Видове и обхват на използване на тръби SN8. Corsis тръби Номинална твърдост на пръстена
Класификацията на тръбите със свободен поток традиционно се прави не от стойността на стандартното съотношение на размерите ( SDR), и по клас на твърдост на пръстена ( С.Н.). Фундаментална разлика SDRи С.Н.е това SDRе геометричната характеристика на тръбата (съотношението на външния диаметър на тръбата към дебелината на нейната стена), докато С.Н.- това е механична характеристика.
Коравина на пръстена С.Н.ви позволява да прецените свойствата на тръбата да устои на натиска на почвата и се определя като натоварването върху тръбата (kN/m2), при което тръбата се компресира с 3% от диаметъра си. величина С.Н.зависи не само от диаметъра на тръбата и дебелината на нейната стена, но и от модула на еластичност дматериал под компресия.
Маркировката на тръба за полагане на кабелна линия трябва да включва диаметъра на тръбата г, дебелина на стената д, твърдост на пръстена С.Н., крайна гравитационна сила Е 1МАКС, дългосрочно допустима температура Т, при което твърдостта на пръстена се поддържа най-малко през целия експлоатационен живот на кабела.
Опции г, д, С.Н.и Ттрябва да се контролира при подаване на тръби към съоръжения в процес на изграждане. Значение Е 1МАКСможе да се изисква по-късно - вече на етапа на работа по затягане на тръби в сондажния канал, когато операторът на HDD инсталацията ще контролира действителната сила на опън Еи прекъснете процеса на затягане на гредата от Нтръби в случай Е > 0,5 · Н · Е 1МАКСза да се предотврати счупване на тръбата.
Избор на диаметър и дебелина на стената на тръбата
Фигура 1 показва външния диаметър на тръбата ги дебелина на стената д, вътре в който е положен кабел с външен диаметър d. Според нормативните документи при избора на външния диаметър на тръбите трябва да се спазва следното правило:
Дебелина на стената на тръбатадопределя се по време на механични изчисления въз основа на основна информация за условията на полагане на тръбата и се основава на концепцията за коравина на пръстенаС.Н..
Фигура 1. Полимерна тръба с кабел: без натиск върху почвата ( А), с почвен натиск ( b)
Връзката между дебелината на стената и твърдостта на пръстена се установява от израза:
Къде д- модул на еластичност на материала на тръбата при натиск.
Дебелина на стената на тръбатад (mm) в зависимост от диаметъра на тръбатаг (mm) и твърдост на пръстена С.Н.(kN/m2)
|
O.D тръбиг , мм |
Коравина на пръстенаС.Н. , kN/m 2 | ||||||||
| 12 | 16 | 24 | 32 | 48 | 64 | 96 | |||
| Дебелина на стената на тръбатад , мм | |||||||||
| 32* |
PROTECTORFLEX® ST, BK, NG |
- | - | 2 | 2,2 | 2,5 | 2,7 | 3,1 | |
| 40* | - | 2,2 | 2,5 | 2,8 | 3,1 | 3,4 | 3,9 | ||
| 50* | 2,5 | 2,8 | 3,1 | 3,4 | 3,9 | 4,3 | 4,8 | ||
| 63* | 3,2 | 3,5 | 4 | 4,3 | 4,9 | 5,4 | 6,1 | ||
| 75* | 3,8 | 4,2 | 4,7 | 5,2 | 5,9 | 6,4 | 7,2 | ||
| 90* | 4,6 | 5 | 5,7 | 6,2 | 7 | 7,7 | 8,7 | ||
| 110 | 5,6* | 6,1 | 6,9 | 7,6 | 8,6 | 9,4 | 10,6 | ||
| 125 | 6,3* | 6,9 | 7,9 | 8,6 | 9,8 | 10,7 | 12 | ||
| 140 | 7,1* | 7,8 | 8,8 | 9,6 | 10,9 | 11,9 | 13,5 | ||
| 160 | 8,1 | 8,9 | 10,1 | 11 | 12,5 | 13,6 | 15,4 | ||
| 180 | 9,1 | 10 | 11,3 | 12,4 | 14 | 15,3 | 17,3 | ||
| 200 |
PROTECTORFLEX® PRO, OMP |
10,1 | 11,1 | 12,6 | 13,8 | 15,6 | 17 | 19,3 | |
| 225 | 11,4 | 12,5 | 14,2 | 15,5 | 17,6 | 19,2 | 21,7 | ||
| 250 | 12,7 | 13,9 | 15,7 | 17,2 | 19,5 | 21,3 | 24,1 | ||
| 280 | 14,2 | 15,5 | 17,6 | 19,3 | 21,8 | 23,9 | 27 | ||
| 315 | 15,9* | 17,5 | 19,8 | 21,7 | 24,6 | 26,8 | 30,4 | ||
| 355 | 18 | 19,7 | 22,3 | 24,4 | 27,7 | 30,3* | 34,2* | ||
| 400 | 20,2 | 22,2 | 25,2 | 27,5 | 31,2 | 34,1 | 38,5 | ||
| 450 | 22,8 | 24,9 | 28,3 | 31 | 35,1 | 38,3 | 43,4 | ||
| 500 | 25,3 | 27,7 | 31,5 | 34,4 | 39 | 42,6 | 48,2 | ||
| 560 | 28,3 | 31 | 35,3 | 38,6 | 43,7 | 47,7 | 54 | ||
| 630 | 31,9 | 34,9 | 39,7 | 43,4 | 49,2 | 53,7 | - | ||
*Произвежда се в еднослоен дизайн
Забележка:Външният диаметър на тръбите PROTEKTORFLEX® PRO е посочен без да се взема предвид дебелината на защитното покритие.
Има два основни начина за поставяне на тръби в земята - полагането им в предварително подготвен изкоп (Фигура 2 А) или издърпване на тръби в земята в подготвен канал, най-често извършвано чрез хоризонтално насочено сондиране (Фигура 2 b). И в двата случая изчислението на тръбата се основава на концепцията за коравина на пръстена С.Н., въз основа на които е възможно да се определи не само дебелината на стената на тръбата, но и максималната сила на опън на тръбата при издърпване в сондажния канал.
Фигура 2. Основни методи за полагане на полимерни тръби: изкоп ( А), HDD метод ( b)
Избор на твърдост на пръстена на тръбите
Вертикалният натиск на почвата (и транспортирането) върху тръбата е сила, приложена към тръбата и има тенденция да причини нейната овалност, но полученото „отблъскване на почвата“, разположено отстрани на тръбата, има тенденция да върне формата на напречното сечение на тръбата до оригиналния кръг. Плътната почва отстрани на тръбата е фактор, който повишава нейната механична якост.
Къде ри С.Н.вече се измерват в kN/m2, и Е" С- коефициент на твърдост на почвата, който се нарича секущ модул на почвата (MPa).
Секансен модул на почвата Е" Сзависи от вида на почвата, с която е запълнена тръбата и степента на нейното уплътняване. По правило за тези цели се използва пясък и след това се препоръчва да се използват данните в таблицата.
|
Дълбочина на засипване з, м |
Състоянието на пясъка, с който е запълнена тръбата | ||
| Неуплътнени |
Уплътнен ръчно |
Уплътнен механично |
|
| Секансен модул на почвата Е" s, MPa | |||
| 1 | 0,5 | 1,2 | 1,5 |
| 2 | 0,5 | 1,3 | 1,8 |
| 3 | 0,6 | 1,5 | 2,1 |
| 4 | 0,7 | 1,7 | 2,4 |
| 5 | 0,8 | 1,9 | 2,7 |
| 6 | 1,0 | 2,1 | 3,0 |
Вертикалното натоварване на тръбата (kN/m2) се състои от три компонента:
Къде р
r- натоварване от теглото на почвата (kN/m 2 ); р
AT- натоварване от превозни средства (kN/m 2 );
Натоварване от почвата в най-неблагоприятния случай, когато цялата колона от почва във височина притиска тръбата Н,
Къде ρ
r- специфично тегло на почвата (обикновено не повече от 2 t/m 3 ); g = 9,81 m/s 2 - ускорение при свободно падане; з- дълбочина на тръбата под земята (m). Натоварването на трафика може да се определи като Резултати от изчисляването на максималната дълбочина на тръбите Нса дадени в таблицата по-долу. Може да се види, че при полагане на тръби в изкопи е опасно да се използват тръби с коравина на пръстена по-малка от 8 и не е необходимо да се използват тръби с С.Н.повече от 64. Ограничете дълбочината
| SN, kN/m 2 | Секансен модул на почвата Е" s , MPa | ||||||
| 0 | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 | |
| Максимална дълбочина на полагане з, м | |||||||
| 4 | 0,4 / - | 0,8/- | 1,3/- | 1,7/- | 2,1/- | 2,5/- | 2,9/- |
| 6 | 0,7 / - | 1,1/- | 1,5/- | 1,9/- | 2,3/- | 2,7/- | 3,1/- |
| 8 | 0,9/- | 1,3/- | 1,7/- | 2,1/- | 2,5/- | 2,9/- | 3,3/- |
| 12 | 1,3/- | 1,7/- | 2,1/- | 2,5/- | 2,9/- | 3,4/- | 3,8/- |
| 16 | 1,7/- | 2,2/- | 2,6/- | 3,0/- | 3,4/- | 3,8/1,7 | 4,2/2,4 |
| 24 | 2,6/- | 3,0/- | 3,4/0,7 | 3,8/1,8 | 4,3/2,5 | 4,7/3,0 | 5,1/3,6 |
| 32 | 3,5/0,9 | 3,9/1,9 | 4,3/2,5 | 4,7/3,1 | 5,1/3,7 | 5,5/4,2 | 5,9/4,7 |
| 48 | 5,2/3,8 | 5,6/4,3 | 6,1/4,8 | 6,5/5,3 | 6,9/5,8 | 7,3/6,2 | 7,7/6,7 |
| 64 | 7,0/5,9 | 7,4/6,4 | 7,8/6,8 | 8,2/7,3 | 8,6/7,7 | 9,0/8,2 | 9,4/8,6 |
Избор на пределни гравитационни сили
При полагане по метода HDD тръбите са подложени на два вида въздействия: първо, надлъжни теглителни сили F, които възникват, когато тръбата се издърпа в канала за пробиване; второ, вертикалното налягане на почвата и транспорта още по време на работа на тръбата. Изборът на твърдост на пръстена и дебелина на стената се определя главно от теглителните сили.
Сила на опън на тръбата Есъздава сили на триене, възникващи поради тежестта на тръбата под въздействието на почвата, която е паднала върху тръбата поради лошо закрепване на стените на сондажния канал със сондажна течност (бентонит) или дори пълната невъзможност за закрепване (плавен пясък, тежък сценарий).
Къде рr- тегло на почвата в kN/m2; гEKV- еквивалентен диаметър на изтеглената тръбна колона; µ - коефициент на триене на полимерната тръба върху земята (обикновено равен на 0,2).
Проверка на допустимостта на теглителните сили Евъзникващи при затягане на тръбата (plмрежа от тръби) в сондажния канал, се извършва както следва
където 0,5 е коефициентът на безопасност; Н- брой тръби в низа (една или четири); Е1МАКСе крайната сила на опън на всяка тръба (kN), която може да се намери като
Къде ги д- външен диаметър и стена на тръбата (в mm); σ - граница на провлачване на материала на тръбата (MPa).
Пределни гравитационни сили Е1МАКСса дадени в таблицата по-долу
Крайна сила на опън на тръбатаЕ 1МАКС (kN) в зависимост отдиаметър на тръбата г (mm) и твърдост на пръстенаС.Н.(kN/m 2 )
|
O.D тръби г, мм |
Коравина на пръстена С.Н., kN/m 2 | ||||||||||||||
| 4 | 6 | 8 | 12 | 16 | 24 | 32 | 48 | 64 | 96 | 128 | 192 | 256 | |||
| Крайно усилване на гравитацията Е 1МАКС , kN | |||||||||||||||
| 32 |
PROTECTORFLEX® ST, BK, NG |
2,3 | 2,6 | 2,9 | 3,2 | 3,5 | 4,0 | 4,3 | 4,9 | 5,3 | 5,9 | 6,4 | 7,1 | 7,6 | |
| 40 | 3,6 | 4,1 | 4,5 | 5,1 | 5,5 | 6,2 | 6,8 | 7,6 | 8,2 | 9,2 | 10 | 11 | 12 | ||
| 50 | 5,7 | 6,4 | 7,0 | 7,9 | 8,6 | 9,7 | 11 | 12 | 13 | 14 | 16 | 17 | 19 | ||
| 63 | 9 | 10 | 11 | 13 | 14 | 15 | 17 | 19 | 20 | 23 | 25 | 27 | 29 | ||
| 75 | 13 | 14 | 16 | 18 | 19 | 22 | 24 | 27 | 29 | 32 | 35 | 39 | 42 | ||
| 90 | 18 | 21 | 23 | 26 | 28 | 32 | 34 | 38 | 42 | 47 | 50 | 56 | 60 | ||
| 110 | 27 | 31 | 34 | 38 | 42 | 47 | 51 | 57 | 62 | 70 | 75 | 83 | 90 | ||
| 125 | 35 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 75 | 80 | 90 | 95 | 105 | 115 | ||
| 140 | 45 | 50 | 55 | 62 | 68 | 75 | 83 | 93 | 100 | 115 | 125 | 135 | 145 | ||
| 160 | 60 | 65 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 | 145 | 160 | 175 | 190 | ||
| 180 | 75 | 85 | 95 | 105 | 115 | 125 | 135 | 155 | 170 | 185 | 200 | 225 | 240 | ||
| 200 |
PROTECTORFLEX® PRO |
90 | 100 | 115 | 125 | 140 | 155 | 170 | 190 | 205 | 230 | 250 | 275 | 295 | |
| 225 | 115 | 130 | 140 | 160 | 175 | 195 | 215 | 240 | 260 | 290 | 315 | 350 | 375 | ||
| 250 | 140 | 160 | 175 | 200 | 215 | 245 | 265 | 300 | 320 | 360 | 390 | 430 | 465 | ||
| 280 | 180 | 200 | 220 | 250 | 270 | 305 | 330 | 370 | 400 | 450 | 485 | 540 | 580 | ||
| 315 | 225 | 255 | 280 | 315 | 345 | 385 | 420 | 470 | 510 | 570 | 615 | 685 | 735 | ||
| 355 | 285 | 325 | 355 | 400 | 435 | 490 | 535 | 600 | 650 | 725 | 780 | 870 | 935 | ||
| 400 | 365 | 410 | 450 | 510 | 550 | 625 | 675 | 760 | 820 | 920 | 990 | 1100 | 1180 | ||
| 450 | 460 | 520 | 570 | 640 | 700 | 790 | 855 | 960 | 1040 | 1160 | 1260 | 1400 | 1500 | ||
| 500 | 570 | 640 | 700 | 790 | 865 | 975 | 1060 | 1190 | 1290 | 1440 | 1550 | 1720 | 1850 | ||
| 560 | 710 | 805 | 880 | 990 | 1080 | 1220 | 1330 | 1490 | 1610 | 1800 | 1950 | 2160 | 2320 | ||
| 630 | 900 | 1020 | 1110 | 1260 | 1370 | 1550 | 1680 | 1880 | 2040 | 2280 | 2460 | 2730 | 2940 | ||
Забележка.При затягане на полимерна тръба в земята се препоръчва да се ограничи силата на опън до безопасно ниво от 0,5 Е 1МАКС .
Максималната дължина на тръбата, която все още може да бъде изтеглена в канала на сондажа без риск от неприемливо разтягане или дори счупване,
Препоръки за изборе" коефициент в зависимост от сценария на сондиранеТаблицата по-долу показва прогнози за максималната дължина на канала за сондаж Л HDDв зависимост от броя на тръбите и сценария на сондиране.
Оценки на максималната дължина на сондажния канал Л HDD(м) в зависимост от броя на тръбите Н
| С.Н., kN/m 2 | Н = 1 | Н = 4 | ||||
| Сценарий за пробиване на канал | ||||||
| тежък | Средно | лесно | тежък | Средно | лесно | |
| Максимална дължина на сондажния канал Л HDD , м | ||||||
| 4 | 38 | 190 | 303 | 26 | 131 | 209 |
| 6 | 43 | 214 | 342 | 29 | 147 | 236 |
| 8 | 47 | 235 | 375 | 32 | 162 | 258 |
| 12 | 53 | 264 | 423 | 36 | 182 | 291 |
| 16 | 58 | 289 | 462 | 40 | 199 | 318 |
| 24 | 65 | 324 | 518 | 45 | 223 | 357 |
| 32 | 70 | 352 | 564 | 49 | 243 | 388 |
| 48 | 79 | 396 | 633 | 55 | 273 | 436 |
| 64 | 86 | 428 | 685 | 59 | 295 | 472 |
| 96 | 96 | 479 | 766 | 66 | 330 | 528 |
| 128 | 103 | 517 | 828 | 71 | 356 | 570 |
| 192 | 115 | 574 | 918 | 79 | 395 | 632 |
| 256 | 123 | 617 | 987 | 85 | 425 | 680 |
Сега гофрираните канализационни тръби се използват по-често от бетонните или металните. Те имат същата висока надеждност и издръжливост по време на работа. И те са много по-лесни за инсталиране поради ниското си тегло. Необходими са по-малко работници за инсталиране на тръбопроводни системи.
Видове пластмасови тръби
Има двуслойни и еднослойни гофрирани тръби. Двуслойните продукти са по-издръжливи и по-лесно издържат на натиска на земята. Ако е монтиран в подземна канализация.
От своя страна двуслойните канализационни елементи се класифицират според материалите на производство:
- Продукти от поливинилхлорид (PVC). Използва се в промишлена канализация. В улуците на частни къщи.
- Полипропилен (PP). От тях се монтира дренажна, дъждовна или външна система. Отлична устойчивост на температурни промени.
- Полиетилен с ниско налягане (LDPE). Отличен за монтаж и температурни промени.
Полимерните продукти са отличен проводник за канализационни тръби. Използват се за изграждане на дренажни системи и полагане на централна канализация. Има няколко вида полимерни продукти. Те се различават по размерите на диаметъра. Например 400 мм, 315 мм, 160 мм. Това са най-популярните опции за инсталиране на различни системи.
Corsys SN8
Тръбата Korsis SN8 е подходяща за производство на система със свободен поток (гравитационна). Продуктът е направен гофриран и двуслоен. Най-високо качество. PP тръбите са издръжливи и лесни за монтаж. Те произвеждат елементи в Русия, но използват италианска технология.
Област на използване на Corsys
Гофрираната тръба SN8 е изработена в черно отвън и бяло или синьо отвътре. Изработен от два слоя: външен и вътрешен. Външният слой е защита срещу деформация при механично натоварване. Вътрешният слой е гладък и не позволява натрупването на мръсотия по стените.
Двуслойна тръба SN8 се използва за следната работа:
- При изграждане на канализационни съоръжения.
- Като елементи за достъп за възстановяване на пътища в неасфалтирани повърхности.
- За отводняване на стопени и дъждовни води.
- За монтаж на дренажни системи.
Характеристики на Corsis
PP канализационните елементи се изработват от полиетилен или полипропилен. Това са различни видове тръби, въпреки че се различават малко. Има разлики в твърдостта на пръстена (SN). Полиетиленът Korsis има твърдост 4, 6 или 8. А полипропиленът Korsis PRO има твърдост 12 или 16. Освен това има разлики в температурите на работа и монтаж. Полиетиленът издържа на 0-+40. И полипропилен 0-+95.
Тръбата PP SN8 има стандартни размери - от 6 до 12 метра. Двуслоен полиетилен SN8 има нисък клас на твърдост. Използва се за производство на дъждовни или канализационни конструкции. Полагането се извършва на максимална дълбочина 10 m.
Пластмасовата SN8 е много устойчива на удар тръба. Устойчив е на химически и механични влияния. Лекотата на монтаж се осигурява от възможността за огъване на елементите. Защото пластмасата е еластична. Продуктите от велпапе могат лесно да се транспортират с кола и да се съхраняват на всяко място. Те лесно се побират в стандартна каросерия на автомобил, без да утежняват много.
Сортове по размер
Двуслойните пластмасови елементи SN8 са разделени на стандартни размери. Най-често те се характеризират с външния си диаметър: от 120 до 1200 mm.
В частни сгради тръбопроводите, използващи гофрирани елементи, се полагат в изкопи. По време на монтажа се препоръчва да се придържате към установените правила:
- Преди да поставите тръба за промиване в канализацията, всяка секция от нея се проверява внимателно за дефекти и недостатъци.
- Работата се извършва при определена температура - най-малко +15 градуса.
- Преди да поставите тръби по протежение на изкопа, те трябва да бъдат поставени около периметъра на канавката. Тя трябва да бъде разпределена в посоката, която представлява наклона към магистралата.
Всичко по гнездата и накрайниците на елементите е старателно почистено. За да няма изобщо мръсотия по тях. За монтиране на гофрирани тръби са необходими О-пръстени. Това е важна функция за инсталиране, която не трябва да се забравя.
Такива конструкции имат оребрена повърхност, което увеличава тяхната здравина. Поради тази форма гофрираните тръби се препоръчват да се полагат в трудни зони на изкопи. Които се намират вътре в пътища или на места със силен натиск върху почвата. Високата якост и еластичност на двуслойните дренажни елементи позволява използването им дори на места със завои и остри завои.
Гладката повърхност на продукта (вътрешна) елиминира появата на натрупвания от кал в системата. Това допълнително увеличава експлоатационния живот на тръбопроводите.
Още преди да започнете работа, трябва да разберете какъв товар ще издържи избраният пластмасов елемент. Този индикатор зависи от твърдостта. SN8 е среден. Издържа повече от 12 килонютона на квадратен метър.
Увеличени напречни сечения на тръбите
За оборудване на магистрали, дъждовни или земни канали се използват дренажни продукти с големи напречни сечения. Например тръба SN8 400 mm. Приемливо е да се използват 315 и 160 mm. Но трябва да разберете, че тръбата 160 SN8 е еднослойна. И е по-добре да използвате такъв дизайн при по-нежни условия.
Елементи 400 мм. използвани на сериозни дълбочини. Те дори могат да бъдат инсталирани не в окопи, а в открити канавки. Такива системи понасят добре както ниски, така и високи температури. Не е изложен на химически въздействия. Монтажът е допустим дори в земята, където има наклони и релефни прагове. Пластмасата може да се адаптира към всякакви завои. В същото време продуктите няма да загубят своите качества.
Първо, бих искал да започна статията си с думи на благодарност към посетителите на нашия сайт, всичко, което правим, правим за удобството на човешкия живот и по-специално на вас, читателя.
Можете да говорите безкрайно за превъзходството на полиетилена над стоманобетона и просто желязото. През последните пет години интернет просто беше пълен с реклами за евтини полиетиленови кладенци, резервоари и резервоари, както и за тяхната дълготрайност.
Устойчивостта на полиетиленовите продукти е определен постулат, който не подлежи на обсъждане. Отговорът на въпроса: „Издръжливи ли са PE продуктите и могат ли да издържат около 50 години при непрекъсната работа?“ Няма да закъснее. - Да!
След като се занимавах с издръжливостта на PE продуктите, бих искал да се спра по-подробно на качеството на продуктите и съответно на качеството на материала, от който някои безскрупулни производители успяват да направят евтин продукт. Ще ви разкажа скорошен инцидент, който се случи при поръчка на хоризонтален контейнер от 100 m3. Клиентът, след като се свърза с нашата компания, беше очевидно разстроен от цената на продукта PK NIS и говори за възможността за закупуване на продукт, идентичен във всички характеристики, но не и по отношение на твърдостта на пръстена. Всички опити да се обясни необходимостта от този тип характеристика за продукти, които се използват в монтирано състояние, т.е. заровени в земята и подложени на външен натиск, не бяха успешни. Тогава на нашите специалисти беше възложено да изяснят ситуацията с ниската цена на продуктите на конкурентите. В резултат на това беше извършена пълноценна техническа работа, резултатът от която беше документ, озаглавен „Изчисляване на якостта на хоризонтален резервоар с вътрешен диаметър 2200 mm, изработен от спираловидни тръби с различни профили“. Този документ представя изчисления на контейнери, изработени от спираловидни тръби с профили 19 и 25, както и повторно изчисление за тръби с пръстеновидна коравина SN2 и SN4.
Изчисляване на якостта на хоризонтален резервоар с вътрешен диаметър 2200 mm от спирални тръби с различни профили.
Уводна част
Това изчисление е направено за пожарни резервоари с обем 100 m3. Резервоарите са изработени от полиетиленови спираловидни тръби с вътрешен (номинален) диаметър 2200 мм.
Поради факта, че методите за изчисляване на якостта на хоризонталните резервоари не са достатъчно развити, а самите резервоари са направени от канализационни тръби с голям диаметър, методологията за изчисляване на якостта на пластмасови тръбопроводи е посочена в SP 40-102-2000 ( Приложение E) е взето като основа.
Целта на изчислението е да се провери изпълнението на условията за якост и стабилност на тръбите, използвани за производството на тялото на резервоара с различни профили на стените, и да се формулират препоръки за използването на определен тип тръба.
1. Изходни данни
Според проекта резервоарите имат външен диаметър 2390 mm, което съответства на спираловидна тръба с вътрешен диаметър 2200 mm с номинална коравина на пръстена SN2.
В допълнение към това конструктивно решение ще бъде анализирана възможността за производство на резервоари от тръби с подобен вътрешен диаметър, но с различен тип профил: ще бъдат разгледани така наречените 19-ти и 25-ти профили (фиг. 1), както и като спирални тръби с номинална коравина на пръстена SN4.
ориз. 1. Елементи от профил 19 (а) и профил 25 (б) 1
За по-нататъшни изчисления ще трябва да знаете инерционния момент на профила на единица дължина и еквивалентната дебелина на стената на тръбата, направена от този профил. Инерционният момент на профила на единица дължина на кутията - а именно това е профилът, който имат спиралните тръби - може лесно да се изчисли по следната обща формула:
където a е ширината на профила, съответстваща на действителната дебелина на стената на тръбата;
B е височината на профилния елемент по оста на тръбата;
H - дебелина на стената на профила (виж фиг. 2).
ориз. 2. Размери на профилен елемент с кутия
Еквивалентната дебелина на стената се изчислява по следната формула:
Въз основа на това се получава изчисленият диаметър на тръбата:
където D i е вътрешният диаметър на тръбата; При изчисляване на резервоарите се приема, че вътрешният диаметър е 2200 mm: D i = 2,2 m.
Изчислението ще провери възможността за производство на дизайнерски резервоари от спираловидни тръби с четири варианта на профил. Геометричните характеристики на всяка опция са дадени по-долу.
Профил 19
Размерите на профилния елемент са показани на фиг. 1а. Като се използват тези размери по формули (1), (2) и (3), е възможно да се изчисли инерционният момент на профила и съответната еквивалентна дебелина на стената и проектен диаметър:
Профил 25
Размерите на профилния елемент са показани на фиг. 1б. Нека изчислим съответния инерционен момент и еквивалентната дебелина на стената:
Профил, съответстващ на коравина на пръстена SN2 и SN4
За тръба с вътрешен диаметър 2200 mm и номинална коравина на пръстена са известни характеристики като инерционен момент, еквивалентна дебелина на стената и проектен диаметър. Стойностите на тези количества са дадени в таблица 1.
Таблица 1. Проектни параметри на спирални тръби с диаметър 2200 mm
Материалът на тръбите, от които са изработени проектните резервоари, е полиетилен с ниска плътност (HDPE). По-долу са някои от механичните свойства на полиетилена, които ще бъдат използвани при изчислението. Стойностите на количествата са приети въз основа на SP 40-102-2000: Приложение А и пример за изчисление в Приложение D. Коефициентът на Поасон е приет съгласно препоръките на точка 5.5 от „Инструкции за проектиране на технологични тръбопроводи” SN 550-82.
За насипна почва беше взета пясъчна почва със следните характеристики:
Според проекта резервоарите са вкопани на около 1,6 m по оста. Съответно разстоянието от горната част на контейнерите до повърхността на земята може да се приеме равно на 0,4 m. Изчислението не взема предвид наличието на изолационен слой на повърхността на контейнерите.
Изчислението предполага липсата на подземни води на строителната площадка.
Тъй като контейнерите са разположени изцяло в зелената зона, транспортното натоварване се приема за нулево.
2. Метод на изчисление
Методологията за изчисление е дадена в SP 40-102-2000, Приложение D. Ето основните данни и формули, необходими за изчислението. Ние ще изчислим резервоарите, като използваме формули за тръбопроводи без налягане. Заключението за годността на тръбите за подземен монтаж се прави въз основа на проверка на две условия: якост (4) и стабилност на обвивката на тръбата. Тръбата се счита за подходяща само ако са изпълнени и двете условия.
Условието за якост се свежда до определяне на деформациите, причинени от натиска на почвата и транспортното натоварване и съпоставянето им с допустимите деформации:
Компонентите на напрежението се определят както следва.
Максималната стойност на деформацията на опън на материала в стената на тръбата поради овалността на напречното сечение на тръбата под въздействието на почви и транспортни натоварвания:
където K σ е коефициентът на почвеното легло за напрежения на огъване, като се вземе предвид качеството на уплътняване; нека вземем Kσ = 1,0 - за периодичен мониторинг;
s - дебелина на стената;
D - диаметър на тръбата;
Ψ е относителното скъсяване на вертикалния диаметър на тръбата в земята;
K зΨ = 1,0 - коефициент на сигурност за овалността на напречното сечение на тръбата.
Относителното скъсяване на вертикалния диаметър се определя като сума от действието на три фактора: почвен натиск, транспортно натоварване и предварителни операции:
където Ψ gr е относителното скъсяване на диаметъра на тръбата под влияние на натоварването на почвата;
Ψ t - относително скъсяване на диаметъра на тръбата под въздействието на транспортно натоварване; тъй като в нашия случай няма транспортен товар, можем да приемем Ψt = 0;
Ψ m - относително скъсяване на диаметъра на тръбата, образувано по време на съхранение, транспортиране и монтаж; приблизително може да се вземе в зависимост от твърдостта на тръбата и коефициента на уплътняване на почвата съгласно таблица 2.
Таблица 2. Стойности на Ψ m
Коравината на пръстена на обвивката на тръбата се определя по формулата:
Всички характеристики на материала и тръбата, необходими за изчисляване на твърдостта на пръстена, са дадени в Раздел. 1.
С помощта на подобна формула се изчислява дългосрочната коравина на пръстена:
Относителното скъсяване на вертикалния диаметър на тръбата под въздействието на почвата се определя по следната формула:
където K ok е коефициент, който отчита процеса на закръгляване на овална тръба под въздействието на вътрешно налягане; за тръбопроводи без налягане Kok = 1;
K τ е коефициент, който отчита забавянето във времето в овалността на напречното сечение на тръбата и зависи от вида на почвата, степента на нейното уплътняване, хидрогеоложките условия и геометрията на изкопа, може да приема стойности от 1,0 до 1,5; Да вземем средната стойност от 1,25 за изчисление;
K w - коефициент на деформация, отчитащ качеството на подготовката и уплътняването на леглото; за периодичен мониторинг се приема Kw = 0,11;
Kf - коефициент, отчитащ влиянието на твърдостта на пръстена на обвивката на тръбата върху овалността на напречното сечение на тръбопровода: Kf = 0,15;
Kgr - коефициент, отчитащ влиянието на насипната почва върху овалността на напречното сечение на тръбопровода: Kgr = 0,06;
където H 0 е разстоянието от нивото на земята до оста на тръбопровода.
Степента на компресия на материала на стената на тръбата поради външни натоварвания се изчислява по формулата:
където q c = q gr + q t - общо натоварване на тръбопровода. В нашия случай q c = q gr.
Допустимите стойности от формула (4) се изчисляват, както следва:
където Kz е коефициентът на безопасност. Да вземем Kz = 2.
След извършване на якостното изпитване е изпълнено условието за устойчивост на обвивката на тръбата под въздействието на външни натоварвания:
където K ar е коефициент, който отчита влиянието на почвената засипка върху устойчивостта на корпуса: K ar = 0,5;
K ov - коефициент, отчитащ овалността на напречното сечение на тръбопровода; при Ψ ≤ 0,05 можем да приемем Kov = 1 - 0,7Ψ;
K zu - коефициент на сигурност за устойчивост на корпуса при външни натоварвания: K zu = 3;
N = 1 на дълбочина повече от метър.
3. Резултати от изчислението
Предварителни изчисления
Нека направим някои предварителни изчисления, които ще бъдат общи, независимо от вида на използвания профил.
Натоварването на тръбопровода не зависи от вида на профила и ще бъде еднакво във всички опции:
Също така, използвайки формули (12) и (13), можем да изчислим допустимите стойности на деформации в стените на тръбата:
Профил 19
На първо място, съгласно формули (7) и (8), като се вземат предвид геометричните параметри на профила, определени в раздел. 1 изчисляваме краткосрочната и дългосрочната коравина на пръстена на тръбата:
Като се вземе предвид стойността на G 0 и приетия коефициент на уплътняване на почвата (0,95) съгласно табл. 2 приемаме Ψ m = 0,04. Относителното скъсяване на вертикалния диаметър под въздействието на почвения натиск се изчислява по формула (9):
И от тук, използвайки формула (6), намираме общата стойност на относителното скъсяване на диаметъра:
Сега, използвайки формулата GOTOBUTTON ZEqnNum351853 \* MERGEFORMAT (5), можем да изчислим стойността на максималното напрежение на опън в стената на тръбата:
и съгласно формула (11) - деформация на натиск в стената на тръбата:
Нека сега проверим стабилността на обвивката на тръбата съгласно условие (14), като предварително изчислихме коефициента K ov 2:
Профил 25
Изчисленията за други видове профили са напълно подобни на изчисленията, дадени по-горе, така че няма да обясняваме подробно хода на изчисленията, а само ще представим самите изчисления.
Замествайки получените стойности в условие (4), получаваме:
тоест тази тръба отговаря на условията за якост.
Проверка на стабилността на обвивката на тръбата:
тоест условието за стабилност за този тип профил не е изпълнено и от такава тръба не може да се направи резервоар.
Профил SN2
Краткосрочна и дългосрочна твърдост:
Като се вземе предвид стойността на G 0 и приетия коефициент на уплътняване на почвата съгласно табл. 2 приемаме Ψ m = 0,04.
Относително скъсяване на вертикалния диаметър под въздействието на почвата:
Общо относително скъсяване на вертикалния диаметър:
Деформация на опън в стената на тръбата:
Деформация на натиск в стената на тръбата:
Замествайки получените стойности в условие (4), получаваме:
тоест тази тръба отговаря на условията за якост.
следователно условието за стабилност за този тип профил е изпълнено и тръба с този тип профил може да се използва за производството на резервоар.
Профил SN4
Краткосрочна и дългосрочна твърдост:
Като се вземе предвид стойността на G 0 и приетия коефициент на уплътняване на почвата съгласно табл. 2 приемаме Ψ m = 0,04.
Относително скъсяване на вертикалния диаметър под въздействието на почвата:
Общо относително скъсяване на вертикалния диаметър:
Деформация на опън в стената на тръбата:
Деформация на натиск в стената на тръбата:
Замествайки получените стойности в условие (4), получаваме:
тоест тази тръба отговаря на условията за якост.
Проверка на стабилността на обвивката на тръбата:
следователно условието за стабилност за този тип профил е изпълнено и тръба с този тип профил може да се използва за производство на резервоар.
Заключение
От извършените изчисления става ясно, че за производството на проектни резервоари е допустимо да се използват конвенционални серийни тръби с номинална коравина на пръстена SN2 и SN4. Използването на профили от типове 19 и 25 е невъзможно, поради факта, че тръба с проектиран диаметър с такъв профил не отговаря на условието за устойчивост на корпуса под въздействието на проектното натоварване от почвата за обратно насипване.
Въпреки факта, че съдейки по размерите, проектът за производство на противопожарни резервоари използва тръби с пръстеновидна твърдост SN2 и въпреки факта, че тези тръби издържат теста за здравина и стабилност, за да се увеличи надеждността на здравината на тези много важни продукти, се препоръчва да се увеличи номиналната коравина на пръстена на тръбите до SN4.
Москва, 2013 г.
_______________________________________________________
Изчислението е предоставено от главния инженер на PC NIS LLC: Карпенко Д.Н.
1 На фиг. 1 вертикална ос на профилния елемент, успоредна на основната ос на тръбата.
2 Трябва да се отбележи, че тук и по-долу общото скъсяване на вертикалния диаметър на тръбата Ψ е малко по-голямо от 0,05, за което е валидна формулата, използвана за изчисляване на Kow, но този излишък е малък.
Методът на навиване се използва за производство на тръби със специален дизайн, включително тръби с променлив диаметър и/или променлива дебелина на стената; тръби с профилирани стени и различни пластови материали; еластични маркучи, подсилени със спирална носеща рамка и други. Предимствата на технологията за навиване се състоят главно в лекотата, с която подобни технологични методи и оборудване могат да осигурят производството на продукти с различни дизайни и размери.
Фиг.1.Оборудване за производство на тръби KORSIS PLUS
И така, показано на фиг. 1 оборудване, въпреки своята сложност, ви позволява да преминете от производството на тръба с диаметър 600 mm до производството на тръба с диаметър 2000 (3000) mm за няколко минути. В този случай една тръба може да има гладка стена с почти всякаква дебелина, а следващата може да има специално профилирана стена.
Полимерни тръбис профилирана стена са предназначени за подземно изграждане на безнапорни системи дренаж, канализацияи дренаж, основното изискване за което е твърдост на пръстена. Дизайнът на такива тръби позволява спестяване на до 2/3 от материала в сравнение с гладкостенна тръба със същата твърдост на пръстена.
