Analizę wykonano w oparciu o przeprowadzone badania eksploatowanego od ponad 40 lat stalowego rurociągu DN 500 (508x10) o długości około ~28 km, transportującego wodę z jeziora do kopalni soli.

Obszar badań obejmował dwa główne kierunki prac:

1. Badania stanu technicznego rurociągu ze szczególnym uwzględnieniem wpływu korozji na dopuszczalne ciśnienia.

2. Badania i obliczenia hydrauliczne mające na celu określenie możliwości zwiększenia przepustowości rurociągu.

W badaniach stanu technicznego rurociągu stalowego wykorzystano następujące techniki badawcze:

- ocena wizualna,

- pomiar grubości ścianki rurociągu,

- pomiar grubości powłoki izolacyjnej,

- badania oddziaływania prądów błądzących na rurociąg,

- pomiar odczynu gruntu w pobliżu rurociągu,

- pomiar rezystywności gruntu w pobliżu rurociągu.

Badania stanu technicznego rurociągu wykazały między innymi korozję rurociągu zarówno na powierzchni wewnętrznej, jak i zewnętrznej oraz pocienienie ścianek rurociągu, co wpływa na ograniczenie ciśnienia dyspozycyjnego.

Wyznaczony na podstawie pomiarów współczynnik strat kp = 3,20 × 10-4 [m/(m3/h)2] w badanym rurociągu porównano z współczynnikiem strat kn = 1,05 × 10-4 [m/(m3/h)2] dla nowego rurociągu o chropowatości bezwzględnej ścianek k = 0,1mm.

Iloraz współczynników oporu całego rurociągu: kp/kn = 3,08 określa krotność wzrostu strat wysokości na badanym rurociągu w stosunku do analogicznego nowego rurociągu (Rys.1).

Przeanalizowano alternatywne rozwiązanie zastosowania zamiast rurociągu stalowego rurociągu wykonanego z polietylenu PE 100. Przeprowadzono ich porównanie w aspekcie techniczno-ekonomicznym. W oparciu o znane strumienie objętości w rurociągu, który był przedmiotem badań, dobrano rurociąg polietylenowy PE100 SDR 9 PN20 560x62,5. Dla rurociągów wyznaczono dynamiczne charakterystyki oporu hydraulicznego. Na tej podstawie określono zapotrzebowanie na energię.

Dla rurociągów PE współczynnik chropowatości bezwzględnej wynosi k = 0,01mm
i jest niezmienny w czasie. Natomiast w rurociągach stalowych w czasie ich eksploatacji następuje wzrost strat hydraulicznych na skutek korozji i tworzenia się osadów.

Na Rys. 1 zestawiono porównanie wykresów dynamicznych charakterystyk oporu hydraulicznego dh = f(Q):

- stalowego rurociągu 508 x10 dł. 28 km na podstawie pomiarów hydraulicznych,

- nowego stalowego 508 x10 dł. 28 km wg obliczeń teoretycznych dla k = 0,1mm,

- rurociągu polietylenowego PE100 SDR 9 PN20 560x62,5.

Na rys. 2 przedstawiono koszty cyklu życia w okresie 25 lat dla rurociągów:

- stalowego rurociągu 508 x10 dł. 28 km na podstawie pomiarów hydraulicznych,

- rurociągu polietylenowego PE100 SDR 9 PN20 560x62,5.

Uwzględnione zostały koszty materiału rur, koszty układania rurociągów oraz koszty energii pompowania medium. Do obliczenia kosztów pompowania przyjęto cenę energii 174,95 zł/MWh (średnia cena sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym w I kwartale 2018 r.).

Przeprowadzona analiza wykazuje, że zastosowanie rurociągów polietylenowych
do transportu wody stanowi lepszą technicznie i ekonomicznie alternatywę
w stosunku do rurociągów stalowych.