2

​Σκοπός του παρόντος άρθρου είναι να παρέχει στους υδραυλικούς στις Τεχνικές Υπηρεσίες των Δήμων (ΔΕΥΑ, ΤΥΔΚ κλπ) αλλά και στους εργολάβους Δημοσίων Έργων την απαραίτητη σχετικά με την ορθή μέθοδο υδραυλικής δοκιμασίας δικτύων ύδρευσης και άρδευσης από πολυαιθυλένιο (HDPE), η επιτυχημένη έκβαση της οποίας αποτελεί απαραίτητ προϋπόθεση για την παράδοση-παραλαβή του δικτύου από την εργοληπτική εταιρεία προς την αναθέτουσα αρχή.

1. Γενικά 

​Σε αντίθεση με το μέθοδο που εφαρμόζεται στα δίκτυα μεταφοράς φυσικού αερίου, όπου υπάρχει σημαντική εμπειρία, βιβλιογραφία αλλά και νομοθεσία στην Ελλάδα, λόγω της χρόνιας ενασχόλησης Υπηρεσιών όπως η ΔΕΠ αλλά και οι κατά τόπους ΕΠΑ (Εταιρείες Παροχής Αερίου), η υδραυλική δοκιμασία των δικτύων ύδρευσης από HDPE γίνεται με νερό, δηλαδή με ένα ασυμπίεστο ρευστό, λαμβάνοντας σημαντικά υπ΄ όψιν το είδος του υλικού του σωλήνα και ειδικότερα τα φαινόμενα ιξωδοελαστικότητας αυτού.

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990, σχεδόν όλα τα δίκτυα ύδρευσης κατασκευάζονταν στην Ελλάδα από σωλήνες PVC-U. Μόλις προς τα τέλη της δεκαετίας του 1990 με αρχές της δεκαετίας του 2000 ξεκίνησε η κατασκευή δικτύων από σωλήνες πολυαιθυλενίου 2ης και 3ης γενιάς.Έκτοτε και σε διάστημα μίας 10-ετίας, οι σωλήνες HDPE 3ης γενιάς υποσκέλισαν κυριολεκτικά τους σωλήνες PVC-U στα δίκτυα ύδρευσης, κυρίως λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων που προσφέρουν από την φάση εγκατάστασή τους αλλά και κατά την διάρκεια του ωφέλιμου χρόνου ζωής των.

Δυστυχώς, έως σήμερα, δεν υπάρχει Ευρωπαϊκό πρότυπο ή Ευρωπαϊκή οδηγία για την υδραυλική δοκιμασία δικτύων πολυαιθυλενίου, παρά μόνον Εθνικοί κανονισμοί, όπως ο Γερμανικός κανονισμός του DVGW Code W400-2, ή το DVS Code 2210-1 supl.2, οι οποίοι όμως δεν είναι ευρέως γνωστοί στην Ελλάδα. Αντιθέτως, στην χώρα μας χρησιμοποιείται η μεθοδολογία που ακολουθείται στα δίκτυα σωλήνων πίεσης από PVC-U. Δυστυχώς, ενώ η παραπάνω οδηγία δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα για γραμμικώς ελαστικά υλικά, είναι ακατάλληλη για ιξωδοελαστικά υλικά, όπως το πολυαιθυλένιο, διότι οι σωλήνες πολυαιθυλενίου παρουσιάζουν φαινόμενα χαλάρωσης τάσης και ερπυσμού

2. Μέθοδος ελέγχου δικτύων σωλήνων HDPE σύμφωνα με τον Γερμανικό κανονισμό 

2.1 Φάσεις Υδραυλικής δοκιμασίας δικτύων 

Ο Γερμανικός κανονισμός δοκιμασίας δικτύου πλαστικών σωλήνων DVS2210-2, συμπεριλαμβάνει και ιξωδοελαστικά υλικά, όπως τα πολυαιθυλένια 2ης και 3ης γενιάς.Περίληψη του Γερμανικού Κανονισμού υδραυλικής δοκιμής δικτύων πλαστικών σωλήνων περιγράφεται παρακάτω:

Η δοκιμασία του δικτύου πρέπει να γίνεται με ηλεκτρική και όχι χειροκίνητη αντλία. Για τον υδραυλικό έλεγχο του δικτύου απαιτείται ο παρακάτω εξοπλισμός:

  • Φυγοκεντρική ή εμβολοφόρος αντλία
  • Δοχείο παραλαβής νερού
  • Δικλείδα αντεπιστροφής νερού
  • Υδρόμετρο
  • Πιεσόμετρο με ένδειξη και καταγραφικό με αναγνωσιμότητα και ακρίβεια 0,1 barΘερμόμετρο με ένδειξη και καταγραφικό
  • Βαλβίδες εξαερισμού και ελέγχου ροής

2.2 Προετοιμασία δικτύου 

2.2.1 ΦΑΣΗ 1Η: Προετοιμασία δικτύου 

  Πριν την έναρξη της αρχικής δοκιμασίας πίεσης πρέπει να απομακρυνθεί με προσοχή ο αέρας του δικτύου. Όλα τα σημεία εξαέρωσης πρέπει να είναι ανοικτά κατά την πλήρωση του δικτύου και η ταχύτητα του νερού κατά την φάση πλήρωσης πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1 m/sec. Κατά την δοκιμασία της πίεσης πρέπει να εξασφαλίζεται ότι δεν θα υπάρχουν εκτεθειμένα τμήματα του αγωγού στον ήλιο

2.2.2 ΦΑΣΗ 2Η: Πλήρωση του δικτύου με νερό

Η πλήρωση του δικτύου με νερό γίνεται από το γεωδαιτικά χαμηλότερο σημείο του δικτύου. Για να εξασφαλιστεί ότι απομακρύνεται ικανοποιητικά ο αέρας από το δίκτυο πρέπει να ακολουθούνται οι τιμές ρυθμού πλήρωσης του πίνακα 1. 

DN ​V [l/s] DN V [l/s]
έως και 80 ​0.15 ​250 ​2.0
​100​0.3​300​3.0
​150​0.7​400​6.0
​200​1.5​500​9.0

 Πίνακας 1. Συνιστώμενες τιμές ταχύτητας πλήρωσης δικτύου πλαστικών σωλήνων

Από το Διάγραμμα 1 υπολογίζεται ο χρόνος ανάπτυξης της πίεσης δοκιμής. Μεταξύ της διαδικασίας πλήρωσης και του ελέγχου πίεσης του δικτύου πρέπει να μεσολαβεί αρκετός χρόνος ώστε να εξασφαλίζεται η απομάκρυνση όλου του αέρα που τυχόν βρίσκεται στο δίκτυο – προτείνεται χρόνος 6 με 12 ωρών, ανάλογα με την διάμετρο των σωλήνων. 

​Διάγραμμα 1: χρόνος επίτευξης της πίεσης δοκιμής δικτύου

2.2.3 ΦΑΣΗ 3Η: Αρχική δοκιμασία πίεσης (ΑΔΠ)

Σκοπός της ΑΔΠ είναι η προετοιμασία του δικτύου για την κύρια δοκιμασία πίεσης (ΚΔΠ). Η ΑΔΠ δημιουργεί ισορροπία μεταξύ τάσης και επιμήκυνσης στο δίκτυο από την εφαρμοζόμενη υδραυλική πίεση. Λόγω των φαινομένων ιξωδοελαστικότητας του πολυαιθυλενίου η αρχική πίεση δημιουργεί πτώση πίεσης στο δίκτυο. Γι' αυτό απαιτείται επαναφορά της πίεσης στην αρχική τιμή ( με προσθήκη της ανάλογης ποσότητας νερού στο δίκτυο) και έλεγχο όλων των μεταλλικών σημείων σύνδεσης. Κατά την ΑΔΠ πρέπει να ελέγχεται ο ρυθμός πτώσης της πίεσης ο οποίος δεν πρέπει να ξεπερνά την τιμή 1 bar/ώρα. Στον παρακάτω Πίνακα 2 εμφαίνονται οι σημαντικότερες παράμετροι της ΑΔΠ, ενώ στο διάγραμμα 1 παρουσιάζεται η σχέση μεταξύ της πίεσης ελέγχου, της θερμοκρασίας του αγωγού και του SDR για PE100: 

Παράμετροι δοκιμής Επεξηγήσεις Τιμές
​Πίεση αρχικής δοκιμασίας (ΠΑΔ) Εξαρτάται από την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ή την επιτρεπόμενη πίεση των εξαρτημάτων του δικτύου (βλέπε Διάγραμμα 1) ΠΑΔ  ≤​  Pp(zul) (Διάγραμμα 1)
​Διάρκεια δοκιμήςΕφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου L≤ 100 m ± 10%≥ 3 ώρες
​ Εφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου 100 ≤ L ≤ 500 m ≥ 6 ώρες
​ Εφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου L > 500 m. Σε αυτήν την περίπτωση το δίκτυο ελέγχεται ανά τμήματα των 500 m. ≥ 6 ώρες
Συχνότητα επιθεωρήσεων κατά την διάρκεια του ελέγχουΤα αποτελέσματα της επιθεώρησης και οι μεταβολές της πίεσης και της θερμοκρασίας του δικτύου πρέπει να καταγράφονται σε κάθε επιθεώρηση≥ 3 επιθεωρήσεις με επαναφορά της πίεσης στην αρχική τιμή
Επιτρεπόμενος ρυθμός πτώσης πίεσηςΟι τιμές εξαρτώνται από το μέτρο ελαστικότητας του κάθε υλικού ≤ 1 bar/ώρα

Πίνακας 2: παράμετροι Αρχικής Δοκιμασίας Πίεσης 

 Εν συντομία, μετά την επίτευξη της αρχικής πίεσης δοκιμής, πρέπει να καταγράφεται και να ελέγχεται η πίεση του δικτύου ανά δύο ώρες.

Σε περίπτωση που ο ρυθμός της πτώσης πίεσης (ΔP/Δt = ΔP/2 [=] bar/hr) είναι μεγαλύτερος από 1 bar/ώρα, τότε όλο το δίκτυο θα πρέπει να ελέγχεται λεπτομερώς και ιδιαίτερα στα φλαντζωτά σημεία σύνδεσης. Στο τέλος της ΑΔΠ η πίεση του δικτύου πρέπει να μειώνεται (στο 85% της αρχικής πίεσης) με αφαίρεση (εκτόνωση) νερού από το δίκτυο .

Εάν ο ρυθμός της πτώσης πίεσης δεν υπερβαίνει την τιμή 1 bar/ώρα και η πίεση δοκιμής κατά την εκτόνωση μειώνεται μέσα σε λιγότερο από 2 min, τότε και μόνο μπορεί να ξεκινήσει η διαδικασία της κύριας δοκιμασίας, εφόσον δηλαδή παρατηρηθεί σταθεροποίηση ή μικρή αύξηση της υδραυλικής πίεσης του δικτύου στα επόμενα 30 min.

2.2.4 ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΔΙΑΡΡΟΗΣ

Εάν μετά από την μείωση της πίεσης δικτύου (σε 85% της ΑΔΠ) δεν παρατηρείται διακοπή του ρυθμού πτώσης της πίεσης τότε αυτό είναι σημάδι ύπαρξης διαρροής. Στην περίπτωση αυτή η ΑΔΠ πρέπει να διακοπεί και όλο το δίκτυο να επιθεωρηθεί για τυχόν διαρροή. Στην συνέχεια η υδραυλική πίεση πρέπει να αυξηθεί στην τιμή της ΑΔΠ, ενώ ταυτόχρονα πρέπει να καταγράφεται η ποσότητα του νερού που προστίθεται στο δίκτυο για την επίτευξη της ΑΔΠ. Μετά παρέλευση τουλάχιστον 1 ώρας θα πρέπει να επαναληφθεί η μείωση της πίεσης του δικτύου, με ταυτόχρονη μέτρηση της ποσότητας του εξερχόμενου νερού. Εάν και πάλι δεν παρατηρηθεί σταθεροποίηση της πίεσης δοκιμασίας, τότε θα πρέπει να επαναληφθεί εκ νέου όλη η διαδικασία, αφού μηδενιστεί η υδραυλική πίεση του δικτύου. 

​Διάγραμμα 1: καμπύλες δοκιμασίας πίεσης Pp(zul) για πολυαιθυλένιο 3ης γενιάς PE100

Με γραμμική παρεμβολή και για θερμοκρασία νερού 17°C η επιτρεπόμενη πίεση Pp(zul) της ΑΔΠ για σωλήνες PE100 PN 12,5 (SDR 13,6) είναι 15 bar

2.2.5 ΦΑΣΗ 4Η: Κύρια δοκιμασία πίεσης (ΚΔΠ)

Η κύρια δοκιμασία πίεσης γίνεται με πίεση ίση με 85% της αρχικής πίεσης και πρέπει να ξεκινά αμέσως μετά την ολοκλήρωση της ΑΔΠ, δίχως καθυστέρηση. Επειδή αναμένονται πολύ μικρότερες πτώσεις πίεσης γι' αυτό δεν απαιτείται επαναφορά της πίεσης. Κατά την κύρια δοκιμασία πίεσης (ΚΔΠ) πρέπει να ελέγχεται ο ρυθμός πτώσης της πίεσης ο οποίος δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,5 bar/ώρα. Στον παρακάτω Πίνακα 3 εμφαίνονται οι σημαντικότερες παράμετροι της κύριας δοκιμασίας πίεσης : 

Παράμετροι δοκιμής Επεξηγήσεις Τιμές
Πίεση κύριας δοκιμασίας (ΚΔΠ) Εξαρτάται από την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ή την επιτρεπόμενη πίεση των εξαρτημάτων του δικτύου ≤ 0.85 Pp(zul)
Διάρκεια δοκιμήςΕφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου L≤ 100 m ± 10%≥ 3 ώρες
Εφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου 100 ≤ L ≤ 500 m ≥ 6 ώρες
Εφαρμόζεται σε δίκτυο με ή χωρίς διακλαδώσεις και για συνολικό μήκος δικτύου L > 500 m. Σε αυτήν την περίπτωση το δίκτυο ελέγχεται ανά τμήματα των 500 m. ≥ 6 ώρες
Συχνότητα επιθεωρήσεων κατά την διάρκεια του ελέγχουΤα αποτελέσματα της επιθεώρησης και οι μεταβολές της πίεσης και της θερμοκρασίας του δικτύου πρέπει να καταγράφονται σε κάθε επιθεώρηση.≥ 2 επιθεωρήσεις δίχως επαναφορά της κύριας πίεσης
Επιτρεπόμενη πτώση πίεσης​Οι τιμές εξαρτώνται από το μέτρο ελαστικότητας του κάθε υλικού ​ ≤ 0,5 bar/ώρα

Πίνακας 3: παράμετροι Κύριας Δοκιμής Πίεσης 

2.2.6 ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΔΙΑΡΡΟΗΣ

Σε περίπτωση που ο ρυθμός της πτώσης πίεσης (ΔP/Δt = ΔP/2 [=] bar/hr) είναι μεγαλύτερος από 0,5 bar/ώρα, τότε θα πρέπει να αποδοθεί σε φαινόμενο διαρροής. Εάν αποκατασταθεί το πρόβλημα της διαρροής δίχως η πίεση δοκιμής να πέσει κάτω από το 80% της αρχικής τιμής τότε η διαδικασία της κύριας δοκιμασίας μπορεί να συνεχιστεί. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις η κύρια δοκιμασία πρέπει να σταματήσει και να επαναληφθεί. Εάν ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της διακοπής και της επανάληψης της κύριας δοκιμασίας είναι μεγαλύτερος από 4 ώρες, τότε πρέπει να επαναληφθεί και η αρχική δοκιμασία πίεσης.