Tipos de tubos subterrâneos de gás: HDPE vs aço, códigos e dicas de instalação

A resposta curta: Polietileno, com aço revestido como backup

O tubo de polietileno de alta densidade (HDPE), fabricado de acordo com ASTM D2513, é o material que a maioria dos empreiteiros de gás especificará atualmente para uma linha subterrânea de gás natural. Ele não sofre corrosão, suas juntas soldadas por fusão são fortes o suficiente para serem tratadas como tubos contínuos e podem contornar obstruções sem exigir uma única conexão subterrânea. Tubo de aço revestido é a segunda opção legítima e ainda é necessário em algumas localidades, serviços de alta pressão ou condições incomuns de solo. Cobre, ferro preto, PVC e aço desprotegido não devem ser enterrados em uma vala de gás, a menos que um código específico ou lista do fabricante diga que sim.

Essa conclusão é importante porque as falhas nas tubulações subterrâneas de gás não são como as falhas nas tubulações acima do solo. Um pequeno vazamento sob uma entrada de automóveis pode passar despercebido por anos e toda a linha deve ser escavada para repará-lo. A seleção de materiais não é, portanto, um exercício de preferência; é uma decisão de segurança e conformidade com o código.

Por que o tubo HDPE se tornou o padrão para linhas subterrâneas de gás

O tubo de polietileno para serviço de gás é um produto comprovado e regulamentado, não um tubo de plástico genérico. É produzido especificamente de acordo com o padrão ASTM D2513 e normalmente aparece como um tubo SDR 11 com uma faixa de identificação e marcações impressas que indicam a classe do material e a classificação de pressão. Para a maioria dos sistemas de distribuição de gás residenciais e comerciais, a resina PE4710, também vendida como PE100 em muitos mercados globais, é o material exigido pelas especificações atuais.

Três características explicam porque o HDPE domina o mercado subterrâneo:

• Resistência à corrosão. O polietileno não requer embalagem, revestimento ou proteção catódica, o que significa que não há nada que se degrade com o tempo em solo úmido ou ácido.
• Juntas de fusão. A fusão de topo e a eletrofusão unem o tubo PE fundindo os materiais, produzindo uma junta sem vazamentos e muitas vezes mais forte do que a própria parede do tubo. Não são necessários acoplamentos mecânicos, roscas ou juntas cimentadas com solvente abaixo do nível do solo.
• Durabilidade sob movimento terrestre. O tubo PE pode flexionar com o assentamento do solo, movimento de gelo e até mesmo atividades sísmicas menores sem rachar, o que é uma grande vantagem em relação ao tubo metálico rígido.

Existem, no entanto, condições associadas à utilização de tubos de gás PE. Como o material não é metálico, o código exige um fio traçador enterrado com o tubo para que escavações futuras possam localizar a linha. O tubo PE também deve ser protegido da luz solar direta quando armazenado e não se destina a passagens expostas acima do solo. Em uma instalação típica, a linha PE faz a transição para aço ou CSST acima do solo em um riser localizado no medidor ou na parede do edifício.

Quando as autoridades do código ou as condições do projeto exigem tubulação de aço

O aço continua sendo o material especificado para muitas instalações subterrâneas de gás, especialmente em projetos comerciais e industriais onde pressões operacionais mais altas, risco de danos mecânicos ou alterações locais no código de gás combustível favorecem uma linha metálica. O material de referência do código é um tubo de ferro forjado ou aço Schedule 40 de peso padrão, galvanizado ou protegido contra corrosão.

Contudo, a galvanização por si só não é proteção suficiente para o aço enterrado na maioria dos solos. A prática aceita é envolver o tubo com um sistema de proteção contra corrosão, como Scotch Coat, fita protetora aplicada em fábrica ou um revestimento de polietileno extrudado, e em solos agressivos é adicionado um sistema de proteção catódica projetado. O aço preto desprotegido enterrado no solo começará a corroer rapidamente; a ferrugem externa, combinada com os compostos internos de enxofre encontrados no gás natural, reduz drasticamente a vida útil.

O tubo de aço também traz uma preocupação de junta: uma junta roscada Schedule 40 é aceitável sob muitos códigos, mas as conexões roscadas são um ponto de vazamento comum quando o tubo está sujeito à flexão e vibração sustentadas do assentamento do solo. Por esta razão, muitos empreiteiros preferem ter comprimentos de aço soldados em vez de roscados quando o trecho for enterrado.

Escolha o aço quando uma concessionária de gás, um inspetor local ou uma especificação de engenharia o exigir explicitamente, quando a profundidade do enterramento precisar ser mínima ou quando a linha cruzar uma área onde o solo é tão rochoso que um tubo de plástico possa ser perfurado pelo aterro antes de ser coberto. Caso contrário, o HDPE será quase sempre a escolha mais simples, de menor custo e mais duradoura.

Materiais de tubulação para manter fora de uma vala de gás

Alguns materiais que são perfeitamente adequados para água, drenagem ou tubulação interna de gás não pertencem ao subsolo de um sistema de gás. Saber quais recusar é tão importante quanto saber qual comprar.

Tubo de ferro preto é o material padrão para tubulações de gás internas em muitos edifícios, mas não tem proteção contra corrosão e não deve ser enterrado diretamente. Cobre foi proibido pela maioria dos códigos de gás combustível porque os compostos de enxofre no gás natural atacam o cobre, produzindo incrustações corrosivas que podem falhar dentro de alguns anos. PVC é o erro de identificação mais comum entre compradores menos experientes: o tubo de drenagem de PVC não tem classificação de pressão para gás nem é permitido pelo código, e suas juntas cimentadas com solvente podem abrir quando o solo se move. CSST foi projetado para funcionamento interno flexível de gás; apenas versões específicas de enterramento direto listadas podem ser instaladas no subsolo, e mesmo essas devem normalmente ser roteadas através de um conduíte e ligadas ao sistema de aterramento.

Regras de instalação que se aplicam a qualquer linha subterrânea de gás

O melhor tubo do mundo será reprovado na inspeção se for enterrado incorretamente. O Código Internacional de Gás Combustível e o Código Residencial Internacional, que constituem a base da maioria dos regulamentos locais de tubulações de gás, estabelecem requisitos testáveis ​​que se aplicam a sistemas de polietileno e aço.

• Profundidade de enterro. Normalmente, as linhas de gás devem ter pelo menos 12 a 18 polegadas de cobertura, com cobertura mais profunda sob calçadas e áreas de tráfego de veículos. As autoridades locais podem aumentar essa profundidade; verifique a folha de alterações antes de abrir valas.
• Fio traçador e fita de marcação. A tubulação não metálica deve ser instalada com um fio traçador contínuo que vai até um ponto de teste, e muitas jurisdições também exigem uma fita de advertência detectável acima da tubulação para alertar as escavadeiras.
• Proteção de preenchimento. A primeira camada de aterro deve estar livre de pedras e detritos pontiagudos; areia ou solo fino são comumente usados ​​para proteger o tubo e qualquer revestimento contra danos.
• Teste de pressão. A tubulação subterrânea deve ser testada quanto à pressão antes do preenchimento da vala, para que os vazamentos sejam encontrados enquanto ainda estão acessíveis.
• Licença e inspeção. A maioria dos municípios exige uma licença para qualquer trabalho na tubulação de gás e agendará uma inspeção na fase de abertura da vala. Trabalhar sem inspeção anula a cobertura do seguro em muitos casos.

Cada um desses requisitos existe porque o tubo enterrado não pode ser inspecionado visualmente posteriormente. O custo de fazer o trabalho corretamente no momento da instalação é trivial comparado com o custo de escavar uma entrada de concreto para encontrar um vazamento.

O que procurar ao comprar tubos para um projeto de gás subterrâneo

Nem todo tubo de polietileno é aprovado para gás e nem todo fornecedor possui controles de produção para entregar um produto consistente. Ao comparar cotações, verifique os quatro pontos que separam um material compatível com o código de um risco de responsabilidade.

Primeiro, o tubo deve ser produzido de acordo com um padrão de gás reconhecido, como ASTM D2513 na América do Norte, ISO 4437 para gás em muitos mercados internacionais, ou o padrão nacional relevante, e deve ser marcado de acordo. Em segundo lugar, deve ser composto de resina virgem PE4710 ou PE100; compostos reciclados ou de terceiros oferecem custos mais baixos, mas não carregam os dados de ruptura por tensão que o serviço de gás exige. Terceiro, o fabricante deve ser capaz de documentar o controle de qualidade através de um sistema de produção certificado pela ISO 9001 e de um laboratório interno que teste cada lote. Quarto, verifique a marcação de rastreabilidade no tubo, que deve identificar o fabricante, a classe do material, a classificação de pressão e a data de fabricação em impressão permanente.

Os fabricantes que atendem aos mercados de exportação de gás, como a Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. em Xangai, China, normalmente estruturam sua linha de HDPE especificamente em torno desses requisitos. Shanghai Zhongsu produz um produto dedicado Tubo HDPE para gás distribuição, opera uma instalação de 70.000 metros quadrados e possui certificação ISO 9001, ISO 14001 e OHSAS 18001, juntamente com um laboratório credenciado pelo CNAS para testes de materiais e pressão. O ponto prático para um comprador é que uma linha de gás é tão boa quanto a combinação de qualidade do material, controle de produção e qualidade de instalação por trás dela. Um tubo barato e sem identificação enterrado na profundidade errada pode anular todas as outras partes de um sistema bem projetado.