Напорный трубопровод служит для транспортировки воды от насоса в водовыпускные сооружения и напорные резервуары. При прокладке напорных трубопроводов используют стальные, чугунные асбестоцементные, железобетонные и другие трубы. Для изменения направления, устройства ответвлений, регулировки подачи воды и осуществления нормальной работы трубопровод оборудуй фасонными частями арматурой.
В напорных трубопроводах соединение звеньев труб, фасонных частей и арматуры должны обеспечить необходимую герметичность, а глубинаукладки напорных трубопроводов — незамерзаемость непрогреваемость воды (для водопроводов), а также предохранение труб от механических повреждений.
Для слива воды из напорного трубопровода должен быть предусмотрен (в пределах машинного зала) парный обьемный резервуар. Если слив воды из напорного труб провода самотеком невозможен, устанавливают паса для ее откачки.
Чугунные трубопроводы широко применяют в води проводах из-за их высокой антикоррозийности, обеспечивающей их долговечность. Иногда срок службы чугунных труб достигает 100 лет.
Недостатки чугунных труб: хрупкость, большой рас ход металла (в 1,5—2,5 раза превышающий расход ста ли) и ограниченное допускаемое внутреннее давлений (до 1,6 МПа),
Чугунные трубы асфальтируют с внешней и внутренней стороны, что предохраняет их от ржавчины и Д.Щ некоторой степени снижает потери напора на гидравлические сопротивления.
Чугунные водопроводные трубы и фасонные час изготовляют на нормальное давление не более 1 МГТа на повышенное давление не более 1,6 МПЗ (ГОСТ 6525—61). Выпускаются чугунные трубы раструбные и фланцевые. У раструбных труб один конец расширен (раструб), а другой — гладкий.
При раструбном соединении (рис. 67) гладкий конец трубы вставляют в раструбный, а пространство между ними плотно заделывают просмоленной паклей примерно на две трети глубины раструба. Оставшуюся часть заполняют уплотняющим материалом, обеспечивающим плотность стыка (цемент, асбестоцемент, серопесчаный сплав, алюминий и свинец). Алюминий используют лишь при ремонте трубопроводов и аварийных работах па неответственных трубопроводах. Заделка стыка свинцом обеспечивает хорошую герметичность и долговечную работу трубопровода, ко очень дорога. Применение свинца допускается лишь в исключительных случаях.
Цементным раствором стыки заделывают при прокладке трубопроводов малого диаметра, когда просадка труб исключена. Раствор приготовляется из смеси цемента марки 400 и воды (10—12% массы цемента). Приготовленная смесь легко крошится. Стык заделывают следующим образом. После конопатки стыка просмоленной пеньковой прядью в раструб забивают слой пепросмоленной пряди, а затем оставшееся пространство раструба замазывают цементным раствором слоями толщиной пе более 10 мм, тщательно уплотняя каждый слой при помощи чеканки и молотка.
Асбестодементным раствором заделывают стыки так же, как и цементным. Приготовляют его из 30% асбестового волокна и 70% цемента марки 400 (по массе). Асбестоцементная заделка применяется в любых трубопроводах и дает хорошее уплотнение стыков.
При наличии агрессивных вод в местах прокладки трубопроводов цементную и асбестоцементную заделку не доводят до кромки раструбов, а оставляют некоторое пространство для заполнения предохранительным мате-риалом (битум или специальные битумные мастики).
Серопесчаный сплав приготовляется из порошка серы— 64%, песка—32%, порошка древесного угля — 3% и нафталина—1% (все по массе). Серопесчаным сплавом и свинцом стык заделывают путем заливки в оставшееся пространство раструба после его заделки просмоленной паклей. Свинец после заливки расчеканивают.
Описанные стыковые соединения раструбных труб не равнопрочны самим трубам. Большая часть аварий, как показал опыт эксплуатации трубопроводов, связана с нарушением стыков.
В целях создания стыковых соединений равнопрочных с трубами и менее трудоемких при монтаже стали применять новые конструкции соединений чугунных раструбных труб с . использованием резиновых уплотнений. На рисунке 68 приведены конструкции новых стыковых соединений чугунных труб диаметром от 50. до 300 мм.
В стыке (рис. 68, и) показано уплотнение при помощи резинового самоуплотняющегося кольца 1, предварительно вставленного в раструб 3. При монтаже гладкий конец трубы 2 вставляют в раструб 3. В стыке, показанном на рисунке 68, б резиновое уплотнительное кольцо 5 круглого сечения вводится в раструбную щель и удерживается в ней упорной металлической муфтой 4, которая ввинчивается в раструб при помощи специального ключа.
Преимущества раструбного соединения по сравнению с фланцевым: оно дешевле, дает возможность поворота каждой трубы на 2—3°, обеспечивает антикоррозийную стойкость стыка. Поэтому трубы, прокладываемые в земле, как правило, соединяют при помощи раструбов. Фланцевое соединение (рнс. 69) представляет собой болтовое соединение концов труб, между которыми проложено уплотнение. Оно жестко и не допускает де-формации трубопроводов. Положительное свойство фланцевого соединения — восприятие растягивающих усилий (основное преимущество перед раструбным). Для обеспечения водонепроницаемости стыка между фланцами прокладывают резиновые или пропитанные маслом картонные и другие прокладки.
Картонные прокладки, пропитанные маслом и смазанные суриком, можно применять лишь при небольших давлениях (0,2—0,3 МПа) и в соединениях труб небольшого диаметра (до 200—300 мм).
Фланцевые соединения, как правило, используют только внутри зданий, в смотровых колодцах, местах, доступных для осмотра и позволяющих подтягивать болты.
Фасонные части чугунных трубопроводов применяют для устройства соединений между трубами, при изменении направления трубопроводов, при устройстве ответвлений и для установки арматуры.
Стальные трубопроводы широко используют как для устройства всасывающих и напорных трубопроводов внутри зданий насосной станции, так и для строительства внешних открытых и закрытых водоводов.
Для открытых водоводов применяют стальные трубы диаметром от 50 до 1600 мм (ГОСТ 10704—63) и газоводопроводпые — от 50 до 150 мм (ГОСТ 3262—62).
В передвижных насосных станциях используют облегченные сборные напорные трубопроводы: РТ-180; РТ-250 с рабочим давлением р = 0,8 МПа (по отдельному заказу могут быть изготовлены диаметром 3G0 мм) и быстро сборные трубы БРТ-250, БРТ-360 со специальными рычажными приспособлениями и ручками, упрощающими их укладку и сборку. Эти трубы значительно экономят время и затраты труда па монтаже я демонтаже напорного трубопровода.
По способу изготовления стальные трубы делят на бесшовные и сварные. Их диаметры очень разнообразны— от 13 до 1600 мм. Трубопрокатные заводы изготовляют трубы различной длины, но не более 15 м.
Стальные трубы соединяются при помощи муфт, фланцев и сварки.
Муфтами трубы соединяют при монтаже трубопроводов малых диаметров (до 150 мм). Плотность стыка соединяемых труб обеспечивается паклей, пропитанной суриком или другими масляными красками. Трубы, соединяют следующим образом. На резьбу трубы равномерным слоем наматывают распущенную паклю, свободную от кострики, которую смазывают суриком или белилами; затем навинчивают муфту. После этого на резьбу присоединяемой трубы также наматывают паклю смазывают суриком и ввинчивают в муфту. Хорошее соединение труб дает конусная резьба. Фланцевое соединение стальных труб ГОСТ не предусматривает. Оно применяется при установке на трубопроводе фасонных частей и арматуры. Для этой щели фланцы изготовляют отдельно, а затем наваривают на| трубы (рис. 70, а) или делают надвижными (рис. 70, б).| При фланцевом соединении труб малых диаметром (до 50 мм) фланцы к трубам присоединяются на резьбой Наибольшее распространение получило соединений стальных труб электрической и автогенной сваркой Сварка труб производится очень быстро, дает прочное герметичное соединение стыков.
Выбор способа сварки зависит от наличия оборудования и квалификации сварщиков. При правильном выполнении сварки стыки труб получаются хорошего? качества при обоих способах. Перед сваркой кромки; толстых труб срезают над углом 30—45°, затем стыкуют! и между ними наваривают шов, выступающий над поверхностью труб на 2—4 мм. При сварке труб с тонкими стенками (менее 5 мм) кромки но срезают, а шов наваривают шириной, равной 2—2,5 толщины стенок труб.
При строительстве напорных трубопроводов трубы сваривают над траншеей (рис. 71, а) или на бровкетраншеи (рис. 71, б). Сваренные звенья труб (плети) опускают в траншею и там их соединяют. Сборка труб над траншеей облегчает спуск трубопровода в нее, который производится автокранами или специальными трубоукладчиками. Сбрасывать трубопроводы в траншею категорически запрещается.
При монтаже напорных трубопроводов на их устанавливают фасонные части и арматуру, которые заранее подбирают по монтажной схеме. Для труб диаметром от 100 до 600 мм используют чугунные фасонные части, а для труб больших диаметров—парные, изготовляемые на месте производства работ.
Асбестоцементные трубопроводы широко применяют в гидротехническом строительстве. Материалом для их изготовления служат асбест (20—25%) и цемент (80^—75%), взятые по массе.
Отечественные заводы изготовляют асбестоцементные трубы марок ВТ-3, ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12 (ГОСТ 539—65). Последняя цифра обозначает допустимое рабочее давление в трубах в ат. Асбестоцементные трубы выпускают с внутренним диаметром от 50 до 456 мм и наружным диаметром обточенных концов, равным наружному диаметру чугунных труб (ГОСТ 5525—61). Такие трубы долговечны, не ржавеют, легче чугунных и стальных труб, имеют гладкую внутреннюю поверхность. Они дешевле чугунных и стальных.
Основной их недостаток —плохая сопротивляемость ударам. Поэтому необходимо обращать особое внимание на предохранение труб от механических воздействий во время их транспортировки и укладки в траншей. Асбестоцементныс трубы соединяют асбестоцоментпыми и чугунными муфтами. Уплотняющей средой в обоих случаях служат резиновые кольца.
Асбестоцеептиая" муфта (рис. 72) с внутренней стороны имеет два кольцевых выступа, причем один из них, имеющий меньшую высоту, называется рабочим. Трубы соединяют следующим образом. На одну из соединяемых труб надевается муфта (рис. 73), обращенная меньшим выступом в сторону стыка. Затем на трубах устанавливают резиновые кольца: одно на присоединяемую трубу на расстоянии 5—10 мм от стыка, а другое — на трубу с муфтой па расстоянии от стыка, равной длины муфты. После этого муфту подвигают к резиновому кольцу и при помощи закрепленного на трубе домкрата (рычажного или винтового) переводят се на стык. При движении муфта поджимает под себя первое кольцо, а затем, пройдя стык,— второе. Чтобы не перетянуть муфту, на присоединяемой трубе нужно отметить мелом или карандашом половину длины муфты. Движение прекращают, когда срез муфты достигнет нанесенной риски.
Для контроля правильности монтажа стыка необходимо взять присоединенную трубу за свободный конец и легкими пошатываниями потянуть ее на себя. При неудачном соединении труба вывалится из муфты. Не рекомендуется соединять асбестоцементные трубы в дождливую погоду.
Асбестоцементные трубы можно также соединять с помощью чугунной болтовой муфты (рис. 74), состоящей из двух передвижных фланцев, собственно муфты двух резиновых колец. Герметичность стыка достигается резиновыми уплотнительными кольцами, зажимаемыми фланцами с болтами. Такой стык асбестоцементных труб можно применять лишь в местах, не связанных с засыпкой трубопровода землей.
Фасонные части для асбестоцементных труб — обычные чугунные; для перехода к ним используют специальные чугунные патрубки.
Железобетонные трубы широко распространены в строительстве водоводов. Для улучшения водонепроницаемости эти трубы с внутренней стороны покрывают битумом
Для устройства водопроводов можно использовать трубы диаметром 500—1600 мм (ГОСТ 12586—67), изготавливаемые с предварительно напряженкой арматурой на давление 1,5—1 МПа. Соединяют трубы при по-мощи раструбов с применением резиновых колец (рис. 75).
Трубы армируются стальными предварительно напряженны-ми продольными стержнями и спиральной арматурой.
Железобетонные трубы по сравнению со стальными имеют большую стойкость к коррозии; диэлектричность; способность сохранять в условиях эксплуатации гладкую поверхность, а следовательно, и постоянную пропускную способность.
