Tipos de tuberías subterráneas de gas: HDPE frente a acero, códigos y consejos de instalación

La respuesta corta: polietileno, con acero revestido como respaldo

La tubería de polietileno de alta densidad (HDPE), fabricada según ASTM D2513, es el material que la mayoría de los contratistas de gas especificarán para una línea subterránea de gas natural en la actualidad. No se corroe, sus uniones soldadas por fusión son lo suficientemente fuertes como para ser tratadas como una tubería continua y puede doblarse alrededor de obstrucciones sin requerir un solo accesorio subterráneo. La tubería de acero revestida es la segunda opción legítima y todavía se requiere en algunas localidades, servicios de mayor presión o condiciones inusuales del suelo. El cobre, el hierro negro, el PVC y el acero sin protección no deben enterrarse en una zanja de gas a menos que un código específico o una lista del fabricante indique que pueden hacerlo.

Esa conclusión es importante porque las fallas de las tuberías de gas subterráneas no son como las fallas de las tuberías aéreas. Una pequeña fuga debajo de un camino de entrada puede pasar desapercibida durante años y se debe excavar toda la línea para repararla. Por tanto, la selección de materiales no es un ejercicio de preferencia; es una decisión de seguridad y cumplimiento del código.

Por qué la tubería de HDPE se ha convertido en la opción predeterminada para las líneas subterráneas de gas

La tubería de polietileno para servicio de gas es un producto probado y regulado, no un tubo de plástico genérico. Se produce específicamente según la norma ASTM D2513 y normalmente aparece como una tubería SDR 11 con una franja de identificación y marcas impresas que indican la clase de material y la clasificación de presión. Para la mayoría de los sistemas de distribución de gas residenciales y comerciales, la resina PE4710, que también se vende como PE100 en muchos mercados globales, es el grado de material que exigen las especificaciones actuales.

Tres características explican por qué el HDPE domina el mercado subterráneo:

• Resistencia a la corrosión. El polietileno no requiere envoltura, revestimiento ni protección catódica, lo que significa que no hay nada que se degrade con el tiempo en suelos húmedos o ácidos.
• Uniones por fusión. La fusión a tope y la electrofusión unen tuberías de PE fundiendo los materiales, lo que produce una unión sin fugas y, a menudo, más resistente que la propia pared de la tubería. No se necesitan acoplamientos mecánicos, roscas ni juntas cementadas con solvente debajo del nivel del suelo.
• Durabilidad bajo movimiento del suelo. Las tuberías de PE pueden flexionarse con el asentamiento del suelo, el movimiento de las heladas e incluso con una actividad sísmica menor sin agrietarse, lo cual es una gran ventaja sobre las tuberías metálicas rígidas.

Sin embargo, existen condiciones relativas al uso de tuberías de gas de PE. Debido a que el material no es metálico, el código requiere un cable rastreador enterrado con la tubería para que futuras excavaciones puedan localizar la línea. La tubería de PE también debe protegerse de la luz solar directa cuando se almacene y no está diseñada para tramos expuestos sobre el suelo. En una instalación típica, la línea de PE pasa a acero o CSST sobre el suelo en un tubo ascendente ubicado en el medidor o en la pared del edificio.

Cuando los funcionarios del código o las condiciones del proyecto requieren tuberías de acero

El acero sigue siendo el material especificado para muchas instalaciones subterráneas de gas, particularmente en proyectos comerciales e industriales donde presiones operativas más altas, riesgo de daños mecánicos o enmiendas locales al código de gas combustible favorecen una línea metálica. El material de referencia del código es tubería de acero o hierro forjado cédula 40 de peso estándar, galvanizada o protegida de otro modo contra la corrosión.

Sin embargo, la galvanización por sí sola no es protección suficiente para el acero enterrado en la mayoría de los suelos. La práctica aceptada es envolver la tubería con un sistema de protección contra la corrosión, como una capa escocesa, cinta protectora aplicada en fábrica o un revestimiento de polietileno extruido, y en suelos agresivos se agrega un sistema de protección catódica diseñado. El acero negro desprotegido enterrado en el suelo comenzará a corroerse rápidamente; El óxido exterior, combinado con los compuestos internos de azufre que se encuentran en el gas natural, acorta drásticamente la vida útil.

Las tuberías de acero también plantean un problema de unión: una junta roscada cédula 40 es aceptable según muchos códigos, pero las conexiones roscadas son un punto de fuga común cuando la tubería se somete a la flexión y vibración sostenidas del asentamiento del suelo. Por esta razón, muchos contratistas prefieren soldar los tramos de acero en lugar de roscarlos cuando el tramo será enterrado.

Elija acero cuando una empresa de gas, un inspector local o una especificación de ingeniería lo requieran explícitamente, cuando la profundidad de enterramiento deba ser mínima o cuando la línea cruce un área donde el suelo es tan rocoso que una tubería de plástico podría perforarse con el relleno antes de cubrirla. De lo contrario, el HDPE casi siempre será la opción más sencilla, de menor costo y más duradera.

Materialeses de tubería que se deben mantener fuera de una zanja de gas

Algunos materiales que son perfectamente adecuados para agua, drenaje o tuberías interiores de gas no pertenecen al subsuelo en un sistema de gas. Saber cuáles rechazar es tan importante como saber cuál comprar.

tubo de hierro negro Es el material estándar para las líneas interiores de gas en muchos edificios, pero no tiene protección contra la corrosión y no debe enterrarse directamente. Cobre Ha sido prohibido por la mayoría de los códigos de gas combustible porque los compuestos de azufre en el gas natural atacan al cobre, produciendo incrustaciones corrosivas que pueden fallar en unos pocos años. PVC es la identificación errónea más común entre los compradores menos experimentados: la tubería de drenaje de PVC no tiene presión nominal para gas ni está permitida por el código, y sus juntas cementadas con solvente pueden abrirse cuando el suelo se mueve. CSST está diseñado para recorridos de gas flexibles en interiores; solo se pueden instalar bajo tierra versiones específicas enumeradas de entierro directo, e incluso aquellas generalmente deben pasar a través de un conducto y conectarse al sistema de conexión a tierra.

Reglas de instalación que se aplican a cualquier línea de gas subterránea

La mejor tubería del mundo no pasará la inspección si se entierra incorrectamente. El Código Internacional de Gas Combustible y el Código Residencial Internacional, que forman la base de la mayoría de las regulaciones locales para tuberías de gas, establecen requisitos comprobables que se aplican tanto a los sistemas de polietileno como a los de acero.

• Profundidad de entierro. Por lo general, se requiere que las líneas de gas tengan al menos 12 a 18 pulgadas de cobertura, con una cobertura más profunda debajo de las entradas de vehículos y las áreas de tránsito de vehículos. Las autoridades locales pueden aumentar esa profundidad; consulte la hoja de enmiendas antes de abrir zanjas.
• Cable trazador y cinta de marcado. Las tuberías no metálicas deben instalarse con un cable trazador continuo que llegue hasta un punto de prueba, y muchas jurisdicciones también exigen una cinta de advertencia detectable sobre la tubería para alertar a los excavadores.
• Protección de relleno. La primera capa de relleno debe estar libre de rocas y escombros punzantes; Por lo general, se usa arena o tierra fina para proteger la tubería y cualquier revestimiento contra daños.
• Prueba de presión. Las tuberías subterráneas deben someterse a pruebas de presión antes de rellenar la zanja, de modo que se encuentren fugas mientras aún sean accesibles.
• Permiso e inspección. La mayoría de los municipios requieren un permiso para cualquier trabajo en líneas de gas y programarán una inspección en la etapa de zanja abierta. Trabajar sin la inspección anula la cobertura del seguro en muchos casos.

Cada uno de estos requisitos existe porque las tuberías enterradas no se pueden inspeccionar visualmente más adelante. El costo de hacer el trabajo correctamente en el momento de la instalación es trivial en comparación con el costo de excavar un camino de concreto para encontrar una fuga.

Qué buscar al comprar tuberías para un proyecto de gas subterráneo

No todas las tuberías de polietileno están aprobadas para gas y no todos los proveedores tienen los controles de producción para entregar un producto consistente. Cuando compare cotizaciones, verifique los cuatro puntos que separan un material que cumple con el código de un riesgo de responsabilidad.

En primer lugar, la tubería debe fabricarse según una norma de gas reconocida, como la ASTM D2513 en Norteamérica, la ISO 4437 para gas en muchos mercados internacionales o la norma nacional pertinente, y debe estar marcada en consecuencia. En segundo lugar, debe estar compuesto de resina virgen PE4710 o PE100; Los compuestos reciclados o de terceros ofrecen un costo más bajo pero no contienen los datos de tensión-ruptura que exige el servicio de gas. En tercer lugar, el fabricante debería poder documentar el control de calidad a través de un sistema de producción certificado ISO 9001 y un laboratorio interno que pruebe cada lote. En cuarto lugar, verifique la marca de trazabilidad en la tubería, que debe identificar el productor, la clase de material, la presión nominal y la fecha de fabricación en impresión permanente.

Los fabricantes que atienden a los mercados de exportación de gas, como Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. en Shanghai, China, normalmente estructuran su línea de HDPE específicamente en torno a estos requisitos. Shanghai Zhongsu produce un dedicado Tubería de HDPE para gas. distribución, opera una instalación de 70.000 metros cuadrados y cuenta con las certificaciones ISO 9001, ISO 14001 y OHSAS 18001, junto con un laboratorio acreditado por CNAS para pruebas de materiales y presión. El punto práctico para un comprador es que una línea de gas es tan buena como la combinación de calidad del material, control de producción y calidad de la instalación detrás de ella. Una tubería barata y sin marcar enterrada a la profundidad incorrecta puede anular todas las demás partes de un sistema bien diseñado.