Тръбопроводи за водоснабдяване и канализация
Начало > В и К > Статии > Сп. Инженеринг ревю - брой 4, 2011
Експлоатационни характеристики на използваните тръби
Необходимостта от постигане на по-дълъг експлоатационен срок, по-висока надеждност, по-ниски експлоатационни разходи при изграждането на водоснабдителните и канализационните системи значително допринася за голямото разнообразие от предлагани тръби в момента. При изграждането на съвременните водоснабдителни и канализационни системи има възможност да се избира между тръби от различни материали и с различни характеристики, което позволява постигането на добри параметри. Все по-широкото използване на тръби от полимерни материали позволява да се решат редица проблеми, съпътстващи използването на метални тръби. Все по-предпочитани днес са тръбите от полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид. За ефективна комбинация се счита и съчетанието на полимер с метал. След широко използваните тръби са и тръбите от стъклопласт и неръждаема стомана. В същото време приложение намират, макар и по-ограничено, широко използваните в близкото минало тръби от чугун, етернит, мед, бетон. Всеки един от тези материали има различни експлоатационни характеристики, които е добре да се имат предвид при избора, с оглед постигането на висока надеждност на системата и добри работни параметри. Известно е, че надеждността и дългият срок на експлоатация зависят от физико-химичните свойства на материала, качеството на тръбата и присъединителните елементи, както и от добре изпълнения монтаж.
Чугунени тръби
Използването на чугунените тръби в системите за водоснабдяване и канализация днес бележи тенденция към намаляване. Основни предимства на тези тръби са тяхната дълговечност и фактът, че те на корозират. Те обаче се характеризират с немалка дебелина на стената, голяма грапавина, сравнително сложен монтаж. Чугунените тръби също така са крехки, а връзките между тях се считат за не особено надеждни. Обикновено свързването на отделните тръби е посредством муфи, фланци или винтовомуфени връзки. При използването на муфи уплътняването е посредством оловни пръчки, набивани между муфата и тръбата, като останалото пространство се запълва с разтопено олово или посредством гумени пръстени. Свързването чрез фланци обикновено е при свързването 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 винтовомуфената 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.
Стоманени тръби
Стоманата е сред материалите с най-широко приложение при изработката на тръби с различно предназначение. Стоманените тръби се считат за подходящи за изграждане на всякакъв вид тръбопроводи. Техни предимства са много голямата якост, възможността за производство на тръби с голяма дължина, здравите връзки и относително малката грапавина на стените. Основен недостатък на стоманените тръби е неустойчивостта им на корозия. Също така те са със сравнително по-кратък експлоатационен срок спрямо тръбите от полимерни материали. Добре е да се има предвид, че при високо налягане е възможно да се получи разрив на тръбите. При монтажа им за съединяването на тръбите се използва заваряване, а също така и резбови съединения.
Тръби от неръждаема стомана
За тръбите от неръждаема стомана са валидни същите предимства като тези на стоманените, като в допълнение може да се посочи тяхната устойчивост на корозия, по-малката дебелина на стените и сравнително по-лесния монтаж. Тези тръби обаче съответно са и с по-висока себестойност. Свързването им обикновено е чрез фланци, при свързване на тръбата с кран или фитинг или чрез заваряване.
Поцинковани тръби
Предимствата на стоманените тръби са характерни и за този вид, плюс по-голямата корозионна устойчивост. Като техни недостатъци обикновено са посочват сравнително бързото износване на покритието и трудоемкият монтаж, който основно е на резба. В редки случаи се използва заваряване, тъй като цинкът кипи при високи температури и се отделят вредни газове.
Етернитови (азбесто-циментови) тръби
Тези тръби са евтини, не корозират и имат сравнително малка грапавина. Азбестоциментовите тръби обаче, се считат за канцерогенни. Те са подходящи предимно за малки диаметри, крехки са, дебелостенни, а връзките между тях са ненадеждни. За присъединяването им обикновено се използват връзка "Симплекс" (етернитова муфа), връзка "Жибо" (чугунена муфа) или фланцово съединение. При връзка "Симплекс" двете тръби с намалена дебелина на краищата се поставят една срещу друга на разстояние около 5 mm. На краищата на двете тръби се поставят гумени уплътнители, а муфата ги притиска към тръбите и не позволява преминаването на вода между тях и муфата. Връзката "Жибо" се използва при свързване на две етернитови тръби или етернитова с метална тръба. Състои се от два фланеца, които притискат гумените уплътнители към чугунена черупка. Фланцовото съединение се използва за връзка на азбестоциментова тръба със спирателна арматура на фланец.
Бетонни тръби
Бетоновите тръби са евтини и не корозират, но те са дебелостенни, тежки, с по-голяма грапавина на стените и са подходящи предимно за ниски налягания. Използват се основно при изграждането на канализационни системи. Бетонните тръби могат да се класифицират по различни признаци като например спрямо материала те биват бетонни и стоманобетонни, според технологията на производство - предварително напрегнати и с напрегната армировка, според профила на напречното сечение - с кръгъл, яйцеобразен, устообразен, правоъгълен, параболичен профил. Обикновено посочваният експлоатационен срок е сравнително дълъг и дори надвишаващ този на тръбите от полимерни материали. Сред причините за това са както заложената якост и носимоспособност на бетона, така и фактът, че бетонът не гори, не е подвластен на корозия и деформации и е неподатлив към въздействия от повечето химични елементи, независимо дали тръбата е под земя или изложена на атмосферни условия. Бетоновите и стоманобетоновите тръби се характеризират с голяма здравина и носимоспособност. За разлика от гъвкавите тръби, те имат минимални изисквания към дълбочината на полагане и типа на почвата. Стоманобетоновите тръби са по-малко податливи на повреди по време на строителството, както и поддържат формата си в целия експлоатационен срок, като не допускат несъответствия, което е възможно да се случи при използването на гъвкави тръби. Бетоновите и стоманобетоновите тръби имат голяма обща коравина и якост на огъване. За разлика от термопластичната, бетоновата тръба е негорима. Масата и здравината й позволяват точно, лесно и безопасно поставяне в канала. За свързване на бетоновите тръби се използват предимно връзка чрез муфа или връзка “глъб и зъб”, при която единият край на тръбата влиза в другия, а отвън се замазва с циментов разтвор. Сред недостатъците на бетонните тръби е сравнително трудният им ремонт.
Водопровод от полимерни материали
Сред причините полимерните тръби да се налагат при изграждането на водопроводни инсталации са тяхното по-малко тегло в сравнение с металните и азбестоциментовите, фактът, че те не корозират и са устойчиви на химически активни вещества, както и лесният им монтаж и голяма дължина. Често те се доставят на рулони. Също така, полимерните тръби са достатъчно здрави и еластични. Други техни предимства са дългият им експлоатационен срок, достигащ 50 и повече години; малък шум от преминаващия воден поток; възможност както за скрито, така и за външно полагане. Естествено, те се характеризират и с някои съществени недостатъци. При нагряване тяхната здравина намалява. Също така полимерите горят, а под действието на ултравиолетовите лъчи стареят. Като недостатък, който до известна степен се компенсира, се посочва големият коефициент на температурно разширение.
Стареенето на полимерните тръби често се счита за техен основен недостатък. Този процес е съпроводен с намаляване на еластичността и здравината на тръбите. Характерно за полимерните тръби е, че те стареят в целия си обем, а не както при металните тръби, при които корозията започва от повърхността. Така при тях разрушаването настъпва изведнъж и засяга цялата тръба, докато при металните тръби повредите от корозията могат да се поправят тъй като са на участъци.
Сред най-използваните полимери са полиетиленът (РЕ), полипропиленът (РР) и поливинилхлоридът (PVC), като за канализационните системи се използват основно два типа полимерни тръби. В системите за вътрешна канализация се използват предимно фитинги и тръби от полипропилен, а системите за външна канализация и дренажните системи се изграждат предимно от полиетиленови гофрирани тръби.
Полиетиленови тръби
Това са едни от първите полимерни тръби, използвани в системите за водоснабдяване и канализация. Подходящи са за изграждане на външни и вътрешни напорни тръбопроводи, включващи водопроводни и канализационни системи, както и при изграждането на гравитационни вътрешни канализационни системи. Произвеждат се в две разновидности - тръби от полиетилен високо налягане и от полиетилен ниско налягане. Полиетиленовите тръби са евтини, леки, гладки и не корозират. В сравнение с други полимерни материали, полиетиленът е с най-ниска работна температура от порядъка на -20 оС, което оказва влияние при монтаж и експлоатация на тръбите в зимни условия.
Произвеждат се с много голяма дължина и са подходящи за работа при всякакво налягане. Като основни техни недостатъци могат да се посочат неустойчивостта им на външни въздействия и фактът, че стареят. В зависимост от начина им на производство те могат да бъдат разделени на гофрирани, спирално навити и гладки. Свързването им обикновено е посредством бърза механична връзка или челна заварка.
Днес широко използвани се тръбите от омрежен полиетилен, при които се достига по-голяма здравина и по-дълъг експлоатационен срок.
Полипропиленови тръби
Физико-механичните и топлинните свойства на полипропилена са близки до тези на омрежения полиетилен. Полипропиленът, обаче, е по-твърд, поради което тръбите се произвеждат предимно на отрези. Като предимства на полипропиленовите тръби могат да се посочат същите като тези на полиетиленовите тръби, с допълнение, че те са с по-висока устойчивост на външни промени. Полипропиленовите тръби се явяват и по-скъпи от полиетиленовите, и с по-скъпи фасонни части. Свързването им е посредством лепене със специални нагряващи уреди, а за връзка със спирателна арматура се използват фитинги с резба или комбинирани - от едната страна лепене, а от другата резба. Подходящи са при изграждане на системите за водоснабдяване, а така също и при изграждане на системите за вътрешна канализация.
Тръби от поливинилхлорид
Широко използвани са при изграждането на канализационни системи. Те се характеризират с висока химическа и механична устойчивост и висока твърдост, нисък коефициент на линейно разширение. Основните им предимства са високата устойчивост на удар при ниски температури, фактът, че не се окисляват, устойчивостта на различни атмосферни условия и промени в температурата, бързият монтаж. Един от основните им недостатъци е ниската максимално допустима работна температура, която е около 65 оС, поради която, при попадане на по-горещи отпадни води в канализационната система съществува опасност от деформиране на тръбите. Не се препоръчва използването им в системите за водоснабдяване, тъй като с течение на времето при тези тръби се активизират процеси на отделяне на токсични вещества. Монтажът им е сравнително лесен. Тръбите се съединяват по метода “студено спояване” или с разширен край на гумен маншет. Допускат както скрито, така и открито полагане.
Многослойни тръби с алуминиева вложка
Това са тръби, подходящи за изграждане на системи за водоснабдяване. Състоят се от външен и вътрешен слой от омрежен полиетилен и алуминиев слой между тях, който възпрепятства дифузията на кислород. Тези тръби, за разлика от други полимерни тръби, осигуряват пълна защита от попадането на кислород в системата. Вътрешният им полиетиленов слой позволява да се намали триенето на водата в системата на водопровода, осигурява висока устойчивост на агресивни среди, намалява хидравличните загуби. Външният слой, също от полиетилен, предпазва междинния метален слой от корозия. Междинният слой от алуминий, от своя страна, гарантира висока надеждност при експлоатация, нисък коефициент на линейно разширение и изпълнява функциите на антикислородна бариера. Тези тръби се препоръчват предимно за сградни инсталации. Монтажът може да бъде с фланци, муфи, чрез заваряване.
Тръби от полибутен
Полибутенът се характеризира с висока здравина, устойчивост към въздействието на ултравиолетовите лъчи и повишена топлоустойчивост. По своите характеристики тръбите от полибутен се доближават към тези от омрежен полиетилен. Използват се предимно за изграждане на водоснабдителни системи.
Стъклопластови тръби
Стъклопластовите тръби са с гладки стени, устойчиви на корозия и агресивни среди. Те се приемат за най-леките тръби и са подходящи за работа при големи налягания. Като техен недостатък обикновено се посочва сравнително високата им цена. Свързването на стъклопластовите тръби основно е чрез муфи.
Избор на тръби
Основни фактори при избора на тръби за системите за водоснабдяване и канализация се явяват преди всичко пропускателната способност на тръбите и хидравличните загуби; стойността на тръбите; времето за полагане и сложността на монтажа; якостните качества на тръбите; устойчивостта на корозия; дълготрайността.
Изборът на тръба от определен материал обикновено е в зависимост от условното налягане, температурата и химичния състав на протичащия флуид, като се отчитат и някои технологични, експлоатационни и икономически фактори.
Вижте още от В и К
Новият брой 1/2025
