Трубопроводи, обладнання і споруди на водопровідній мережі

В сучасних умовах в системах водопостачання використовуються такі види труб: чавунні, сталеві, залізобетонні, азбоцементні, пластмасові.

В наш час випускаються чавунні труби з розтрубним з’єднанням і різними видами ущільнення розтрубних з’єднань (конопляним, гумовим пасмом) довжиною 2 – 7 м і з широким сортаментом – 65 – 1000 мм. Для захисту від корозії труби на заводі покривають асфальтовою плівкою зовні й з середини.

В останні роки все більш широке застосування знаходять чавунні труби ВЧШГ (высокопрочный чугун с шаровидным графитом), рис. 4.2. Номенклатура трубної продукції: діаметри 100 – 1000 мм, довжина 6 м, робочий тиск від 1,6 – 6,4 Мпа (в залежності від типу розтрубного з’єднання). Труби ВЧШГ забезпечують високу надійність роботи трубопровідних систем: корозійна стійкість в 5 раз перевищує стійкість сталевих труб, термін служби гарантується заводом-виробником більше 80 років, стійкість до великих зовнішніх і внутрішніх навантажень, ударна міцність.

1 – бітумне покриття; 2 – цинкове покриття; 3 – ВЧШГ;

4 – цементно–піщане покриття.

Рисунок 4.2 – Труба типу ВЧШГ в перерізі

Сталеві труби випускаються довжиною 10 – 12 м і діаметром 100 –
1400 мм. Сталеві труби випускаються з гладкими кінцями і основним видом їх з’єднання є зварювання. Для захисту від корозії зовнішньої поверхні труб використовують декілька видів ізоляції: бітумно-полімерну, бітумно-мінеральну, полімерну, бітумно-гумову. Гарантований термін використання – до 25 років.

Залізобетонні труби виготовляються методами віброгідропресування і центрифугування діаметром від 500 до 1600 мм і довжиною 5 м, а також методом вібрації зі сталевим циліндром діаметром від 600 до 1500 мм і довжиною від 2 до 9 м. З’єднання залізобетонних труб розтрубне з герметизацією гумовим кільцем. Термін служби – до 50 років.

Азбоцементні труби виготовляють з суміші портландцементу (75-80%) і азбестового волокна (29-25%). Випускають труби діаметром 100 – 500 мм і довжиною 2,95 – 5,95 м. Для з’єднання труб використовують азбоцементні муфти. Маючи низькі механічні характеристики, з точки зору довгострокової експлуатації, азбоцементні труби в системах комунального водопостачання практично не використовуються.

Пластмасові труби виготовляють з різних полімерних матеріалів: поліетилену марки ПЕ-100+; полівінілхлориду (вініпласту). Виготовлення труб проводять відповідно ДСТУ Б В.2.7-151:2008 (поліетилен марки ПЕ-100+); ДСТУ Б В 2.7-141:2007 (полівінілхлорид). Труби з поліетилену мають діаметр від 32 до 1200 мм. Довжина труб: до діаметра 110 мм – бухти довжиною 100 – 200 м, від діаметра 125 мм – відрізками 5 – 13 м. Розрахунковий термін служби – до 100 років. Труби з полівінілхлориду виготовляються діаметром 110 – 400 мм і довжиною 2 – 6 м. Розрахунковий термін служби – до 50 років. Труби випускаються як під розтрубні з’єднання з гумовим ущільнюючим кільцем, так і з гладким кінцями під зварювання. Переваги пластмасових труб: мала маса, мала шершавість стінок, мала теплопровідність, висока стійкість проти корозії, простота обробки і з’єднання.

При улаштуванні зовнішніх водопровідних мереж використовують слідуючі основні типи арматури:

- запірна і регулююча – засувки і вентилі;

- водорозбірна – вуличні водорозбірні колонки і крани, пожежні гідранти;

- запобіжна – запобіжні і зворотні клапани і повітряні вантузи (для впуску і випуску повітря), гасителі гідравлічних ударів.

Засувки – це устрої, в яких шляхом підняття чи опускання дисків або переміщення конусів забезпечується перекривання або зменшення потоків води, рис. 4.3.

1 – корпус,

2 – маховик,

3 – шпіндель,

4 – запірні диски,

5 – клин,

6 – ущільнюючі кільця.

Рисунок 4.3 – Засувка паралельна

Пожежні гідранти призначені для подачі води при гасінні пожежі. Схема пожежного гідранту підземного типу наведена на рис. 4.4.

1 – корпус; 2 – фланець пожежної підставки; 3 – кришка;

4 – шпіндель; 5 – кульковий клапан.

Рисунок 4.4 – Пожежний гідрант підземного типу

Для забору води і відкривання гідранту служить стендер, рис. 4.5.

1 – корпус,

2 – рукоять,

3 – маховички або гайки,

4 – патрубки з напівгайкою “рот”,

5 – шибер,

6 – шпіндель,

7 – муфта для відкриття гідранта,

8 – нарізна муфта.

Рисунок 4.5 – Колонка (стендер) для пожежного гідранта

Запобіжна арматура (запобіжні і зворотні клапани, вантузи для впуску і випуску повітря), гасителі гідравлічних ударів. Для захисту мереж і водоводів від підвищення тиску при гідравлічних ударах використовуються запобіжні клапани, рис. 4.6 і гасителі ударів, рис. 4.7.

Рисунок 4.6 – Пружинний запобіжний клапан

1 – підводящий патрубок,

2 – запірний клапан,

3 – відводящий патрубок,

4 – мембранний виконуючий

механізм,

5 – пружина,

6 – клапан витрати,

7 – імпульсна трубка,

8 – водоповітряна ємність,

9 – датчик тиску,

10 – регулюючі гвинти.

Рисунок 4.7 – Універсальний гаситель гідравлічного удару

Для боротьби з гідравлічним ударом використовуються також впуск повітря в місця розриву суцільності потоку через спеціальний клапан, рисунок 4.8,а. Такий клапан аналогічний пружинному запобіжному клапану, але відкривається в середину. Для випуску повітря використовуються вантузи для випуску, рис. 4.8,б.

а) Вантуз для впуску б) Вантуз для випуску повітря

(вантуз противакуумний)

Рисунок 4.8 – Вантузи для впуску і випуску повітря

Для встановлення арматури на мережі використовують оглядові колодязі, рисунок 4.9.

1 - люк

2 - горловина

3 – робоча частина

Рисунок 4.9 – Оглядовий колодязь

При необхідності переходу водопровідних ліній через шляхи, річки і яруги використовуються спеціальні схеми переходів. Для прокладання трубопроводу через залізницю, автомобільні шляхи його укладають у запобіжний футляр із сталевих труб діаметром більшим, ніж діаметр трубопроводу (рис.4.10). Трубопровід і футляр повинні мати ухил в одну сторону, і футляр повинен входити в один із колодязів, які влаштовуються на кінцях переходу. В цих оглядових колодязях встановлюються засувки і патрубки для впуску повітря і випуску води.

1 – вентиль для впуску повітря, 2 – сальник,

3 – футляр, 4 – вентиль для випуску води.

Рисунок 4.10 – Схема переходу під залізною дорогою

При спорудженні переходів під електрифікованою залізною дорогою незалежно від того, що передбачено для захисту від блукаючих струмів, робоча труба встановлюється на діелектричні опори, які мають текстолітові прокладки.

Для шляхів невисокого класу (автодороги ІІІ, ІV, V класу; промислові ІІ, ІІІ класу) можуть виконуватися переходи без футлярів, але з усіма другими елементами переходу.

Прокладання трубопроводу через річку, яр або канал може здійснюватись за допомогою дюкеру (рис. 4.11) або по мосту. При переході повинно бути не менше, ніж 2 нитки. Верх трубопроводу слід розміщувати не менше, ніж на 0,5 м нижче дна водойма, а в межах фарватера на судохідних річках – не менше, ніж на 1,0 м.

При прокладці дюкеру слід враховувати можливість розмиву і переформування русла ріки. На судохідних ріках місце і глибина прокладки дюкеру повинна узгоджуватися з другими водокористувачами (річковиками, рибниками і т.п.).

Рисунок 4.11 – Схема переходу через річку

Крім підземних переходів через перешкоди можуть улаштовуватись і надземні переходи. В якості таких переходів можуть бути переходи на містках, на естакадах, у вигляді самонесучих арок, у вигляді “провисаючої нитки”, яка закріплена на берегах і не потребує проміжних опор. Вибір типу прокладки визначається в залежності від місцевих умов.