Курс лекций по дисциплине "Материаловедение"

Недостатки:

– плохая сопротивляемость динамическим нагрузкам. Трубы из ковкого чугуна более прочные, способны выдерживать большие нагрузки и обладают хорошими пластическими свойствами.

- чугунные трубы металлоемки.

- Главными недостатками труб из чугуна являются большая масса, значительный расход металла на 1 м длины трубопровода (если сравнивать со стальными трубами)

- усложнение монтажа, связанное с большой массой,

- невозможность использования в солончаковых почвах, где эти трубы быстро теряют прочность.

Учитывая свойства чугунных труб, не стоит применять их в районах со слабыми грунтами и в сейсмически опасных зонах.

Требования: - стенки чугунных труб не должны иметь свищей, швов и шлаковых включений. Материал на изломе должен быть плотным, однородным и мелкозернистым. Чугунные трубы проверяют не только внешним осмотром, но и «на слух»: трещины и другие скрытые дефекты проявляются простукиванием.

Трубы водопроводные чугунные традиционно используются для подвода холодной воды к домам и кварталам. В водопроводах внутри квартир и даже домов их не встретить. Водопроводы укладываются на сравнительно большую глубину; в отличие от теплотрасс, которые всегда ложатся в железобетонные короба, чугунный водопровод может быть уложен и просто в грунт.

Монтаж чугунных труб

Укладка трубопровода осуществляется по общим правилам, которые применяют во всех системах отведения стоков:

1. Глубина прокладки трубопровода должна быть ниже уровня промерзания почвы для данного региона.

2. Для движения сточных вод самотеком следует выдержать определенный уклон, составляющий 2-3 сантиметра на один метр длины трубопровода.

3. При необходимости трубы следует утеплить.

4. Не допускается большой угол поворота коммуникационных сетей, так как это может привести к засорам и пробкам.

СОЕДИНЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ РАСТРУБА выполняют следующим образом:

1. Хвостовую часть изделия вставляют в раструб другой трубы.

2. Зазор, образовавшийся в месте стыковки элементов, заделывают специальной паклей. Ее забивают при помощи неметаллического инструмента, чтобы не повредить материал.

3. Оставшееся место заливают раствором цемента или специальной смесью на основе серы.

4. Для большей герметичности соединения допускается использование современных герметиков вместо цемента и серы.

5. Для организации поворотов и ответвлений трубопровода используют специальные элементы — отводы, крестовины и тройники. Они должны быть изготовлены из той же марки чугуна, что и сами трубы.

Современные изделия можно соединять с помощью специальной резиновой прокладки, которая обеспечивает надежность стыковки.

Безраструбное соединение

На рынке строительных материалов появились новейшие чугунные труб, которые не имеют раструба, а соединяются с помощью надежных хомутов из нержавеющей стали. Эту процедуру выполняют в следующей последовательности:

1. Монтаж чугунной канализации в этом случае производят встык. В комплект хомутов входит манжета из резины, устойчивой к агрессивным химическим веществам.

2. Место соединения закрывают манжетой, а сверху ставят стальной хомут, который затягивают при помощи болтов с гайками.

3. Если в канализационной системе планируется транспортировать сточные воды под большим давлением, то поверх данного соединения дополнительно устанавливают специальную обжимную манжету.

Подобные трубы весьма удобны в монтаже и ремонте, так как их можно без труда отсоединить.

Соединение чугунного трубопровода с трубой из пластика

Иногда необходимо соединить два изделия из разных материалов. Подобная ситуация возникает, например, когда нужно сделать отвод для стиральной машины или другого сантехнического прибора.

В данном случае:

1. Широкую часть чугунного изделия очищают от грязи и различных отложений, вытирают ветошью досуха.

2. Далее вставляют резиновую манжету и промазывают ее силиконовым герметиком.

3. Затем в манжету вводят пластиковую трубу и дополнительно обрабатывают место стыковки герметизирующим составом.

Если изделие из чугуна в месте соединения не имеет раструба, то этот участок необходимо отрезать болгаркой. Затем на это место надевают переходник с прокладками  и вставляют пластиковый элемент. Также следует использовать герметик для более надежного соединения.

Занятие 10. (2 часа!)

Трубы из полимерных материалов. Напорные трубы из поливинилхлорида и полиэтилена низкого и высокого давления

Трубы из полимерных материалов обладают целым рядом положительных свойств.

- По сравнению со стальными и чугунными трубами они более устойчивы к коррозии,

- меньше подвержены отложениям, уменьшающим диаметр труб,

- имеют низкий коэффициент трения,

- обладают низкой степенью теплопотерь

- как правило, не требуют покраски, более эстетичны, аккуратны.

Материалы для полимерных труб:

• Поливинилхлорид (PVC) – этот материал используют в процессе изготовления труб для безнапорных систем (отвод стоков, канализация и так далее). Изделия из ПВХ отличаются высокой твердостью и кольцевой жесткостью. Самые прочные ПВХ трубы серии SN16 можно использовать не только во внутренней прокладке, но и в «подземных» линиях, погруженных на глубину 10-12 метров! Кроме безнапорных существуют еще и напорные трубы из ПВХ, рассчитанные на давление до 16 Бар (1 Бар=105Па). Причем обе разновидности – напорная и безнапорная – предназначены для транспортировки среды с температурой не выше 45 градусов Цельсия.

Трубы из хлорированного поливинилхлорида обладают самым низким коэффициентом линейного расширения среди термопластов. Они могут использоваться в системах водоснабжения и отопления жилых здания, однако следует помнить, что утвержденного регламента и свода правил по трубам из хлорированного поливинилхлорида не предусмотрен. Температура теплоносителя в трубах из ПВХ не должна превышать 40о С.

Трубы из хлорированного поливинилхлорида соединяют при помощи клея.

• Полиэтилен (PE) – этот материал не обладает кольцевой жесткостью ПВХ, но может противостоять высоким температурам. Например, труба из сшитого полиэтилена (РЕ-Х) выдерживает нагрев до температуры 110-120 градусов Цельсия. При этом сам полиэтилен обладает высокой упругостью. Поэтому данный материал  используют либо в качестве вкладыша или оболочки (особой популярностью пользуются металлические трубы с полимерным покрытием), либо в виде самостоятельной трубы, рассчитанной на подземную прокладку на глубинах до 16 метров.

Полиэтиленовые трубы - трубы из сшитого полиэтилена.

Трубы из «сшитого» полиэтилена (полиэтиленовые трубы) изготавливают по специальной технологии из полиэтилена высокой плотности с применением пероксидов и органсилоксанов.

Применяют полиэтиленовые трубы из «сшитого» полиэтилена в системах холодного и горячего водоснабжения, и отопления.

Качества полиэтиленовых труб.

Особые качества, такие химическая устойчивость, повышенная устойчивость к коррозии дают возможность для широкого применения полиэтиленовых труб из «сшитого» полиэтилена.

Кроме того, они безопасны для человека и окружающей среды так как не выделяют в воду вредных химических веществ.

Благодаря тому, что полиэтиленовые трубы из «сшитого» полиэтилена имеют гладкую внутреннюю поверхность, на их стенках не образуется отложений, сужающий внутренний диаметр трубы.

При нагревании сшитый полиэтилен в отличие от полипропилена и поливинилхлорида не течет, а ведет себя как термоэластичный материал.

Кроме всех выше перечисленных качеств «сшитый» полиэтилен имеет высокую стойкость к ультрафиолетовому излучению

• Полипропилен (PP) – этот материал обладает и кольцевой жесткостью и сопротивляемостью высоким температурам. Поэтому трубы из полипропилена используют при монтаже как тепловых трубопроводов (систем отопления и подачи горячей воды), так и обычных водопроводов.

Полипропиленовые трубы используются как для холодного и горячего водоснабжения так и для отопления.

Типы полипропиленовых труб.

Полипропиленовые трубы делят на 3 типа:

• PN 10 – с обычной стенкой и номинальным давлением 1,0 МПа;

• PN 20 – с усиленной стенкой и номинальным давлением 2,0 МПа;

• PN 25 – армированные трубы с номинальным давлением 2,5 МПа.

Армируют трубы стекловолокном или алюминиевой фольгой между внутренним и внешним слоями полипропилена.

Труба приобретает прочность и термостойкость, значительно уменьшает линейное расширение.

В настоящее время отсутствуют утвержденные в установленном порядке нормативные акты для гидравлического расчета горячего и холодного водоснабжения и отопления из армированных труб PN 25 и горячего водоснабжения и отопления из труб PN 10 и PN 20.

Помимо вышеописанной тройки конструкционных полимеров большим успехом на рынке пользуется и  знаменитый металлопластик (PEX-AL-PE) из которого изготавливают  металл полимерные трубы, состоящие из сшитого полиэтилена (вкладыш), алюминиевой фольги (армирующая прокладка) и полиэтилена (оболочка). Впрочем, вместо алюминия можно использовать и медную фольгу.

Применение металоплатиковых труб имеет ряд ограничений.

Металлопластиковые трубы не применяют при монтаже системы отопления, если температура теплоносителя превышает 90о С, а давление 1,0 МПа. При этом в системах с элеваторными узлами прокладка металлопластиковых труб не допускается.

Для защиты от механических повреждений и воздействия ультрафиолетового излучения металлопластиковые трубы укладывают скрытно.

Диаметр металлопластиковых труб варьируется от 16 до 63 мм.

Срок службы металлопластиковых труб.

Срок службы таких труб для отопления и горячего водоснабжения составляет 25 лет, для холодного водоснабжения 50 лет.

Производство ПВХ труб ведется методом экструзии (выдавливания). Гранулированный полимер засыпают в бункер, где его разогревают до температуры 170 градусов Цельсия. После этого твердые гранулы превращаются в вязкую массу, которая выталкивается шнеком по направлению к калибру экструдера. Пройдя сквозь формообразующий калибр, масса принимает форму трубчатого проката и, постепенно остывая, превращается в трубу. После этого полуфабрикат  режут на мерные отрезки, длиной от 0,5 до 12 метров.

Производство полиэтиленовых и полипропиленовых труб ведется по технологии экструзии – в данном случае получаются однослойный «прокат» или сдвоенной соэкструзии – в этом случае получаются полимерные многослойные трубы, состоящие из двух и более слоев.

Соединение полимерных труб: обзор вариантов

существует три способа монтажа труб из ПВХ:

• Без раструба – в этом случае трубы монтируют на раструбные муфты, рассчитанные на клеевой монтаж или монтаж с уплотнением.

• С раструбом, укомплектованным уплотнительным кольцом – в этом случае торцы труб снабжены раструбным утолщением (с одной стороны мерного отрезка), внутри которого есть паз под уплотнительное кольцо. Монтаж осуществляется путем инсталляции торца стандартного диаметра в раструб, а фиксацию и герметичность обеспечивает уплотнительное кольцо.

• С раструбом под клеевое соединение – в этом случае торцы труб оборудуют раструбом, в котором не имеется паза под уплотнительное кольцо. Монтаж осуществляется за счет инсталляции проклеенной трубы в раструб. Фиксацию и герметичность соединения обеспечивает клеящий состав.

Трубы из полиэтилена и полипропилена монтируют тремя способами:

• Во-первых, с помощью клеевого соединения (холодная сварка). Эта технология похожа на монтаж ПВХ труб – торец изделия покрывают клеем и вставляют в муфту. Там можно соединять РР и РЕ трубы в линиях, рассчитанных на давление до 16 бар.