Bez ~tytułu2

Parametry projektowe
Rozszerzalność termiczna przewodów
Przewody z tworzyw sztucznych, tak jak z innych materiałów ulegają wydłuŜeniu lub skróceniu
wskutek róŜnicy temperatur przesyłanych mediów i jej wahań podczas pracy rurociągu, a
temperaturą montaŜu.
Wpływ termicznej rozszerzalności liniowej materiału na pracę rurociągu zaleŜy od rodzaju
połączeń odcinków rur. Wartości współczynników znajdują się w tabeli na stronie Właściwości
fizyczno-mechaniczne wyrobów
Kompensacja wydłuŜeń
Wszystkie rury łączone na kielichy i uszczelki (kanalizacyjne z PVC i PP, wodociągowe z PVC)
mają moŜliwość kompensacji wydłuŜeń o określonej wartości.
Uszczelnienie kielichów pierścieniami elastycznymi pozwala na wzajemne przesuwanie się
części rurociągu na złączu. Wszystkie rury posiadają na bosym końcu fabrycznie wykonane
oznaczenia głębokości wsunięcia rury w kielich (rys. obok).
To sprawia, Ŝe dla rurociągów układanych w gruncie, przy przyjętym standardowo odchyleniu
temperatury do 20°C, zbędne jest projektowanie kompensatorów.
Natomiast przy projektowaniu systemów do przesyłania ścieków przemysłowych, których
temperatura jest na ogół wyŜsza i wynosi 40°C - 60°C, celowe jest przeanalizowanie wartości
wydłuŜenia liniowego oraz określenie właściwej głębokości montaŜowej włoŜenia bosego końca
rury w kielich.
Na połączeniach przewodu kanalizacyjnego z betonową studzienką rewizyjną naleŜy
zaprojektować przejście tulejowe z uszczelką, pozwalające na kompensację wydłuŜeń.
Przykład:
Dla ścieków przemysłowych o temperaturze +40°C, temperaturze montaŜu +10°C, wydłuŜenie
dla jednej rury PVC o długości L=6m wyniesie:
∆L = ∆t · L · α
∆L = °C · m · mm/m · °C
∆L = mm ∆L = 6 · 30 · 0,08 = 14,4 mm
Współczynnik rozszerzalności liniowej (&Alfa;) rur PE zawierają się w granicach 0,18 - 0,20
mm/m. Są to wielkości około 20-krotnie większe od współczynnika rozszerzalności liniowej dla
rur stalowych. Rurociągi z PE do przesyłania wody i gazu układane w ziemi o złączach
zgrzewanych, przy odchyleniach temperatury nie przekraczających 20°C (z uwagi na niski
moduł spręŜystości), nie wymagają stosowania urządzeń kompensacji wydłuŜeń.
Natomiast przy układaniu przewodów z PE w pomieszczeniach lub kanałach (bez obsypki
gruntem) lub ponad powierzchnią terenu naleŜy uwzględnić wielkość wydłuŜenia liniowego. W
przypadku układania rurociągów poza gruntem, naleŜy zawsze wykorzystać ich naturalną
elastyczność i tak zaprojektować punkty podparcia i łuki, aby uzyskać naturalną kompensację
wydłuŜeń termicznych na wszystkich zmianach kierunku (zarówno pionowych jak i
poziomych). Wykonanie właściwego zamocowania i podparcia jest niezbędne do
zaprojektowania rurociągów instalowanych ponad powierzchnią terenu.
Podpory te muszą wytrzymać napręŜenia rozciągające od róŜnicy temperatur, na które jest
naraŜona rura. Dla systemów polietylenowych montowanych ponad gruntem preferuje się
instalowanie rurociągów, gdy temperatura otoczenia jest równa lub zbliŜona do maksymalnej
temperatury pracy. W ten sposób rury będą w stanie maksymalnego wydłuŜenia termicznego.
Trwałe zamocowanie rur w tej pozycji, na połączeniach i podporach, zapobiega kurczeniu się
rurociągów. W czasie stygnięcia rur pojawiają się napręŜenia rozciągające, które będą
utrzymywały rurociąg w linii prostej pomiędzy podporami. W ten sposób w czasie ponownego
nagrzewania się instalacji mogą wystąpić jedynie minimalne ugięcia rurociągu. Przykładowy
zalecany maksymalny rozstaw podpór dla rurociągów o SDR 17,6 dla transportu wody o
temperaturze +20°C, przy załoŜonym ugięciu rury w środku rozpiętości, pomiędzy podporami
wynoszącym 6 mm, podano w tabeli obok.
zalecany maksymalny rozstaw podpór (przykład dla
SDR 17,6 ; temp +20°C; ugięcie dopuszczalne 6mm
średnica nominalna mm
maksymalny rozstaw podpór m
20
0,46
25
0,61
32
0,61
32
0,61
63
0,48
90
0,84
125
1,25
180
1,50
250
2,00
315
2,50
400
3,00
500
4,00
W przypadku przesyłania mediów o wyŜszych temperaturach (niŜ + 20°C) rozstaw podpór
naleŜy zmniejszyć, a w przypadku temperatury ok. +50°C lub wyŜszej zalecane są podpory
ciągłe.
Ochrona rurociągów przed przemarzaniem
Rury z tworzyw sztucznych, pomimo znacznie mniejszego współczynnika przewodzenia ciepła
w porównaniu np. do Ŝeliwa, takŜe naraŜone są w okresie zimowym na uszkodzenia wskutek
przemarzania gruntu. Dlatego teŜ projektowana głębokość przykrycia przewodu powinna
zabezpieczać przed zamarzaniem wody w rurach.
I. Przewody kanalizacyjne.
Przy projektowaniu głębokości posadowienia przewodów kanalizacyjnych naleŜy się kierować
postanowieniami normy BN-83/8836-02, w której podano głębokość przemarzania gruntu hz dla
danej części kraju.
Z ustaleń powyŜszej normy wynika, Ŝe głębokość ułoŜenia rurociągu powinna być taka, aby
jego przykrycie od wierzchu rury do rzędnej terenu hu było większe niŜ głębokość przemarzania
hz o 20 cm.
wartość przykrycia rur kanalizacyjnych z PVC w
zaleŜności od głębokości przemarzania wg normy B17
głębokość przemarzania gruntu
hz m
głębokość przykrycia rury
hu m
0,8
1,0
1,0
1,2
1,2
1,4
1,4
1,6
Tab. Wartość przykrycia rur kanalizacyjnych z PVC w zaleŜności od głębokości przemarzania.
(KT)
II. Przewody wodociągowe.
Przy projektowaniu przewodów wodociągowych z rur z tworzyw sztucznych naleŜy uwzględnić
moŜliwość przemarzania gruntu i zamarzania w nim wody.
Głębokość ułoŜenia przewodu w gruncie (patrz tabela) uzaleŜniona jest od głębokości
przemarzania i średnicy rurociągu B3, B14. W przypadku ułoŜenia przewodu płycej, naleŜy go
ocieplić, np. warstwą ŜuŜla o grubości podanej w tabeli.
III. Gazociągi z rur PE (ze względów bezpieczeństwa).
Minimalne przykrycie rury powinno wynosić:
•
•
•
0,6m dla przyłączy gazowych
0,8m dla sieci gazowej ulicznej
1,0m przy układaniu gazociągu w gruntach ornych z głęboką orką.
Lokalizacja przewodów względem uzbrojenia podziemnego, obiektów i przeszkód
terenowych
PołoŜenie przewodów powinno być tak zaprojektowane, aby nie powodowało szkód w
istniejącym uzbrojeniu, nie zagraŜało stateczności fundamentów obiektów i jednocześnie
eliminowało niekorzystny wpływ obciąŜenia oraz umoŜliwiało spełnienie specjalnych wymagań
dotyczących
układania
rurociągów
z
tworzyw
sztucznych.
Ze względu na wpływ temperatury, szczególną uwagę naleŜy zwrócić przy sytuowaniu sieci z
tworzyw sztucznych (PVC, PE, PP) w pobliŜu przewodów o temperaturze wyŜszej od
temperatury gruntu, takich jak: ciepłociągi i kable energetyczne (a szczególnie kabli WN).
Usytuowanie przewodów z PVC, PE, PP względem innego uzbrojenia podziemnego naleŜy
zaprojektować zgodnie z ustaleniami odnośnych norm branŜowych (A5, A10, A19, A21, A22,
B4, B5). Lokalizacje projektowanych przewodów naleŜy kaŜdorazowo uzgadniać z
właścicielami i uŜytkownikami poszczególnych obiektów i sieci podziemnych.
minimalne odległości przewodów z tworzyw sztucznych
od kabli energetycznych i ciepłociągów
rodzaj przewodu
Przewody energetyczne
- NN i SN do 20kV
- pojedyncze kable SN do 20 kV
- kilka kabli SN powyŜej 20 kV
- kable WN
Przewody ciepłownicze z uwzględnieniem izolacji
termicznej przewodu ciepłowniczego
minimalny dopuszczalny odstęp m
0,5
0,75
0,75 -1,0
1,0 -1,25
1,5
Moduł spręŜystości
Niski moduł spręŜystości tworzyw sztucznych sprawia, Ŝe rury są w swoim przekroju
poprzecznym elastyczne i pod wpływem obciąŜeń od gruntu, ulegają odkształceniu. Wielkość
powstałych odkształceń zaleŜy od sztywności rury, a nie od samego materiału. Dopuszczalne
odkształcenia
są
natomiast
ściśle
związane
z
rodzajem
tworzywa.
Krótkoterminowe dopuszczalne odkształcenia dla rur PVC wynoszą 8%, a dla rur PE i PP - 9%.
Aby rura mogła się temu przeciwstawić, konieczne jest zaprojektowanie dla niej wsparcia ze
strony gruntu w postaci odpowiednio dobranego rodzaju podłoŜa i posadowienia oraz
zaprojektowania warstwy ochronnej wokół rury o określonych parametrach.
Przewodność elektryczna
Tworzywa sztuczne mają bardzo dobre właściwości dielektryczne. Rury nie przewodzą prądu,
dlatego teŜ nie zachodzi konieczność projektowania biernej i czynnej ochrony zabezpieczającej
przed skutkami występowania prądów błądzących. Przewody nie mogą teŜ być wykorzystywane
do uziemienia sieci elektrycznej. Gdy istniejąca sieć z rur stalowych posiada załoŜoną ochronę
przed prądami błądzącymi, a jej część jest wymieniana na przewody z tworzywa sztucznego, dla
utrzymania ciągłości załoŜonej ochrony, naleŜy układ zmostkować.