Свойства труб и свойства трубопровода

Только комплексно проанализировав взаимодействие таких факторов, как характеристики самой трубы, глубина ее заложения, нагрузка на поверхность, свойства и качество грунта в месте прокладки, наличие грунтовых вод, вероятность смещения грунта и электрохимической коррозии, можно сделать вывод о возможности применения труб из того или иного материала. 

Производители жестких труб (ЧШГ является материалом, характеризующимся большой жесткостью) часто приводят в качестве преимущества избыточные показатели прочности своих труб. Но является ли это действительным преимуществом? Ведь переносить свойства самого материала (например, ЧШГ) на свойства трубопровода из данного материала нельзя. Трубопровод является системой, а труба - лишь ее частью. При ненадежном стыковом соединении все преимущества «суперпрочного» материала, "выдерживающего многократные перегрузки по давлению», сводятся на нет.

Системы жестких труб, соединяемых в раструб, в условиях подвижных или болотистых грунтов не могут обеспечить общей герметичности трубопровода. Специалистам строительных и коммунальных служб знакома проблема разгерметизации стыковых соединений на чугунных трубах в результате подвижек грунта. Для обеспечения реальной долговечности чугунных и стеклопластиковых трубопроводов соединенных в раструб, возникает необходимость в существенном укреплении траншей: устанавливают бетонные блоки, упоры в местах поворота трассы, забиваются сваи... Надо ли упоминать о том, насколько при этом возрастают общие затраты на создание и обслуживание трубопроводов из раструбных труб? Существенно увеличиваются и сроки строительства. Справедливости ради следует заметить, что чугунные трубы можно соединять сваркой, а трубы из стеклопластика - склейкой. Однако в практике строительства такие виды монтажа не нашли применения. Реальными продуктами, присутствующими на рынке, являются трубы из ЧШГ и стеклопластика, соединяемые в раструб. Со всеми упомянутыми выше недостатками.

Сходная картина и за рубежом. Вот что говорит Майк Шеферд (Mike Shepherd) из Британской компании Thames Water Utilities, Ltd.. ведущей сегодня замену изношенных лондонских чугунных водопроводов на современные трубы из полиэтилена: "Мы осуществляем реновацию существующих водопроводных сетей, поскольку они имеют множество расстыковок и утечек. Данные работы позволят нам и в будущем предоставлять потребителям услуги высокого уровня». Thames Water Utilities обосновывает свое решение о применении полиэтиленовых труб их способностью надежно работать в условиях подвижных глинистых грунтов и «агрессивной городской нагрузки», которую оказывает на почву 8-миллионный мегаполис. Какому «агрессивному» воздействию городской среды неспособны противостоять трубы из жестких материалов?

В качестве наглядного примера такого воздействия можно привести череду серьезных аварий, произошедших в Москве зимой 2005-2006 гг. Отказы приходились на водопроводы из материалов, характеризующихся большой жесткостью (сталь, бетон, чугун). Самой неприятной аварией стало разрушение магистрального трубопровода холодного водоснабжения, приведшее к затоплению на правительственном Рублевском шоссе. Уровень воды на проезжей части поднялся до двух метров, движение на трассе было остановлено на 3 часа. Также было затоплено два яруса подземного гаража элитного дома. Это уже не первый прорыв из целой серии аварий на магистралях холодного водоснабжения в Москве, спровоцированных заморозками и смещением грунта. Специалистам приходилось исправлять разрушения на трубах из материалов, характеризующихся большой жесткостью (чугун, сталь) в т.ч. диаметром 300, 960 и 1400 мм Всего было зафиксировано 620 отказов сетей водоснабжения из-за морозов и промерзания грунта. Это более чем в 10 раз выше показателей прошлых лет. Если бы не четкие действия аварийных служб Мосводоканала (люди работали по 12-14 часов в сутки), последствия могли быть значительно тяжелее.

Вот что говорит Станислав Храменков. генеральный директор МГУП «Мосводокэнал»: «Глубина промерзания сегодня по Москве составляет 2 метра 25 сантиметров. В отдельных местах - 2.30. Водоводы проложены примерно на этих же отметках, на этой же глубине. И, скорее всего, из-за температурных напряжений стальные трубы не выдерживают мороза, промерзания грунта. И происходят физические повреждения». По словам С.В.Храменкова. и сами трубы, проложенные в Москве, очень ненадежны. 70% трубопроводов были сделаны из некачественной стали, 30% - из чугуна, у них довольно хрупкие соединения на стыках.

«Наши подрядчики не попали в двухсотмиллиметровую трубу. - говорит главный инженер управления водоснабжения «Мосводоканала» Виктор Подковыров. - Вместо нее попали в магистральную трубу высокого давления. От удара стыки разошлись, и потоки воды вырвались, размывая яму…»

Рис. 2. Состояние российских водопроводов системы водоснабжения по видам материалов (тыс. км). 2003 г.

Рис. 3. Данные обследования систем водоснабжения Западной Германии "Союзом Германии по водо- и газоснабжению» (DVGW) за 1999 г.