Про екологiчної безпеки, надiйностi мереж водопостачання »Будiвельний портал - ремонт, нерухомiсть, облицювання, дизайн

В даний час для виробництва труб використовуються найрiзноманiтнiшi матерiали:
метали,
пластмаси,
керамiка,
азбестоцемент,
бетон i композицiї з декiлькох матерiалiв.
Кожен матерiал i системи трубопроводiв з них мають свої переваги i недолiки.
Щоб зорiєнтуватися в цьому рiзноманiттi i вибрати потрiбний тип труби, необхiдно знати мету використання трубопроводу, параметри його роботи i необхiдну довговiчнiсть. Довговiчнiсть часто є каменем спотикання, тому виникає дилема: якщо труба дешева, то вона недовговiчна, i навпаки. Ремонт трубопроводiв - серйозна проблема, сполучена з великими витратами. Тому може виявитися, що великi одноразовi витрати пiд час будiвництва допоможуть заощадити вашi грошi на ремонтi. Ще одна не менш важлива проблема - складнiсть монтажу системи трубопроводу i пов'язанi з нею витрати.
Розглядати властивостi труб доцiльно по виду матерiалу, з якого вони виготовленi, тому вид матерiалу визначає експлуатацiйнi характеристики труби, її довговiчнiсть, методи монтажу i, природно, вартiсть. Кожна з вищеназваних систем трубопроводiв повинна застосовуватися iнженерами проектувальниками залежно вiд конкретних умов експлуатацiї i технiко-економiчних розрахункiв.
У системах водопостачання у всьому свiтi, в тому числi i в Росiї, найбiльш широко вживаними матерiалами для виготовлення труб є високомiцний чавун i полiмернi матерiали, такi як полiетилен i полiвiнiлхлорид.
Для рацiонального вибору матерiалу труб для мереж водопостачання та каналiзацiї постараємося коротко порiвняти як короткостроковi, так i довгостроковi структурнi та експлуатацiйнi якостi труб з ВЧШГ та полiмерних труб з ПВХ та полiетилену високої щiльностi.
Полiмернi труби мають жорсткi обмеження по робочому тиску, безпосередньо залежному вiд середньої температури всього термiну експлуатацiї i вiд максимального дiаметра труби. І з цими обмеженнями доводиться рахуватися. Розрахунок експлуатацiйних характеристик проводиться вiдповiдно до вимог стандарту ISO 13760 "Пластмасовi напiрнi труби для транспортування рiдин. Правило Майнера. Метод розрахунку накопичених ушкоджень".
Тому, фактори надiйностi i мiцностi полiмерних труб в значнiй мiрi залежать вiд температури, умов укладання, навантажень i цiлого ряду iнших факторiв. Полiмернi труби пiд впливом циклiчних навантажень мають менший фактор надiйностi, нiж пiд впливом статичних навантажень.
Для стабiльної та надiйної роботи полiмерних труб в мережах водопостачання необхiдна установка регуляторiв тиску i температури, а також неухильне виконання вимог по влаштуванню траншей, ущiльненню подушки i зворотної засипки труб.
Гнучкi труби, до яких вiдноситься бiльшiсть пластикових труб, включаючи склопластиковi i полiетиленовi, найбiльш чутливi до умов укладання - тiльки близько 20% навантажень витримується безпосередньо трубою, решта розподiляється на навколишнiй грунт (у разi труб ВЧШГ - навпаки).
Внаслiдок вищеназваного, функцiонування всiєї системи з пластмасових труб знаходиться в дуже великiй залежностi вiд квалiфiкацiї пiдрядника та правильностi виконання ним процедур укладання; вже побудована i введена в експлуатацiю полiмерна система вимагає збереження споконвiчних умов укладання.
Наявнiсть грунтових вод або роботи, що проводяться поблизу, старiння характеристик матерiалу - все це може порушити первинний баланс взаємодiї «труба - навколишнiй грунт».
Труби з високомiцного чавуну вiдносяться до класу напiвжорстких труб, а значить, найбiльш пiдходять для пiдземного закладення, внаслiдок рiвномiрного розподiлу навантажень навколо труби, i прекрасних механiчних властивостей.
Механiчнi властивостi труб з високомiцного чавуну майже такi ж, як у сталевих труб, i набагато вище, нiж у будь-яких пластикових труб. Дуже важливо вiдзначити, що цi властивостi не схильнi погiршення з часом, що є проблемою для полiмерних труб.
Труби ВЧШГ не бояться також точкових навантажень (проблеми для пластмасових трубопроводiв), ударiв, вакууму (проблеми тонкостiнних труб i пластикових труб невiдповiдному жорсткостi), гiдравлiчних ударiв i т.д.
Труби ВЧШГ мають стиковi розтрубнi з'єднання зi спецiальною формою прокладки i розтруба. Переваги даних сполук полягають у здатностi стику залишатися герметичним при будь-якому тиску, витримується самої трубою, i можливостi кутового повороту (3-5 °), що надає гнучкiсть секцiї зiбраного трубопроводу i дозволяє виконувати повороти великого радiусу без використання фасонних частин, що ми вже бачили в серединi даного повiдомлення.
У зв'язку з вищевикладеним варто вiдзначити наступнi фактори вiдносно полiмерних труб:
1) рiвень аварiйностi полiетиленових труб у два рази вище в порiвняннi з трубами ВЧШГ. Пластмасовi труби не володiють жорсткiстю - високою опiрнiстю роздавлюванню - i мають великий коефiцiєнт лiнiйного розширення. Пiдвищенi зовнiшнi навантаження на гнучку трубу приводять до її деформацiї i збiльшенню овальностi поперечного перерiзу труби;
2) можливостi виробництва будiвельно-монтажних робiт на пластмасових трубопроводах обмеженi. Монтаж водопроводiв з ПВХ i ПЕ труб слiд проводити (згiдно iнструкцiй виробникiв) при температурi повiтря не нижче -5 ° С. Зi зниженням температури пластичнi властивостi пластмасових труб рiзко погiршуються, тому повиннi дотримуватися пiдвищенi вимоги з їх транспортування, розвантаження, зберiгання, монтажу та зварюванню. Так, наприклад, при використаннi пластмасових труб технiчними умовами встановлюється необхiднiсть їх теплоiзоляцiї дорогим листовим комiрчастим стиролом, встановлення наметiв для утеплення i т. П .;
3) технiчна база та умови прокладки пластмасових труб за кордоном рiзко вiдрiзняються вiд росiйських. Для Росiї характерна необхiднiсть виконання будiвельно-монтажних робiт з прокладання та перекладання труб в зимовий час;
4) на росiйських водопроводах встановлена ??вiтчизняна запiрна арматура (засувки, поворотнi затвори), яка не завжди забезпечує повне перекриття води. Це ставить пiд сумнiв можливiсть проведення якiсних зварювальних робiт, особливо при мiнусовiй температурi повiтря;
5) прокладка полiетиленових труб вiдкритим способом вимагає виконання великого, тривалого i дорогого обсягу пiдготовчих робiт, що не завжди можливо в умовах щiльної мiської забудови, а в умовах великого насичення пiдземного простору iнженерними комунiкацiями - дуже ускладнена i призводить до значного подорожчання будiвельно-монтажних робiт. Наприклад, європейськi технiчнi умови з прокладання пластмасових труб регламентують використання для обсипання труб не вийнятий грунт, а спецiально пiдготовлений пiсок або грунт з розмiром фракцiй менше 22 мм (забороняється також використання для обсипання труб замерзлого ґрунту);
6) i, нарештi, для труб, використовуваних в системах питного водопостачання, надзвичайно важливо гарантоване збереження протягом тривалого часу їх мiцностi, довговiчностi та забезпечення необхiдної якостi води, що транспортується, що не можна сказати про полiмерних трубах.
Досвiд практичного застосування показав, що труби з ВЧШГ мають високi мiцнiснi i деформацiйнi показники, близькi до показникiв сталевих труб, але по своїй корозiйної стiйкостi значно перевершують сталевi.
Багато країн свiту ввели технiчнi регламенти, якi рекомендують застосування труб ВЧШГ в забруднених територiях, до яких вiдносяться урбанiзованi мiсцевостi, iндустрiальнi областi, дiлянки колишнiх i дiючих бензозаправних станцiй, пункти по хiмiчному очищенню, хiмзаводи, лакофарбовi та iншi пiдприємства з шкiдливими умовами впливу на навколишнє середовище, побутовi та промисловi звалища, мiсця видобутку i транспортування нафти, бензину, дизельного палива, термiнали для їх переробки та навантаження та iншi промисловi виробництва.
Цими документами передбачено цiлий комплекс заходiв з оцiнки ступеня забрудненостi дiлянок для укладання труб, концентрацiї забруднюючих речовин, а також данi рекомендацiї по видах матерiалiв труб для водопостачання на небезпечних дiлянках.
Бiльший внутрiшнiй прохiдний дiаметр труб ВЧШГ в порiвняннi з полiетиленовими трубами (при однаковому зовнiшньому дiаметрi) у поєднаннi з низьким коефiцiєнтом шорсткостi дозволяють значно знизити витрати на перекачування рiдини, що транспортується внаслiдок економiї електроенергiї i забезпечують можливiсть прокачування по трубах ВЧШГ великих об'ємiв рiдини.
При рiвних зовнiшнiх дiаметрах порiвнюваних труб площа внутрiшнього прохiдного перетину труб ВЧШГ з цементним покриттям перевищує площу прохiдного перетину полiетиленових труб з ПЕ 100 на 7 - 15% в дiапазонi дiаметрiв вiд 150 до 300 мм вiдповiдно. Трубопровiд з ВЧШГ щорiчно економить значнi суми протягом усього термiну служби завдяки бiльшому номiнальному внутрiшньому дiаметру, i менших витрат на перекачування. Завдяки меншiй втратi напору в трубах з ВЧШГ, якi замiщають їх трубопроводи з iнших матерiалiв з аналогiчними характеристиками зажадають, вiдповiдно, застосування бiльш дорогих труб бiльшого дiаметра. І навпаки, трубопровiд з ВЧШГ можна спроектувати так, щоб вiн викликав таку ж втрату напору, як i замiщає його трубопровiд з iншого матерiалу. У цьому випадку потрiбно застосування труб ВЧШГ меншого дiаметру i, отже, меншої вартостi на одному i тому ж дiлянцi трубопроводу.
Корозiйна стiйкiсть труб з високомiцного чавуну в 5 разiв перевищує стiйкiсть труб з нелегованих вуглецевих сталей. Випробування труб з високомiцного чавуну, якi проводилися в США, Англiї, Францiї та Нiмеччини, показали, що корозiйна стiйкiсть труб ВЧШГ дорiвнює або в рядi випадкiв вище, нiж у труб з сiрого чавуну. Випробування труб проводилися за атмосферної та ґрунтової корозiї, а також у рiзних агресивних середовищах.
Електричний опiр високомiцного чавуну в 4,8 рази вище, нiж у сталi, а стики труб роздiленi непроводящими гумовими манжетами, тому труби ВЧШГ у звичайних умовах експлуатацiї, як правило, не пiддаються електричної корозiї.
Як показує 50-рiчний досвiд експлуатацiї трубопровiдних систем з високомiцного чавуну, труби ВЧШГ працюють надiйно i довгостроково практично у всiх умовах, однак, в особливо корозiйних грунтах i в мiсцях електричних блукаючих струмiв високої щiльностi їм може знадобитися додатковий захист у виглядi полiетиленової оболонки (полiетиленового « панчохи », що надiвається на трубу в процесi укладання), зовнiшнього покриття металевим цинком або катодного захисту.
Стандартнi розтрубнi з'єднання труб ВЧШГ, використовуванi в трубопроводах водопостачання та каналiзацiї комплектуються манжетами з еластомерiв EPDM, виготовлених з етилен-пропiленова каучуку. Змiна механiчних властивостей подiбних еластомерiв з плином часу вiдбувається пiд впливом двох явищ:
плинностi у часi - повзучостi (збiльшується деформацiї при постiйному навантаженнi);
релаксацiї (релаксацiї стиснення при постiйнiй деформацiї).
У разi розтрубних з'єднань, ущiльнення в них досягається контактним тиском мiж тiлом труби (розтруба труби) i манжетою. Деформацiя манжети, отримана в процесi з'єднання, залишається практично постiйною.
Отже, явище релаксацiї - єдине, що впливає на манжету.
Доказом цьому є практичний досвiд використання ущiльнень i кiлець з еластомерiв в США, починаючи з 1920-х рокiв i по теперiшнiй час, вiтчизняний досвiд застосування гумових ущiльнень i офiцiйно опублiкованi данi аварiйностi систем трубопроводiв з високомiцного чавуну.
Як ми бачимо, за пiдсумками сумарної оцiнки по всiх вищеназваних факторiв труби ВЧШГ входять до числа найперспективнiших.
У висновку хотiлося б ще раз нагадати всiм фахiвцям, якi беруть участь у процесах проектування, будiвництва та експлуатацiї мереж водопостачання, що свiтовий досвiд влаштування iнженерних комунiкацiй показує обопiльну затребуванiсть як полiмерних, так i рiзного виду металевих труб i не заперечує їх плiдної i взаємодоповнюючого спiвробiтництва.
-В Армiї все точь-в-точь як у бойскаутiв, але скаути знаходяться пiд наглядом дорослих. (Блейк Кларк)