CC BY
30
называемую «трубу-Insitu». В рамках метода «Релайнинг» выделяют три способа производства работ.
1. Надевание пластмассовых труб. Труба из полиэтилена (реже из ПВХ), подогнанная под номинальный диаметр старой трубы, надевается на предварительно очищенный старый трубопровод. Вода и илистые отложения выступают смазочным материалом. Старая труба остается в качестве трубы-оболочки. Метод подходит для всех видов материалов трубопровода и номинальных диаметров.
2. Вталкивание трубы. Отдельные трубы длиной до 6 м вталкиваются в существующую старую линию трубопровода. Применение метода возможно для всех номинальных диаметров и материалов трубопроводов, но начальное поперечное сечение трубопровода значительно уменьшается.
3. Метод разрушения - «Берстлайнинг». Это особая форма метода вытеснения грунта. В восстанавливаемый трубопровод вводится рабочий механизм, который вытесняет почву и разрывает старую трубу с одновременным втягивает в образовавшуюся полость новой трубы. Остатки разрушенной трубы вдавливаются в окружающий грунт. Успешное применение данного метода возможно для хрупких материалов труб (чугун, бетон), способного к уплотнению почвы в зоне линии трубопровода, прямой линии водовода и при отсутствии грунтовых вод.
В сложных условиях городской застройки наиболее эффективно применение закрытого (бестраншейного) способа ремонта канализационных трубопроводов.
Вывод
Обзор организационно-технологических решений ремонта и восстановления канализационных трубопроводов показывает, что в современных реалиях отсутствует устоявшаяся система, позволяющая на основе эксплуатационных, конструктивных, технических особенностей участков канализационной сети и ресурсного потенциала службы эксплуатации, позволяющая принимать единственно верное обоснованное решение по выбору рациональных организационно-технологических схем ремонтно-восстановительных работ. Для планирования комплекса решений по продлению эксплуатационного ресурса канализационных коллекторов, следует предварительно проводить глубокий анализ состояния сети в зависимости от диаметра, глубины заложения трубопровода и от других показателей.
Список использованной литературы:
1. Агапчев В.И. Состояние и перспективы бестраншейного метода восстановления систем водоснабжения и водоотведения / В.И. Агапчев, В.А. Виноградов, В.А. Мартешова, Н.Г. Пермяков // Водоснабжение и санитарная техника (ВСТ). - 2003. - Вып. 12. С. 17-19.
2. Бестраншейные технологии. - Новосибирск: НПК «Комбест», 2011. - 16 с.
3. Восстановление трубопроводов бестраншейными методами. - Aabyhoej: Per Aarsleff A/S, 2013. - 24 s.
© Султанов Д.А., Нагманова А.Н., 2021
УДК 644.653
Султанов Д.А.
студент 2 курса магистратуры СПбГАСУ г. Санкт-Петербург, РФ Нагманова А.Н. к.э.н., доцент каф. ТСП СПбГАСУ г. Санкт-Петербург, РФ
МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ
Аннотация
Методы повышения эксплуатационной долговечности подземных коммуникаций путем нанесения
материалов и покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов значительно увеличивают надежность и продолжительность эксплуатации канализационных сетей. В данной статье рассмотрены основные принципы повышения продолжительности эксплуатации канализационных трубопроводов и условия применения защитных материалов и покрытий.
Ключевые слова:
Подземные канализационные сети, защитные материалы и покрытия канализационных трубопроводов,
методы восстановления канализационных коллекторов.
Последствия коррозионного разрушения сооружений водоотведения и водоочистки нуждаются в масштабных решениях проблемы обеспечения их долговечности на этапах проектирования, строительства и эксплуатации. Анализ исследований, посвященных вопросам срока эксплуатации канализационных сетей, показывает, что понятие «срок эксплуатации» не имеет стандартного определения. Безопасная эксплуатация сооружений водоотведения требует учета мирового опыта и проведения исследований с привлечением специалистов из разных отраслей: химиков, технологов, микробиологов, конструкторов. Отдельного внимания заслуживают исследования, связанные с обобщением методов защиты подземных инженерных сетей путем нанесения защитных покрытий. Рассмотрим наиболее эффективные материалы защиты канализационных трубопроводов от коррозии.
Для защиты подземных коммуникаций необходимо определить материал трубопровода, который будет противостоять негативным воздействиям внешних факторов, и выбрать форму защиты: путем покрытия раствором, изоляционными материалами или катодной защитой от коррозии.
Защитные материалы и покрытия обеспечивают эффективную изоляцию труб и их соединений от агрессивных веществ, обеспечивают нормальное функционирование труб в течение всего срока службы сети. По нормативным требованиям USEPA (Агентства по защите окружающей среды, США), касающиеся эффективности расходов, срок службы канализационных коллекторов составляет 50 лет. Эффективность облицовки и покрытий зависит не только от физико-химических свойств используемых материалов, но и от изготовления в соответствии с нормативными требованиями и обслуживания.
Защитные материалы и покрытия бетонных канализационных трубопроводов. Облицовка бетонных труб крепится к внутренней стенке выступающими частями, которые закладываются в бетон при изготовлении трубы. Облицовка толщиной 1,5 мм, закрепленная клиньями к внутренней стенке бетонной трубы, гарантирует эффективную антикоррозионную защиту. При этом облицовка и ее применение должны отвечать технологии изготовления трубопроводов и условиям эксплуатации.
В некоторых случаях материалы, применяемые для защиты, наносят в жидком состоянии, и они содержатся на стенках труб благодаря адгезии, обеспечивая долговременную защиту в сероводородной среде.
Для облицовки и покрытий бетонных труб коллекторов сточных вод может быть использована обшивка листами из полиэтилена и поливинилхлорида, которые крепятся к стенке при отливке трубы, и покрытие эпоксидным гудроном или подобным ему материалом.
Защитное покрытие чугунных канализационных трубопроводов. Защита труб из чугуна осуществляется с использованием цементного покрытия с изоляционным слоем из битума. Также применяются различные виды термопластмассовых обшивок, которые крепятся к внутренней стенке трубы вследствие адгезии. При изготовлении трубы часто осуществляется внешняя обшивка из битума. В случае необходимости, в процессе монтажа трубу можно покрыть слоем полиэтилена для исключения внешней коррозии.
Защитное покрытие стальных канализационных трубопроводов. Для защиты стальных труб используются различные покрытия, включая материалы с асбестовым заполнителем, которые сцепляются со стенкой путем адгезии.
Композиционные трубы защищают облицовкой из бетонного раствора, помещают на открытые концы трубы при монтаже (если концы труб не изолированы на заводе), для того чтобы исключить попадание кислоты в цементирующий заполнитель (в стыках).
Методы нанесения защитных покрытий.
Для защиты подземных трубопроводов в отечественной и зарубежной практике используются методы инъекцирования (рис. 1), но данный метод является высокозатратным.
Рисунок 1 - Схема внешнего инъекцирования трубопровода: 1 - лебедка; 2 - инъекционный насос; 3 - средства инъекции; 4 - канальная телекамера; 5 - инъекционные трубы; 6 - перемещаемая ремонтная колба; 7 - полость, инъецируемой; 8 - неплотное место;
9 - запрессованная колба.
На рисунке 2 показан метод сухого и мокрого шприцбетонирования. При применении покрытия бетоном, шприцбетоном или цементным раствором, поверхности следует обрабатывать так же, как в случае использования покрытий на основе реактивной смолы.
Рисунок 2 - Защита стен трубопровода методами сухого и мокрого шприцбетонирования: 1 - ремонтируемый строительный материал; 2 - быстро схватывающийся строительный материал
При использовании метода нагнетания образуется кольцевое пространство (благодаря опалубке, что находится в канале). В это кольцевое пространство вдавливаются соответствующие растворы или бетон на цементной основе реактивных смол. Работы проводятся как в проходных, так и в непроходимых поперечных сечениях. После достижения необходимой минимальной прочности опалубку убирают.
Метод вытеснения заключается в том, что тело, которое вытесняется, центрично вытягивается или сжимается через бьеф. Материал покрытия, находящегося перед ним, попадает в отверстие между поверхностью и телом, вытесняется, прижимает материал к внутренней стенке трубы.
Самые известные методы вытеснения - Tate и Situment. Разработаны в начале 1930-х годов в Австралии для покрытия водоводов.
При Tate-методе вытесняемое тело работает в комбинации с поршнем пресса. В качестве материала
покрытия служит цементный раствор, который заполняется в предварительно дозированном количестве между поршнем пресса и вытесняемым телом. При протягивании вытесняемого тела через трубопровод и одновременном давлении поршня цементный раствор прессуется и намазывается на внутреннюю стенку трубы. В результате возникает слой обшивки толщиной 5 мм (рис. 3).
Рисунок 3 - Принципиальная схема метода вытеснения (Tate-метод):
1 - лебедка; 2 - насос и устройство, смешивает; 3 - щит управления; 4 - барабан со шлангами; 5 -телекамера; 6 - перо, направляющих 7 - цементный раствор 8 - перо направляющих
9 - головка, вытесняет; 10 - трос
Центробежный метод покрытия канализационных трубопроводов состоит в том, что покрываемый материал выталкивается через головку центрифуги на внутреннюю стенку трубы, при этом быстро вращается. В водоводах покрытия, как правило, выравнивается специальным оборудованием. В каналах со сточными водами выравнивание возможно только в случае, если нет смещения трубы и труба круглая.
Поскольку в тоннелях со сточными водами подобная ситуация возможна крайне редко, для них отказываются от выравнивания, оставляя поверхность необработанной (рис. 4).
Рисунок 4 - Покрытие, нанесенное центробежным напылением
Для защиты подземных коммуникаций часто применяется технология футеровки - облицовка стен трубопроводов плиточными материалами. Футеровка, как правило, применяется для конструкций в агрессивных жидких и газообразных средах. Высокую химическую стойкость имеют плитки из базальта, которые получают методом литья (рис. 5). На рисунке 6 представлена схема крепления плит к стенам туннеля.
Рисунок 5 - Трубопровод с защитой внутренней поверхности плитами из базальта
Рисунок 6 - Установка облицовочных листов в подошве трубопровода
При незначительном разрушении отделки коллектора эффективным является метод восстановления путем нанесения покрытий с использованием различных материалов. При выборе тех или иных методов нанесения покрытий в каждом конкретном случае необходим тщательный анализ состояния коллектора, в том числе наличие на конструкциях влаги вследствие проникновения грунтовых вод, химический состав грунтовых вод, возможность тщательной очистки стен от продуктов коррозии.
Методы нанесения используются для нанесения покрытий на внутренние стены для восстановления или повышения сопротивления физическим, биологическим, химическим и биохимическим воздействиям изнутри, для устранения новых образований инкрустаций, для восстановления и / или повышения статистической несущей способности и водонепроницаемости коллекторов.
а б в
Рисунок 7 - Варианты нанесения покрытий коллекторов: а - сплошная облицовка; б - частичная облицовка свода; в - частичная облицовка лотка
На рисунке 7 показаны несколько вариантов нанесения покрытий коллекторов. Нанесение покрытия может осуществляться как по всей поверхности, так и частично, в лотковой или сводчатой части коллектора.
Восстановление сводчатой части коллектора выполняется из бетона класса С25 / 30 (марка М400). Рабочая кольцевая арматура - композитная стеклопластиковая периодического профиля диаметром 8 мм, с временным сопротивлением на разрыв ос = 520 МПа.
Расчетное сопротивление стеклопластиковой арматуры Я = 520 / 1,4 = 370 МПа, что эквивалентно по прочности классу стальной арматуры А400С. Защитный слой, а = 3 см. Шаг арматуры 100 мм. Расчет произведен на 1 м длины коллектора. На рисунке 8 показана схема крепления арматурной сетки к поверхности коллектора. На рисунке 9 показана сетка из стеклопластиковой арматуры и анкеры для крепления к сводчатой части коллектора, а на рисунке 10 - непосредственное армирование стеклопластиковой арматурой сводчатой части коллектора.
Рисунок 8 - Схема армирования монолитной железобетонной отделки
Рисунок 9 - Сетка из стеклопластиковой арматуры и анкеры для крепления к сводчатой части коллектора
Рисунок 10 - Армирование стеклопластиковой арматурой сводчатой части коллектора
-( 48 )-
Вывод.
Рассмотренные методы повышения эксплуатационной долговечности подземных коммуникаций путем нанесения материалов покрытий на внутреннюю поверхность трубопроводов значительно увеличивают надежность и продолжительность эксплуатации канализационных сетей. При выборе того или иного метода в каждом конкретном случае необходимо руководствоваться условиями выполнения работ, показателями агрессивности среды, а также экономическими критериями. Кроме того, эффективность защиты зависит от применяемых материалов.
Список использованной литературы:
1. Арутюнов В.А. Моделирование оптимальных гидроизоляционных составов интегрально-капиллярного действия с повышенным содержанием полимерных волокон: [текст] / В.А. Арутюнов, О.В. Старкова, Д.А. Бондаренко.
2. Булгаков В.В. Эффективное решение ремонта трубопроводов, расположенных в сложных геологических условиях: [текст] / В.В. Булгаков, С.А. Забелин, Д.Ф. Гончаренко, О.В. Старкова.
3. Продоус О.А. Совершенствование методов использования бестраншейных технологий для ремонта городских канализационных сетей: Автореф. дисс. ... д-ра техн. наук / О.А. Продоус. - М.: МАИ, 1999. - 41 с.
© Султанов Д.А., Нагманова А.Н., 2021
УДК 62-233.3/.9
Шевченко С.В.,
канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Машиноведение», Луганский государственный университет им. В. Даля,
Луганск, ЛНР Муховатый А.А., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Машиноведение», Луганский государственный университет им. В. Даля,
Луганск, ЛНР Кроль О.С., канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры «Машинстроение и прикладная механика», Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля,
Северодонецк, Украина
РАВНОПРОЧНОСТЬ СТУПЕНЕЙ ЧЕРВЯЧНО-КОНИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА
Аннотация
Предложен вариант разбивки передаточного числа двухступенчатого червячно-конического редуктора по ступеням из условия их равнопрочности, при котором одновременно реализуются благоприятные условия смазки колес обеих ступеней. Численный анализ выполнен для нескольких сочетаний материалов червячного колеса и твердостей зубьев конического колеса.
Ключевые слова
Редуктор, ступень, передаточное число редуктора, червячная передача, коническая передача, равнопрочность.
