Объем воды в секции чугунной батареи: как посчитать и на что он влияет? ➤ Рекомендации лучших экспертов интернет-магазина TEPLOVOZ.UA

Сравнение радиаторов по типу теплоносителя

Продолжительность эксплуатации и эффективность системы отопления зависит от многих факторов. Один из них — вид используемого теплоносителя, с помощью которого происходит передача тепловой энергии от источников тепла к приборам обогрева.

Особенности выбора теплоносителя

Если для обогрева жилых, производственных и офисных помещений служат централизованные сети, то выбор батарей осуществляют в соответствии с показателями рабочей среды. Для автономных систем частных домов и загородных коттеджей теплоноситель для радиаторов подбирают с учетом его совместимости с отопительными приборами и эффективности функционирования. При этом нужно обращать внимание на следующие параметры рабочей среды, циркулирующей по трубопроводу:

• уровень вязкости;
• температуру замерзания;
• показатели теплоотдачи и теплоемкости;
• безопасность в применении.

Важным фактором является и активность теплоносителя по отношению к материалу батарей, которая определяется его составом.

Варианты рабочей среды

В водяных системах в качестве рабочей среды может служить вода или антифриз. Они отличаются химическими свойствами, имеют свои преимущества и недостатки. В таблице указаны вязкость, температура замерзания и другие показатели теплоносителей.

Сравнение параметров рабочей среды разных типов

Характеристики	Единица изм	Вода	Антифризы
Теплоемкость	кДж/(кг*К)	4,19	3,5-3,7
Теплопроводность при 20 °C	Вт/м*К	0,605	0,433
Плотность	г/см3	0,998	1,04-1,075
Склонность к коррозии		Есть активность	Активность отсутствует
Класс опасности		5 безопасна	3-4 умеренно опасное вещество
Вязкость	мм2/c	1,002	5,8-7,1
Температура замерзания	° С	0	-35…-65
Температура кипения	° С	100	104-108
Уровень pH		7	7,5-9

Вода и ее свойства

Популярность применения воды в сетях отопления обусловлена техническими параметрами и потребительскими свойствами жидкости. Она доступна, безопасна в использовании и отличается низкой ценой и хорошими показателями теплопроводности и теплоотдачи. При снижении уровня воды в системе ее объем легко восполняется, а устранение протечек не требует особых навыков. Среди недостатков можно выделить:

• Склонность к появлению накипи. Она образуется на внутренней поверхности приборов отопления из-за растворенных в воде солей и приводит к снижению проходного диаметра. В результате ухудшается циркуляция в сети и уменьшается теплоотдача.
• Вероятность замерзания. При температуре ниже 0 °C вода переходит в твердое состояние и, расширяясь, способствует повреждению батарей и трубопроводов.

Какой должна быть система отопления, где функции рабочей среды выполняет вода? Во-первых, ее нельзя оставлять заполненной и отключенной от источника тепла. Такая ситуация может возникнуть в частом доме из-за поломки отопительного котла, а в центральной сети — из-за крупной аварии на тепловом распределительном пункте. Кроме того, необходимо обеспечить подготовку воды перед заполнением системы, в процессе которой изменяют химический состав жидкости.

Параметры антифризов

Антифризы — водные растворы различных веществ, которые представлены многообразием вариантов. В них добавляют присадки, помогающие скорректировать физические свойства полученных жидкостей. Самыми востребованными являются антифризы на основе:

• Этиленгликоля. Для него характерна доступная цена и хорошие теплофизические показатели. Однако этиленгликоль является токсином и относится к третьему классу опасности, поэтому его нельзя применять в бытовой сети отопления.
• Полипропиленгликоля. Такой раствор безвреден для организма человека и экологически безопасен. Он отличается хорошими теплофизическими свойствами и способствует снижению гидродинамического сопротивления. Рабочая среда на основе полипропиленгликоля обладает меньшей плотностью, благодаря чему тепловая энергия быстрее распространяется по сети.

Применение антифриза благоприятно сказывается на состоянии уплотнителей и прокладок, продлевая срок их службы. Поскольку температура замерзания в среднем составляет -65 °C, то его можно использовать в частном доме с периодическим проживанием или при отсутствии блока аварийного питания, если источником тепла является электрический котел. Однако при заливке антифриза в сеть требуется постоянный контроль его кислотности. Превышение уровня pH, рекомендованного для радиаторов, может привести к появлению коррозии.

Необходимо обеспечить и герметичность сетей, исключив вероятность утечки антифриза. Этого можно достичь, используя межсекционные прокладки и уплотнители из силикона и паронита.

Воду можно выбрать для тех сетей обогрева, которые функционируют непрерывно в течение отопительного сезона. Ее слив из системы на время отсутствия владельцев загородной недвижимости приводит к ускорению коррозионных процессов.

Совместимость радиаторов и теплоносителей

Батареи отопления современного образца могут использоваться в сетях отопления, где функции теплоносителя может выполнять как вода, так и антифриз. Однако выбирая рабочую среду, нужно учитывать некоторые особенности, которые определяются материалом изготовления радиаторов.

Стальные

Стальные приборы отопления чувствительны к составу теплоносителя и к содержанию растворенного в нем кислорода. Чтобы уменьшить вероятность возникновения коррозионных процессов, необходимо на батареях устанавливать воздухоотводчики для стравливания воздуха. Причиной появления ржавчины в стальных радиаторах может служить и пониженная кислотность рабочей среды. Поэтому для заливки в систему обогрева с такими радиаторами нужно использовать антифриз с присадками или вода с уровнем pH не менее 7. В этом случае с течением времени на внутренней поверхности металла образуется плотный защитный слой, замедляющий появление коррозии.

Алюминиевые

Алюминиевые радиаторы также чувствительны к составу рабочей среды. Если ее функции выполняет вода, то в системе со временем скапливается кислород и повышается риск появления коррозии. Установка специального клапана или крана Маевского позволяет своевременно удалять излишки воздуха из сети и предохраняет батареи от повреждения.

При использовании антифриза нужно учитывать его вязкость, которая выше, чем у воды. Она способствует увеличению нагрузки на циркуляционный насос и повышению максимального рабочего давления в сети. Чтобы избежать повреждения батарей из-за гидравлических ударов и обеспечить бесперебойное функционирование оборудования, нужно контролировать давление в системе. Оно не должно превышать уровень, допустимый для радиаторов из алюминия и указанный в паспорте изделий.

Чугунные

Благодаря толщине металла чугунные батареи не склонны к появлению ржавчины и не требовательны к составу теплоносителя. Риск образования коррозии может возникнуть только при значительном превышении допустимого уровня pH, который рекомендуется производителем и обычно составляет 7-8. Кроме того, радиаторы из чугуна отличаются высокой тепловой инерцией и долго не остывают, поэтому для них можно использовать любые теплоносители.

Однако выбор рабочей среды ограничивается из-за габаритных размеров приборов отопления. Объем секции чугунной батареи составляет до 1,5 л и применять антифриз в качестве теплоносителя невыгодно с экономической точки зрения. Радиаторы часто устанавливают в квартирах многоэтажных домов и сколько они прослужат, зависит от качества подготовки воды для центральных сетей отопления.

Биметаллические

Биметаллические отопительные приборы — универсальное оборудование. Они способны выдерживать высокое рабочее давление и устойчивы к появлению коррозии. Благодаря отсутствию ярко выраженной зависимости срока эксплуатации от состава теплоносителя биметаллические радиаторы можно использовать и с антифризом, и с водой. Главное, чтобы уровень pH теплоносителя оставался в пределах 6,5-9,5. Для заполнения биметаллических приборов отопления потребуется больше антифриза, чем для алюминиевых моделей, но меньше, чем для батарей из чугуна.

Компания Lammin предлагает алюминиевые и биметаллические радиаторы собственного производства, представленные сериями Premium и Eco. Они соответствуют требованиям ГОСТ Р 31311-2005 и рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации. Устойчивость к появлению коррозии и низкая чувствительность к качеству теплоносителя достигается благодаря технологии изготовления.

Конструкция биметаллических радиаторов исключает контакт алюминия с рабочей средой. Защитные свойства алюминиевых батарей обусловлены использованием сплава с оптимальным соотношением меди, железа, кремния, цинка и магния. Внутренняя поверхность приборов отопления покрыта цирконием, который образует плотный слой и препятствует оседанию частиц, содержащихся в воде.

Автономное отопление радиатором и ТЭНом

Идея автономного отопления, не привязанного к трубопроводной системе, на основе электрической энергии в наибольшей степени пригодна для реализации в тех домах, где отсутствует газификация. Кое-где это становится в последнее время очень актуальным. Мастер сделал в своей квартире автономное отопление на основе чугунных радиаторов с регулировкой температуры в каждой комнате. В связи с этим экономится энергия.

Товары для изобретателей Ссылка на магазин.

Электроника для самоделок вкитайском магазине.

Общая отапливаемая площадь у меня составляет 68кв.м
Батарея на 11 секций стоит в комнате на 16кв.м.
Дом из красного кирпича, три стороны граничат с улицой и утеплены пенопластом 50мм, а одна сторона граничит с соседями.
Средняя температура зимой на улице у нас -10 -15 градусов.
Зимой за месяц в среднем потребление электроэнергии, чисто за пользование отоплением, составляет около 1750 кВт*ч.

Обсуждение

zapilimne
Слово «автономное» уберите из названия, оно тут ни при чем, если у вас не своя электростанция, конечно. Обогрев электричеством так-то самый дорогой способ обогрева. Знаете, почему используют центральное отопление? Потому что на ТЭЦ стоит огромная турбина, которая крутится паром и помимо электричества дает огромное количество тепла в качестве выхлопа, которое получается что дармовое, и вместо того чтобы его просто выбрасывать в атмосферу им греют воду и подают эту воду в дома для обогрева через батареи, ну грубо говоря. А подобные проекты мне непонятны. Везде где есть возможность греются от центрального отопления или газом, электричеством греются тогда когда другим способом обогревать помещение нет возможности.

REXXRS
Если чугунную батарею повесить под небольшим наклоном в сторону тена, то циркуляция воды будет еще лучше. Большой объем воды в чугунной батарее является также отличным аккумулятором тепла. С алюминиевой стабильной температуры в помещении добиться будет сложно, тен будет постоянно включаться и выключаться. А почему было не поставить 2 тена с разных концов, это не будет дешевле, чем заказывать спец. тен?

BAU
Давно еще при первом просмотре поставил лайк и идея понравилась. Этим летом менял трубы отопления и решил сделать подобное: поставил по одному слабому ТЭНу в каждой комнате жилой. Минимум 1 кВт максимум 1.5 кВт. И вот уже октябрь и идут испытания. Так вот Al-батарея показала более приятные рез-ты: в ней воды меньше, а Al как известно имеет лучше теплопроводность чем чугун и много воды. Соответственно воздух в комнате быстрее нагревается и на это уходит меньше энергии, чем в чугунных (новых) батареях, которые менял, старые заросшие на такие же но новые. Т.е. система работает достаточно эффективно в целом, но… если проводка и прочие условия позволяют — ставьте ТЭНы раза в 1.5-2 мощнее чем вы планировали, но не превышайте общую мощность! Тогда прогреваться будет помещение быстрее. Воздушные датчики не лепил, т.к. у меня газ и трубы отопления на месте, я просто грею нужные батареи в нужных комнатах, а не все сразу. У кого дом >50-60м2 и только 220В — особо не рассчитывайте ни на что — мощности не хватит греть больше 2-3 комнат, выбьет автоматы или чего хуже произойдет.
У автора вероятно обычная кв-ра где сверху-снизу соседи и по бокам тоже, т.е. теплопотери минимальные. В частных домах теплопотери больше значительно… Учитывайте это. В такую огромную батарею как у автора ставить 0.8 кВт просто бессмысленно. У меня в чугунине стоят 1 и 1.5 кВт и они всего 7 секций, а тут больше 10.
ЗЫ При покупке берите ТЭНы, провод, вилки — все самое мощное и фирменное! А главное — берите терморегуляторы фирменные или просите возможность обмена! Мне предложили Китай, Польшу и Италию. Выбрал среднее по цене и кач-ву — Польшу. Вроде ОК, но… шумно клацают и мешают спать ночью (Хотелось бы потише. Но в целом — терпимо.

Вестник Финансовогоапокалипсиса
А проще поставить комбинированный котел на электроэнергии и на твердом топливе с маслом в системе. Нет проблем с размораживанием системы, как при воде. Маленькая чурка греет всю ночь! Ещё 3 батюшка соорудил эту системку в домике на 120 метров, шесть отапливаемых помещений и никто её с тех пор не трогал. Котел самопал пиролизный. Выхлопа дымного почти нет.

Маяк Коммунизма
Зря вырезал трубы водяного отопления.
Суммарное потребление электроэнергии всех радиаторов — больше, чем потребление котлом на общую систему.
Кроме того, сами трубы дают дополнительное тепло, в дополнение к радиаторам.
Занимаюсь системами отопления и готов утверждать, что выгоднее иметь комбинированную систему (твердое топливо + электро), чем только электро.
Видимо, изначально система была смонтирована неправильно, потому и возникла нужда в переделках. При исправной системе комбинированное отопление выгодно.

Kyrylo Hrechyn — Маяк Коммунизма
Не согласен! У меня стоит электрокотёл 6кВт.И батареи не горячие и большое потребление! 5 комнат поставил тены по 700 ватт =3500 Вт +термостаты.Батареи горяченные! Потребление на 60 % меньше.Преимущество в том что нет движения воды по системе.Тепло отдается тут же на месте.

Роман Росляков — Маяк Коммунизма
+kirill grechin Не выдержал… И в чем же конкретно преимущество? Конечно оно есть, если трубы от батареи к батарее по улице кидать. И про сказочные 60% не надо. Читать смешно диванных спецов.

Вася Васов
+Roman Roslyakov Поправьте меня, если я не прав: 1) «Например, чтобы увеличить на 1 °С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1° С такой же массы подсолнечного масла необходимо количество теплоты, равное 1700 Дж.» — да может товарищ преувеличил, но не на много. 2) В чём удобность ? Если что либо вышло из строя, то тепла не будет в конкретном помещении. и т.д.

Обсуждение

Гавр
На 10 секционном биметаллическом радиаторе можно смело обойтись 500 ватным тэном!! При этом температура радиатора будет колебаться в пределах 55-60 максимум, больше тэн ставить нет смысла!!!!!! скажем 700 ват даст вам прибавку не более 5-10 градусов но в этом случае появляется эффект кипящего чайника! спать в этой комнате вы сможите с трудом! обязательно нужно ставить автоматический воздухоотводчик или кран маевского.

man 1377
Год назад
лучше конечно создать давление в отопителе, чугун выдерживает до 9 килограмм на см в кв, при высоком давлении температура закипания воды выше, есть таблицы по кипению вады при разном давлении, а мощные тены лучше так как есть запас мощности, которой (мошьностью) можно управлять, это лично моё мнение, вам удачи.
Александр В

Идея заинтересовала. Но ее можно и дальше развить. Живя в многоквартирном доме можно сделать дополнительно подогрев батарей электротеном. Но есть рад условий: безопасность (защита от поражения током), наличие счетчика тепла + возможность изолировать батарею от центрального теплоснабжения (кранами). Таким образом, если не устраивает температура центрально теплоснабжения — отключаемся от нее и пользуемся электро подогревом, при этом счетчики тепла ничего не считают.

Владимир Коротков

Все логично, то что было в залитой воде, все что могло осесть и выделиться, выделилось и осело. Если взять бойлер на центральной трубе,где постоянно проходит новая (г) вода соответственно и накипь будет накапливаться от новой (г) воды. Странно только, что за 4 года вода не доливалась, так мало испарений?
Алексей Викторович
2 недели назад
Купил подобный тэн, но мой не заужен как у вас на видео и не лезет в радиатор, слишком широк для внутренних муфт которые соединяют секции.
Друзья, подскажите, я могу самостоятельно сжать тэн, для последующей установки в радиатор и не скажется данная процедура на его работоспособности?
Спасибо.

Mastubastique
Очень хочу замутить такую штуку для отопления гаража (18м2, бетонный пол, стены полнотелый кирпич, обшитые пенофолом). Нужна более-менее портативная система, чугунные батареи слишком тяжело таскать, будет ли толк от современных алюминиевых батарей, например двух по 4-6 секций? Думаю в сторону тенов 300-500вт, в качестве теплоносителя — бытовой антифриз типа dixis top или аналог. Прошу совета.
саша сашкин
+Mastubastique а какой тэн закрутите в алюминиевую батарею?там же дырка маленькая,или отдельно емкость для тэны и подключать трубами будете?
Александр Лебедев
У тебя под пенофолом на стенах влага собирается? У меня гараж из пеноблоков, обшит пенопластом соткой, греется киловаттником в масляной батарее,лет пять было нормально. В том году появился запах сырости,оказалось за пенопластом все сырое. Думаю им обшить снаружи а пенофолом двадцаткой внутри и вагонкой зашить.

Дмитрий Довженко
У вас хорошая вода, у меня уже через год на ТЭНе появилась накипь, при попытке смыть ее остались маленькие раковины точками, в квартире в комнате 16 кв. м. ТЭН 1 квт хватает, пластиковые окна, думаю если еще утеплиться пенопластом, то будет еще меньше кушать, и еще, вы как то закрыли ТЭН, где подключение проводов, у меня маленький ребенок, я боюсь что влезет.

Сохранение тепловой энергии в материалах

Тепловая энергия может накапливаться в материале в виде явного тепла путем повышения его температуры.

Хранение тепла или энергии может быть рассчитано как

Q = V ρ C _P DT

= M C _P DT (1)

Где

Q = Sensible STROD STROD в материале (Дж, БТЕ)

V = объем вещества (м ³ , FT ³ )

ρ = плотность вещества (кг/м ³ , фунт/фут ³ )

M = масса вещества (кг, LB)

M = масса вещества (кг, LB)

M = масса субстанции (кг, LB)

M = масса субстанции (кг, LB)

M = масса. C _P = удельное тепло вещества (J/кг ^O C, BTU/LB ^O F)

DT = изменение температуры ( ^O C, ^O F )

.

99. )111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 является 1560

Материал	Диапазон температур ( o C)	Density —  ρ — (kg/m 3 )	Specific Heat — c p — (J/kg o Макс. 660 (точка плавления)	2700	920	2484
Кирпич		1969	921	1813
Чугун	макс. 1150 (melting point)	7200	540	3889
Concrete		2305	920	2122
Fireclay		2200	1000	2200
50 % Этиленгликоль — 50% Вода	0 — 100	1075	3480	3741
Dowtherm A	12 — 260	867	2200
	220 — 540	1733	1550	2686
Granite		2400	790	1896
Liquid Sodium	100 — 760	750	1260	945
СОЛОБОВАНИЯ — 50% KNO 3 — 40% NANO 2 — 7% NANO 3 (по весу)	142-540111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111Р1У
2620
Oak		769	2385	1833
Pine		496	2803	1391
Taconite		3200	800	2560
Therminol 66	-9 — 343	750	2100	1575
Water	0 — 100	1000	4190	4190

• 1 кДж/(кг·К) = 0,2389 БТЕ/(фунт _м ^o F) Энергия, запасенная в граните

0328

Тепло накапливается в 2 м ³ граните путем нагревания его от 20 ^o C до 40 ^o C . Плотность гранита 2400 кг/м ³ и удельная теплоемкость гранита 790 Дж/кг ^o С . Тепловая энергия, запасенная в граните, может быть рассчитана как

q = (2 м ³ ) (2400 кг/м ³ ) (790 Дж/кг ^o Кл) ((40 ^o В) — (20 ^о C))

= 75840 KJ

Q _кВтч = (758440 кДж) / (3600 S / H)

= 21 KWH

. Пример — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар — жар. heat Water 

Теплота, необходимая для нагрева 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта , когда удельная теплоемкость воды равна 1,0 БТЕ/фунт ^o F можно рассчитать как 30 90 как 20 90 .0007 q = (1 lb) (1.0 Btu/lb ^o F) (1 ^o F)

   = 1 Btu

Thermal Heat Energy Storage Калькулятор

Этот калькулятор можно использовать для расчета количества тепловой энергии, запасенной в веществе. Калькулятор можно использовать как для SI, так и для имперских единиц, если использование единиц согласовано.

V — объем вещества (м ³ , FT ³ )

ρ — Плотность вещества (кг/м ³ , фунт/фут ³ )

C _P — специфическая тепловая тепло (J/KG ^O C, BTU/LB ^O F)

DT — Изменение температуры ( ^O C, ^O F )

Caster and Awrough Irough Investory

. новое окно и содержит три отчета о каждом состоянии литой или кованой трубы.

В первом отчете вы можете ранжировать штаты либо по протяжённости магистральных газораспределительных сетей, либо по количеству линий обслуживания. Распределительные магистрали — это распределительные трубопроводы природного газа, которые служат общим источником снабжения для более чем одной сервисной линии. Линии обслуживания — это трубопроводы, по которым газ транспортируется к счетчику или трубопроводу потребителя. Таблица изначально отсортирована по количеству километров литой или кованой газораспределительной магистрали, но может быть отсортирована по любому из столбцов.

Второй отчет показывает изменение количества основных миль и маршрутов обслуживания за несколько лет. С 2005 по 2020 год основной пробег по распределению литого и кованого железа на национальном уровне сократился на 50 процентов. Количество сервисных линий из литого или кованого железа сократилось примерно на 80 процентов за тот же период времени. В третьем отчете представлены данные по каждому оператору, сообщившему о железных трубопроводах с 2005 г.

Все отчеты можно ограничить одним состоянием, используя подсказку состояния вверху. Любой штат, не включенный в раскрывающийся список, либо никогда не имел литых и кованых газораспределительных трубопроводов, либо все они были удалены до 2005 года. 24 штата и 1 территория полностью ликвидировали газораспределительные трубопроводы из литых и кованых металлов: AK, AZ, AR, CO, GA, HI, IA, ID, KS, MN, MT, NM, NC, ND, NV, OK, OR, PR, SC, SD, UT, VT, WA, WI и WY .

Отчеты об инвентаризации распределительных газопроводов из литого/кованого железа

Недавние инциденты, связанные с чугунными трубопроводами

Несмотря на то, что количество чугунных трубопроводов сокращается, в последнее время произошел ряд аварий, вызванных выходом из строя чугунных газораспределительных магистралей, что вновь привлекло внимание к рискам, связанным с чугунными и кованые трубопроводы.

• 10 января 2020 г. – Пожар и взрыв газа на частной собственности в Джерси-Сити, штат Нью-Джерси, привели к травме, потребовавшей госпитализации пациента. Компания Public Service Electric & Gas обнаружила утечки в соединениях 36-дюймовой чугунной магистрали, установленной в 1952, мигрировал по 4-дюймовому электропроводу, идущему с улицы и уходящему в подвал строения.
• 19 декабря 2019 г.
  — Бригады Philadelphia Gas Works (PGW) отреагировали на возгорание трех объектов недвижимости по адресу South 8 ^th Street в Филадельфии, штат Пенсильвания. 6-дюймовый чугунный газопровод имел разрыв по окружности, где большая подземная полость вызвала движение грунта и привела к разрыву магистрали, установленной в 1928 году. Погибло 2 человека. Во время происшествия PGW эвакуировала около 60 человек.
• 16 июня 2018 г. — Бригада подрядчика Baltimore Gas and Electric (BGE) по укладке дорожного покрытия была ранена, и ей потребовалась ночная госпитализация при установке термопластичных маркеров для линий дорожного движения с использованием тепловой горелки в Балтиморе, штат Мэриленд. Выявлена ​​протечка газопровода и отремонтирована установленная чугунная муфта 1903 года.
• 20 января 2018 г. — В результате пожара газа в двухэтажном жилом доме в Бруклине, штат Нью-Йорк, четыре человека получили ранения, одному человеку потребовалась ночная стационарная госпитализация. Здание получило умеренные структурные повреждения. 6-дюймовая чугунная магистраль была установлена ​​примерно в 1927 и работал при манометрическом давлении 0,3 фунта на кв. дюйм. Предположительной причиной инцидента стало морозное пучение.
• 31 июля 2016 г. — Выброс из чугунной магистрали привел к 1 смертельному исходу и 1 травме в жилом доме в Шривпорте, штат Луизиана. Определенной причины инцидента нет, но сочетание размыва/эрозии, утечки жидкости из канализационного люка, неправильной обратной засыпки и уплотнения способствовало перегрузке, которая даже привела к утечке газа. 4-дюймовая труба была установлена ​​в 1911 году и работала под давлением 0,5 фунта на кв. дюйм.
• 5 марта 2015 г. — Получив уведомление об утечке газа в жилом доме в Детройте, штат Мичиган, коммунальные службы обнаружили кольцевую трещину в 6-дюймовой чугунной магистрали. Глубина промерзания составляла 48 дюймов, в результате чего магистраль сломалась. Последствия: 1 погибший и 1 травмированный. Чугунная магистраль была установлена ​​в 1923 году и работала под давлением 2 фунта на кв. дюйм.
• 27 января 2015 г. — Дом взорвался на улице МакКрори в Кордове, штат Алабама, когда сотрудники газовой службы реагировали на утечку природного газа. В результате один погибший и трое раненых. Движение земли возле чугунной магистрали привело к растрескиванию трубы. Чугунная распределительная магистраль была установлена ​​в 1952 и работал под давлением 22 фунта на кв. дюйм.
• 9 января 2012 г. — Взорвался дом на Пейн-авеню в Остине, штат Техас, в результате чего один человек погиб и один был ранен. Утечка возникла в результате прорыва четырехдюймового чугунного газопровода, установленного в 1950 году. Прорыв чугунного газопровода произошел после дождя, последовавшего за продолжительной засухой.
• 9 февраля 2011 г. – Трагический взрыв произошел на 13-й Северной улице в Аллентауне, штат Пенсильвания. Местные аварийно-спасательные службы пытались ограничить распространение огня, в то время как оператор прорезал железобетон, чтобы получить доступ к газопроводу. Предварительное расследование выявило трещину в 12-дюймовой чугунной магистрали, установленной в 1928 и на момент инцидента работал под давлением менее 1 фунта на кв. дюйм. В результате взрыва и последовавшего за ним пожара пять человек погибли, трем потребовалась стационарная госпитализация, восемь жилых домов были разрушены.
• 18 января 2011 г. — Взрыв и пожар привели к гибели одного сотрудника газовой компании и ранению нескольких других, когда бригады газовой компании реагировали на утечку природного газа в Филадельфии, штат Пенсильвания. Предварительное расследование выявило кольцевой разрыв на 12-дюймовой чугунной распределительной магистрали, которая была установлена ​​в 1942 и работал под давлением 17 фунтов на квадратный дюйм.

Анализ происшествий и последствий
Правила PHMSA требуют, чтобы операторы газораспределения представляли отчеты об инцидентах, когда утечка приводит к травмам или летальному исходу, ущерб имуществу превышает нормативный порог в соответствии с §191. 3 или непреднамеренный выпуск трех миллионов стандартных кубических футов или более газа. Отчеты об инцидентах в системе газораспределения (за исключением утечек за пределами счетчика потребителя) за 2005–2020 годы показывают следующее:

• 9% происшествий на газораспределительных магистральных сетях были связаны с чугунными магистралями. Однако только 2 процента распределительных сетей выполнены из чугуна.
• 39 процентов несчастных случаев на литейных/кованых чугунных магистралях привели к гибели людей или травмам, по сравнению только с 21 процентом происшествий на других типах электросетей.
• 36 процентов всех смертельных случаев и 16 процентов всех травм на газораспределительных магистральных трубопроводах, связанных с литыми или коваными трубопроводами.

Что вызывает протечки железных труб?
Самой большой угрозой для литых или кованых труб является движение грунта.

Если эти трубопроводы будут нарушены земляными работами, сезонными морозными пучениями или изменениями уровня грунтовых вод, может возникнуть утечка.

Другая серьезная угроза, называемая графитизацией, представляет собой естественный процесс, при котором железо разлагается на более мягкие элементы, что делает железные трубопроводы более восприимчивыми к растрескиванию. Степень графитизации зависит от многих факторов, но газ может просачиваться из соединений или через трещины в трубе, если графитизация произошла.

При возникновении утечек в системах низкого давления с литыми или коваными распределительными линиями объем газа, выходящего через место отказа, намного меньше, чем тот, который мог бы выйти из-за отказа того же размера в системе, работающей при более высоких давлениях. Однако даже относительно небольшой объем утечки природного газа может иметь катастрофические последствия.

История

Трубопроводы из чугуна и кованого железа изначально строились для транспортировки произведенного газа, начиная с 1870-х и 1880-х годов, а чугун стал более популярным в начале 1900с.

В 1970 году PHMSA начала собирать данные о пробеге газопроводов с разбивкой по типу материала труб. В 1983 году операторы газораспределительных трубопроводов сообщили о 61 536 милях чугунных и 4 371 милях кованых труб. С 1984 года операторы начали представлять объединенные данные по этим двум направлениям.

Трубопроводы из кованого железа соединялись встык с помощью резьбовых или компрессионных муфт, а трубопроводы из чугуна соединялись с помощью раструбных и втулочных соединений с использованием набивочного материала, набитого в раструб, чтобы образуют газонепроницаемое уплотнение. Поскольку по этим трубопроводам транспортировался влажный промышленный газ, упаковочный материал впитывал влагу и, как правило, не имел утечек.

Поскольку в середине 20-го века сухой природный газ начал вытеснять искусственный газ, уплотнительный материал, герметизирующий соединения, высыхал, вызывая утечки. На протяжении многих лет для восстановления суставов применялись различные методы зажима и инкапсуляции.

Программы управления целостностью распределительных сетей
В конце 2009 года PHMSA внедрила правила безопасности трубопроводов для управления целостностью газораспределительных трубопроводов. Операторы должны были создать и внедрить программы управления целостностью распределения (DIMP) к августу 2011 года. Операторы должны знать конкретные характеристики своей системы и операционной среды, чтобы выявлять угрозы, оценивать риски и принимать меры по их снижению.

В частности, при работе с литым/кованым железом операторы должны знать специфические характеристики трубы и условия окружающей среды, в которых графитизация может быть серьезной. Оценка прошлой истории утечек и мониторинг литых/кованых труб во время раскопок также являются ключевыми компонентами поддержания целостности.

Рекомендации Национального совета по безопасности на транспорте
Национальный совет по безопасности на транспорте — это независимое федеральное агентство, которое проводит расследования для определения вероятных причин транспортных происшествий.

В 1986 году NTSB расследовал взрыв в ресторане в Дерби, штат Коннектикут, в результате которого шесть человек погибли и 12 получили ранения. NTSB дал рекомендации по корректирующим действиям только оператору трубопровода. В 1990 году в результате взрыва природного газа и пожара один человек погиб, девять получили ранения, были разрушены два дома и повреждены два соседних дома в Аллентауне, штат Пенсильвания. В отчете NTSB было обнаружено, что утечка водопровода разрушила опору под 4-дюймовым чугунным газопроводом. . Это нарушение грунта приводит к кольцевой трещине в газопроводе. Природный газ мигрировал через почву в подвал одного из домов, где воспламенился, взорвался и сгорел. Чугунный газопровод был значительно ослаблен графитизацией.

В 1991 году NTSB рекомендовал PHMSA, которая тогда называлась Управлением по исследованиям и специальным программам, потребовать от операторов трубопроводов реализации программы по выявлению и замене чугунных трубопроводов, которые могут угрожать общественной безопасности. PHMSA выпустила два консультативных бюллетеня, касающихся программ замены чугуна.

Оповещение RSPA 91-02 Призывает операторов разрабатывать процедуры для определения сегментов чугунных труб, которые могут нуждаться в замене. Напоминает операторам, что правила безопасности трубопроводов требуют замены, как правило, труб из графитированного чугуна и защищают извлеченные чугунные трубы от повреждений.

Оповещение RSPA 92-02 Напоминает операторам о том, что правила безопасности трубопроводов требуют, чтобы операторы имели процедуру постоянного наблюдения за объектами трубопровода для выявления проблем и принятия соответствующих мер в отношении отказов, истории утечек, коррозии и других необычных условий эксплуатации и обслуживания. Эта процедура должна также включать наблюдение за чугуном для выявления проблем и принятия соответствующих мер в отношении графитизации.

Консультативный бюллетень PHMSA ADB-2012-05 В 2012 году PHMSA дополнила два предупреждающих уведомления RSPA, предлагая операторам и представителям штата по безопасности трубопроводов контролировать программы замены чугуна, организовать ускоренные исследования утечек, сосредоточить усилия по обеспечению безопасности на трубах с высоким риском, стимулировать восстановление трубопровода.