WYKLAD 7
Sieć wodociągowa - materiały i uzbrojenie sieci.
Sieć wodociągowa składa się z następujących elementów:
- przewody proste - prostki o przekroju kołowym
- kształtki - elementy do zmiany kierunku przepływu średnicy wykonania odgałęzień
- połączenia przewodów - pomiędzy prostkami i kształtkami
- uzbrojenie
Rodzaje rur i kształtek w zależności od materiału z którego są wykonane.
Przewody żeliwne - zaletą tych rur jest ich taniość, trwałość. W normalnych warunkach mogą leżeć w ziemi 60 ÷ 100 lat, nieraz i więcej. Są odporne na związki nieorganiczne oraz organiczne. Wada tych rur jest kruchość, mała odporność na uderzenia i zginanie. Ścianki są stosunkowo grube, co zwiększa ich ciężar, a więc powstają trudności transportowe i montażowe. Ciężar rur ogranicza ich długość (4 ÷ 6 m) co z kolei daje dużą ilość złączy (im więcej złączy, tym więcej możliwych punktów nieszczelności i ewentualna strata wody). Rury i kształtki są znormalizowane. Normalne ciśnienie robocze 10 kg/cm2 (10 atmosfer). Przy ciśnieniu próbnym 16 kg/cm2. Produkowane są również rury o podwyższonym ciśnieniu roboczym wynoszącym 16 kg/cm2 (próbne 30 kg/cm2). Rury i kształtki w zależności od potrzeb powinny być zaizolowane od wewnątrz i z zewnątrz (rodzaj izolacji zależy od warunków gruntowo - wodnych, a głównie o agresywność wód gruntowych w stosunku do materiału, z którego wykonane są przewody oraz rodzaju płynu, jaki przepływa przez przewód). Powłoka izolacyjna powinna być elastyczna, odporna na odpryski, nie powinna zawierać szkodliwych dla zdrowia substancji oraz psujących smak i zapach wody. Nowoczesne rury wykonywane są z żeliwa sferoidalnego.
Izolowane są:
dla wody pitnej - wewnątrz izolacja zaprawy z cementu hutniczego - kolor rur niebieski
rury do wody miękkiej - izolacja wewnątrz z poliuretanu - kolor granatowy
dla ścieków - izolacja wewnętrzna z cementu glinowego - kolor wiśniowy
dla wód deszczowych - izolacja wewnętrzna z cementu glinowego - kolor granatowy
dla ścieków agresywnych - izolacja wewnętrzna z poliuretanu - kolor ciemnowiśniowy
dla rur układanych w gruntach agresywnych - z zewnątrz polietylen (granatowy) lub poliuretan (beżowy)
Rury ciśnieniowe dzielą się na kielichowe i kołnierzowe. Wykonywane są o średnicy 50 ÷ 2000 mm, inne wymiary są osiągalne na specjalne zamówienie.
Rury żeliwne kielichowe (rys.1, 2) - jeden koniec rury zaopatrzony jest w kielich a drugi koniec jest bosy. Połączenie polega na tym, że koniec bosy jednej rury wsuwamy w kielich drugiej rury i uszczelniamy sznurem konopnym i ołowiem lub jednym z materiałów zastępczych jak folia aluminiowa, cement, żelazo gąbczaste, preparaty siarkowe, bitumiczne lub inne wchodzące na rynek.
Sznur konopny smołowany ubity na 2/3 kielicha, pozostałą część powinien zajmować inny uszczelniacz.
W przypadku stosowania ołowiu lanego (na gorąco) na warstwę sznura smołowanego czarnego nakłada się warstwę sznura suchego (niesmołowanego tzw. białego). Uszczelnienie ołowiem lanym daje dużą trwałość połączenia i elastyczność. Podobne własności daje folia aluminiowa.
Nowe rury wykonane z żeliwa sferoidalnego są wytrzymałe, nieprzepuszczalne, uszczelniane za pomocą pierścieni gumowych.
Rury żeliwne kołnierzowe (rys. 3, 4) - na końcach tych rur umieszczone są kołnierze służące do połączenia tych rur. Uszczelnienie następuje poprzez włożenie uszczelki gumowej z przekładką płócienną lub klingielitem, następnie kołnierze ściąga się równomiernie śrubami (jak w kole samochodowym śruby dociągamy na przemian). Połączenie tego typu stosowane jest wszędzie tam, gdzie może zajść potrzeba szybkiej wymiany rury czy elementy uzbrojenia, np. w przepompowniach, w zbiornikach, tunelach itp. Należy unikać zakładania rur kołnierzowych bezpośrednio w gruncie, jeśli już jest to nieuniknione, np. Przy zasuwie, wówczas wskazane jest wykonanie tego połączenia w studzience. Są też inne możliwości zabezpieczenia połączenia kołnierzowego takie jak: bandażowanie i asfaltowanie, zastosowanie folii termokurczliwych, ale tego należy unikać.
Rury żeliwne ciśnieniowe o połączeniach elastycznych (rys. 5, 6) - umożliwiają szybki postęp robót oraz zastosowanie rur żeliwnych w warunkach, w których zbyt sztywne połączenie mogłoby być niekorzystne dla trwałości przewodu. Należą tutaj rury z połączeniem gwintowanym typu union dla rur o średnicy 5 ÷ 500 mm oraz połączeniem śrubowym dla rur 600 ÷ 1200 mm. Firmy produkujące armaturę i przewody dają cały wachlarz rozwiązań konstrukcyjnych, z których należy korzystać.
Kształtki żeliwne ciśnieniowe - mogą być kołnierzowe, kielichowe, kielichowo-kołnierzowe.
Kształtki umożliwiają:
zmianę kierunku - kolana, łuki;
wykonanie odgałęzienia - trójniki, czwórniki;
zmianę średnicy z większej na mniejszą i odwrotnie - zwężki;
połączenie dwóch rur o końcach bosych - nasuwki;
zamknięcia przewodów - korki, pokrywy, ślepe kołnierze;
połączenia rur kielichowych z kołnierzowymi - kieliszki, króćce;
odwodnienie i odpowietrzenie - odwadniaki, odpowietrzniki;
Przewody stalowe - przewyższają rury żeliwne pod względem wytrzymałości na działanie sił wewnętrznych i zewnętrznych (obciążenia dynamiczne i statyczne). Mają mniejszą grubość ścianek. Są lżejsze, dzięki temu mogą być wykonywane o długościach do kilkunastu metrów. Mają mniejszą liczbę połączeń, mogą być spawane. Ciśnienie robocze ponad 10 kg/cm2, stosowane są w sieci zewnętrznej, w gruntach słabych na terenach szkód górniczych, w syfonach (przejścia wodociągów pod torami kolejowymi, przez rzekę), na mostach. Wadą tych rur jest mała odporność na korozję, co wymaga starannej izolacji wewnętrznej i zewnętrznej (rurociąg powinien być ocieplony). Rury stalowe mogą być łączone na kielichy, kołnierze, spawanie. Mogą być stosowane połączenia typu Gibault lub Simplex (rys. 7, 8, 9)
PCV (polichlorek winylu) - produkowane jako rury kielichowe i proste (bose). Bosy koniec rury jest wciskany w kielich drugiej rury, wewnątrz którego, w specjalnie uformowanym gnieździe pierścieniowym, włożona jest gumowa uszczelka. Ciśnienie do 10 atm. Mogą być stosowane do transportu wody do 60°C. Łączenie szybkie, długość do 12 m, duża gładkość (mały współczynnik szorstkości). Lekkie, łatwe w montażu.
PE (polietylen) - są to rury bardzo lekkie. Zalety podobnie jak PCV.
Rury azbesto-cementowe - spotykane w praktyce (ok. 80% przewodów wodociągowych). Zaletą tych rur jest gładkość, wadą - są mało odporne na obciążenia statyczne i dynamiczne.
Przewody betonowe i żelbetowe - rury betonowe muszą mieć odpowiednią szczelność i wytrzymałość. Stosowane są przeważnie do ciśnieniowych (2 ÷ 4atm) jako przewody tranzytowe (średnica 1000 ÷ 1500 mm) wykonane metodą odśrodkową. Są mało odporne na działanie kwasów (środowisko wodno - gruntowe) jak również wstrząsów. Łączone na styk i nasuwkę lub kielichy. Uszczelnienie sznurem konopnym i zaprawą cementową albo pierścieniem gumowym (rys. 10).