Вся электронная библиотека >>>

 Водоснабжение и канализация >>>

    

 

Основы водоснабжения и канализации


Раздел: Производство

 

§ 7. ТРУБЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВОДОПРОВОДОВ, И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

  

Для устройства наружного водопровода применяют трубы чугунные, стальные, асбестоцементные, железобетонные, пластмассовые и др.

Чугунные трубы. Чугунные раструбные трубы и фасонные части к ним изготовляют согласно ГОСТ 5526—61 и ГОСТ 9583—61 диаметром от 50 до 1200 мм и длиной от 2 до 7 м.

Чугунные напорные раструбные трубы, применяемые для устройства водоводов и водопроводных сетей, разделяют в зависимости от толщины стенок на три класса: Л А, А и Б. По ГОСТ 9583—61 трубы изготовляют методами центробежного и полунепрерывного литья, а по ГОСТ 5525—61 (классы А и Б) — методом стационарного лнтья в песчаные формы. Чугунные раструбные трубы можно применять только на сети с рабочим давлением не более 10 кгс/см2.

Внешнюю и внутреннюю поверхности труб покрывают на заводе нефтяным битумом, что предохраняет их от коррозии и уменьшает зарастание.

Чугунные трубы обладают очень важным достоинством — долговечностью, которая обусловлена значительной толщиной их стенок. Недостатками чугунных труб являются большой расход металла (в 1,5 раза больше, чем для стальных труб), хрупкость при динамических нагрузках и ограниченность рабочего давления.

Стыковые соединения между трубами должны быть прочными, герметичными, а также в некоторой степени и эластичными — не должны разрушаться при повороте соединяемых труб на незначительный угол. Соблюдение этого условия исключает нарушение герметичности стыков при незначительных просадках отдельных труб и участков труб в грунте.

При соединении раструбных труб гладкий конец одной трубы вставляют в раструб другой так, чтобы кольцевой зазор между ними был одинаковым по периметру и составлял 3—5 мм. Для придания стыку герметичности зазор на длину около 2/з всей глубины конопатят смоленой или битумизированной прядью ( 9,6). Последнюю приготовляют в виде жгута (каната) и

послойно 'В несколько оборотов вводят в зазор. Жгуты уплотняют конопаткой ( 10,а), ударяя по ней молотком. В остальную часть кольцевого зазора для повышения прочности стыка вводят заполнитель (замок).

В настоящее время в качестве заполнителя применяют асбес- тоцементный и цементный раствор, а стыки соответственно называют асбестоцементньгми и цементными. До заделки стыка этими растворами рекомендуется дополнить его уплотнение, одним- двумя слоями белой несмоленой пеньковой пряди (после уплотнения смоленой прядью). Это предотвращает контакт растворов со смолой или битумом, ухудшающий твердение цементов.

Асбестоцементный раствор представляет собой смесь 30% асбеста не ниже IV сорта и 70% чистого портландцемента марки не ниже 400, затворяемую 10—12% воды (от массы смеси). Сухую смесь асбеста с цементом приготовляют предварительно путем тщательного перемешивания в барабанных мешалках или вручную. Увлажняют смесь непосредственно перед заделкой стьша.

Увлажненную смесь вводят в кольцевой зазор слоями по 8— 10 мм и зачеканивают до полного уплотнения чеканкой ( 10,6) с помощью молотка. В начале уплотнения удары молотка о чеканку сопровождаются глухими звуками. При звонком звуке уплотнение каждого слоя прекращают.

В случае заделки стыков при температуре ниже —5°С вместо воды для увлажнения смеси можно применять мелкокристаллический, хорошо рассыпающийся снег (в количестве 15—17% массы смеси). Сухую асбестоцементную смесь для перемешивания со снегом охлаждают до температуры наружного воздуха. Применение смеси, содержащей оттаявший снег, не допускается.

Аобестоцементные стыки обладают некоторой эластичностью.

Цементный раствор для заделки стыков приготовляют из 1 ч. цемента и 1 ч. песка. Затворение его и заделку стыка производят аналогично асбестоцементному раствору. Цементный стык сравнительно жесткий (неэластичный), поэтому применяется реже аобестоцементного.

При выполнении работ в сухих грунтах в жаркую погоду стыки с асбестоцементным или цементным заполнителем необходимо увлажнять путем обмотки сырыми тряпками. При выполнении работ в условиях притока грунтовых вод стыки следует

обмазывать жирной глиной, чтобы исключить вымывание цемента из раствора.

Уплотнение из пеньковой пряди сравнительно недолговечно и трудоемко в исполнении. В последние годы для уплотнения стыков начали применять резиновые кольца. Один из вариантов стыков с резиновыми уплотнительными кольцами показан на  9,в. На гладкий конец трубы надевают два резиновых кольца и вводят его в раструб. Для окончательного размещения колец в раструбе применяют конопатку. Остальную часть зазора заделывают асбвстоцементньш раствором.

За последнее время разработаны две конструкции стыковых соединений чугунных труб с применением резиновых уплотнителей.

Первая конструкция — раструбные соединения с уплотнением резиновой манжетой ( 11,а). Стык монтируют по способу запрессовки. Гладкий конец трубы покрывают снаружи смазкой для снижения монтажных усилий. Затем ломиком-рычагом или несложным приспособлением он вводится в раструб ранее уложенной трубы. В раструб трубы вложена манжета, покрытая внутри смазкой следующего состава: 45—50% графита порошкового, 30% глицерина технического, 50—25% воды. Такие стыковые соединения выдерживают давление до 40 кгс/см2.

Вторая конструкция — раструбно-винтовое соединение с уплотнением круглым резиновым кольцом ( 11 ,б). Стык монтируют по способу закатки уплотнителя. Кольцо удерживает от выкатывания из раструбной щели винтовая чугунная или пластмассовая муфта.

Применение описанных стыковых соединений допускается при транспортировании по трубопроводам неагрессивной по отношению к материалу труб и резиновым уплотнителям воды с температурой не выше 40°С.

Трубы с задвижками и другой арматурой и оборудованием соединяют на фланцах. Герметичность соединения достигается стягиванием болтами между фланцами резиновой прокладки ( 9,г). Количество и диаметр болтов фланцевого соединения зависят от диаметра трубопровода и внутреннего давления (ГОСТ 5525—61). Фланцевые соединения весьма надежны, но дороги.

Важное достоинство фланцевых соединений заключается в их способности воспринимать осевые усилия.

Выбор типа соединения зависит от места укладки трубопровода. При прокладке труб в земле применяют раструбные соединения, а в помещениях — фланцевые.

Применение фланцевых соединений на трубопроводах обусловлено необходимостью обеспечения простого и быстрого демонтажа и повторного монтажа арматуры и оборудования.

На трубопроводах, укладываемых в земле, арматуру располагают в специальных колодцах и камерах. Этим обеспечивают возможность ее ремонта и замены, а также долговечность резьбы болтов, используемых при фланцевых соединениях (коррозия резьбовых соединений, уложенных в земле, сокращает срок их службы и практически исключает выполнение демонтажа и повторного монтажа).

Для изменения направления трубопроводов, устройства ответвлений, установки различной арматуры применяют чугунные фасонные части: отводы и колена, тройники и крестовины, раструбные и фланцевые патрубки, пожарные подставки (для установки пожарных гидрантов), выпуски (для обеспечения опорожнения труб), муфты и др. (см.  4). При устройстве водопроводной сети из чугунных раструбных труб допускается применение соединительных частей, выполняемых из стальных труб и листовой стали на сварке.

Стальные трубы применяют для устройства водоводов и водопроводных сетей, в которых внутреннее давление превышает 12 кгс/см2; при укладке труб в макропористых грунтах и в сейсмических районах, а также для устройства переходов под железными и автомобильными дорогами, мостов, эстакад и дюкеров, т. е. в условиях, где требуется хорошая сопротивляемость динамическим нагрузкам и изгибающим усилиям. По сравнению с чугунными стальные трубы обладают значительно большей прочностью, эластичностью, меньшей массой и более простым соединением, которое, как правило, осуществляют на сварке.

Недостатком стальных труб является то, что они в большой степени подвержены коррозии и поэтому требуют специальной защиты. Срок их службы меньше, чем чугунных труб.

В зависимости от метода изготовления стальные трубы могут быть сварными с продольным или спиральным швом и бесшовными. Сварные трубы применяют для трубопроводов, работающих под малым и средним давлением, а бесшовные — для трубопроводов, работающих под высоким давлением.

Промышленность выпускает трубы диаметром от 15 до 1600 мм. Толщина стенок труб изменяется в широких пределах, что обеспечивает возможность их применения для работы на различное давление и в различных условиях.

Стальные элекцросварные трубы (ГОСТ 10704—63) изготовляют диаметром от 25 до 1400 мм; стальные электросварные со спиральным швом (ГОСТ 8696—74)—диаметром от 400 до 1200 мод.

Для соединения стальных труб с арматурой и фасонными частями можно применять приварные фланцы и сварные раструбы.

При устройстве водоводов и водопроводной сети из стальных труб применяют фасонные части, выполняемые из стальных труб и листовой стали на сварке. На стальных трубопроводах диаметром 200—600 мм можно применять чугунные фасонные части. Наружные диаметры стальных и чугунных труб указанных размеров почти равны, поэтому концы первых можно заделывать в раструбы вторых.

Защита металлических труб от коррозии. Металлические (стальные и чугунные) трубы, уложенные в земле, подвергаются почвенной коррозии, которая по своей природе разделяется на химическую, электрохимическую и электрическую (коррозия блуждающими токами).

Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидких неэлектролитов. При ней толщина стенки трубы уменьшается равномерно, поэтому в отношении сквозного повреждения она менее опасна.

Металл в грунте подвергается преимущественно электрохимической коррозии. Такая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов, с агрессивными грунтовыми водами, выполняющими роль электролита. Процесс электрохимической коррозии аналогичен работе гальванической пары. Электрохимическая коррозия имеет местный характер, т. е. при ней на трубопроводе возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут развиться в сквозные отверстия в стенке трубы. Такая коррозия значительно опаснее оплошной коррозии.

Электрическая коррозия возникает при воздействии на трубопровод электрического тока, движущегося в грунте, куда токи попадают в результате утечек из электрифицированного транспорта. Такие токи называют блуждающими. Коррозию, возникающую под действием блуждающих токов, называт электрической (в отличие от электрохимической — гальванокоррозии).

Блуждающие токи, стекая с рельсов в грунт, движутся по на

правлению к отрицательному полюсу тяговой подстанции. Они попадают на трубопровод в местах с поврежденной изоляцией. Вблизи тяговой подстанции токи выходят из трубопровода в грунт в виде положительных ионов металла. Так происходит его электролиз. Участки выхода тока из трубопровода представляют собой анодные зоны, в которых протекает активный процесс электрокоррозии. Зоны входа постоянного тока в трубопровод называются -катодными. Электрическая коррозия блуждающими токами во много раз опаснее электрохимической и в городских условиях представляет собой наиболее распространенный вид коррозии.

Коррозионная активность грунта зависит от ряда факторов: его структуры, влажности, воздухопроницаемости, наличия в нем солей и кислот, электропроводности. Сухие грунты менее активно воздействуют на металл, чем влажные. Наибольшую кор- розионность грунт имеет при влажности 11 —13%. Увеличение влажности выше 20—24% приводит к снижению интенсивности коррозии. Основной характеристикой коррозионной активности грунта является его удельное электрическое сопротивление. Чем оно выше, тем меньшей коррозионностью обладает грунт.

Существующие методы защиты металлических трубопроводов от коррозии разделяют на пассивные и активные. Пассивные методы защиты заключаются в изоляции трубопроводов; к активным относятся электрические методы защиты.

Для изоляции труб применяется нефтяной битум. Добавка к нему измельченных наполнителей (каолина, цемента, асбеста) повышает прочность изолирующего покрытия. Смесь битума с наполнителем называют битумной мастикой. Для усиления изоляции применяют обертку трубопровода гидроизолом — толстой бумагой из асбеста с добавлением 15—20% целлюлозы, пропитанной нефтяным битумом. В качестве оберточного изоляционного материала применяют также бризол. Он приготовляется на основе битума и дробленой старой вулканизированной резины.

Перед изоляцией трубу тщательно очищают стальными щетками до металлического блеска. Затем накладывают на нее грунтовку из нефтяного битума, разведенного в бензине, в соотношении .1 :2 или 1 : 3, а после высыхания грунтовки — горячую битумную мастику в несколько слоев ic промежуточными слоями гидроизола.

В зависимости от числа нанесенных слоев мастики и усиливающих оберток различают следующие типы изоляции: нормальную, усиленную и весьма усиленную. Выбор типа изоляции производят в зависимости от коррозионной активности грунта.

Для защиты трубопроводов применяют и пластмассовые изоляционные покрытия.

К активным методам защиты относится катодная и протекторная защита, а также электрический дренаж.

При катодной защите на трубопровод накладывают отрица- тельный потенциал, т. е. переводят весь защищаемый участок трубопровода в катодную зону. В качестве анода применяют старые стальные трубы, рельсы и другие отходы черного металла, которые помещают в грунт рядом с трубопроводом. Отрицательный полюс источника постоянного тока соединяется с трубопроводом, а положительный — с анодом. Таким образом, при катодной защите возникает замкнутый контур электрического :<гока, который течет от положительного полюса источника питания по изолированному кабелю к анодному заземлению. От анодного заземления ток растекается по грунту и попадает на защищаемый трубопровод, далее течет по трубопроводу, а от трубопровода по изолированному кабелю возвращается к отрицательному полюсу источника питания. Электрический ток выходит из анода в виде положительных ионов металла, поэтому анод постепенно разрушается. Таким образом трубопровод защищают от разрушения.

При протекторной защите трубопровод превращается в катод без постороннего источника тока. В качестве анода используется металлический стержень, помещаемый в грунт рядом с трубопроводом. Металл анода подбирается так, чтобы он имел более высокий отрицательный электрохимический потенциал, чем железо, например, цинк, магний, алюминий и их сплавы. В образованной гальванической паре корродирует протектор (анод), а трубопровод защищен от коррозии.

Электрический дренаж служит для защиты труб от блуждающих токов. Он заключается в отводе токов, попавших на трубопровод, обратно к источнику. Токи отводят через изолированный проводник, соединяющий трубопровод с рельсом электрифицированного транспорта или минусовой шиной тяговой подстанции. При отводе тока с трубопровода по проводнику прекращается выход ионов металла в грунт и тем самым предотвращается электрическая коррозия трубопровода.

Активные методы защиты трубопроводов от коррозии применяются в сочетании с пассивными.

Внутренние поверхности стенок стальных и чугунных труб также могут подвергаться коррозии. Причиной ее является агрессивность транспортируемой воды. Агрессивностью обладают воды с низким значением рН, содержащие значительное количество углекислоты, кислорода, сульфатов, хлоридов и др. Коррозия внутренних поверхностей стенок труб приводит к увеличению шероховатости, росту гидравлических сопротивлений и, следовательно, к уменьшению пропускной способности труб, ухудшению качества воды и др. Для предохранения внутренних поверхностей стенок труб от коррозии можно применять различные виды покрытий и специальную обработку воды, после которой она теряет коррозионные свойства.

За рубежом внутренние поверхности стенок труб защищают битумной изоляцией. На трубы диаметром более 100 мм ее наносят путем опускания их в ванну с жидким (разогретым) битумом. Стыки после сварки изолируют вручную. На трубы меньшего диаметра изоляцию наносят после сварки труб. Секции труб заполняют битумом и пропускают между трубой и специальным медным полым цилиндром, перемещаемым в трубе, постоянный электрический ток. Под действием тока частицы битума плотно прилипают к поверхности стенок труб, образуя тонкую защитную пленку.

Для изоляции внутренних поверхностей стенок труб применяют также цементные покрытия. Их наносят путем или заполнения труб раствором с последующим обжатием и заглаживанием его протаскиваемым прибором, или разбрызгивания раствора по поверхности стенок и заглаживания его также специальным прибором, перемещаемым в трубе.

В последние годы внутренние поверхности стенок труб покрывают цементоперхлорвинилом, эмалью и др.

Покрытия можно наносить на новые и действующие трубопроводы. Последние перед изоляцией следует тщательно очищать.

Асбестоцементные трубы изготовляют на заводах из смеси 75—80% портландцемента и 20—25% асбестовового волокна (по ГОСТ 539—73). Они имеют диаметр от 100 до 500 мм. При необходимости заводы могут изготовлять трубы и больших диаметров (600—1000 мм).

В зависимости от рабочего давления для напорных трубопроводов применяют асбестоцементные трубы марок ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12 на рабочее давление соответственно 6, 9 и 12 кгс/см2.

Асбестоцементные трубы обладают следующими достоинствами: гладкостью стенок, малой теплопроводностью, стойкостью в отношении коррозии, небольшой массой и невысокой стоимостью. К их недостаткам относятся малая сопротивляемость ударам и динамическим нагрузкам, а также сложность и высокая стоимость стыковых соединений.

При рабочем давлении до 3 кгс/см2 асбестоцементные трубы соединяют с помощью асбестоцементных муфт и резиновых колец ( 12, а). Муфту устанавливают при помощи специального домкрата. При рабочем давлении 6 кгс/см2 и более асбестоцементные трубы рекомендуется соединять при помощи муфт Жибо ( 12, б). Герметичность стыка обеспечивается резиновыми кольцами, которые зажимаются между фланцами и чугунной втулкой при стягивании болтов. Недостаток этого стыка заключается в наличии стальных болтов, подвергающихся быстрой коррозии и разрушению в грунте.

На  13 показано новое стыковое соединение асбестоцементных труб. Стыки монтируют следующим образом. Вначале муфта с установленными в ней манжетами 'надвигается на конец уложенной трубы; затем вновь укладываемая труба вводится в свободный конец муфты. При применении юмазки монтаж

может осуществляться вручную. Герметичность стыка достигается благодаря обжатию манжет при монтаже труб и дополнительному уплотнению их в муфте гидродинамическим давлением внутри трубы.

Железобетонные трубы. Изготовление железобетонных напорных труб регламентируется ГОСТ 12586—74 и ГОСТ 16953—

Железобетонные напорные трубы изготовляют методами вибропрессования и центрифугирования с предварительным напряжением арматуры. На  14 показаны трубы двух типов, изготовляемые разными методами на двух заводах, а в  5 приведены их параметры. Такие трубы можно укладывать в землю иа глубину 1—3 м (до их верха).

Таблица 5. Параметры железобетонных напорных раструбных труб, изготовляемых методом вибропрессования куйбышевским трестом «Железобетон» (см.  14,а) и методом центрифугирования Нижне-Тагильским заводом железобетонных изделий (см.  14,6)

Достоинствами этих труб являются малый расход металла, долговечность и устойчивая гладкость внутренних поверхностей, недостаток — их большая маоса.

д)

Железобетонные напорные трубы могут применяться для устройства водопроводов, если транспортируемая вода и грунте вые воды, окружающие трубопровод, не агрессивны по отношению к бетону.

Раструбные железобетонные трубы соединяют на резиновых уплотнительных кольцах с последующей заделкой стыка цементным раствором.

В отдельных случаях для устройства водопроводов могут применяться пластмассовые, стеклянные, фанерные, деревянные клепочные и другие трубы.

При выборе материала труб для устройства наружных водопроводов необходимо всесторонне учитывать условия проектирования, в частности свойства транспортируемой воды, агрессивность грунтовых вод, геологические, гидрогеологические и климатические данные, требуемую механическую прочность и долговечность труб, экономические и санитарные соображения.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы водоснабжения и канализации

 

Смотрите также:

 

Устройство водопроводных сетей. трубы...

Устройство противопожарных водопроводов обязательно: ... При монтаже внутренней водопроводной сети трубы должны отступать от стен на 15...20 мм и иметь ...

 

КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ ТРУБЫ. Для напорных трубопроводов...

Для устройства самотечных сетей применяют безнапорные трубы с гладкими концами (ГОСТ 1839—72).
дорогами, в местах пересечения с сетями хозяйственно-питьевого водопровода, при прокладке трубопроводов по опорам эстакад, в местах...

 

Металлические водопроводные трубы. Труба чугунная, стальная

Раздел 3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ И ВОДОПРОВОДЫ).
Чугунные раструбные трубы являются в настоящее время наиболее распространенным типом труб, применяемых при устройстве наружных...

 

Устройство и монтаж систем внутреннего водопровода

...до 150 мм и неоцинкованные при больших Диаметрах, а также пластмассовые трубы для всех диаметров.
На противопожарных сухих водопроводах в неотапливаемых зданиях предусматривают запорные и спускные устройства, располагаемые в...

 

Устройство водопроводных сетей

Раздел 3. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ (ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ И ВОДОПРОВОДЫ). § 34. Устройство водопроводных сетей.

 

Газоснабжение. Устройство газопровода. Газ низкого и высокого...

При пересечении газопровода с водопроводом, канализацией и другими трубопроводами расстояние между трубами в
Водонагреватель К.ГИ-56 оснащен

 

полиэтиленовые трубы. Соединение керамических...

Железобетонные трубы разделяются на безнапорные и напорные. Первые применяют для устройства водосточных коллекторов и самотечных сетей канализации, вторые — для напорных сетей водопроводов и канализации.