Технологія прокладання трубопроводів з металевих труб

Монтаж чавунних трубопроводів. Доставлені на трасу будівництва труби, які пройшли приймання, розкладають уздовж траншеї на відстані не менше 1...1, 5 м від бровки траншеї. Труби розташовують у напрямку їхнього укладання в траншеї (тобто проти руху рідини по майбутньому трубопроводі).

На початку монтованої ділянки трубопроводу, особливо при закладенні розтрубних стиків гумовими манжетами, що самоущільнюються, влаштовують кінцевий бетонний упор для перших труб. Легкі труби (діаметром до 200 мм) опускають у траншею вручну за допомогою канату, який пропускають всередині труби або яким обв'язують трубу в кінцях. Труби діаметром більше 200 мм укладають звичайно за допомогою монтажних стрілових кранів або кранів-трубоукладчиків. Труби укладають стріловими кранами при їхній розкладці на бермі, що вимагає повороту стріли піднімального механізму (рис. 4.14, а), а кранами трубоукладачами, коли не потрібний поворот крана (рис. 4.14, б).

Опущену в траншею трубу заводять гладким кінцем у розтруб раніше покладеної. При цьому стежать, щоб він не доходив до упора розтрубу на відстань, рівну залежно від діаметра труб від 5 до 9 мм при закладенні стику пасмом і від 5 до 10 мм при закладенні гумовою манжетою. Для перевірки наявності такого зазору застосовують дротовий шаблон (рис. 4.14, в), який після введення в розтруб повертають на 90°.

Після заведення гладкого кінця чавунної труби в розтруб раніше покладеної роблять її центрування, потім приступають до центрування розтрубного кінця труби, що вкладається по осі трубопроводу в горизонтальному й вертикальному напрямках. У горизонтальному напрямку труби центрують за допомогою виска, підвішеного до тонкого дроту, який натягають між обносками по осі трубопроводу. Центрування у вертикальному напрямку часто необхідно для укладання труб по заданому ухилу, тому положення розтрубного кінця труби, що вкладається перевіряють або шляхом візування, або із застосуванням лазерного нівеліра.

При способі візування на початку й кінці ділянки трубопроводу, що укладається встановлюють обноски, до яких прикріплюють постійні візирки, верхні краї яких перебувають на однаковій висоті від труби з урахуванням заданого ухилу. Висота візирок повинна бути приблизно на рівні очей. Таким чином, візирна вісь буде паралельна проектній осі трубопроводу. Для перевірки правильності укладання труб роблять ходову візирку довжиною, рівної відстані від лотка труби до візирної осі.

Рис. 4.14. Схема укладання чавунних труб у траншею:

I − попереднє гідравлічне випробування; II − присипка ґрунтом до 0, 5 діаметра з ущільненням; III − укладання труб і монтаж; IV − влаштування профільованої основи; 1− пересувні тимчасові будинки; 2 − гусеничний кран; 3 − труби (розкладка); 4 − бульдозер; 5 − екскаватор; 6 − стикування труб; 7 − укладання труб; 8 − дротовий гак-шаблон; 9 − лазерний нівелір; 10 − покладена труба; 11 – труба, що вкладається; 12 − вісь трубопроводу (промінь лазерного нівеліра); 13 − напівпрозорий екран для центрування променя; 14 – екран

У процесі укладання кожної труби на її лоток установлюють ходову візирку й поглядом з однієї нерухомої візирки на другу перевіряють положення ходового візиря в проміжній точці. Постійні віизирки в траншеях з укосами встановлюють безпосередньо в траншеї, а при укладанні труб у траншеї з вертикальними укосами й кріпленнями - над траншеєю.

Труби за заданим ухилом укладають за допомогою лазерного нівеліра (рис. 4.14, г), який встановлюється на початку ділянки й налагоджується так, щоб його промінь у точності збігався з поздовжньою віссю трубопроводу.

Герметичність і водонепроникність розтрубних стиків чавунних трубопроводів досягається закладенням розтрубної щілини прядильним просмоленим і бітумінізованим пасмом з наступним влаштуванням замка з азбестоцементної суміші, що утримує пасмо від видавлювання гідравлічним тиском (рис. 4.15). Останнім часом застосовують мастики-герметики. При закладенні стиків гумовими манжетами, що самоущільнюються, влаштування замків не потрібно.

Рис. 4.15. Стик чавунних напірних труб:

а − послідовність укладання прядив'яних пасем; б − готовий стик; 1, 2, 3 − прядив'яні пасма; 4 − азбестоцементний замок

Зачеканювання розтрубних стиків пасмом. Прядив'яне пасмо вводять у розтрубну щілину до упора розтрубу на таку глибину, щоб залишилося місце для влаштування замка. Оскільки товщина джгута з пасма трохи перевищує ширину розтрубної щілини, його проштовхують у стик за допомогою конопатки. Спочатку від руки, а потім сильними ударами молотка (при ручному карбуванні) джгут вводять у кільцевий зазор. При механічному карбуванні джгут ущільнюють пневматичним інструментом. Для створення необхідної герметичності стику закладають у щілину два-три джгута, причому так, щоб захлести їх не збігалися по довжині кола. Після закладення стику пасмом роблять азбестоцементний замок.

Монтаж і влаштування стиків на гумових манжетах. При монтажі чавунних труб зі стиковими з'єднаннями на гумових манжетах стик ущільнюється завдяки радіальному стиску манжети в розтрубній щілині.

Труби на стиках з гумовими манжетами, що самоущільнюються, монтують у наступний спосіб. Труби краном подаються у траншею в напрямку укладання трубопроводу на відстані 0, 4...0, 5 м від розтрубу покладеної труби, утримуючи її у висячому положенні. Далі за допомогою шаблона й крейди розмічають лінії обмеження введення гладкого кінця в розтруб з урахуванням необхідного зазору, після чого в паз розтрубу закладають гумову манжету. Одночасно зовнішню поверхню гладкого кінця труби до лінії обмеження і внутрішню поверхню манжети змазують графітно-гліцериновим змащенням, а потім трубу центрують і за допомогою монтажного пристрою вводять у розтруб раніше покладеної до обмежувальної лінії. Оскільки при стикуванні чавунних труб на гумових манжетах потрібні більші зусилля, з цією метою застосовують різні пристрої (рис. 4.16). Після введення втулкового кінця труби в розтруб раніше покладеної, центрують розтрубний кінець труби, що укладається і закріплюють положення її підсипанням ґрунту в пазухи з ущільненням до половини діаметра, залишаючи не засипаними приямки й стикові з'єднання.

Рис. 4.16. Влаштування стику чавунних труб з манжетами, що самоущільнюються:

а − натяжним гвинтом; б − важільно-рейковим пристроєм; 1 − важіль; 2 − рейка; 3 − гвинтові захвати; 4 − лінія обмеження; 5 − монтована труба; 6 − канат; 7 − упорна й натяжна балки; 8 − гвинтовий пристрій

Монтаж сталевих трубопроводів. Для прокладання зовнішніх мереж водопостачання і в окремих випадках напірної мережі водовідведення застосовують сталеві труби (безшовні холодно - і гаряче деформовані, електрозварні з поздовжнім і спіральним швом та ін.), які з'єднують між собою зварюванням, а в місцях установки арматури (засувок, кранів, вентилів, тощо) - на фланцях.

Зварювання труб. Найчастіше застосовується електродугове ручне зварювання, у середовищі захисних газів або під флюсом напівавтоматичне й автоматичне. Воно здійснюється постійним і змінним струмом. Зварювання сталевих трубопроводів повинні проводити висококваліфіковані зварювальники. Разом з тим виконується попередній й остаточний контроль за якістю зварених з'єднань.

Важливим етапом виконання звареного стику є підготовка крайок трубопроводів, які зварюються. Труби очищають від забруднень, перевіряють геометричні розміри розділки крайок, зачищають крайки, а також прилягаючі до них зовнішню і внутрішню поверхню труб (на відстані не менш 10 мм від крайки) до металевого блиску.

При товщині стінки трубопроводів, які зварюють, до 4 мм розділку крайок не роблять, при більшій товщині на крайках труб виконують фаски під кутом 30^о з притупленням, величина якого залежить від товщини стінки труб і виду застосованого зварювання.

Для стикування труб, при зварюванні використовується зовнішні й внутрішні центратори (рис. 4.17). З їх допомогою закріпляються труби, виконують прихватку й перший (корінний) шар зварного шва.

Дугове зварювання сталевих труб здійснюється поворотом їх навколо своєї осі (поворотні стики) і без повороту (рис. 4.17, а). Неповоротні стики зварюють, починаючи з нижньої утворюючої труби в 50 мм від вертикального діаметра труб (рис. 4.17, б). Зварювання виконують швом у два-три шари: перший шар, як уже вказувалося, називають кореневим, другий - заповнючим і останній - лицювальним.

Рис. 4.17. Види центраторів:

а, б − гвинтовий і ексцентриковий (для труб діаметром до 350 мм); в − зовнішній ролико- ланковий (для труб 520-1020 мм); г – внутрішній гідравлічний (для труб 520-1220 мм); 1 – натяжний гвинт; 2 – зваренні труби; 3 − отвір для вирви; 4 − елементи, що центрують; 5 − стик труб; 6 – штанга; 7 – ролики

Труби діаметром до 500 мм зварюють безперервним швом, а труби більших діаметрів - переривчастим. Неповоротні стики труб більших діаметрів, при необхідності прискорення проведення робіт, зварюють одночасно два або три зварювальника за схемами, наведеними на рис. 4.18, в, г.

Якість зварених з'єднань труб значною мірою залежить від режиму зварювання, що визначають параметри й характер струму, його полярність, довжина дуги, швидкість зварювання, амплітуда коливань і виліт електродів, їх розмір і склад покриття, температура основного матеріалу труб у момент початку зварювання.

Рис. 4.18. Зварювання сталевих труб:

а, б − послідовність операцій при ручному електрозварюванні стиків труб поворотним і неповоротним тришаровим швом; в − порядок накладення кореневого шару шва при зварюванні труб великого діаметра трьома зварювальниками; г − те саме для заповнення іншої частини шва двома зварювальниками; 1 – труби, що зварюють; 2 − лежні під труби; I, II, III − послідовність накладення шва неповоротного стику, 1, 2, 3 у кружках − позиції зварювальників

Ручне зварювання неповоротних стиків дуже трудомістке і часто стримує темп прокладання трубопроводу, тому останнім часом частіше застосовується напівавтоматичне й автоматичне зварювання за допомогою, наприклад, зварювального автомата, що складається із самохідного візка, зварювальної головки й пульта керування. У процесі зварювання головка переміщується навколо труби по напрямному поясу й зварює труби електродним дротом.

Для зварювання труб діаметром 1420 мм з товщиною стінки 20 мм застосовують комплекс устаткування, який включає: верстат для обробки країв, центратор-автомат для збирання труб і варення усередині першого (кореневого) шару шва, зварювальні головки-автомати для зварювання зовнішніх шарів, а також агрегат живлення. Їм можна зварювати до 38 стиків у зміну при швидкості зварювання до 70 м/год.

Контроль зварених стиків сталевих трубопроводів виконують як у процесі збирання і зварювання трубопроводів, так і після виконання зварених стиків (візуальний контроль і контроль не руйнуючими методами).

При зовнішньому огляді зварені стики не повинні мати тріщин, підрізів глибиною більше 0, 5 мм, кратерів і пор, що виходять на поверхню шва. Посилення шва (валик) повинне становити для поворотних стиків не менше 1, 5 мм, а для неповоротних стиків не менше 2...2, 5 мм. До внутрішніх дефектів зварених швів відносяться непровари, шлакові включення, газові пори й тріщини. Внутрішні дефекти контролюють не руйнуючими методами: ультразвуком і просвічуванням стику рентгенівськими променями. Першим методом визначають місце розташування дефекту, другим - характер дефекту. Обов'язковому контролю підлягають стики, зварені в незручних умовах (неповоротні). Радіографічні знімки, зареєстровані результати ультразвукової дефектоскопії, і феромагнітні стрічки зі стиків зберігають в польовій випробувальній лабораторії до здачі трубопроводу в експлуатацію.

Рис. 4.19. Схема організації зварювальних робіт на установці Уаст-1