При проектировании безнапорных систем отвода сточных вод и ливневой канализации применяются безнапорные трубы. Они рассчитаны на небольшие показатели внутреннего давления, но наряду с этим должны обладать хорошими показателями сопротивления внешнему механическому воздействию.

Выбор оптимального материала изготовления должен основываться на сравнительном анализе наиболее популярных видов труб.

Асбестоцементные трубы изначально предназначались как наиболее эффективный способ организации дренажных и поливочных систем в сельском хозяйстве.

Фото: трубы асбестоцементные безнапорные

Для их производства используется цемент портланд марки 500 и выше, атакже асбестовые волокна.

Последние являются соединяющим материалом, благодаря которому конструкции обладают следующими качествами:

• устойчивость к коррозийным процессам;
• способны выдерживать температурное воздействие до 200°С без нарушения целостности;
• не токсичны. Но при обработке необходимо применять средства индивидуальной защиты, так как в процессе порезки асбест может попасть в органы дыхания;
• влагостойки;
• низкий коэффициент трения, что способствует оптимальной транспортировки жидкости и небольших фракций мусора, отходов.

Производство и применение асбестоцементных безнапорных труб регламентируется . Согласно ему при организации трубопроводов из данного материал, трубы должны соответствовать следующим параметрам:

Геометрические размеры

Проход, мм	Наружный диаметр, мм	Внутренний диаметр, мм	Толщина стенки, мм
100	118	110	9
150	161	141	10
200	211	189	11
300	307	279	14
400	402	368	17

При этом показатели номинального внутреннего давления, которое способны выдерживать трубы, не должно быть менее 0,4 МПа.

Асбестоцементые трубы применяются во многих сферах, но наиболее востребованы они при проектировании бытового и промышленного назначения, систем отвода грунтовых вод. Нередко они устанавливаются в системах наружной канализации.

Муфты для асбестоцементных труб

В качестве соединительных элементов для этих труб используются муфты. Они просты в монтаже, так как требования к герметичности и прочности соединения не такие, как для напорных систем.

В настоящее время используется несколько типов муфт, которые отличаются материалом изготовления.

Асбестоцементные

Они изготавливаются из того же материала, что и трубы. Это позволяет сохранить все преимущества асбестоцемента по всей протяженности магистрали.

Фото: муфты для безнапорных асбестоцементных труб

Для герметичности соединения применяются специальные резиновые уплотнения. Очень важно при состыковке 2-х труб сохранить радиальный зазор, который необходим для возможного углового изгиба. Он не должен быть менее 3 угловых градусов.

Внутренний диаметр муфт соовествует следующим характеристикам:

Проход, мм	Наружный диаметр, мм	Внутренний диаметр, мм	Толщина стенки, мм
100	160	140	10
150	212	188	12
200	262	234	14
300	366	334	16
400	477	441	18

Полиэтиленовые

Это относительно новый вид соединительных элементов для асбестовых труб.

Фото: полиэтиленовые муфты

Он применяется для систем, где не предусмотрены резкие перепады температур, и глубина залегания которых находится ниже уровня промерзания грунта.

Зачастую они устанавливаются на трубопроводы, которые служат защитной оболочкой для линий связи и электропроводки.

Железобетонные

Железобетонные трубы применимы во многих сферах коммунального хозяйства. Их основное предназначение – монтаж систем ливневой канализации, отвода вод для промышленных объектов, коммунальных служб, а также использование для дренажа в авто и ж/д магистрали.

Фото: трубы железобетонные безнапорные

Эти конструкции представляют собой стальной решетчатый каркас, который заливается слоем бетона. Причем защита стальной арматуры от воздействия влаги происходит за счет толстых стенок. Они же выполняют и упрочняющую функцию в трубах.

Они обладают теми же преимуществами, что и асбестоцементные трубы. Но наряду с этим, их прочностные характеристики на порядок выше. В качестве примера можно сравнить показатели номинального внутреннего давления, которое для железобетонных труб равно 1 атм.

Раструбные

Существует определенная классификация железобетонных раструбных труб.

Непластифицированный ПВХ обладает несколькими отличительными свойствами:

• механическая прочность. Но из-за этого возникает побочный эффект – хрупкость. При сильном воздействии труба может лопнуть или на ее поверхности образуется скол;
• простота установки. Они соединяются все тем же раструбным способом. Причем в некоторых случаях используют метод «холодной» сварки;
• большой выбор типоразмеров – от 40 до 800 мм.

Этот вид труб зачастую применяется для систем наружной и внутренней самотечной канализации.

Цены на бетонные трубы

Стоимость во многом зависит от их типа и размеров. Ниже приведена таблица с их среднерыночной стоимостью.

Трубы чугунные безнапорные

Безнапорные чугунные трубы в настоящее время практически не используются в современных системах водоотведения.

Фото: трубы чугунные безнапорные

Несмотря на своих хорошие эксплуатационные свойства, они почти полностью заменяются на изделия из полимерных материалов. Это обусловлено их относительной дороговизной и неудобным монтажом.

Но наряду с этим стоит помнить и об их положительных качествах:

• высокая степень механической надежности;
• современные чугунные трубы обрабатываются специальным антикоррозийным материалом;
• устойчивость при воздействии высоких температур;
• инертность по отношению к агрессивным средам.

Метод соединения может быть раструбным или муфтовым. Именно из-за относительной сложности монтажа и происходит постепенное вытеснение чугунных труб полимерными при проектировании систем внутренней самотечной канализации.

Как видно из вышесказанного, существует множество разновидностей безнапорных труб. При выборе какой-либо необходимо придерживаться условий соответствия – максимальное приближение технических характеристик трубы к проектируемой системе водоотведения.

Видео: подготовка траншеи для укладки безнапорной канализации Pragma

В настоящее время существуют следующие классификации и виды трубопроводов .

Виды трубопроводов по способу прокладки:

• Наземные (пролегают выше уровня земли на опорах). Прокладывают такие трубы надземным, арочным, висячим или балочным способом;
• Подземные. Их укладывают ниже уровня грунта в траншеи и насыпи, штольни и канавы, на опорах в тоннеле и дюкеры;
• Подводные. Укладываются по дну водоемов (рек, озер) или в траншеи, прорытые на дне.
• Плавающие. Укладываются поверх водоемов и, как правило, с креплениями к поплавкам.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода .

Классификация трубопроводов по роду транспортируемых веществ.

Аммиакопровод. Назначение - транспортировка аммиака.

Водопровод. Обеспечивает питьевой и технической водой жилые дома, промышленные и транспортные структуры. В зависимости от способа потребления, водопроводы бывают хозяйственно-питьевыми, противопожарными, производственными и поливными.

Водовыпуск. Предназначен для искусственной откачки воды из коллекторов, камер и труб. Является неизменной составляющей любых подземных конструкций.

Воздухопровод. Создается на территории промпредприятий для обеспечения производства сжатым воздухом;

Газопровод. Предназначен для транспортировки природного и других видов газов;

Нефтепровод. Назначение - перекачка сырой нефти;

Нефтепродуктопровод. Применяется на территории одного предприятия для перекачки нефтепродуктов;

Мазутопровод. Осуществляет транспортировку тяжелых нефтепродуктов, в т.ч. мазута.

Паропровод. Необходим для перекачки горячего пара под давлением. Применяется для обогрева помещений и работы механизированных установок;

Конденсатопровод. Предназначен для сбора конденсата.

Продуктопровод. Транспортирует искусственно синтезированные продукты, в т.ч. продукты синтеза нефти;

Массопровод. Осуществляет транспортировку различных сыпучих материалов;

Этиленопровод. Перекачивает этилен в условиях одного предприятия;

Трубопроводы воды и пара. Предназначены для перекачки теплоносителей (горячей воды или пара) для обогрева жилых помещений, промышленных зданий и административных структур.

Классификация трубопроводов по масштабу.

Существуют следующие виды трубопроводов по их величине:

Транспортируют различные вещества на дальние расстояния. Как правило, их используют для перекачки нефти, газа и тому подобных веществ. Магистральные трубопроводы включают в себя насосные (компрессорные) и газораспределительные станции , линейную часть и установки по подготовке транспортируемых веществ. Режим работы таких насосов - непрерывный (сбои в работе магистралей носят случайный характер или вызваны неполадками в системе).

Используют на промышленных предприятиях. Здесь происходит перекачка любых необходимых для работы веществ: сырья, горячей воды, пара, топлива, газа и т.д. Также посредством технологических трубопроводов осуществляется транспортировка переработанных веществ и отходов.

Применяют для транспортировки тепла (горячей воды и пара) и бытовых отходов. Монтаж таких трубопроводов достаточно сложен, требуется множество переходов, изгибов, транзитных и распределительных соединений. К счастью, существует множество износостойких и непромерзающих материалов, что существенно облегчает ремонтирование подобных устройств. В зависимости от назначения, коммунально-сетевые трубопроводы подразделяют на транзитные, распределительные и ответвления.

Служат для перекачки жидкостей на судовом транспорте. Они имеют различные рабочие параметры, условия эксплуатирования, протяженность и назначение.

Являются самыми мелкими относительно остальных видов. Встречаются в любом транспортном средстве с двигателем и служат для передачи топлива, машинного масла и охлажденного воздуха.

По способу движения жидкостей.

По типу движения вещества трубопроводы бывают следующих видов:

• Напорные;
• Безнапорные или самотечные.

Напорные трубопроводы имеют внутреннее абсолютное давление для транспортируемого вещества свыше 0,1 МПа.

У безнапорных трубопроводов жидкости перемещаются без избыточного давления. Движение среды в такой конструкции происходит благодаря естественному геодезическому уклону.

Классификация трубопроводов по величине потери напора.

По величине потери напора на местное сопротивление трубопроводы бывают длинными и короткими.

В длинных трубопроводах местная потеря имеет меньше 10% от потери напора по длине. Их расчет ведут без учета потери на местное сопротивление. К ним относят нефтепроводы и магистральные водоводы.

К коротким трубопроводам относят такие трубопроводы, у которых потеря напора на местное сопротивление равна или превышает 10% от потери напора по длине. При расчетах конструкции обязательно учитывают потерю напора на местное сопротивление. К ним относятся, например, машинные трубопроводы.

Классификация трубопроводов по схеме изготовления.

По схеме изготовления трубопроводы подразделяют на простые и сложные.

Простые трубопроводы не имеют ответвлений. У них последовательное соединение труб с одним или несколькими сечениями.

Сложные трубопроводы представляют собой системы труб с одним или несколькими ответвлениями, параллельными ветками и т.д. Такие установки могут включать как последовательные, так и параллельные соединения и ветки.

Классификация трубопроводов по температуре.

По температуре транспортируемой жидкости трубопроводы делят на

• холодные (меньше 0°С);
• нормальные (+1 - +45°С);
• горячие (свыше 46°С).

Классификация трубопроводов по степени агрессивности перекачиваемой жидкости.

По степени агрессивности перекачиваемой жидкости различают трубопроводы для неагрессивной, мало агрессивной и средне агрессивной среды.

Виды труб по материалу изготовления.

В зависимости от применения и назначения, трубы изготавливают из металла и пластмассы. Металлические трубы, в свою очередь, подразделяют на стальные и чугунные, пластмассовые - на винипластовые (ВП), поливинилхлоридные (ПВХ), полиэтиленовые (ПЭ), фаолитовые и стеклопластиковые.

Также встречаются трубопроводы из асбоцемента, керамики, стекла и железобетона.

Трубы, применяемые для устройства напорных водоводов и сетей, должны иметь: достаточную прочность для восприятия суммарного напряжения от действия внутреннего давления воды, грунта и транспортной нагрузки; высокую гид-равлическую гладкость внутренней поверхности; водонепро-ницаемые стенки; большую долговечность; минимальную стоимость.

Этим требованиям в различной степени удовлетворяют вы-пускаемые в настоящее время стальные, чугунные, асбестоце-ментные, железобетонные, пластмассовые трубы.

Для напорных водоводов и сетей рекомендуется применять неметаллические, а также чугунные напорные водопроводные трубы. Стальные трубы применяют в исключительных случаях при соответствующем обосновании и для перехода под желез-ными и шоссейными дорогами, через водные преграды и овра-ги. Выбор материала труб производят на основании свойств труб, а также местных условий работы трубопровода. Так, стальные и чугунные трубы обладают плохими теплозащитны-ми свойствами, большой массой, подвержены коррозии и раз-рушаются при замерзании в них воды (особенно это опасно для стыковых соединений чугунных трубопроводов), поэтому для районов Севера наиболее эффективны стабилизированные эластичные полиэтиленовые трубы с большой морозостойко-стью (до -60 °С) и малой теплопроводностью.

Стальные трубы изготовляют двух видов: стальные водога-зопроводные (ГОСТ 3262-75) с наружным диаметром от 10 до 160 мм и стальные электросварные (ГОСТ 10704-76* и 8696-74*) с наружным диаметром от 70 до 1600 мм.

На заводах-изготовителях на трубы не наносится противо-коррозионного покрытия, поэтому изоляцию производят на трубозаготовительных базах строительных организаций или в полевых условиях. Тип изоляции выбирают в зависимости от местных гидрологических условий и физико-химических свойств фунта и грунтовых вод.

Чугунные трубы изготовляют раструбные напорные, отли-ваемые в песчаных формах и методом центробежного и полу-непрерывного литья (ГОСТ 9583-75,21053-75). Трубы выпус-кают с внутренним условным проходным диаметром от 60 до 1000 мм длиной 2-7 м. Трубы диаметром более 400 мм длиной 10 м изготовляют способом полунепрерывного литья.

В зависимости от толщины стенок чугунные трубы выпус-кают классов ЛА, А (ГОСТ 9583-75). Противокоррозионные покрытия наносятся на внутреннюю и внешнюю поверхности труб на заводе-изготовителе.

Асбестоцементные трубы изготовляют из смеси, состоящей из 20-25 % асбестового волокна и 80-75 портландцемента (по массе), с условным проходным диаметром от 50 до 500 мм дли-ной 3-4 м. В соответствии с ГОСТ 539-80 асбестоцементные трубы выпускают трех марок ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12, рассчитан-ных соответственно на допускаемое рабочее гидравлическое давление 0,69, 0,98 и 1,27 МПа.

Железобетонные трубы выпускают трех типов: с предвари-тельно напряженной продольной и спиральной арматурой, из-готовляемые методом центрифугирования, с предварительно напряженной арматурой, изготовляемые способом вибропрес-сования; с тонкостенным стальным цилиндром и предвари-тельно напряженной арматурой. Все три типа труб изготовля-ют с условным проходным диаметром 500-1600 мм на рабочее давление 0,59-1,08 МПа, длиной 5 м, раструбные или с гладки-ми концами.

Для канализационных трубопроводов следует принимать: са-мотечные - безнапорные железобетонные, бетонные, керами-ческие, чугунные, асбестоцементные, пластмассовые трубы и железобетонные детали; напорные - напорные железобетон-ные, асбестоцементные, чугунные, стальные и пластмассовые трубы.

Материал, из которого выполняется канализационная сеть, выбирается в зависимости от состава сточных вод, гидрогеоло-гических условий на трассе коллектора, наличия пересечений с подземными коммуникациями, дорогами и другими препятст-виями.

Трубы бетонные безнапорные (ГОСТ 20054-82) предназна-чены для безнапорных трубопроводов для транспортирования самотеком бытовых и атмосферных сточных вод, а также грун-товых и производственных жидкостей, не агрессивных по от-ношению к бетону труб и уплотняющим материалам стыковых соединений. Трубы в зависимости от вида их соединения под-разделяют на раструбные и фальцевые, в зависимости от фор-мы поперечного сечения - на круглые и круглые с плоской по-дошвой. Их изготовляют диаметром от 100 до 1000 мм, длиной от 1000 до 2000 мм. Толщина стенок труб ГОСТом не регламен-тируется. Трубы выпускают толщиной стенок 20, 25, 30 мм и далее до 110 мм с интервалом 10 мм в зависимости от назначе-ния труб и требований к их прочности. Стык заделывают це-ментным или асбестоцементным раствором.

Трубы железобетонные безнапорные (ГОСТ 6482.0-79*) из-готовляют того же вида соединений и форм поперечного сече-ния, как и бетонные безнапорные трубы. Если транспортируе-мая жидкость или грунты являются агрессивными по отноше-нию к бетону труб, то трубы должны быть изготовлены из бетонов, стойких к данному виду агрессии.

Раструбные трубы изготовляют двух видов раструбного со-единения: А - с заделкой стыковых соединений с помощью зачеканки герметиками, Б - с уплотнением стыковых сое-динений резиновыми кольцами. В зависимости от уровня контрольных нагрузок (при испытании их на прочность) вы-пускают трубы двух категорий: Н - трубы нормальной прочно-сти, У - трубы повышенной прочности. Раструбные трубы вы-пускают диаметром от 500 до 2400 мм длиной от 5 до 3 м, а фаль-цевые - диаметром от 400 до 1600 мм длиной 5 м. Раструбное стыковое соединение имеет на наружной стороне конца ствола и внутренней стороне раструба не менее пяти нарезок - кана-вок глубиной не менее 3 мм.

Трубы керамические канализационные (ГОСТ 286-82) (рисунок ниже) применяют при строительстве безнапорных бытовых и произ-водственных канализационных сетей, а также при строитель-стве сетей в агрессивных грунтовых водах. Вследствие своей долговечности, водонепроницаемости и стойкости против аг-рессивного действия грунтовых и сточных вод они получили широкое распространение. Керамические трубы изготовляют диаметром от 150 до 600 мм длиной 1000-1200 мм с раструб-ным стыковым соединением. Трубы изготовляют из кремнекислой пластичной огнеупорной глины обожженные, глазу-рованные. Изготовляют также кислотоупорные керамиче-ские трубы.

Керамическая труба

а - общий вид; б - стык с асфальтовым замком; в - стык с асбестоцементным замком; 1 - гладкий конец; 2 - раструб; 3 - асфальтовая мастика; 4 - смоляная прядь; 5 - асбестоцемент

Трубы чугунные канализационные (ГОСТ 6942.0-80) диамет-ром 50,100 и 150 мм применяют для безнапорных трубопрово-дов.

Трубы чугунные напорные с раструбным соединением под зачеканку и со стыковым соединением под резиновые уплотни-тели выпускают диаметром 50-1000 мм (с резиновым уплотне-нием диаметром 65-400 мм) длиной 2-6 м.

Трубы асбестоцементные для безнапорных трубопроводов (ГОСТ 1839-80*) изготовляют диаметром 100-400 мм и дли-ной 2,95-3,95 м с гладкими концами. Напорные асбестоце-ментные трубы (ГОСТ 539-80*) выпускают диаметром 100-500 мм длиной 2-3 м со стыковым соединением (муфта на ре-зиновых уплотнителях).

Трубы из винипласта и фторопласта изготовляют диамет-ром 100-400 мм длиной 6; 8; 10 и 12 м со стыковым соединени-ем на резиновых уплотнителях. Их применяют для безнапор-ных и напорных трубопроводов (давление 0,5-0,25 МПа) для отвода агрессивных сточных вод с температурой не более 30 °С.

Применение чугунных и пластмассовых труб для самотеч-ной и стальных труб для напорной сетей допускается при про-кладке в труднодоступных пунктах, в вечномерзлых, просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях, в местах пере-ходов через водные преграды и других местах, где возможны механические повреждения труб.

Канализационные трубы укладывают на выровненное и ут-рамбованное дно траншеи. Необходимо предусматривать ук-ладку труб в скальных грунтах на подушку толщиной не менее 10 см из песчаного или гравилистого грунта, а в илистых, тор-фянистых и других слабых грунтах - на искусственное основа-ние. Водонепроницаемость и долговечность канализационной сети обеспечиваются тщательной заделкой соединений при укладке труб.

Стеклянные трубы и фасонные детали выпускают диамет-рами 40-200 мм с гладкими концами длиной 1,5-3 м с интер-валом, кратным 0,25 м. Эти трубы получают все большее при-менение взамен стальных для транспортирования жидкостей, требующих особой чистоты.

Сегодня полиэтиленовые трубы настолько широко распространены, что разнообразие их видов насчитывает несколько десятков. Классифицируются они по нескольким основным критериям: по области применения, по наружному диаметру, по допускаемому радиусу изгиба, по рабочему давлению и так далее.

По области применения различают полиэтиленовые трубы для наружных сетей водоснабжения, газоснабжения, канализации, напольного отопления, внутренних систем водопровода и многие другие. По рабочему давлению этот материал классифицируется так: труба полиэтиленовая безнапорная, напорная и работающая под разрежением.

Напорные и безнапорные полиэтиленовые трубы

Название “безнапорная” говорит само за себя. Этот тип коммуникаций используется для систем, максимальное рабочее давление которых не превышает 0,15 МПа. Ранее в системах безнапорного водоснабжения широко применялись трубы из различных материалов, сейчас же, наряду с металлическими и асбестоцементными, стали применять еще и трубы безнапорные полиэтиленовые, ГОСТ Р 50838-2009 разрешает их использовать даже при прокладывании систем теплоснабжения. Такие средства используются, в основном, в самотечных системах канализации, дренажа, водостока.

Напорные полиэтиленовые трубы низкого давления делятся на три вида: ПЭ100, ПЭ80, ПЭ63. Различаются они маркой полиэтилена и областью применения. ПЭ100 и ПЭ80 признаны материалом нового поколения, и спектр их применения гораздо шире, чем у ПЭ63. Они намного прочнее, ведь могут выдерживать большее давление. Применяются в канализационных, газопроводных и водопроводных системах. ПЭ63 зачастую используют для защиты прокладываемого электрокабеля, немного реже – в канализационных системах.

Характеристики полиэтиленовых труб

Именно благодаря своим свойствам полиэтиленовые трубы приобрели такую популярность. Они гораздо легче металлических, обладают хорошей эластичностью. Для укладывания таких труб нужна узкая траншея, либо она не понадобится вообще. Легкий монтаж многократно ускоряет прокладывание всей сети. Производство, себестоимость и транспортировка таких труб обходится гораздо дешевле, нежели стальных, чугунных или асбестоцементных.

Полиэтиленовые трубы для водоснабжения не требуют какого-либо контроля, неприхотливы в обслуживании, легко демонтируются. Благодаря своей упругости они будут надежно функционировать даже при механических перегрузках.

Пластиковые трубы обладают повышенными теплоизолирующими свойствами, не подвержены коррозии, а замерзание внутри воды никак не скажется на свойствах. При динамических нагрузках они способны восстановить свою форму без остаточной деформации. Максимальная гладкость внутренней поверхности и пассивность к биохимическим средам предотвращают скопление колоний микроорганизмов и образование наслоений, что увеличивает общее время эксплуатации всей системы.

Чуть ли не единственным недостатком этих коммуникаций является пониженная прочность при механическом сдавливании, а в остальном, они идеально исполняют свои функции и служат на благо человечеству.

Безнапорные трубопроводы испытывают на плотность (герметичность) дважды: предварительно, до засыпки; окончательно, после засылки. Трубопроводы и колодцы испытывают на плотность не ранее 24 ч после наполнения их водой. Испытание проводят участками между смежными колодцами.  

Безнапорные трубопроводы из винипласта (например, канализационные) также могут выполняться с применением стальных или чугунных фасонных частей.  

Безнапорные трубопроводы, по которым транспортируется малоагрессивная среда, могут свариваться встшк.  

Безнапорные трубопроводы испытывают на плотность дважды: предварительное испытание - до засыпки траншеи и окончательное - после засыпки.  

Безнапорный трубопровод испытывают участками между смежными колодцами. Испытание безнапорных трубопроводов и колодцев на плотность начинают не ранее чем через 24 ч после заполнения их водой. Гидростатическое давление в трубопроводе при испытании на утечку создается путем заполнения водой стояка, установленного в верхней точке трубопровода (концы трубопровода при этом заглушают пробками), или верхнего колодца, если он подлежит испытанию. Величина гидростатического давления должна быть не менее глубины заложения труб, считая до шелыги в верхнем колодце каждого испытываемого участка трубопровода. Трубопровод или колодец считается выдержавшим предварительное испытание, если при осмотре не обнаружено видимых утечек воды; при этом допускается подкачка воды.  

Безнапорные трубопроводы испытывают дважды - до засыпки и после засыпки траншеи. В сухих грунтах, а также когда грунтовые воды у верхнего колодца расположены на глубине большей, чем половина расстояния между люком и верхом трубы, испытание ведется определением утечки воды. При более высоком расположении грунтовых вод испытание ведется определением притока воды внутрь трубопровода.  

Безнапорные трубопроводы из металлических труб испытываются в соответствии с указаниями для напорных трубопроводов, причем величина испытательного давления должна приниматься равной 5 эти.