantes :

• PE 80 – jaunes ;
• PE 100 – jaunes, orange, noirs avec des bandes jaunes/orange réparties uniformément.

Le document spécifie également les normes pour des caractéristiques telles que la résistance à la pression interne constante, l'allongement à la rupture, la résistance à la propagation des fissures, la stabilité thermique et la soudabilité.

Les fabricants appliquent le marquage par différents procédés : thermogravure, impression couleur, thermogravure avec coloriage. L'intervalle entre les signes ne dépasse pas 1 m.

Le marquage ne doit pas affecter la qualité du matériau, c'est-à-dire provoquer des fissures, des gonflements, etc.

Les lettres et les chiffres doivent être faciles à lire, lisibles et compréhensibles. Les éléments obligatoires comprennent :

• la marque de commerce ou le nom du fabricant ;
• la désignation conventionnelle du tuyau ;
• la date de fabrication ;
• le diamètre nominal / l'épaisseur de paroi ;
• la fonction ;
• GOST.

Les autres données – le nom du pays, le numéro de lot, etc. – sont apposées facultativement.

À titre d'exemple, analysons l'un des échantillons :

SARL « Sfera » PE 80 SDR 11 — 150x10,5 GAZ GOST R 50838-2009

1. SARL « Sfera » — fabricant
2. PE-80 – type de tuyau en polyéthylène
3. SDR 11 – rapport dimensionnel standard
4. 150 – diamètre
5. 10,5 – épaisseur de paroi
6. GAZ – destination
7. GOST R 50838-2009 – document normatif

Grâce au marquage, il est facile de déterminer si les tuyaux conviennent à un usage domestique ou industriel, s'ils sont conformes en termes de fonction et de diamètre.

Avantages et inconvénients du polyéthylène

Grâce aux avantages du polyéthylène, il est utilisé pour transporter un type de combustible dangereux tel que le gaz naturel.

Les principaux avantages incluent des qualités telles que :

• Propriétés d'isolation électrique. Le polyéthylène est un diélectrique complet, il ne conduit pas les courants électriques. Aucune mise à la terre n'est requise lors de l'installation.
• Résistance aux substances chimiques agressives qui peuvent être présentes dans le sol ou sur le lieu de production.
• Absence de corrosion, possibilité d'utilisation en milieu humide.
• Plasticité, grâce à laquelle la canalisation est protégée contre les mouvements du sol, les dilatations lors du gel et les coups de bélier.
• Passivité face à la transmission des vibrations acoustiques.

Le degré de résistance à l'usure est suffisamment élevé : les fabricants de tuyaux en PE modernes pour le gaz offrent une garantie de 30 à 50 ans.

L'un des avantages significatifs est le poids léger des tuyaux, ce qui facilite le transport, le stockage et l'installation. Souvent, l'utilisation d'engins spéciaux n'est plus nécessaire, ce qui réduit les coûts totaux de gazéification des installations.

Parmi les inconvénients, on trouve la propriété du polyéthylène appelée photodégradation. Cela signifie que sous l'effet des ultraviolets, le matériau vieillit rapidement et se désagrège. Pour améliorer la résistance du polyéthylène au rayonnement solaire, on ajoute un pigment noir comme agent stabilisant.

Parmi les autres inconvénients : une plage de températures de service réduite pour le fluide transporté, une perméabilité à l'oxygène, et une dépendance des caractéristiques techniques à la température extérieure.

En raison des inconvénients énumérés, les gazoducs en polyéthylène sont utilisés uniquement dans le sol ; sur les tronçons à découvert, on installe des équivalents métalliques.

Installation des tubes de gaz en polyéthylène

Il est interdit d'effectuer soi-même l'installation d'un gazoduc menant à une maison individuelle ou à un site industriel. Cette opération doit être réalisée par un organisme disposant d'une licence et du droit justifié par celle-ci d'effectuer ce type de travaux. C'est également cet organisme qui assure ensuite la maintenance – contrôle, test ou réparations.

Habituellement, la construction d'un gazoduc principal est réalisée par une équipe d'ouvriers selon un plan préétabli. Presque toujours, on ne peut se passer d'engins lourds et d'outils spéciaux.

On obtient d'abord l'autorisation de réaliser les travaux de construction, on crée un ensemble de documentation de projet et de devis, et on établit l'axe de piquetage géodésique. Ensuite, on effectue la préparation, qui comprend le tracé de la voie, les terrassements, le transport et la mise en place des tuyaux, l'installation de l'outil de soudage. Et ce n'est qu'ensuite que l'on procède directement aux travaux de montage – la pose et le soudage des tuyaux.

Aperçu des méthodes de raccordement des tubes

Le polyéthylène se distingue par le fait qu'il modifie ses propriétés et fond lorsqu'il est chauffé. Cette qualité est utilisée pour créer des raccords permanents de la canalisation de gaz – c'est-à-dire pour le soudage des tuyaux.

Vous distinguez deux méthodes de soudage :

• par aboutage, sans utilisation d'éléments de forme ;
• par électrofusion, avec utilisation de raccords électrorésistants.

Vous utilisez la première méthode à des fins industrielles, pour le soudage de tubes de grand diamètre, la seconde – pour créer des branchements de gaz domestiques à partir du réseau principal.

Si un raccord démontable est nécessaire, vous appliquez la troisième méthode – par compression. Les extrémités des tubes sont reliées par des raccords à compression, qui peuvent être retirés ou remplacés si nécessaire.

La technologie par compression est adaptée aux solutions temporaires ou aux projets qui seront modernisés par la suite. Mais le plus souvent, les raccords démontables sont utilisés pour les conduites d'eau.

Vous examinez d'abord comment le soudage est effectué. Les travaux préparatoires se déroulent selon un plan unique :

1. Sélection et vérification des matériaux de montage et des outils. Les appareils de chauffage, grattoirs et machines à surfacer sont nettoyés, les résidus de polyéthylène et la poussière sont éliminés, et ils sont essuyés avec un solvant. Les surfaces et pièces frottantes sont lubrifiées. Des inserts et des pinces adaptés au diamètre sont sélectionnés.
2. Choix des paramètres de soudage. Les outils sont programmés et certains paramètres sont saisis dans la mémoire de l'équipement de chauffage.
3. Préparation de la zone de travail. Les extrémités des tubes sont nettoyées du sable, de l'argile adhérente et de la poussière, puis essuyées. Les extrémités libres sont recouvertes de bouchons. Les extrémités oxydées sont décapées avec des grattoirs.
4. Fixation et centrage des tubes. Avant le soudage, il est nécessaire d'éliminer l'ovalité, donc les extrémités des tubes sont centrées, puis fixées dans la position requise – exactement en face l'une de l'autre.
5. Traitement des extrémités. Une couche de copeaux d'épaisseur 0,1-0,3 mm est retirée de la surface des extrémités. Le jeu entre les tronçons assemblés bout à bout ne doit pas dépasser 0,3 mm. Après le nettoyage, le soudage doit être effectué sans permettre de contamination.

Après les travaux préparatoires, le soudage est effectué.

La jonction lors du soudage bout à bout se produit par la coalescence des extrémités fondues. La fusion peut être obtenue en utilisant un outil de chauffage doté d'un élément de travail en disque.

Pendant le processus de soudage, il est important de prendre en compte des critères tels que la température et le temps de fusion, la force de pression des extrémités, la durée de la période de refoulement, la pression pendant le refoulement et le temps de refroidissement.

Ordre des travaux :

Les signes d'une soudure fiable : un bourrelet uniforme et régulier, l'impossibilité de séparer le tube en exerçant une force. L'assemblage par fusion est considéré comme très résistant et ne nécessite aucune mesure supplémentaire d'étanchéité.

La deuxième méthode – par électrosoudage – se distingue par la présence d'éléments de liaison – manchons, adaptateurs, coudes, tés. Sur la surface intérieure des raccords, une spirale métallique est fixée, qui chauffe sous l'effet du courant électrique et fait fondre le polyéthylène. Ainsi, les raccords « fusionnent » avec les tubes, formant des assemblages indémontables.

Lors du choix des éléments pour le raccordement de tubes en polyéthylène pour le gaz, ainsi que lors de l'exécution de la procédure, il est important de prendre en compte des paramètres tels que la tension, le temps de soudage et de refroidissement.

La technologie est plus simple que celle du soudage bout à bout et se déroule dans l'ordre suivant :

Les soudeuses modernes sont équipées d'une télécommande avec écran. La procédure est exécutée selon un programme choisi en fonction du type de tube.

Les raccords démontables sont très rarement utilisés dans la construction de gazoducs. On utilise également des raccords, mais ceux-ci sont fixés mécaniquement, sans chauffage.

Les éléments de raccordement se composent de deux parties : une bague de sertissage et un corps. Le serrage des pièces filetées produit une liaison solide mais peu stable. Si une fiabilité supplémentaire est nécessaire, les parties du raccord sont vissées avec des boulons et des écrous.

Règles d'aménagement d'un gazoduc en PEHD

Lors de l'installation et de l'exploitation des tubes en polyéthylène, il faut respecter de nombreuses règles garantissant le bon fonctionnement du gazoduc et des équipements, ainsi que la sécurité des utilisateurs.

Il existe de nombreuses interdictions concernant la pose de canalisations. Par exemple, il est interdit d'acheminer le gaz avec des tubes en PEHD dans les sols rocheux et fortement gonflants, ainsi que dans les sols de type 2 affaissables. Si la région est sujette aux séismes et présente une sismicité supérieure à 6, il est nécessaire d'utiliser un autre matériau pour la pose des canalisations.

Le polyéthylène n'est pas utilisé dans les bâtiments industriels et résidentiels, à l'air libre, dans les collecteurs et les canaux. On installe plutôt des tubes en acier.

Si l'utilisation de tubes en PEHD est autorisée, un certain nombre de conditions doivent être respectées. Par exemple, sur les pentes abruptes, il faut protéger le gazoduc d'une éventuelle érosion des tranchées et prendre des mesures supplémentaires pour les renforcer.

Lors du croisement de collecteurs ou canaux souterrains, de réseaux d'assainissement ou électriques, de puits, les tubes en polyéthylène sont placés dans des fourreaux métalliques. La distance entre la surface du gazoduc et la paroi intérieure du fourreau doit être d'au moins 10 cm.

On peut placer deux gazoducs ou plus dans une même tranchée, à condition de garantir l'accès à chaque branche pour l'entretien ou la réparation.

Dans les régions du nord, où la température descend en dessous de -40°C, la profondeur d'installation est augmentée jusqu'à 2,0-3,2 m.

La manière dont s'effectue la pose de la conduite de gaz dans un fourreau avec son introduction dans la maison gazéifiée est présentée dans l'article suivant, que nous conseillons à tous les propriétaires de propriétés de campagne de lire.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Règles de soudage par manchon électro-soudable :

Sur les particularités du soudage bout à bout :

Comment fonctionne une soudeuse pour tubes PEHD :

L'utilisation de tubes en polyéthylène pour la gazéification d'installations industrielles et résidentielles est devenue traditionnelle.

Le PEHD est un matériau résistant et fiable qui ne suscite aucune inquiétude. Cependant, l'installation du gazoduc doit être réalisée exclusivement par des monteurs de réseaux de gaz expérimentés et maîtrisant la technique de soudage du polyéthylène.

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