Напорный и безнапорный трубопровод в чем разница

Общие сведения о трубах и трубопроводах систем водоснабжения и водоотведения

Трубы, используемые в системах водоснабжения и водоотведения, в зависимости от материала изготовления делятся на металлические (например, стальные, чугунные и т. д.) и неметаллические (железобетонные, керамические, асбестоцементные, пластмассовые и т.д.). Вид материала труб определяет их эксплуатационные характеристики, долговечность, методы монтажа и стоимость.

Для рационального выбора материала труб для сетей водоснабжения и водоотведения необходимо руководствоваться конкретными условиями эксплуатации и технико-экономическими расчетами. Для обеспечения надежности и прочности материала труб должны быть определены оптимальные условия эксплуатации по давлению, температуре, характеру транспортируемой среды, а также по условиям прокладки трубопроводов, возможности подвижки грунтов, их коррозионной активности, наличия подземных вод и т.д.

Трубы, соединительные части и арматура должны отвечать требованиям государственных стандартов (ГОСТ), а в случаях отличия от них — техническим условиям (ТУ).

Трубопроводы представляют собой некоторое количество взаимосвязанных, плотно соединенных между собой элементов:

Трубопроводы классифицируют как напорные и безнапорные. Напорные трубопроводы транспортируют вещество под определенным давлением (напором), безнапорные — самотеком. Напорные трубопроводы всегда работают полным сечением, а безнапорные — при частичном заполнении живого сечения труб (0,6-0,9). Напорные трубопроводы могут прокладываться с любым уклоном, а самотечные — с определенными уклонами в сторону перемещения транспортируемого вещества. Безнапорный режим течения воды при частичном наполнении, характерный для отвода бытовых сточных вод, обладает рядом преимуществ перед напорным режимом. При транспортировке бытовых сточных вод обеспечивается некоторый резерв в живом сечении трубопровода, необходимый для пропуска расхода больше расчетного, который может наблюдаться в пределах часа с максимальным расходом. Кроме того, через свободную от воды верхнюю часть сечения трубы осуществляется вентиляция всей разветвленной трубопроводной системы. При этом из трубопроводов непрерывно удаляются выделяющиеся из воды газы, которые вызывают коррозию трубопроводов и сооружений на них, осложняют эксплуатацию водоотводящих сетей. И, наконец, при безнапорном режиме движения жидкости улучшаются условия транспортирования с водой не- растворенных примесей и самоочищение трубопроводов от отложений.

На практике встречаются также комбинированные трубопроводы: с самотечными и напорными участками. Примером могут служить водоотводящие коллекторы, пересекающие водные протоки по их дну (дюкеры).

Все трубопроводы должны сооружаться по заранее разработанной технической документации и установленным правилам и обладать надлежащей герметичностью и надежностью. Перед сдачей в эксплуатацию трубопроводы подвергаются испытанию.

Основные материалы для изготовления напорных труб — сталь, чугун, бетон (железобетон), асбестоцемент (хризотилцемент); безнапорных — керамика, чугун, асбестоцемент и др. В последние десятилетия для строительства и реконструкции напорных и безнапорных трубопроводов стали применять полимерные трубы, обладающие рядом преимуществ.

Внутреннее сечение (диаметр) труб, соединительных частей, арматуры и других элементов трубопроводов измеряется в миллиметрах и называется условным проходом Dy.

Прочность труб и их соединительных частей должна соответствовать условному (номинальному) давлению Ру транспортируемой среды. Под условным давлением понимается избыточное давление, измеряемое в паскалях (Па) при температуре 293 К (20°С), при котором обеспечивается длительная работа трубопроводов, соединительных частей и арматуры. Численное значение условного давления указывается в ГОСТ на каждый вид изделия.

Обычно рабочая (фактическая) температура транспортируемой среды отличается от 20°С в значительных пределах. Наибольшее давление транспортируемой среды при рабочей температуре, при которой обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей, называется рабочим давлением Рраб.

Плотность, а также прочность труб, соединительных частей и арматуры проверяют пробным (испытательным) давлением Рпр, величина которого больше рабочего давления. Испытания проводят водой при температуре не менее 278 К (5°С) и не более 343 К (70°С). Соотношения между Ру, Ppаб и Рпр для труб, соединительных частей и арматуры из стали, чугуна и бронзы нормируются ГОСТ 356-80. Зная рабочее давление и температуру, можно для соответствующего материала труб определить условное и пробное давления.

Основными параметрами работы трубопроводов являются гидравлические, термические и механические.

К основным гидравлическим параметрам работы трубопроводов относятся: расход (Q), скорость течения (V) и давление (напор) (Р). Расход Q транспортируемого вещества выражается в единицах объема, деленных на единицу времени (например, м3/с, м3/ч, л/с и т. д.), и измеряется специальными устройствами — водомерами. Скоростью V вещества, протекающего по трубопроводу, называется путь в метрах, проходимый веществом в секунду (м/с). Скорость (средняя скорость в сечении трубы) равна секундному объему протекающего по трубе продукта (в м3), деленному на площадь поперечного (живого) сечения трубы со (в м2):

В напорных трубопроводах давление измеряется в паскалях, однако на практике для удобства часто используют метр водяного столба (0,01 МПа = 1 м вод. ст.) или технические атмосферы (давление в кг/см2), 0,1 МПа = = 1 атм. Давление измеряют манометрами. Потеря давления (напора) вызывается сопротивлением, возникающим от трения движущегося вещества о внутреннюю поверхность трубопровода. С возрастанием скорости перемещения вещества увеличиваются потери напора.

В период длительной эксплуатации трубопровода, независимо от материала его изготовления, может произойти изменение гидравлических параметров по причине зарастания внутренней поверхности или ее разъедания.

Зарастание трубопроводов, при котором на внутренней поверхности труб, фасонных частей и арматуры образуются различного рода бугристые отложения, происходит под влиянием коррозии материала, скопления в донной части песка и других случайных примесей, образования на стенках биообрастаний, выпадения минеральных веществ и т. д. Разъедание трубопроводов происходит в результате воздействия на стенки труб транспортируемого продукта, а также окружающей среды. Поэтому для трубопровода рекомендуется подбирать такой материал, на который транспортируемое вещество не оказывает вредного воздействия. Поддержание требуемой проектом пропускной способности действующих трубопроводов достигается периодической чисткой их внутренней поверхности механическим, гидропневматическим, химическим и др. способами и нанесением защитных покрытий.

Необходимо отметить, что неровность поверхности внутренних стенок трубопроводов определяется степенью ее шероховатости, которая может быть отнесена к важнейшим гидравлическим свойствам материалов трубопроводов. Шероховатость в общем и целом оценивается как неровность внутренней поверхности труб в виде выступов, которые могут быть, например, угловыми или волнистыми. Причиной шероховатости служит степень обработки внутренней поверхности материалов трубопроводов (естественная шероховатость) и появление с течением времени различного рода наростов и каверн в результате воздействия большого числа факторов (приобретенная шероховатость).

Шероховатость измеряется профилометром. Форма и размеры коррозионных отложений на внутренней поверхности труб могут быть весьма разнообразны: каплевидные; шишко-, волно-, лепешко- и сосулькообразные. Размер коррозионных отложений колеблется в широких пределах. Если даже принять, что стенки трубы покрыты совершенно одинаковыми элементами шероховатости, то сопротивление, оказываемое такой стенкой движению жидкости, зависит не только от формы и высоты элементов шероховатости, приходящихся на единицу поверхности, но и от группировки их по поверхности трубы.

Шероховатость вызывает потери энергии (напора воды) при движении потока жидкости в трубопроводах независимо от материала их изготовления.

Для описания напорного режима движения жидкости существуют понятия эквивалентной (или равномерно зернистой), относительной, а для безнапорного режима — приведенной линейной шероховатости.

Важнейшей характеристикой потока является режим движения жидкости (турбулентный — вихревой с большими скоростями или ламинарный — параллельноструйный с малыми скоростями), который определяется безразмерным числом Рейнольдса:

Вязкость жидкости зависит от температуры (например, принимается равной V=1,3·10-6 м2/с при температуре воды 10°С).

Число Рейнольдса зависит от шероховатости стенок трубы и формы сечения. На основании опытов в круглых трубах турбулентный режим движения наступает при Re > 2300, а ламинарный — при меньших значениях числа Рейнольдса.

Сопротивление движению жидкости в турбулентном (вихревом) потоке может рассматриваться в следующих основных случаях: области гидравлически гладких труб, переходной области и области шероховатых труб.

Гидравлически гладкими трубами принято называть трубы, в которых толщина ламинарной пленки у стенок полностью перекрывает все выступы шероховатости.

Гидравлически шероховатыми трубами называются трубы, в которых толщина ламинарного слоя меньше средней высоты выступов шероховатости.

Гладкие трубы имеют гладкую поверхность, а шероховатые — зернистую, бугристую, остроконечную (зубчатую).

Термические параметры трубопроводов. К ним относится термическое расширение, т. е. величина, на которую удлиняется трубопровод при увеличении или уменьшении температуры окружающей среды. Данный параметр характеризуется величиной коэффициента линейного расширения материала и не зависит от диаметра труб. Коэффициентом линейного расширения называют величину удлинения при нагревании материала на 1°С, деленную на длину образца. Величины термического расширения для некоторых труб, выполненных из различных материалов, представлены в таблице ниже.

Коэффициент термического (линейного) расширения труб из различных материалов

Коэффициент линейного расширения,x10-5 м/(м·°С)

Источник

Преимущества и недостатки канализации под давлением

Что представляет собой напорная канализация

Напорная канализация – это система, в которой стоки движутся по трубам не самостоятельно, а с помощью насоса. Причем весь процесс происходит автоматически, практически без вмешательства хозяина.

Напорная канализация состоит из нескольких частей

Самотечная, или безнапорная, канализационная система представляет собой трубопровод, расположенный под наклоном. За счет этого стоки могут самостоятельно перемещаться по нему в отстойники.

Устройство напорной канализации:

Напорная станция – это система, которая применяется в том случае, если организация самотечной канализации невозможна. Ведь такой вариант канализации позволяет решить множество проблем.

Выбор труб

Канализационные трубы из ПВХ
Для устройства канализационной системы, работающей под давлением, необходимо использовать трубы, которые отвечают таким характеристикам:

Такими свойствами обладают чугунные и полимерные трубы. Первые применяются не так часто из-за большой массы, относительной хрупкости на морозе и трудоемкости их укладки.

Отличным вариантом для монтажа напорной канализации являются трубы ПВХ или ПНД. Они отличаются такими преимуществами:

Полимерные трубы стыкуются по упрощенной технологии соединения.

В каких случаях требуется установка системы

Если в самотечной канализационной системе стоки перемещаются самостоятельно, из-за того что трубопровод расположен под наклоном, то в напорной сливные воды перемещаются с помощью напора. В этом случае трубопровод можно размещать под любым углом.

Напорная канализация устанавливается тогда, когда создание самотечной системы невозможно, то есть когда нельзя расположить трубы под достаточным наклоном.

Напорная канализация – это более дорогостоящая система, нежели самотечная. Поэтому их устанавливают лишь в тех случаях, когда другого выхода нет.

Если нет возможности провести трубопровод под наклоном, тогда необходимо делать напорную канализацию

Когда оправданна установка напорной канализации:

Насос в таких системах необходим для создания напора. Именно благодаря ему стоки могут не только стекать вниз по трубопроводу, но и двигаться в верх. При этом чем больше подъем труб, тем мощнее должен быть насос.

Преимущества и недостатки

Напорная канализационная система имеет ряд преимуществ:

К минусам напорной канализации можно отнести:

При правильно смонтированном насосе канализационная система будет работать без сбоев десятилетиями. Нужно лишь регулярно чистить основной резервуар.

Сравнение напорной и безнапорной конструкции

Напорная канализация включает в себя множество дополнительных элементов. При этом самотечная система подразумевает лишь правильное расположение трубопровода. Обе системы могут использоваться в частном доме. Однако наиболее часто используют именно самотечный вариант.

Нередко в частных домах используется комбинированная система канализации. В этом случае часть дома обустроена самотечным трубопроводом, а в другой части стоки перемещаются с помощью насосов. Например, на втором этаже может использоваться самотечная система, а на первом и цокольном – напорная.

Сравнение напорной и безнапорной канализационной системы:

Преимуществ у безнапорной конструкции гораздо больше
По большинству показателей самотечная система выигрывает перед напорной. Однако в некоторых случаях ее организация невозможна. Тогда создают или насосную, или комбинированную канализацию.

Этапы монтажа

Работы по установке КНС выполняют в такой последовательности:

Накопитель КНС должен иметь некоторый запасной объем на случай отключения электричества. Хорошо, если этот объем позволит скапливать стоки в течение как минимум трех дней, либо нужна установка автономного генератора в доме.

Прокладка напорного трубопровода / описание

Для транспортировки хозяйственно-бытовых стоков от канализационной насосной станции до места их утилизации применяются трубопроводы напорной канализации. предлагает услуги по прокладке таких трубопроводов любого диаметра во всех типах грунтов. Мы имеем достаточный опыт и достаточное количество квалифицированных специалистов для выполнения полного объема проектных и монтажных работ.

На сегодняшний день напорные трубопроводы прокладываются преимущественно из ПНД труб. Возможна, разумеется, и прокладка стальных труб, однако наша компания рекомендует именно ПНД трубы, ведь они обеспечивают целый ряд преимуществ:

Методы прокладки ПНД труб

Трубы напорной канализации прокладываются исключительно подземным методом в траншеях. Надземная прокладка и тем более воздушная для труб канализации не практикуются, как из эстетических соображений, так и из риска загрязнения окружающей среды при повреждении трубопровода. Кроме того, при подземной прокладке трубы гарантированно защищены от замерзания в зимнее время года.

Подземная прокладка ПНД труб

Перед началом монтажа труб необходимо выкопать траншею с глубиной примерно равной необходимой глубине залегания труб плюс диаметр трубы. Учитывая, что температура фекальных и бытовых стоков круглогодично лежит в пределах 15-20 градусов, не имеет смысла укладывать трубы на большой глубине.

Централизованная канализация обслуживает административные здания, жилые многоэтажные дома, коттеджные поселки, офисные строения. Это достаточно большое количество потребителей и теплая вода течет по трубам постоянно, без длительных перерывов. Трубы постоянно подогреваются изнутри. Достаточной считается глубина около 1м. Ширина траншеи должны быть примерно на 30-40 сантиметров больше диаметра труб. Это обеспечит возможность нормального проведения работ по сварке труб.Грунт выкладывается на одну сторону траншеи, что облегчает работы по сварке плети труб и ее последующей укладке в траншею.

Разработка грунта

Разработку грунта и выкапывание траншеи можно сделать без привлечения наших специалистов. Однако это потребует большого количества ручного или механизированного труда и может занять у Вас очень много времени.

Наша компания, имея все необходимое оборудование, в некоторых случаях способна выполнить достаточно большой объем работ за считанные часы.

Дно траншеи должно иметь уклон (более 5см на каждый погонный метр) в сторону канализационной насосной станции. Без этого уклона слить воду из трубопровода в случае необходимости окажется невозможным. При неглубокой прокладки это становится обязательным условием, так как появляется необходимость в контор уклоне, который не позволяет сточной воде задерживаться в отводящем трубопроводе.

В случае прокладки труб в каменистых грунтах под трубой устраивается песчаная подушка толщиной 15 сантиметров. Это исключает повреждение труб острыми краями камней.

Сварка стыков напорного трубопровода

После разработки грунта радом с траншеей или непосредственно в ней укладываются трубы. Сварка труб может осуществляться стыковым или электромуфтовым методом. В первом случае сварка осуществляется возле траншеи с последующей укладкой готовой плети в траншею, во втором может быть сделана непосредственно в ней, если было предусмотрено достаточно для этой операции места.

Сварка труб очень ответственный процесс. Малейшее несоблюдение технологии и режимов сварки приведет к гарантированной разгерметизации трубопровода напорной канализации, вытеканию сточных вод и невозможности пользоваться водой и канализацией.

Наша имеет все необходимое для качественной сварки труб – сварочные аппараты для электромуфтовой и стыковой сварки, подземное оборудование, инструменты для зачистки труб и снятия фасок, средства для обезжиривания поверхности труб, палатки для защиты от ветра, пыли, дождя и солнечных лучей, заглушки для обратных торцов труб и пр. Это адет нам возможность сделать сварку не только очень качественно, но и в самые короткие сроки.

Гидравлические испытания

После этого трубы наполняются водой до рабочего давления и выдерживаются под давлением некоторое время. Поверхность трубы осматривается на предмет возникновения течей. В случае их обнаружения протечки устраняются, а гидравлические испытания проводятся заново.

Засыпка трубопровода

На следующем этапе уложенные в траншею трубы засыпаются грунтом. Если укладка осуществляется в каменистом грунте, то необходимо осуществить подсыпку песком на высоту на 10см выше верхнего края трубы. При этом производится трамбовка печка после каждых 10см засыпки. Остальная часть траншеи засыпается грунтом.

Наша компания готова взять на себя выполнение как всего комплекса работы по прокладке труб напорной канализации, так и отдельные участки работы. Мы гарантируем нашим клиентам низкие цены на все виды работ и используемых материалов, а также минимальные сроки проведения работ.
Тут вы можете рассчитать стоимость: водоснабжения канализации отопления Остались вопросы? Звоните нам

Источник

Напорные и безнапорные трубы: в чем отличия?

Преимущества и способы применения хризотилцементных труб

Системы водоснабжения из хризотилцементных труб

России из хризотилцемента производятся напорные и безнапорные трубы. И за счёт широких возможностей применения, они являются практически универсальными. В данной статье мы рассмотрим их особенности, области применения и ключевые отличия данных разновидностей труб.

История производства хризотилцементных труб нашей стране берет свое начало в 1932 году. И за долгие годы присутствия на строительном рынке, был получен значительный опыт применения данных изделий. Однако помимо общих преимуществ, существуют отличия напорных и безнапорных хризотилцементных труб, от которых зависит область их применения.

Безнапорные трубы

В случаях, когда не предусматривается движение жидкости под напором, применяются безнапорные трубы из хризотилцемента. Например, если осуществляется прокладка электро- и телекоммуникационных линий или требуется подача/отвод жидкости, которая движется самотеком.

Внешний вид и форма безнапорных хризотилцементных труб

Безнапорные трубы производятся длиной от 2950 мм до 5000 мм с условным проходным диаметром 100–500 мм, согласно ГОСТу 31416-2009. И изготавливаются двух типов: классические и тонкостенные.

Где применяются безнапорные трубы:

Напорные трубы

Ключевым отличием напорных труб от безнапорных является более высокая прочность.

Напорные хризотилцементные трубы применяют, в основном, для водо- и теплопроводных сетей. Но их также можно применять и в других назначениях, за счет легкости монтажа стыковых соединений и высоких прочностных характеристик.

Внешний вид и форма напорных хризотилцементных труб

В современных условиях использование труб из хризотилцемента является самым перспективным решением, это и целесообразно, и выгодно, потому что они в 2-3 раза дешевле, чем полимерные, стальные или чугунные. Кроме того, хризотилцементные трубы служат 20–50 и более лет, а значит, не требуется частая замена и можно существенно сэкономить на ремонте и обслуживании.

Хризотилцементные напорные трубы выпускаются по ГОСТу 31416-2009 отрезками длиной от 2950 мм до 5950 мм с проходным сечением 100–500 мм.

Трубопровод из ХЦ труб

Трубопроводы из напорных хризотилцементных труб обладают множеством преимуществ, как благодаря конструктивными особенностям, так и за счет физико-механических свойств хризотилцемента. И заключаются они в следующем:

Подробнее о способах прокладки трубопровода из хризотилцементных труб читайте в статье «Системы водоснабжения», в этой же статье приведены таблицы с размерным характеристиками напорных и безнапорных труб из хризотилцемента.

Источник