Водопроводная сеть является наиболее дорогой и ответственной в системе водоснабжения. Водопроводную сеть монтируют из труб заводского изготовления. На месте строительства производится соединение труб и их укладка.
В соответствии с условиями эксплуатации водопроводной сети к ней предъявляются следующие требования: прочность, т. е. высокое сопротивление всем возможным внутренним и внешним нагрузкам; герметичность труб и их стыковых соединений; гладкость внутренней (гидравлической) поверхности труб для обеспечения минимальных потерь напора в сети; долговечность, т. е. возможность длительного срока эксплуатации сети.
В современной практике строительства наружных водопроводов применяется широкий диапазон материалов для изготовления водопроводных труб.
Водопроводные трубы должны быть прочными, долговечными и обеспечивать возможность простого и герметичного соединения и удовлетворять требованиям наибольшей экономичности.
Для укладки наружных водопроводных сетей используются трубы:
− асбестоцементные; железобетонные; чугунные; стальные; пластмассовые.
Асбестоцементные трубы (ГОСТ 539–80*) выпускаются диа-
метром условного прохода d = 100…500 мм и длиной l = 2…4 м. Трубы изготавливаются с гладкими обтачными концами. Соединение труб осуществляется с помощью надвижных асбестоцементных муфт. Надвигание муфты на соединение труб производят винтовым домкратом. Для уплотнения стыка ис пользуются резиновые уплотнительные кольца.
К достоинствам асбестоцементных труб относятся: устойчивость к действию коррозии и блуждающих токов; небольшая масса; гладкая внутренняя поверхность; сравнительно небольшая стоимость.
Недостатками асбестоцементных труб являются: малая сопротивляемость ударам и динамическим нагрузкам; наличие скрытых дефектов (микротрещин), которые обнаруживаются только после гидравлического испытания труб.
В основном асбестоцементные трубы применяются для устройства распределительных водопроводных сетей.
Железобетонные трубы (ГОСТ 12586.0–83, ГОСТ 26819–86)
выпускаются диаметром условного прохода d = 500…1600 мм и длиной l = 5 м. Трубы изготовляются с одним гладким и одним раструбным концами двумя способами: вибро – гидро прессованием и центрифугированием. Соединение труб осуществляется с помощью резиновых уплотнительных колец или манжет. Во избежание выпадения резинового уплотнительного кольца из кольцевого пространства на гладком конце трубы устраивается удерживающий бурт.
К достоинствам железобетонных труб относятся: высокая пропускная способность; гладкая внутренняя поверхность; устойчивость к действию коррозии и блуждающих токов; долговечность; металлоемкость.
К недостаткам железобетонных труб следует отнести их громоздкость и высокую массу, что вызывает необходимость устройства фундамента под каждое стыковое соединение при прокладке труб.
Железобетонные трубы применяются для устройства напорных водоводов, а также для прокладки магистральных линий в населенных пунктах.
Чугунные трубы (ГОСТ 9583–75*) выпускаются диаметром условного прохода d = 50… 1200 мм и длиной l = 2…10 м. Трубы изготавливаются с одним гладким и одним раструбным концами из серого чугуна литьем в песчаные формы. Соединение труб осуществляется путем ввода гладкого конца одной трубы в раструб другой с заполнением образовавшегося кольцевого пространства уплотнителем (пеньковой смоляной или битуминизированной прядью и другими материалами). В остальную часть раструба вводится заполнитель, который придает прочность стыку. В качестве заполнителя применяют свинец, асбестоцемент и другие материалы.
Достоинством чугунных труб является их долговечность.
К недостаткам чугунных труб относятся: большой расход металла; неустойчивость к динамическим нагрузкам; подверженность действию коррозии и блуждающих токов.
На сегодняшний день самыми перспективными являются трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Срок службы этих труб достигает 80–100 и более лет, они менее подвержены авариям по сравнению с трубопроводами из других материалов, полностью отсутствует коррозия и зарастание внутренней поверхности труб, устойчивы к внешним нагрузкам. Внутреннее песчанно - цементное покрытие обеспечивает соблюдение санитарно-эпидемиологических требований при транспортировании питьевой воды и улучшает гидравлические свойства трубопроводов. Большое внутреннее проходное сечение труб ВЧШГ по сравнению с полиэтиленовыми трубами позволяет значительно снизить затраты на перекачку транспортируемой жидкости.
Чугунные трубы применяются для прокладки сетей в пределах населенных пунктов.
Стальные трубы (ГОСТ 10704–91*, 8696–74*) выпускаются диаметром условного прохода d = 100…1600 мм и длиной l = 4…12 м. В зависимости от способа изготовления трубы бывают: бесшовные (литые) и сварные (с продольным швом).
Соединение стальных труб производится электродуговой сваркой, для чего концы труб выполняют с фасками, снятыми под углом 30…45о, при этом сварной стык равно прочен трубам.
При небольшом объеме работ сварку труб выполняют вручную на месте укладки. При значительном объеме сварных работ трубы соединяют автоматической сваркой на заводе и в виде плетей длиной 30…35 м перевозят на место строительства.
Достоинствами стальных труб являются: высокая прочность; сравнительно небольшая масса; простота и прочность соединения; высокая сопротивляемость ударам и динамическим нагрузкам.
Существенными недостатками стальных труб являются подверженность коррозии и действию блуждающих токов, а также их значительная стоимость.
Для защиты стальных труб от коррозии их внутреннюю и наружную поверхность покрывают пластмассовой или эмалевой облицовкой.
Стальные трубы применяются для устройства самотечных и всасывающих линий, переходов под железнодорожными и автомобильными дорогами, а также при прокладке трубопроводов в сложных природных условиях.
Полиэтиленовые трубы (ГОСТ 18599–2001) выпускаются из полиэтилена высокого (ПВД) и низкого (НПД) давления и из поливинилхлорида (винипласта) условным диаметром d = 10…600 мм и длиной l = 5…12 м. Трубы рассчитаны на транспорт воды температурой до 30 оС. Трубы изготавливаются винипластовые и полиэтиленовые и поставляются диаметром до 40 мм в бухтах, большим диаметром – в виде отрезков длиной 5…12 м.
Неразъемные соединения труб осуществляются сваркой или склеиванием (в раструб или при помощи муфты). Разъемные соединения труб устраиваются фланцевыми или раструбными с применением резиновых уплотнительных колец. Раструбное соединение винипластовых труб на сварке выполняют введением конца одной трубы в нагретый и расширенный конец другой трубы с последующей заваркой винипластовым прутком.
Достоинствами пластмассовых труб являются: устойчивость к действию коррозии и блуждающих токов; гладкая внутренняя поверхность; высокая пропускная способность; долговечность; малая масса и теплопроводность; легкость монтажа; устойчивость к кислотам и щелочам.
К недостаткам пластмассовых труб следует отнести: высокий коэффициент линейного расширения (не рекомендуется использовать в условиях жаркого климата); слабая сопротивляемость раздавливанию.
Пластмассовые трубы применяются для устройства распределительной сети в населенных пунктах, а также для транспортирования агрессивных сред на промышленных предприятиях.
Стеклопластиковые трубы (ТУ2296–002–9657–9200–2007) вы-
пускаются условным диаметром d = 300…2600 мм. Для производства стеклопластиковых труб используют ненасыщенные полиэфирные смолы, стекловолокно, кварцевый песок, вспомогательное сырье. Стеклопластиковые трубы применяются для целей водоснабжения и могут быть отнесены к гидравлически гладким.
К достоинствам этих труб можно отнести: хорошие эксплуатационные характеристики; хорошая теплопроводность; прочность; биологическая стойкость; влагостойкость и химическая стойкость полимера; устойчивы к агрессивным средами резким перепадам температур.
Срок эксплуатации труб – 50 лет.
На водопроводной сети устанавливают водопроводные колодцы для размещения в них арматуры и фасонных частей. Размеры колодцев должны обеспечивать возможность размещения и эксплуатации устанавливаемых в них арматуры и фасонных частей. Колодцы устраивают из монолитного и сборного железобетона круглыми или прямоугольными в плане (камеры). Глубина колодцев зависит от
Лекция № 4