Types de conduites de gaz souterraines : PEHD ou acier, codes et conseils d'installation

La réponse courte : le polyéthylène, avec de l'acier revêtu comme support

Les tuyaux en polyéthylène haute densité (PEHD), fabriqués selon la norme ASTM D2513, sont aujourd'hui le matériau que la plupart des entrepreneurs en gaz spécifieront pour une conduite souterraine de gaz naturel. Il ne se corrode pas, ses joints soudés par fusion sont suffisamment solides pour être traités comme des tuyaux continus et il peut se plier autour des obstructions sans nécessiter un seul raccord souterrain. Les tuyaux en acier revêtu constituent la deuxième option légitime, et ils sont toujours requis dans certaines localités, dans des services à haute pression ou dans des conditions de sol inhabituelles. Le cuivre, le fer noir, le PVC et l'acier non protégé ne doivent pas être enterrés dans une tranchée à gaz, à moins qu'un code spécifique ou une liste du fabricant ne l'indique.

Cette conclusion est importante car les pannes de conduites de gaz souterraines ne sont pas comme les pannes de conduites en surface. Une petite fuite sous une allée peut passer inaperçue pendant des années et toute la conduite doit être creusée pour la réparer. La sélection des matériaux n’est donc pas un exercice de préférence ; il s’agit d’une décision de conformité au code et de sécurité.

Pourquoi les tuyaux en PEHD sont devenus la norme par défaut pour les conduites de gaz souterraines

Le tuyau en polyéthylène pour le service de gaz est un produit éprouvé et réglementé, et non un tube en plastique générique. Il est produit spécifiquement selon la norme ASTM D2513 et apparaît généralement comme un tuyau SDR 11 avec une bande d'identification et des marquages ​​imprimés indiquant la classe de matériau et la pression nominale. Pour la plupart des systèmes de distribution de gaz résidentiels et commerciaux, la résine PE4710, également vendue sous le nom de PE100 sur de nombreux marchés mondiaux, est la qualité de matériau requise par les spécifications actuelles.

Trois caractéristiques expliquent pourquoi le PEHD domine le marché souterrain :

• Résistance à la corrosion. Le polyéthylène ne nécessite pas d'emballage, de revêtement ou de protection cathodique, ce qui signifie qu'il n'y a rien à dégrader avec le temps dans un sol humide ou acide.
• Joints de fusion. La fusion bout à bout et l'électrofusion joignent les tuyaux en PE en faisant fondre les matériaux ensemble, produisant ainsi un joint sans fuite et souvent plus résistant que la paroi du tuyau lui-même. Aucun raccord mécanique, filetage ou joint collé au solvant n'est nécessaire sous le niveau du sol.
• Durabilité sous les mouvements du sol. Les tuyaux en PE peuvent fléchir sous l'effet du tassement du sol, des mouvements du gel et même d'une activité sismique mineure sans se fissurer, ce qui constitue un avantage majeur par rapport aux tuyaux métalliques rigides.

Il existe cependant des conditions liées à l’utilisation de conduites de gaz en PE. Étant donné que le matériau n'est pas métallique, le code exige qu'un fil traceur soit enterré avec le tuyau afin que les futures excavations puissent localiser la conduite. Les tuyaux en PE doivent également être protégés de la lumière directe du soleil lorsqu’ils sont stockés et ils ne sont pas destinés aux parcours hors sol exposés. Dans une installation typique, la ligne PE passe à l'acier ou au CSST hors sol au niveau d'une colonne montante située au niveau du compteur ou du mur du bâtiment.

Lorsque les responsables du code ou les conditions du projet exigent des tuyaux en acier

L'acier reste le matériau spécifié pour de nombreuses installations de gaz souterraines, en particulier dans les projets commerciaux et industriels où des pressions de fonctionnement plus élevées, un risque de dommages mécaniques ou des modifications locales du code du gaz combustible favorisent une conduite métallique. Le matériau de base du code est un tuyau en fer forgé ou en acier de classe 40 de poids standard, galvanisé ou autrement protégé contre la corrosion.

Cependant, la galvanisation seule ne constitue pas une protection suffisante pour l’acier enfoui dans la plupart des sols. La pratique acceptée consiste à envelopper le tuyau avec un système de protection contre la corrosion tel qu'un revêtement Scotch, un ruban de protection appliqué en usine ou un revêtement en polyéthylène extrudé, et dans les sols agressifs, un système de protection cathodique technique est ajouté. L’acier noir non protégé enfoui dans le sol commencera à se corroder rapidement ; la rouille extérieure, combinée aux composés de soufre internes présents dans le gaz naturel, réduit considérablement la durée de vie.

Les tuyaux en acier posent également un problème de jointage : un joint fileté Schedule 40 est acceptable selon de nombreux codes, mais les raccords filetés constituent un point de fuite courant lorsque le tuyau est soumis à une flexion et à des vibrations soutenues dues au tassement du sol. Pour cette raison, de nombreux entrepreneurs préfèrent que les longueurs d'acier soient soudées plutôt que filetées lorsque la longueur sera enterrée.

Choisissez l'acier lorsqu'un service public de gaz, un inspecteur local ou une spécification technique l'exige explicitement, lorsque la profondeur d'enfouissement doit être minimale ou lorsque la conduite traversera une zone où le sol est si rocheux qu'un tuyau en plastique pourrait être percé par le remblai avant d'être recouvert. Sinon, le PEHD sera presque toujours le choix le plus simple, le moins coûteux et le plus durable.

Matériaux de canalisation à conserver hors d'une tranchée à gaz

Certains matériaux parfaitement adaptés aux conduites d’eau, de drainage ou de gaz intérieures n’ont pas leur place sous terre dans un système de gaz. Savoir lesquels refuser est aussi important que savoir lequel acheter.

Tuyau en fer noir est le matériau standard pour les conduites de gaz intérieures dans de nombreux bâtiments, mais il n'a aucune protection contre la corrosion et ne doit pas être directement enterré. Cuivre a été interdit par la plupart des codes de gaz combustible parce que les composés soufrés présents dans le gaz naturel attaquent le cuivre, produisant du tartre corrosif qui peut échouer en quelques années. PVC est l'erreur d'identification la plus courante parmi les acheteurs moins expérimentés : le tuyau d'évacuation en PVC n'est ni résistant à la pression pour le gaz ni autorisé par le code, et ses joints collés au solvant peuvent s'ouvrir lorsque le sol bouge. CSST est conçu pour les conduites de gaz flexibles en intérieur ; seules les versions spécifiques à enterrement direct répertoriées peuvent être installées sous terre, et même celles-ci doivent généralement être acheminées via un conduit et reliées au système de mise à la terre.

Règles d'installation qui s'appliquent à toute conduite de gaz souterraine

Le meilleur tuyau au monde échouera à une inspection s’il est mal enterré. L'International Fuel Gas Code et l'International Residential Code, qui constituent la base de la plupart des réglementations locales sur les conduites de gaz, établissent des exigences testables qui s'appliquent aux systèmes en polyéthylène et en acier.

• Profondeur d'enfouissement. Les conduites de gaz doivent généralement avoir une couverture d'au moins 12 à 18 pouces, avec une couverture plus profonde sous les allées et les zones de circulation des véhicules. Les autorités locales peuvent accroître cette profondeur ; vérifier la feuille de modification avant de creuser une tranchée.
• Fil traceur et ruban de marquage. La tuyauterie non métallique doit être installée avec un fil traceur continu qui va jusqu'à un point de test, et de nombreuses juridictions exigent également un ruban d'avertissement détectable au-dessus du tuyau pour alerter les excavateurs.
• Protection du remblayage. La première couche de remblai doit être exempte de roches et de débris pointus ; du sable ou de la terre fine est couramment utilisé pour protéger le tuyau et tout revêtement contre les dommages.
• Essai de pression. Les canalisations souterraines doivent être testées sous pression avant le remblayage de la tranchée, afin que les fuites soient détectées tant qu'elles sont encore accessibles.
• Permis et inspection. La plupart des municipalités exigent un permis pour tout travail sur les conduites de gaz et planifieront une inspection au stade de la tranchée ouverte. Travailler sans inspection annule dans de nombreux cas la couverture d’assurance.

Chacune de ces exigences existe parce que les conduites enterrées ne peuvent pas être inspectées visuellement ultérieurement. Le coût d’une bonne exécution du travail au moment de l’installation est insignifiant comparé au coût de l’excavation d’une allée en béton pour trouver une fuite par trou d’épingle.

Que rechercher lorsque vous achetez un tuyau pour un projet gazier souterrain

Tous les tuyaux en polyéthylène ne sont pas approuvés pour le gaz, et tous les fournisseurs ne disposent pas des contrôles de production nécessaires pour fournir un produit cohérent. Lorsque vous comparez les devis, vérifiez les quatre points qui séparent un matériau conforme au code d'un risque de responsabilité.

Premièrement, le tuyau doit être produit selon une norme de gaz reconnue, telle que ASTM D2513 en Amérique du Nord, ISO 4437 pour le gaz sur de nombreux marchés internationaux, ou la norme nationale pertinente, et il doit être marqué en conséquence. Deuxièmement, il doit être composé de résine vierge PE4710 ou PE100 ; Les composés recyclés ou tiers offrent un coût inférieur, mais ils ne contiennent pas les données de rupture sous contrainte qu'exige le service de gaz. Troisièmement, le fabricant doit être en mesure de documenter le contrôle qualité grâce à un système de production certifié ISO 9001 et à un laboratoire interne qui teste chaque lot. Quatrièmement, vérifiez le marquage de traçabilité sur le tuyau, qui doit identifier le fabricant, la classe de matériau, la pression nominale et la date de fabrication en impression permanente.

Les fabricants qui desservent les marchés d'exportation du gaz, tels que Shanghai Zhongsu Pipe Co., Ltd. à Shanghai, en Chine, structurent généralement leur gamme de PEHD spécifiquement autour de ces exigences. Shanghai Zhongsu produit un dédié Tuyau PEHD pour gaz distribution, exploite une installation de 70 000 mètres carrés et détient les certifications ISO 9001, ISO 14001 et OHSAS 18001, ainsi qu'un laboratoire accrédité CNAS pour les essais de matériaux et de pression. Le point pratique pour un acheteur est qu’une conduite de gaz est aussi bonne que la combinaison de la qualité du matériau, du contrôle de la production et de la qualité de l’installation qui la sous-tend. Un tuyau bon marché et non marqué enterré à la mauvaise profondeur peut annuler toutes les autres parties d'un système bien conçu.