Критерії вибору склопластикових труб

Критерії вибору склопластикових труб

Труби вибираються залежно від робочого тиску, потрібних міцнісних рис і виду прокладки.

Перед вибором труб і при проектуванні трубопроводу потрібно знайти наступні дані.

Гідравлічні характеристики:

витрата середовища, що транспортується;

найбільша робоча і піковий тиск в трубі

негативний тиск, якщо воно може бути;

характеристики траси трубопроводу, що діють на динаміку руху води;

тип і кількість фітингів;

температура і властивості води, що транспортується.

Зовнішні характеристики:

клас і властивості грунту;

глибина засипки;

рівень грунтових вод;

матеріал оборотної засипки (в т.ч. – може бути природний грунт, вийнятий з траншеї) і ущільнення;

навантаження на поверхні землі;

гнучкі навантаження при наземних опорах;

обмеження на довжину і вагу труби, що залежать від конфігурації траси трубопроводу.

Є три основних способи прокладки трубопроводів на базі склопластикових труб:

1) Наземна прокладка трубопроводів;

2) Підземна прокладка трубопроводів;

3) Підводна прокладка трубопроводів.

З іншого боку, склопластикові труби вживаються для санації (відновлення) діючого трубопроводу.

Наземна прокладка трубопроводів

При наземної прокладки можуть проектні розрахунки можуть проводитися в трьох варіантах:

рухлива труба допускає переміщення на згинах ("труба з вільним кінцем");

нерухома труба, що не допускає переміщень при всіх конфігураціях напрямку прокладання ("труба із закріпленим кінцем");

комбінований або змішаний варіант.

Згідно встановлених процедур:

вибирається клас внутрішнього тиску,

розраховується критичне тиск,

визначаються температурні розширення у вільному трубопроводі,

розраховуються температурні кінцеві навантаження,

вибирається довжина просвіту,

проектуються петльові компенсатори,

відповідно до встановленими обмеженнями вибираються опори і анкери.

Проектування труб з вільним кінцем має забезпечити таке розміщення напрямних і опор, для того щоб переміщення під впливом тиску або термального розширення компенсувалося згином труби.

Для трубопроводу монтажні елементи (гаки, упори, напрямні, кріпильний елемент) повинні бути підібрані таким чином, щоб були виконані наступні умови:

прогин середини просвіту не перевищував 20 мм;

вплив сукупної поздовжнього навантаження і ваги не викликало посеред просвіту або в місцях опор напруг вище допустимих;

форма і поверхню зони контакту всіх опор повинні забезпечити малі додаткові напруги в трубі, що викликаються взаємодією опор із системою трубопроводу.

При проектуванні труб із закріпленим кінцем кріплення і вперті подушки мають стовідсотково всмоктувати поздовжні навантаження в тих місцях, де труба міняє напрямок. Цей спосіб більше підходить для трубопроводів маленьких поперечників, монтованих на стійках або для трубопроводів величезних поперечників, монтованих близько до землі. Тому, цей спосіб установки обмежується місцями, де поздовжнє напруга може бути економічно або фактично поглинена.

Процедура проектування наказує для цього варіанту проведення перевірочного розрахунку, для того щоб виключити перевищення допустимого напруження при наступних критеріях:

прогин середини просвіту не перевищував 20 мм;

найбільший вплив на трубу між опорами складається з ваги труби, ваги води, що транспортується, ваги льоду, сили вітру і т.д.;

сукупне напруга в прямій трубі, викликане температурним градієнтом і ефектом Пуассона, підсумовується з напругою вигину посеред просвіту;

враховується вага клапанів та іншого обладнання.

Підземна прокладка трубопроводів

При виборі труб для підземного трубопроводу необхідно керуватися нормативними документами, що містять головні принципи і аспекти правильного вибору труб. Схема діючих сил і деформацій труби заглибленого трубопроводу показана на малюнку.

Вертикальні навантаження (тиск грунту, навантаження на поверхню землі, підземні води) викликають деформацію труби, величина якої знаходиться в залежності від параметрів від жорсткості труби в поперечному перерізі і параметрів грунту навколо труби. Принциповим властивістю стеклопластиковой труби зменшує вплив навантаження від грунту, в порівнянні з іншими жорсткими трубами є її пружність, що допускає значну деформацію труби без порушення структури матеріалу.

Рис. 7. Підземна прокладка трубопроводу

Наружняя навантаження від грунту над трубою зменшує її вертикальний розмір і нарощує горизонтальний, що призводить до горизонтального вдавленню бічних стін труби в грунт і до створення пасивного опору грунту, яке, у свою чергу сприяє збільшенню опору навантаженні. Таким макаром, на відміну від жорстких труб, поведінка стеклопластиковой труби в засипаній траншеї знаходиться в залежності від несучої можливості системи труба-грунт в цілому, а не тільки лише від несучої можливості самої труби. Тому твердість труби підбирається в комплексі з матеріалом оборотної засипки і способу ущільнення.

Перед проектуванням трубопровідної системи потрібно провести попереднє дослідження грунту в протязі маршруту укладання труби і згідно з прийнятими еталонами до вподоби грунту (зв'язний, нескладний) і за ступенем його щільності встановити властивості природних грунтів.

Рекомендовані значення модуля опору (реакції) землі для різних грунтів і критерій ущільнення наводяться в наступній таблиці.

Модуль реакції землі для зони закладення труби

Категорія жорсткості

землі

Зміст

грубозернистою фракції

Ступінь ущільнення

рихловатая (D)

Легка (S)

Середня (M) 85-95% Проктор

40 70% А.П.

Найвища (H)> 95% Проктор

> 70% Отн.плот.

SC1

> 95%

6.9

20.7

20.7

20.7

SC2

95-88%

1.4

6.9

13.8

20.7

SC3 a

88-50%

0.69

2.8

6.9

13.8

SC3 b

50-30%

0.69

2.8

6.9

13.8

SC4

0.34

1.4

2.8

6.9

Джерело: дані компанії «Пластпромкомбінат»

Гідравлічні і зовнішні характеристики, потрібні для виконання проектних розрахунків повинні бути доповнені наступними установочними параметрами:

коефіцієнт прогину;

модуль опору грунту (модуль місцевого грунту);

коефіцієнт інерційності деформації.

Нормативні документи допускають виконання проектних розрахунків, як по напрузі, так і по деформації. Методика проектування за деформації наказує виконання наступних кроків:

вибір класу тиску труби залежно від робочого тиску і пікового тиску – робочий тиск PW не повинно перевищувати клас тиску PC (Pw Pc), з урахуванням пікового тиску PS найбільший тиск не повинно перевищувати збільшеного в 1,4 рази класу тиску (Pw + Ps 1.4 Pc )

визначення характеристик установки труби залежно від композиції типу землі і ступеня ущільнення;

перевірка деформації труби від зовнішніх навантажень (навантаження від грунту і транспорту), які не приводили б до тривалого зменшення вертикального діаметра труби більш ніж на 5%;

перевірка сукупної навантаження;

перевірка на вдавлення;

перевірка на вспліваемость (на виштовхуючу силу).

При перевірці деформації (стиснення) труби враховуються умови укладання труби (глибина закладення, ступінь ущільнення оборотної засипки і характеристики грунтів), також коефіцієнт інерційності деформації.

Найбільша напруга, викликане сукупної навантаженням повинно бути менше допустимого. При розрахунку спільно з сукупною навантаженням враховуються геометричні характеристики труби і коефіцієнт форми Df, співвіднесений з жорсткістю труби, з матеріалами засипки зони труби і ущільнення, з рисами природного землі і зі ступенем ущільнення.

Найбільша напруга, викликане сукупної навантаженням

Твердість труби МПа

Матеріал засипки

зони труби і ущільнення

Гравій

Пісок

Рихловатое, легке (DS)

Від середнього до

найвищого (MH)

Рихловатое, легке (DS)

Від середнього до

найвищого (MH)

Коефіцієнт форми

Df

2500

4.5

5.5

5.0

6.5

5000

3.8

4.5

4.0

5.5

10000

3.3

3.8

3.5

4.5

Джерело: дані компанії «Пластпромкомбінат»

При перевірці на вдавлювання потрібно впевнитися, що сума навантажень повинна бути дорівнює чи менше допустимого тиску вдавлення, яке розраховується для варіантів з внутрішнім вакуумом і без нього. Навколишнє грунт робить компенсує вплив, знижуючи максимальне навантаження вдавлення труби.

У тих випадках, коли рівень грунтових вод збігається з рівнем грунту, проводиться розрахунок вспліваемості. Вага грунту на одиницю довжини труби плюс вага труби і вага води, що транспортується повинні бути більше викидає сили.

Підводна прокладка трубопроводів

При прокладанні підводного стеклопластикового трубопроводу відмінно з'являються гідності, пов'язані з рисами матеріалу.

Склопластикові труби повністю стійкі до корозії, порівнянно малу вагу труб забезпечує легкість у відозві, яка, у разі підводних траншей, істотно спрощує операції з встановлення трубопровідної системи. Звичайно рекомендуються наступні техніки і методи установки підводного трубопроводу:

збірник трубопроводу на суші і установка під воду за допомогою протягування по дну, з впровадженням лебідок, звичайно встановлюваних на плавзасобах;

підготовча збірка на суші трубопроводу (ланцюги) складається з однієї чи кількох секцій, буксирування у воду наплавний ланцюга, утоплення і з'єднання подальшого сектора з уже встановленим;

транспортування частин плавзасобом (понтон) і установка з понтона.

Санація (відновлення) діючого трубопроводу

У критеріях щільної міської забудови, постійно діючих транспортних магістралей рядова траншейна прокладка трубопроводу при реконструкції та ремонті діючих інженерних мереж виявляється непридатною або пов'язана з надмірними витратами.

Склопластикові труби дозволяють створювати санацію трубопроводів способом протягування (проштовхування), коли новенька труба встановлюється всередині зламалася труби.

Можливість випуску труб різних діаметрів і довжин дозволяє відмінно створювати цей вид монтажних робіт за рахунок зниження часу робіт, використання легкої техніки, скорочення часу простою реконструюється трубопроводу.

У майже всіх випадках санація трубопроводів ефективна і як кандидатура роботам з впровадженням траншейній технології.

Джерело: gradostroitel.com.ua