Порядок проведення роботи

1. Наповнити трубопровід водою.

2. Iмiтувати невеликий витік (вентиль А).

3. Підняти тиск в трубопроводі гідравлічним пресом безпосередньо насосом до величини випробувального Р_випр=1,0МПа, i підтримувати його впродовж 10 хв.

4. Як тільки тиск внаслідок витоку води із трубопроводу знизиться до робочого (у нашому досліді Р_роб=0,6 МПа) гідравлічним пресом знову накачати воду в трубопровід і довести його до випробувального (від Р_роб=0,6МПа до Р_випр.=1,0 МПа). Тривалість випробування (час накачування води в трубопровід) визначати секундоміром.

5. Обсяг води, поданий пресом або насосом (обсяг витоку) визначати по висоті зниження рівня води Н у баку 4 і його площі.

Витік визначається за формулою:

q = (Wвит.*B)/T

(6.4)

6. Експеримент повторити тричі й прийняти середньоарифметичне значення. За величиною витоку зробити висновок про готовність трубопроводу до здачі в експлуатацію.

 

Дослідження впливу повітря на результати гідравлічного випробування

Дослідження впливу повітря на результати гідравлічного випробування проводиться у випадку неправильного заповнення трубопроводу водою.

Послідовність операції наступна.

Частину води із трубопроводу випустити через вентиль С при відкритому вентилі В. При цьому повітряний бачок 3 заповнюється повітрям.

Вентилі В и С закрити і заповнити трубопровід водою. По п'єзометру бачка 3 видно, що в трубопроводі затиснене повітря.

Провести гідравлічне випробування, прагнучи при цьому величину витоку зберігати приблизно рівною величині, отриманій в першому досліді.

Визначити q' за формулою:

q' = Wвит.'/T'

(6.5)

Оскільки умовою було q=q', то Т і Т' вважати рівними. У звіті варто зробити висновок, до якого результату призводить неправильне заповнення трубопроводу водою й намітити заходи, яких необхідно дотримуватись або виконувати при випробуванні трубопроводу, прокладеного на місцевості із дуже пересіченим рельєфом.

 

Контрольні питання

1. Яким випробуванням гідравлічним способом підлягають трубопроводи систем водопостачання?

2. За яких умов призначається проектом спосіб випробування водопровідних мереж?

3. Які коефіцієнти слід враховувати в розрахунках загальної міцності труб?

4. За якою формулою визначається коефіцієнт міцності трубопроводу?

5. За яких умов проводять попереднє випробування трубопроводів?

6. За яких умов проводять остаточне випробування трубопроводів?

7. Виходячи з яких факторів визначають величину випробувального тиску?

8. Яких умов слід дотримуватися при проведенні попередніх випробувань трубопроводів?

9. У якому порядку проводиться попереднє гідравлічне випробування напірних трубопроводів на міцність?

10. У якому порядку проводиться попереднє гідравлічне випробування напірних трубопроводів на герметичність?

11. Які варіанти падіння тиску в трубопроводі мають місце під час гідравлічного випробування трубопроводів?

12. У чому полягають втрати води при випробуванні трубопроводу на герметичність?

13. Як визначається іспитовий тиск?

14. За яких умов трубопровід вважається таким, що витримав гідравлічні випробування?

Рекомендована література

1. СНиП 3.05.04-85* Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации – М: Госкомитет по делам строительства, 1990. – 45с.

2. ДБН В.2.5-74:2013. Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди. Основні положення. – Київ: Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, 2013. -182с.

3. ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 Зовнішні мережі та споруди. Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб.

 

Лабораторна робота № 7

Деталювання водопровідної мережі

Год.

Мета роботи: отримати практичні навички щодо проектування монтажних схем водопровідних колодязів.

 

Матеріальне забезпечення

- схема водопровідної мережі;

- фасонні частини трубопроводів.

Загальні вказівки

Одним із важливих питань, пов'язаних з проектуванням і розрахунком водопровідної мережі, є її деталювання, що представляє собою вибір і розміщення на мережі арматури, фасонних частин, водопровідних колодязів та інших деталей.

Деталювання виконується по прийнятому варіанту схеми водопостачання після гідравлічного розрахунку мережі, коли визначені фактичні витрати води, діаметри і матеріали труб для всіх ділянок мережі. Для забезпечення надійності роботи водопровідної мережі, зниження її собівартості, зручності експлуатації необхідно правильно виконати конструювання вузлів і раціонально використати існуючий сортамент фасонних частин. Деталювання відображається на робочих кресленнях, де умовними позначеннями показують арматуру і фасонні частини, з яких повинні монтуватися окремі вузли мережі.

Фасонні частини застосовуються для зміни напрямку і діаметра трубопроводу, а також для влаштування відгалужень.

Для керування роботою трубопроводу і спостереження за його станом встановлюють арматуру (засувки, зворотні клапани, вантузи і т.д.).

Труби, використовувані при проектуванні водопровідної мережі. Для напірних водоводів і мереж, як правило, слід застосовувати неметалеві труби:

- залізобетонні напірні згідно з ДСТУ Б В.2.5-47, ДСТУ Б В.2.5-48, ДСТУ Б В.2.5-50, ДСТУ Б В.2.5-55;

- пластмасові (поліетиленові (ПЕ), з непластифікованого полівінілхлориду (НПВХ), поліпропіленові (ПП), склопластикові, композитні) згідно з ДСТУ БВ.2.7-141, ДСТУ Б В.2.7-151, ДСТУ Б В.2.7-178 тощо;

- азбестоцементні (напірні).

Застосування чавунних напірних труб (в тому числі високоміцних чавунних труб з шароподібним графітом) рекомендується для мереж у межах населених пунктів, територій промислових і сільськогосподарських підприємств.

Застосування сталевих труб рекомендується:

- на ділянках з розрахунковим внутрішнім тиском більше ніж 1,6 МПа (16кгс/см²);

- для переходів під залізничними лініями і автомобільними дорогами, через водні перешкоди та яри;

- у місцях перетинання питного водопроводу під мережами каналізації;

- при прокладанні трубопроводів під автодорожніми мостами, по опорах естакад і в тунелях.

Для водоводів та водопровідних мереж сталеві труби слід приймати згідно з встановленим номенклатурним обмеженням сортаменту зі стінкою, товщину якої необхідно визначати розрахунком, та з урахуванням умов роботи трубопроводу (але не менше ніж 3 мм).

Для неметалевих труб допускається застосування металевих фасонних частин.

Для систем питного водопостачання повинні застосовуватись труби та матеріали відповідно до вимог 3.11 ДСанПіН 2.2.4-171.

Вибір раціонального типу труб і правильне розміщення арматури і фасонних частин - одна з найважливіших задач проектування трубопроводу. При виборі типу труб необхідно враховувати їх надійність, вартість, гідравлічні властивості, умови укладання, наявність їх для будівництва.

Чавунні труби. Чавунні труби виготовляють із сірого чавуну діаметром від 50 до 1200 мм і довжиною від 2 до 6 м.

Чавунні труби з'єднують між собою розтрубними стиками. Гладкий кінець труби вставляється в розтруб і центрується, при цьому між ним і опорним уступом розтруба повинен залишатися зазор близько 5 мм. Щілина ущільнюється просмоленим пасмом, яке набивають за допомогою конопатки. Більш широка канавка розтруба зашпаровується замком з азбестоцементу, свинцю або алюмінію.

Для чавунних труб діаметром від 65 до 300 мм можна використовувати розтрубні з'єднання з гумовою самоущільнюваною манжетою; гумовим ущільнюючим кільцем. Розтрубне з'єднання дешевше фланцевого, забезпечує рухливість окремих ділянок трубопроводу (для великих діаметрів - до 1, для малих діаметрів до 3), має більшу хімічну стійкість. Тому труби, що прокладаються в ґрунті, як правило, з'єднують розтрубами.

Фасонні частини для чавунних труб виготовляються відповідно до ГОСТу 5525-88.

Сталеві труби. Сталеві труби допускається застосовувати тільки при спеціальному обґрунтуванні, у випадках, передбачених ДБН В.2.5-74:2013. Сталеві трубопроводи мають високу міцність, можуть витримувати великі тиску, добре чинять опір дії динамічних навантажень. Тому їх застосовують для прокладки водоводів з високим напором води в сейсмічних районах, в просадних ґрунтах, використовують для влаштування внутрішніх водопроводів у будинках, а також на відповідальних ділянках: під дорогами, мостами, на акведуках, в дюкерах, в насосних станціях і т. д.

Основний недолік - підвищена схильність до корозії. Внутрішні діаметри сталевих труб - до 1400 мм. Довжина може бути будь-яка, але не більше 15м. З'єднання сталевих труб можуть бути: муфтові, розтрубні, фланцеві і зварні. Муфтами з'єднують труби діаметром до 150 мм, які, як правило, використовують для влаштування внутрішніх водопроводів. Розтрубні з'єднання за ГОСТ не передбачені і застосовуються вкрай рідко. Фланцеві з'єднання за ГОСТ також не передбачені і, за необхідності, застосовуються для встановлення на сталевому трубопроводі фланцевих чавунних фасонних частин і арматури. Фланці приварюють до труби або роблять насувні.

Найбільш широко застосовують зварні з'єднання сталевих труб. Залежно від діаметра сталевих труб вибирають різні фасонні частини. Для водогазопровідних труб будинкових вводів застосовують спеціальні фасонні частини з м'якої сталі і з ковкого чавуну.

Для труб діаметром від 100 до 600 мм використовують чавунні фасонні частини, що виготовляються для чавунних труб за ГОСТ 5525-88. Широко застосовують також фасонні частини, які виготовляють на місці робіт за допомогою зварювання.

Азбестоцементні труби. У системах водопроводу застосовують азбестоцементні труби марок: ВТ - 6, ВТ - 9, ВТ - 12, що мають умовний діаметр від 100 до 500 мм, довжиною 3-4 м.

Зовнішній діаметр обточених кінців азбестоцементних труб приблизно дорівнює діаметру чавунних труб, що дозволяє використовувати чавунні фасонні частини для монтажу вузлів на азбестоцементних трубопроводах.

Основний недолік азбестоцементних труб - слабка опірність ударним навантаженням.

Азбестоцементні труби з'єднують азбестоцементними і чавунними муфтами, які ущільнюють гумовими кільцями.

З чавунними фасонними частинами, що мають гладкий кінець, азбестоцементні труби можуть з'єднуватися тими ж муфтами або ж розтрубним стиком.

Для з'єднання азбестоцементної труби з фланцевої арматурою до фланця приєднують патрубок фланець - гладкий кінець, після чого трубу з'єднують з гладким кінцем патрубка за допомогою чавунної фланцевої муфти.

Залізобетонні труби. Залізобетонні труби виготовляють діаметром від 500 до 1600 мм на тиск 6-15 кгс/см². Їх застосовують, головним чином, при будівництві водоводів. З'єднують труби розтрубними стиками з гумовими ущільнювачами, стиками на залізобетонних або чавунних муфтах. Для залізобетонних труб застосовують чавунні і зварні сталеві фасонні частини. Перехід до фасонних частин здійснюється через патрубки, що з'єднуються із залізобетонними трубами чавунними болтовими муфтами.

Пластмасові труби. Пластмасові труби для господарсько-питного водопостачання застосовують з поліетилену, поліпропілену і вініпласту. Ці пластмаси не впливають на якість води. Поліетиленові труби випускають з поліетилену низької щільності (ПНП) і високої щільності (ПВП). Труби з ПНП мають діаметр до 150 мм, а з ПВП- до 300 мм, довжиною від 6 до 12 м. Труби ПВХ випускають діаметром до 150 мм, довжиною 6-8 м. З'єднання пластмасових труб можуть бути зварні, клейові, розтрубні і фланцеві. Клейове з'єднання застосовують, в основному, для з'єднання труб ПВХ. Різьбові з'єднання застосовують на пластмасових муфтах, сполучних гайках або сталевих муфтах. Фасонні частини з поліетилену використовуються за ОСТ 6-05-367-74 діаметром від 16 до 140 мм. При використанні пластмасових труб рекомендується керуватися Інструкцією з проектування та монтажу мереж водопостачання і каналізації з пластмасових труб (СН 478-80).

Арматура водопровідної мережі

Для управління рухом води в системах водопостачання, захисту трубопроводів від великого тиску або вакууму, для розбору води з мережі застосовують різну водопровідну арматуру. Водопровідна арматура ділиться на запірно-регулюючу (засувки, затвори, вентилі), запобіжну (запобіжники, зворотні клапани, повітряні вантузи тощо) і водорозбірну (пожежні гідранти, вуличні колонки).

Засувки служать для часткового або повного закриття трубопроводу. Засувки за конструкцією запорів ділять на паралельні і клинові [8]. Вони можуть бути з висувними або не висувними шпинделями. Розміри фланців забезпечують можливість з'єднання засувок з фланцями чавунних фасонних частин.

Вентилі застосовують для перекриття трубопроводів невеликих і середніх діаметрів (до 200 мм) (в основному при монтажі внутрішніх водопроводів). На відміну від засувок у вентилів прохідний отвір закривається клапаном (золотником). Вентилі випускаються муфтові і фланцеві.

Зворотні клапани призначені для автоматичного запобігання зворотного руху води в трубопроводі (наприклад, на нагнітальному трубопроводі насоса).

Запобіжні клапани встановлюють на трубопроводах у разі небезпеки виникнення дуже високих тисків (наприклад, на тупикових ділянках трубопроводів для запобігання їх від гідравлічних ударів і зменшення сили гідравлічних ударів).

Повітряні вантузи служать для автоматичного випуску повітря з трубопроводу. Накопичення повітря в трубопроводі знижує його пропускну здатність, викликає гідравлічні удари і аварії. Для установки вантуза на трубопроводі монтують трійник, звернений відростком вгору. Вантузи влаштовують у підвищених переломних точках водоводу.

Водорозбірні колонки служать для розбору води населенням із зовнішнього водопровідної мережі. Їх розміщують в проїздах, виходячи з радіуса обслуговування 100 м.

Пожежні гідранти служать для забору води з зовнішньої водопровідної мережі на гасіння пожежі. Пожежні гідранти монтуються [9] в колодязі або без колодязів на спеціальній пожежній підставці. При користуванні гідрантом на нього нагвинчують стендер, до якого приєднують пожежні рукави.

Пожежні гідранти встановлюють на мережі на розрахунковій відстані один від одного. Колодязі, в яких встановлюють пожежні гідранти, повинні знаходитися на відстані не менше 5 м від стін будівель і мати зручний під'їзд. З метою економії коштів і зручності експлуатації на ділянках водопровідної мережі, де передбачаються водозабір із колонок і зовнішнє пожежогасіння з гідрантів, рекомендується застосовувати гідрант-колонки (ГОСТ 13816-80).

Фасонні частини на мережі

Монтаж вузлів на мережі здійснюється за допомогою спеціальних деталей – фасонних частин. Фасонні частини застосовуються для влаштування на трубопроводах поворотів, відгалужень, переходів від одного діаметра до іншого, а також для установки на мережі арматури різного призначення. Напрямок ліній на водопровідній мережі змінюється за допомогою колін (розтрубного, фланцевого, розтруб-гладкого кінця) з кутом повороту 90° і відводів (розтруб, розтруб-гладкий кінець) з кутом повороту менше 90°. Для зміни діаметра мережі застосовують переходи. Для з'єднання розтрубних труб з фланцями засувок застосовують патрубки, для з'єднання двох гладких кінців труб – подвійний розтруб. При влаштуванні на водопровідних лініях відгалужень застосовують трійники. Для установки на мережі пожежних гідрантів застосовують пожежні підставки. Крім того, застосовують фасонні частини спеціального призначення: випуски, що служать для спорожнення трубопроводів; сіделки, призначені для влаштування приєднань до зовнішньої мережі відгалужень будівель. Фасонні частини, їх розміри і маса наводяться в ГОСТ 5525-88. Умовні позначення основних фасонних частин наведено в табл. 7.1.

Водопровідні колодязі

Розміри і форма колодязів визначаються залежно від діаметрів трубопроводів, а також кількості і розмірів фасонних частин і арматури. Круглі колодязі застосовуються діаметром 1; 1,25; 1,5 і 2м. За необхідності влаштування колодязя більшого розміру споруджуються прямокутні камери розмірами: 2,5 × 1,5; 3,0 × 1,5; 2,5 × 2, 0; 2,5 × 2,5; 3,0 × 3,0; 3,5 × 3,5м. При визначенні розміру і типу водопровідних колодязів для всіх вузлів і водопровідних ліній, де передбачена установка тієї або іншої водопровідної арматури, викреслюються схеми розміщення фасонних частин і арматури в колодязях, а потім за довідковими матеріалами знаходять лінійні розміри фасонних частин і засувок.

Мінімальна відстань до внутрішніх поверхонь колодязя відповідно до слід приймати:

- Від стінок труб при діаметрі труб до 400 мм - 0,3 м; від 500-600 мм – 0,5 м; більше 600 мм – 0,7 м.

- Від площини фланця при діаметрі до 400 мм – 0,3 м; більше 400 мм – 0,5 м.

- Від краю розтруба, зверненого до стінки при діаметрі до 300 мм – 0,4 м; більше 300 мм – 0,5 м.

- Від низу труби до дна при діаметрі до 400 мм – 0,25 м; від 500 до 600 мм – 0,3 м; більше 600 мм – 0,35 м.

 

Таблиця 7.1-Фасонні частини

Умовне позначення на схемах	Позначення в документах	Умовний прохід ствола, мм (в дужках указані діаметри відростка)
Трійники
	ТФ - трійник фланцевий	80(65,80); 100(65,80,100) 125 (65,80,100,125) 150(65,80,100,125,150) 200 (65-200); 250 (85-250) 300 (60-300); 350 (100-350) 400 (100-400); 450 (100-450) 500(100-500); 600(150-600) 700(150-700)
	ТР- трійник розтрубний
	ТРФ - трійник розтруб-фланець
Коліно
	УФ - коліно фланцеве	65-1200
	УР- коліно розтрубне	65-1200
	УРГ- коліно розтруб-гладкий кінець
Відводи
	ОР - відвід розтрубний	65-1200 α=10°; α=15°; α = 30°; α=45°
	ОРГ - відвід розтруб-гладкий кінець
Переходи
	ХФ - перехід фланцевий	80×65; 100 × 65 - 100 × 80 125 × (65 - 100)
	ХРФ - перехід розтруб - фланець	150× (80-125); 200× (80-150); 250 × (100 - 200); 300 × (125 - 250)
	ХР - перехід - розтруб	350 × (150 - 300; 400 × (200 - 350) 450 × (200 - 400)
	ХРГ- перехід розтруб – гладкий кінець	500 × (250 - 450) 600 × (300 - 500)
Патрубки
	ПФР - патрубок-фланець - розтруб
	ПФГ - патрубок - фланець – гладкий кінець	65-1200

 

 

Продовження таблиці 7.1

Подвійний розтруб
	ДР	65-1200
Муфти
	МН- насувна	65-1200
	МС- згортка	65-250
Сіделки
	СФ- фланцева	65-1000
	СР - з різьбою
Заглушки
	ЗФ - фланцева	65-1200
Пожежні підставки
	ППР - розтрубна	100-1000
Трійники з пожежною підставкою
	ППТРФ - трійник розтруб – фланець з пожежною підставкою	D×d відростка 100×100; 150×100; 150×150 200×100; 200×150; 200×200;
	ППТФ - трійник фланцевий з пожежною підставкою	250× 150; 250×200; 250×250 300×200; 300×250; 300×300
Хрест з пожежною підставкою
	ППКРФ - хрест розтруб – фланець з пожежною підставкою	D× d відростка 100×100; 150×100; 150×150; 200×100; 200×150; 200×200;
	ППКФ - хрест фланцевий з пожежною підставкою	250×150; 250×200; 250×250 300×200; 300×250; 300×300

 

Визначивши за двома напрямками необхідну відстань, необхідно прийняти для найближчий стандартний колодязь.

Особливо значні і складні вузли трубопроводів великих діаметрів поділяються на кілька колодязів або для розміщення комунікацій за спеціальним проектом виконується камера перемикань.