|
К металлическим трубам относятся
чугунные и стальные трубы, выпускаемые в широком диапазоне диаметров,
различных классов прочности, марок стали и т.п.
Трубопроводы из чугунных труб. Для напорных водоводов и
сетей применяются трубы двух типов: трубы, изготовляемые из серого чугуна по
ГОСТ 9583—75 методами центробежного и полунепрерывного литья диаметрами
65—1000 мм с раструбными стыковыми соединениями, которые уплотняют прядью и
заделывают асбестоцементным раствором; трубы, изготовляемые диаметрами 65—300
мм со стыковым соединением, под резиновые манжеты. Трубы диаметром 65—300 мм
выпускают длиной 2—6 м, а трубы диаметром 400 мм и более — длиной 5—10 м. ГОСТы предусматривают выпуск труб трех классов — JIA, А и Б, отличающихся
друг от друга толщиной стенок и, следовательно, выдерживающих различное
давление.
Для соединения труб по ГОСТ 9583—75 используют смесь
следующего состава: 30—35 % асбеста, 65—75 % цемента марки не ниже 400 и
10—12 % воды по массе сухой смеси. В качестве набивки применяют просмоленную
или битуминизированную пеньковую прядь.
При соединении цилиндрический конец труб 1 вводят в
раструб 2 уложенной трубы так, чтобы зазор между гладким концом и упорной
поверхностью раструба составлял 5—10 мм в зависимости от диаметра труб. До
начала заделки стыков трубы центрируют. Затем раструбную щель уплотняют
пеньковой прядью 3 для обеспечения водонепроницаемости стыкового соединения.
Для удержания пряди от выдавливания гидравлическим
давлением устраивают асбестоцементный замок 4. При необходимости защиты
асбестоцемента от агрессивного воздействия грунта и подземных вод раструбную
щель на глубину 2—3 мм заполняют изоляцией 5, состоящей из грунтовой краски и
мастики. Внутреннее испытательное и рабочее давление смонтированного
трубопровода назначают в зависимости от класса труб и внешних нагрузок. Они
не должны быть в'ыше соответственно 1,5 и 1,0 МПа. При глубине заложения до 4 м и диаметре трубопровода до 300 мм, как правило, укладывают трубы класса JIA. При выполнении
соединения труб указанным способом, несмотря на его простоту и длительность
применения, не обеспечивается равнопрочность стыкового соединения с основным
материалом труб, требуются большие затраты времени, не полностью используются
прочностные характеристики самих труб и, кроме того, он не механизирован. Герметичность
стыковых соединений часто нарушается.
Стыковые соединения на резиновых уплотнителях являются
гибкими, обеспечивают равнопрочность с трубой, герметичность трубопровода при
осевом смещении до 15 мм и угловой деформации до 3—4°, вследствие чего число
повреждений уменьшается в несколько раз. Монтаж стыковых соединений полностью
механизирован, благодаря чему значительно сокращается трудоемкость и
гарантируется высокое качество работ.
Ввиду равнопрочности стыкового соединения с трубой
максимальные значения испытательных и рабочих давлений могут приниматься
более высокими по сравнению с их значениями для трубы со стыковыми
соединениями под зачеканку. Эти давления соответственно равны 1,75—2,8 МПа и
0,95—2,0 МПа в зависимости от класса труб. Конструкция этого стыкового
соединения приведена на IV.2. В раструбе трубы 2 имеется внутренний
кольцевой паз, в который закладывают гребень резиновой манжеты 3. Этот паз
препятствует смещению манжеты при монтаже стыка и удерживает ее от
выдавливания внутренним давлением.
Герметизация стыка обеспечивается за счет обжатия
средней части манжеты при монтаже и самоуплотнения манжеты при гидравлическом
давлении. Имеющиеся в хвостовой части манжеты лепестки также способствуют
герметизации стыкового соединения. Манжеты (уп- лотнительные кольца)
изготовляют из резины, не содержащей вредных веществ, влияющих на вкус, цвет
и запах воды. Монтаж труб производится следующим образом. В кольцевой паз
раструба вкладывают уплотняющую манжету. Наружный конец цилиндрической
части 1 монтируемой трубы смазывают графито-глице- риновой
смазкой. Затем конец монтируемой трубы с помощью специального монтажного
устройства вводят в раструб уложенной трубы.
Водопроводные сети из чугунных труб монтируют с
использованием чугунных фасонных частей различной формы с раструбами и
фланцами. Они позволяют изменять направление линий как в горизонтальной, так
и вертикальной плоскости. С их помощью на водопроводных линиях устанавливают
необходимую арматуру и устраивают ответвления ( IV. 1). При отсутствии чугунных
фасонных частей применяют нестандартные стальные сварные фасонные части.
Недостатком труб, выпускаемых из серого чугуна, является
относительно плохое сопротивление их динамическим нагрузкам. Значительно
большую область применения имеют трубы из ковкого чугуна, выдерживающие
большие нагрузки и имеющие лучшие пластические свойства. Разрушение чугунных
труб может приводить к осложнениям при ликвидации аварий и большим потерям
воды. Кроме того, область применения этих труб ограничивается допустимыми внутренними
давлениями. Чугунные трубы весьма металлоемки по сравнению со стальными.
Стальные трубы выпускают в широком диапазоне диаметров,
толщин стенок, марок стали и различных классов точности. Они обладают высокой
прочностью, относительно небольшой массой, пластичностью и применяются при
индустриальном монтаже. Недостатками стальных труб являются подверженность
коррозии и зарастанию, меньший срок службы по сравнению со сроком службы
чугунных и неметаллических труб, возрастание гидравлического сопротивления в
процессе эксплуатации, если не предусматриваются необходимые меры.
Применение бесшовных стальных труб целесообразно в
случае, если расчетом на прочность установлена невозможность использования
сварных труб.
Сварные трубы изготовляют из различных сталей,
отличающихся химическим составом и механическими свойствами. Эти качества
стали регламентируются следующими стандартами:
ГОСТ 380—71 с изм. — на углеродистую сталь обыкновенного
качества, применяемую для изготовления пря- мошовных, спирально-шовных и
водогазопроводных труб;
ГОСТ 19282—73 с изм. — на низколегированную
высококачественную толстолистовую и широкополосную сталь, применяемую для
изготовления прямошовных (ГОСТ 10706—76 с изм.) и спирально-шовных (ГОСТ
8696—74 с изм.) труб.
Наиболее широкое применение находят трубы из углеродистых
сталей обыкновенного качества, как наиболее дешевые и менее дефицитные. Трубы
из низколегированных высококачественных сталей применяют при строительстве и
эксплуатации трубопроводов в условиях низких температур, приблизительно —20
°С и ниже. Их можно применять и при более высоких температурах, если
обеспечивается экономия стали в результате использования труб с меньшими
толщинами стенок, чем у труб из углеродистых сталей обыкновенного качества.
Трубы выпускаются различных групп с гарантией как всех,
так и отдельных характеристик: механических свойств, химического состава,
испытательного давления. Кроме того, трубы, имеющие одинаковые
гарантированные механические характеристики, могут быть изготовлены из
сталей, полученных различными способами.
Выбор марки стали трубы производят по нормируемым
стандартами показателям стали и механическим свойствам, а при их отсутствии —
по значению гарантируемого испытательного гидравлического давления трубы.
Трубы из углеродистой обыкновенного качества кипящей стали
(КП) характеризуются хладноломкостью, в связи с чем их не следует применять
при строительстве и эксплуатации трубопроводов в условиях низких температур
(минус 10—20 °С).
Трубы из полуспокойной (ПС) и спокойной стали (СП)
обладают меньшей склонностью к хладоломкости, поэтому их применяют при
строительстве и эксплуатации в условиях более низких температур.
Трубы из низколегированных сталей целесообразно применять,
когда в период строительства и эксплуатации стенки труб могут охладиться до
весьма низких температур (—30 °С и ниже).
Ввиду того, что основным способом соединения стальных труб
является сварка, необходимо учитывать их свариваемость, которая ухудшается с
повышением содержания углерода.
Для трубопроводов жидкого и газообразного хлора и крепких
кислот реагентного хозяйства очистных сооружений применяют стальные бесшовные
горяче- или холоднодеформированные. Трубы из нержавеющей стали используют в
реагентном хозяйстве для транспортирования агрессивных растворов. Возможно
также применение эмалированных и остеклованных труб. Для водозаборов
подземных вод пригодны бесшовные обсадные трубы и бурильные трубы.
|
