Как се монтират и поддържат тръбите от ковки чугун?

Планиране преди монтажа и подготовката на площадката за тръби от ковки чугун

Оценка на площадката, планиране на траншеята и съответствие със стандартите AWWA C600

Оценката на обекта трябва да предшества монтажа на тръби от ковки чугун – това е наистина важна стъпка. Анализът на геологията помага да се определи какъв тип почва имаме, на каква дълбочина се намира подземната вода и дали има скрити препятствия в земята. Всички тези подробности са от голямо значение за правилното проектиране на траншеите и за определяне на начина, по който ще бъдат подпомагани по-късно. При изграждането на траншеите те трябва да следват планираните наклони, но същевременно да се вземат предвид съществуващите подземни комуникации и нестабилните почвени условия. Според стандарта на AWWA широчината на траншеята трябва да е приблизително 1,5 пъти по-голяма от диаметъра на тръбата плюс още около един фут. Това осигурява достатъчно място за работа по фугите, за визуална проверка на всичко и за правилно уплътняване на околните материали. Днес геодезистите използват лазерно оборудване, за да гарантират точността на височинните отметки, като поддържат отклоненията под 0,5 %, за да се осигури правилно протичане на водата през системата. За повечето проекти почвата трябва да издържа поне 1500 паунда на квадратен фут. Ако това изискване не е изпълнено, строителните бригади трябва да предприемат мерки като отпомпване на излишната вода или доставка на по-качествени почвени смеси, за да стабилизират участъка.

Проектиране на основа и класификация на почвите за структурна подкрепа на тръби от ковки чугун

Начинът, по който проектираме основата, има значително влияние върху това колко добре ще функционират конструкцията с течение на времето. При избора на материали класификацията на почвите според Единната система за класификация на почвите има голямо значение. Например, пясъкът по ASTM C33 трябва да бъде уплътен поне до 95 % от плътността по Проктор, за да се разпределят правилно натоварванията под долната част на тръбите. При кохезивни почви като типове CL или CH полагането на около шест инча (около 15 см) чакъл като подложка помага да се предотвратят проблеми с неравномерното потъване. Фактическият ъгъл на основата зависи от вида натоварване, което системата ще поема, и от конкретните почвени условия на строителната площадка.

На преходите между различни класове почви е задължително използването на геотекстилна разделителна тъкан, за да се предотврати смесването им. Окончателното изпитване за деформация според ASTM F1216 трябва да потвърди, че овалността на тръбата остава под 5 %.

Правилна инсталация на тръби от ковък чугун: съединяване, подравняване и най-добри практики на терена

Монтаж на тласкови и механични съединения при променливи условия на строителната площадка

Постигането на добра цялостност на съединенията всъщност се свежда до последователното спазване на правилните процедури стъпка по стъпка. При работа с натискови съединения първо задължително почистете внимателно както шипа, така и гнездото. Нанесете смазката само там, където това е най-важно — директно върху уплътнителния материал. Не забравяйте да подравните правилно шипа при вмъкването му на място, тъй като нецентрираните монтажи често водят до изместване (екструзия) на уплътнението, което предизвиква онези досадни течове в системи под налягане. При механични съединения болтовете трябва да се затягат равномерно, като се използва звездообразен модел, като се запази точно предписаната от производителя разстояние от 0,5 инча между фланците. Ако има вода в района, потопяемите помпи трябва да работят, за да се поддържат траншеите сухи по време на извършване на съединенията. Топлинното разширение също става проблем, особено при тръби, монтирани над земята, където температурните колебания надхвърлят 30 градуса по Фаренхайт. Предвиждайте около четвърт инч допълнително пространство на всеки сто фута тръбопровод. Обръщайте внимание и на ъгловите отклонения по време на монтажа — те не бива да надхвърлят два градуса спрямо централната ос, иначе по-късно ще възникнат проблеми.

Потвърждаване на подравняването и контрол на допуските според AWWA C151/A21.51

Инструментите за проучване, ръководени от лазери, проверяват подравняването веднага след сглобяването на всеки фланец, за да се гарантира, че всичко е подравнено хоризонтално и вертикално според проектните изисквания. В тази област от индустрията също са установени много строги допуски. За ъглите трябва да се поддържа отклонение от не повече от около 1,5 градуса във всеки точка на свързване. При паралелните отмествания отклонението не може да надвишава един инч (2,54 см) на разстояние от 50 фута (около 15,24 м). За вертикалните наклони отклонението трябва да е в рамките на ±0,1 фута (±3,05 см) спрямо предвиденото в проекта. Също така има голямо значение дълбочината на полагане, особено в участъци, през които минава трафик. Според нормативните изисквания на Департамента по транспорт (DOT) минималната дълбочина под земната повърхност трябва да е поне три фута (около 0,91 м). След като се поставят първите шест инча (около 15,24 см) от материал за обратно засипване, извършете повторна проверка с помощта на мандри. Ако има някакво огъване или усукване, което надвишава 5 % от действителния диаметър на тръбата, то трябва незабавно да се коригира според стандарта AWWA C151. Записвайте всички тези данни чрез геопространствени картиращи програми, тъй като документирането е задължително за съответствие с нормативните изисквания и за поддържане на добри архиви за бъдеща поддръжка.

Процедури след инсталацията: засипване, хидростатично изпитване и дезинфекция

Контролирано засипване и уплътняване за предотвратяване на деформация на тръби от ковки желязо

Последователността и контролът на операциите по засипване са от критично значение за поддържане на правилната геометрия и подравняване на тръбите по време на монтажа. Започнете с поставяне на избран гранулиран материал, свободен от камъни, отпадъци или замръзнали парчета, до приблизително половината височина на тръбата. Уплътняването трябва да се извършва в пластове с дебелина около 15–20 см, докато материала е при оптималното си съдържание на влага, като се цели минимум 95 % от плътността по стандартния метод на Проктор като референтна стойност. Според насоките, установени в AWWA M41, деформацията на тръбите не бива да надвишава 3 % при нормални почвени натоварвания. При засипване над т.нар. „линия на пружината“ (springline), временният подпорен системи стават абсолютно задължителни, за да се запази кръглата форма и правилното подравняване на тръбата през целия процес. На финалните етапи местната почва се уплътнява в слоеве по 30 см, като се обръща особено внимание на областите, известни като „ханшове“ (haunches), особено в непосредствена близост до тръбните съединения, където е необходимо пълно латерално подпирание. Опитът от реални строителни площадки е показал, че некачествените практики за уплътняване могат да увеличат риска от деформация приблизително с 70 %, което потенциално намалява полезния живот на инсталираните тръбопроводни системи с 15–20 години в зависимост от условията.

Протоколи за хидростатично налягане и съответствие с дезинфекцията с хлор

След завършване на работите по запълване с почва следва хидростатичното изпитване, което трябва да се извърши според стандарта AWWA C600. Основното правило тук е просто математическо: умножава се нормалното работно налягане на системата по 1,5, за да се получи изискваното изпитателно налягане, след което това налягане се поддържа поне два часа непрекъснато. При подготовката на изпитателните участъци техниците трябва да ги изолират правилно, като използват точно калибрирани манометри. Ако спадът в налягането надвишава 2 psi за всеки 100 фута тръба, това обикновено показва наличие на някакъв проблем, който заслужава допълнително проучване. За целите на дезинфекцията повечето инсталации използват концентрации на свободен хлор между 10 и 50 mg/L. Трябва да се остави да действа поне цял ден, след което цялата система се изплаква основно, докато остатъчните концентрации на хлор станат равни на тези на местния водоснабдителен източник. Нито една система не се пуска в експлоатация, преди да е издържала бактериологичните изпитания. Според реални данни от практиката системите, които стриктно спазват тези процедури, показват около 98 % безтечност при инспекция след петгодишна експлоатация. Затова воденето на подробни протоколи за всички резултати от изпитанията остава изключително важно по време на неизбежните регулаторни проверки в бъдеще.

Дългосрочно поддръжка и гарантиране на производителността на системи от тръби от ковки чугун

Корозионна защита: циментово-малтова облицовка, катодна защита и двойни защитни системи

Управлението на корозията е основополагащо за постигане на експлоатационен живот на тръбите от ковки чугун, надхвърлящ 70 години. Три взаимно допълващи се стратегии са установени като индустриален стандарт:

• Циментово-малтова облицовка , прилагана върху вътрешната повърхност, формира алкална пасивираща пластинка, която намалява вътрешната корозия до 90 % в системи за питейна вода
• Катодна защита , осъществявана чрез жертвен анод или системи с принудителен ток, противодейства на електрохимичното разрушение в агресивни почви
• Двойни защитни системи , комбиниращи полиетиленова обвивка с епоксидно запечатани съединения, осигуряват здрава защита в екстремни среди – включително крайбрежни зони и почви с високо съдържание на сулфиди

Годишната верификация включва проби за дебелина на облицовката и картиране на почвеното съпротивление според стандарта NACE SP0169, за да се потвърди непрекъснатата ефективност на защитата.

Мониторинг по време на експлоатация, инсталиране на сервизни тръбни отводи и най-добрите практики за откриване на течове

Когато водоснабдителните компании преминат от реагиране върху проблеми след тяхното възникване към прогнозиране на неизправности преди те да се проявят, цялата стратегия за поддръжка се променя. Звуковите технологии за откриване на течове, използващи подводни микрофони, могат да локализират течовете с точност до около един метър, което намалява загубите на вода, която никога не се фактурира, приблизително с 15 %. За сервизните връзки тръбите изискват специални фитинги, отговарящи на стандарта AWWA, за да се запази цялостността на главната мрежа при добавяне на разклонения. Докато системите са извадени от експлоатация за планова поддръжка, тези магнитни инспекционни инструменти, наречени „умни свинчета“ (smart pigs), измерват с изключителна прецизност дебелината на тръбните стени. Също така е от съществено значение да се получават точни показания за налягането в цялата система. Когато тези данни се комбинират с районно-специфично мерене, повечето проблеми могат да бъдат открити и отстранени за около един ден, което осигурява непрекъснато и безпроблемно функциониране въпреки неизбежното износване с течение на времето.