Напорни тръби с голям диаметър

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 5, 2014

Pазвитието на технологиите и материалите значително разшири възможностите за производство на напорни тръби с голям диаметър за нуждите на съвременната ВиК инфраструктура.

Основните разработки в областта са фокусирани върху подобряването на качествата и експлоатационните възможности на полиетиленовите тръби, които се явяват добра алтернатива на тръбите от традиционни материали като цимент, азбест, чугун и стомана.

Сред причините полиетиленовите тръби да се налагат при изграждането на водопроводни и газопроводни инсталации са тяхното по-малко тегло, голяма дължина, устойчивост на удар, ниски температури, спуквания, химически активни вещества и корозия, както и лесният им монтаж и възможността за бързи ремонтни дейности в случай на авария.

Видове полиетиленови тръби
В зависимост от плътността си полиетиленът се подразделя на полиетилен с висока плътност (HDPE), със средна плътност (MDPE) и с ниска плътност (LDPE). При изграждането на водопроводни системи се допуска използването на тръби и от трите вида. Като най-качествени полиетиленови тръби се приемат тези с висока плътност.

Тръбите от тази група имат дълъг експлоатационен живот (около 50 години) и се поддържат лесно. Отличават се с висока якост и при ниски температури. В случай на увреждане по вина на странични фактори, като например изкопни работи, строителни машини и други, полиетиленовите тръби не се нацепват на дълги пукнатини, а счупването остава ограничено.

Съществуват и полиетиленови тръби с кръстосани връзки (РЕХ). Благодарение на кръстосаните междумолекулни връзки, продуктът е устойчив в голям температурен диапазон - от -30 до +95 °С, издържа на налягане до 2 МРа и не се поддава на корозия. Освен това, тръбите са еластични, гъвкави и леки - теглото им е 75% от това на медните. Използват се успешно както за водопроводни, така и за отоплителни инсталации.

Тръбите от тази група се произвеждат по няколко метода: с прибавяне на пероксиди; със силан при водна баня и чрез бета- и гамаоблъчване. РЕХ-тръбите за отоплителни системи имат бариера срещу кислородна дифузия, която предотвратява корозията на различни метални елементи в нея. Подходящи за работа с РЕХ-тръби са фитингите от месинг или полимерен материал.

Приложението на такива тръби в студени помещения е допустимо, защото те не се пукат при замръзване. Благодарение на специфичната си структура материалът притежава качеството “топлинна памет”. Това означава, че може да възвръща първоначалната си производствена форма след нагряване до определена температура. РЕХ-тръбите не отлагат вредни вещества в транспортирания флуид, което ги прави пригодни за водопроводни инсталации за питейна вода.

Присъединяване и полагане на тръбите от полиетилен
За присъединяване на полиетиленовите тръби се използват различни методи, които условно могат да се разделят на демонтиращи и недемонтиращи се. Към недемонтиращите се връзки се включват тези, получени чрез заваряване със струя топъл въздух, с преносим екструдер, челно заваряване с термопластина, заваряване чрез стопяване. При челното заваряване се използва специална заваръчна машина с нагряваща плоча за нагряване на краищата на тръбата до точката на топене.

Самият процес е сравнително прост, но получаването на добри резултати зависи от спазването на някои изисквания, сред които: правилно изравняване на тръбите по оста; контрол и корекция на евентуалното овално деформиране на краищата на тръбите; почистване на заваряемите повърхности, на машината и фрезата; спазване на специфичното налягане за предварителното загряване; спазване на времето за заваряване и охлаждане и други.

При заваряването чрез стопяване се изисква специален агрегат за контролиране на заваряването, който изпраща топлинна енергия (прав ток) към специален полиетиленов фитинг за стопяване. Фитингът представлява съединяващо приспособление с две гнезда с нагряващ елемент (реотан), оформен по повърхността за заваряване при точките на свързване.

Когато двата подравнени края на тръбата се въведат в приспособлението и се подаде ток, топлината, генерирана в елемента, споява присъединителните повърхности. Времето за спояване и подаването на ток, които зависят от диаметъра и типа на фитинга, се регулират ръчно или автоматично от контролното табло. И тук от голяма важност е доброто почистване на контактните повърхности тръба/свръзка.

Тръбите от полиетилен са подходящи за подземно и надземно полагане, както и за изграждане на подводни мрежи. При подземното полагане се инсталират в траншеи с по-малки размери в сравнение с конвенционалните на дълбочина от поне 100 сm от повърхността. Не се допуска тръбите да контактуват с твърди предмети като камъни и други, поради което е необходимо дъното на траншеята да бъде почистено и добре нивелирано.

Препоръчва се тръбите да се полагат върху легло от пясък или друг фин материал, което трябва да бъде с изравнена опорна повърхност и да осигурява равномерно разпределяне на натоварванията по цялата дължина на тръбопровода. Отгоре тръбите се засипват с фин материал, по възможност се препоръчва използването на пясък. За пълното запълване на изкопа може да се използва изкопаният материал, когато той е подходящ и от него са отстранени парчета с големина над 100 mm.

Устойчивостта на въздействието на слънчевата радиация, на удари и ниски температури, голямата гъвкавост и т. н. позволява полиетиленовите тръби да се използват и за надземно полагане. В случая е добре да се вземат предпазни мерки за защита от прегряване и осигуряване на опори за тръбопроводите през определени интервали. Добре да се има предвид, че полиетиленът е с висок коефициент на линейно разширение в сравнение с металите (от 15 до 20 пъти по-голям) и за абсорбирането на подобни вариации трябва да се предвидят дилатационни съединения.

Тръби от чугун
Използването на чугунени тръби в системите за водоснабдяване и канализация е все още широко разпространено, но като цяло бележи тенденция към намаляване. За тяхното производство се използва предимно сферографитен чугун, който освен със стандартните свойства на чугуна като втечняемост, съпротивление на триене, добра ковкост и сравнително добра устойчивост на корозия се характеризира и с якост на удар, якост на опън, повишена еластичност и устойчивост на разрушаване след удължение.

За външни антикорозионни покрития се използват битум, защита от цинков грунд, нанесен чрез напръскване и битумно покритие, а при силно агресивни почви - полиетиленово покритие или цинково-полиетиленово покритие. Като вътрешна защита се прилагат предимно циментов разтвор или полиуретаново покритие. Животът на тръбите от ковък чугун с надеждна антикорозионна защита се оценява на около 60-70 години.

Обикновено свързването на отделните тръби е посредством муфи, фланци или винтово-муфени връзки. При присъединяване на тръбите посредством муфи най-често се използват оловни пръчки, набивани между муфата и тръбата, като останалото пространство се запълва с разтопено олово или посредством гумени пръстени.

Свързването посредством фланцови съединения е предпочитано решение при свързване на тръбите със спирателен кран или фитинг. Подобна връзка издържа на по-голямо налягане, но се характеризира с по-малка еластичност в сравнение с използването на муфи. За добро решение се счита винтово-муфената връзка, при която от вътрешната страна на муфата има резба и на нея се навива пръстен с външна резба, който притиска гумено уплътнение.

Тази връзка се счита за по-еластична от връзката посредством фланци и по-здрава от тази с муфи. Полагането на тръбите може да бъде траншейно и безтраншейно чрез директно издърпване.

Стъклопластови тръби
Стъклопластовите тръби се характеризират с корозионна устойчивост, дълъг експлоатационен срок, ефективност и ниски разходи, свързани с експлоатацията и обслужването. Стъклопластът обикновено се състои от най-малко два различни материала, като техните молекули не се свързват, а образуват композитен материал чрез обединяването на граничните им слоеве. Стандартната структура на стената гарантира, че всеки от отделните материали допринася със собствените си свойства за тези на крайния композит.

Сред използваните материали при производството на стъклопластови тръби в зависимост от предназначението, мястото и начина на монтаж са материали като базалт, стъклени или въглеродни влакна, синтетични влакна от различни материали, гуми, флуоропласти, свързващи материали на базата на различни смоли и слепващи вещества.

Най-разпространени за момента се явяват полиестерните и епоксидните смоли. При използването на полиестерни смоли конструкцията на стената на тръбата се формира на базата на армирани стъклени влакна, полиестерна смола и пясък като пълнител. Тези тръби са устойчиви на корозия и към химически агресивни вещества. Считат се за много подходящи за системите за водоснабдяване и канализация. Могат да се използват при високи температури и налягания.

С по-добри характеристики по отношение на температури, налягания и устойчивост на агресивни среди се характеризират стъклопластовите тръби с епоксидни смоли. Те могат да издържат на налягания до около 240 атмосфери, а максималните температури могат да достигнат до 130 оС.

Стъклопластовите тръби са устойчиви на киселинни среди при използването им в канализационни системи и са неподатливи на галванична и електролитна корозия. Отличават се с гладка повърхност и са подходящи за изграждане на тръбопроводи с големи налягания. Устойчиви са на вътрешни и външни силови въздействия, съответно и на хидравлични удари.

Статията продължава в следващ брой.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top