 |
Типы и конструкции водопроводных труб
|
|
|
|
Трубы, применяемые для строительства напорных водоводов и сетей, должны иметь: достаточную прочность для восприятия суммарного напряжения от действия внутреннего давления воды, грунта и транспортной нагрузки; высокую гидравлическую гладкость внутренней поверхности; водонепроницаемые стенки; большую долговечность; минимальную стоимость.
Этим требованиям в различной степени удовлетворяют выпускаемые в настоящее время стальные, чугунные, асбестоцементные, железобетонные, пластмассовые, стеклянные трубы.
Для напорных водоводов и сетей рекомендуется применять неметаллические, а также чугунные напорные водопроводные трубы, Стальные трубы разрешается применять в исключительных случаях при соответствующем обосновании и для переходов под железными и шоссейными дорогами, через водные преграды и овраги.
Выбор материала труб производят на основании свойств труб, а также местных условий работы трубопровода.
Стальные трубы изготовляют двух видов: стальные водогазопроводные (ГОСТ 3262—75*) с наружным диаметром от 10 до 160 мм и стальные электросварные (ГОСТ 10704—76* и 8696 — 74*) с наружным диаметром от 70 до 1600 мм.
На заводах-изготовителях на трубы не наносится никакого противокоррозионного покрытия, поэтому изоляцию производят на трубозаготовительных базах строительных организаций или в полевых условиях.
Тип изоляции принимают в зависимости от местных гидрологических условий и физико-химических свойств грунта и грунтовых вод.
К достоинствам стальных труб следует отнести высокое сопротивление динамическим нагрузкам и изгибающим усилиям; выдерживание большого внутреннего давления, меньший вес по сравнению с чугунными трубами; меньшее количество стыковых соединений, что упрощает монтаж трубопроводов.
|
|
|
К недостаткам стальных труб следует отнести то, что они в большей степени подвержены коррозии, чем чугунные трубы. Нанесение противокоррозионной изоляции на трубозаготовительнмх базах строительных организаций несколько усложняет производство работ по строительству трубопроводов и увеличивает стоимость транспортировки труб.
Чугунные трубы в нашей стране изготовляют раструбные напорные (рис. 2), отливаемые в песчаных формах, и методом центробежного и полунепрерывного литья (ГОСТ 9583 -75, 21053 -75).
Трубы выпускают с внутренним условным проходным диаметр от 60 до 1000 мм длиной 2... 7 м. Для труб диаметром более 400 мм осваивается выпуск труб длиной 10 м способом полунепрерывного литья.
В зависимости от толщины стенок чугунные трубы выпускают двух классов — ЛА, А (ГОСТ 9583—75). Противокоррозионные покрытия наносятся на внутреннюю и внешнюю поверхности труб на заводе-изготовителе.
Рис.2. Стыковое соединение раструбных чугунных труб:
1 - пеньковый смолянный канат; 2 - пеньковый белый канат; 3 - асбесцементная смесь.
При монтаже трубопровода из раструбных чугунных труб стыковое соединение заделывают пеньковой прядью (уплотнитель) и зачеканивают асбоцементной смесью 3 (замок). Стык, заделанный.асбоцементной смесью, обладает достаточной эластичностью, но онне является равнопрочным с телом трубы, т. е. стыковое соединение обеспечивает надежную герметичность при давлении 1,1... 1,6 МПа, тогда как стенки труб рассчитаны на давление 2,6... 4 МПа.
В настоящее время во -ВНИИ ВОДГЕО и МИСИ им. •В. В. Куйбышева при участии ряда научно-исследовательских институтов разработаны несколько конструкций равнопрочных стыковых соединений на резиновых уплотнителях.
На рис. 3 приведены конструкции стыковых соединений для труб диаметром от 60 до 300 мм. В стыке с винтовой удерживающей муфтой (рис. 3, а) герметичность стыкового соединения достигается за счет радиального обжатия резинового уплотнителя раструбной щели, образованной внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью гладкого конца трубы. Уплотнитель удерживается в раструбной щели винтовой муфтой, свободно 'ввинчиваемой в раструб.
|
|
|
В стыке с уплотняющей манжетной (рис.3, б) герметичность обеспечивается радиальным обжатием манжеты при введении гладкого конца трубы в раструб. На рис.4 приведены конструкции стыковых соединений, рекомендуемые для труб диаметром 400... 900 мм.
Во фланцевом стыке с накидными болтами (рис. 4, а) герметичность стыка достигается за счет осевого обжатия резинового уплотнителя в сферическом пазу раструба фланцем при подтягивании накидных болтов.
В стыке с запорным зубом (рис. 4, б) герметичность стыка обеспечивается за счет радиального обжатия уплотнителя в раструбной щели и удерживания его в щели запорным зубом.
К достоинствам чугунных труб следует отнести: долговечность (противокоррозионная изоляция наносится на заводе), высокая механическая прочность, компенсация температурных деформаций встыковых соединениях. Недостатками следует считать: хрупкость материала и плохая сопротивляемость динамическим и изгибающим усилиям, большая масса и большой расход металла на 1 м длины трубопровода по сравнению со стальными трубами, ограниченное допускаемое внутреннее давление, потеря прочности в солончаковых почвах.
Принимая во внимание свойства чугунных водопроводных труб, их не следует применять в районах со слабыми грунтами, горных выработок, сейсмических областях, для устройства дюкеров и переходов под автомобильными и железными дорогами.
Рис. 3. Раструбное стыковое соединение труб:
а - с уплотнителем круглого сечения; б — срезиновой уплотнительной манжетой; 1 — винтовая запорная гайка; 2 - резиновый уплотнитель; 3 — раструб; 4 — резиновая манжета
Асбестоцементные трубы изготовляют из смеси, состоящей из 20...25% асбестового волокна и 80... 75 портландцемента (по массе).
Рис.4. Раструбные стыковые соединения:
а — фланцевое с накидными болтами; б - с запорным зубом:
1 - резиновое кольцо; 2 - накидной болт; 3 - фланец; 4 – запорный зуб
|
|
|
В соответствии с ГОСТ 539—80* асбестоцементные трубы изготовляют трех марок ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12, рассчитанные соответственно на допускаемое рабочее гидравлическое давление 0,69, 0,98 и 1,27 МПа. Трубы выпускают с условным проходным диаметром от 50 до 500 мм, длиной 3... 4 м. Асбестоцементные трубы ВТ-6 и ВТ-9 соединяются с помошью асбестоцементных муфт на резиновых уплотнительных кольцах, а трубы ВТ-9 и ВТ-12 — чугунными муфтами на резиновых кольцах. Концы труб обтачивают при изготовлении на заводе до размера равного наружному диаметру гладкого конца чугунной трубы. Трубы поставляются заводами-изготовителями комплектно с муфтами и резиновыми кольцами.
К достоинству асбестоцементных труб следует отнести: высокую коррозионную стойкость, диэлектричность — не подвергаются разрушению блуждающими токами, малую массу (в 2... 3 раза легче чугунных труб), коэффициент сопротивления движения воды меньше, чем в металлических трубах, в условиях эксплуатации сохраняется гладкая внутренняя поверхность.
Недостатком является их плохая сопротивляемость динамическим и изгибающим нагрузками, сложность и большая стоимость Стыковых соединений.
Железобетонные трубы выпускают трех типов: с предварительно напряженной продольной и спиральной арматурой, изготовляемые методом центрифугирования, с предварительно напряженной арматурой, изготовляемые способом вибропрессования; с тонкостенным стальным цилиндром и предварительно напряженной арматурой.
Все три типа труб изготовляют с условным проходным диаметром 500... 1600 мм на рабочее давление 0,59... 1,08 МПа, длиной 5: м, раструбные или с гладкими концами.
Соединение раструбных труб осуществляется на резиновых уплотнительных кольцах с цементной заделкой замка.
Трубы с гладкими концами соединяются на железобетонных муфтах с уплотняющими резиновыми кольцами.
Для соединения железобетонных труб с чугунными фасонными частями применяют специальные стальные вставки.
Достоинство железобетонных труб состоит в их долговечности, высокой коррозионной стойкости, способности сохранять в условиях эксплуатации постоянную пропускную способность, диэлектричности.
|
|
|
Недостатком является относительно большая масса, большое количество стыковых соединений на 1 км трубопровода по сравнению со стальными трубами, разрушаются в солончаковых почвах.
Пластмассовые трубы изготовляют из полиэтилена высокой и низкой (ГОСТ 18599—73) плотности и поливинилхлорида (винипласта) с условным проходным диаметром от 10 до 450 мм длиной 8, 10, 12 м, а при диаметре 15... 40 мм длиной от 30 до 120 м с гладкими концами, на рабочее давление от 0,4 до 1,0 МПа. Полиэтиленовые трубы соединяют между собой сваркой (неразъемное удинение), накидной гайкой или на фланцах (разъемное соеди-виие). Для монтажа трубопроводов применяют фасонные части полиэтилена. Достоинством полиэтиленовых труб является высокая коррозионная стойкость, малая масса, высокая гидравлическая гладкость стенок труб, простота механической обработки.
Основные недостатки - большой коэффициент линейного расширения и малая сопротивляемость раздавливанию.
|
|
|
