 |
Тезисы докладов Инвестиционного форума «Этапы реализации Национального проекта "Доступное и комфортное жилье – гражданам России"»
(Ярославль, 28 - 30 июня 2007 г.)
Проектирование и строительство инженерных сетей с применением хризотилцементных труб. Основные критерии при выборе труб, экономические аспекты применения напорных труб в тепловых сетях и сетях горячего водоснабжения
Бабич Владимир Александрович, главный конструктор ОАО «НИИтракторосельхозмаш» (г. Челябинск)
В моем докладе речь пойдёт об асбестоцементных изделиях, где волокна асбеста химически связаны с цементом (упакованы в цементную матрицу) и поэтому имеют совсем иные свойства, они просто безопасны. Собственно асбестовая пыль при использовании асбестоцементных материалов не выделяется. Применение асбестоцементных изделий в строительстве с медицинской точки зрения определяется Гигиеническими нормативами ГН 2.1.2/2.2.2.1.1009-00, утверждёнными Минздравом РФ в 2001 году. Любую опасность надо оценивать разумно: никто из нас не согласится не сходя с места выпить ведро самой чистой и полезной воды, однако все мы, даже не задумываясь, ходим по безусловно канцерогенному асфальту, вдыхаем канцерогенные выхлопы автомобилей, курим, поедаем солёную и копчёную рыбу… Все эти продукты в перечне канцерогенов стоят намного впереди асбеста! На предприятии «Сухоложскасбоцемент» (Свердловская область) ежедневно контактируя с асбестом работает более 700 человек. Онкологических заболеваний там не было и нет…
Типоразмеры асбестоцементных напорных труб определяются ГОСТ 539-80, методы испытаний - ГОСТ 11310-90. В советское время асбестоцементные трубы были строго фондируемым материалом и использовались практически полностью в мелиоративных сооружениях. Государственных нормативных документов по применению асбестоцементных труб в промышленном и гражданском строительстве просто не было. С распадом Советского Союза появилась реальная возможность широкого применения асбестоцементных труб на строительных объектах в России, что потребовало создания нормативной базы. Во-первых, был переиздан СНиП Тепловые сети. В тексте СНиП 41-02-2003 пунктом 10.3. определены параметры теплоносителя, при которых возможно применение в сетях теплоснабжения неметаллических труб - это давление не более 1,6 МПа и температура не более 115 С. Пункт 10.4. позволяет использовать неметаллические трубы как в открытых, так и закрытых системах горячего хозяйственно-питьевого водоснабжения. СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. пунктом 8.21. определяет асбестоцементные трубы, как основной материал для трубопроводов холодного водоснабжения и требует дополнительного обоснования для применения металлических труб.
Наконец, в 2006 году был переиздан Свод правил СП 41-106-2006 Проектирование и монтаж подземных трубопроводов теплоснабжения и горячего водоснабжения из асбестоцементных труб. Главные его отличия:
- возможность применения асбестоцементных труб в сетях объектов не только третьей, но и второй категории надёжности теплоснабжения, т.е. для отопления жилых домов и общественных зданий, а это - прорыв, появление реального рынка для производителей и возможности серьёзно сэкономить для «продвинутых» проектировщиков и строителей;
- заявленный в СП 41-106-2006 срок службы теплопроводов из асбестоцементных труб - 25 лет вызвал необходимость подтверждения работоспособности резиновых уплотнителей в реальных условиях. Московский НИИ эластомеров завершил работу по разработке и испытаниям уплотнительных колец из теплостойкой резины;
- «узаконена» конструкция специальных узлов поворотов, отводов, переходов с одного диаметра на другой, выхода из-под земли и пр. Более подробно см. ниже;
- в СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. кратко упомянута применительно к стальным трубам разработанная во ВНИПИэнергопроме (г. Москва) пенополимерминеральная теплоизоляция. В СП 41-106-2006 пенополимерминеральная теплогидроизоляция впервые применена к асбестоцементным трубам. Главное её отличие от всех других - свойства, близкие к пенополиуретановой, но при изготовлении на поверхности образуется полупроницаемая корка с несущей способностью до 12 кГ/см2.
Эта корка не пропускает в монолит теплоизоляции влагу извне, зато при эксплуатации позволяет изоляции избавляться от паров воды. Высокая прочность корки позволяет прокладывать изолированные трубы бесканально. ОАО НИИтракторосельхозмаш (г. Челябинск) располагает утверждёнными и зарегистрированными техническими условиями и технологическим регламентом на пенополимерминеральную теплоизоляцию для асбестоцементных напорных труб, изготовлена опытная партия предварительно изолированных асбестоцементных труб. Надо сказать и о стоимости: в отличие от пенополиуретановой изоляции не нужна «рубашка» из полиэтиленового рукава, а в составе изоляции - более 40% по весу дешёвого строительного песка.
Ввиду действия закона РФ «О техническом регулировании» предприятия, выпускающие асбестоцементные изделия, определяют требования к своей продукции частными техническими условиями. Асбестоцементные напорные трубы выпускаются длиной 3,95 или 5 метров и с проходным сечением 100, 150, 200, 250, 300, 400 и 500 мм. В советское время в районе Симферополя был проложен водовод длиной около 20 км из труб с проходным сечением более 700 мм, однако изготовление труб большого диаметра технологически более сложно.
Асбестоцемент - это фибробетон, то есть, бетон, армированный волокном. Полученный с добывающего предприятия асбест механически измельчают и распушают до разделения волокон, в количестве 15 % подмешивают к 85 % цемента и добавляют воду. Полученную пульпу выливают на сетчатый барабан и отжатую плёнку толщиной 0,2 мм и шириной, как длина будущей трубы, наматывают на скалку, добиваясь необходимой толщины стенки, а, значит, и прочности трубы. В процессе изготовления трубы волокна асбеста ориентируются, в основном, по касательной, что и обеспечивает высокую прочность при нагружении внутренним давлением. «Сухоложскасбоцемент» (г. Сухой Лог Свердловской обл.) с 1937 года выпускает напорные трубы, в частности, для теплопроводов, Ду 100 мм на рабочее давление 1,6 МПа, гарантируя работоспособность при 150 С. Эта труба при испытаниях на разрушение внутренним давлением выдерживает не менее 5,8 МПа, а образец длиной 200 мм раздавливается усилием не менее 1600 кГ.
Любой вид асбестоцементной продукции заводы сопровождают санитарноэпидемиологическим заключением, опасная продукция на рынок не поставляется.
Концы каждой трубы по наружному диаметру обтачиваются для получения точного размера и заданной шероховатости. Соединение труб в трубопровод производится при помощи асбестоцементных же муфт, имеющих на внутренней поверхности канавки с установленными в них упругими резиновыми кольцами. Кольца имеют сложное сечение: похожи на манжеты, и под действием давления воды в трубопроводе надёжно поджимаются к уплотняемым поверхностям. В месте соединения трубы и муфты предусмотрен гарантированный радиальный зазор, позволяющий при упругой деформации резинового уплотнителя изгиб трубопровода до 3 угловых градусов в каждом соединении. Монтажный зазор между торцами труб позволяет обойтись без температурных компенсаторов. Асбестоцемент имеет коэффициент температурного удлинения в 12 раз меньше, чем у стали. Пятиметровая асбестоцементная труба при нагреве на 100 С удлиняется всего на 0,4 мм. При этом каждый конец трубы упруго деформирует резиновое кольцо на 0,2 мм.
Коэффициент теплопроводности у асбестоцемента в 140 раз меньше, чем у стали, а стенка асбестоцементной трубы толще, чем у стальной, в три… четыре раза. Поэтому асбестоцементная труба допускает применение упрощённой теплоизоляции - засыпной (керамзит, граншлак). А в случае применения пенополиуретановой теплоизоляции её слой в три раза тоньше, чем на стальной трубе. Например, для трубы Ду 100 мм достаточно всего 14 мм пенополиуретана. Более совершенная теплоизоляция - пенополимерминеральная. Она предназначена для бесканальной прокладки, но при этом не нуждается в герметичной защитной оболочке из полиэтилена и благодаря своим свойствам не требует применения сложной системы оперативного диспетчерского контроля состояния влажности теплоизоляции.
Асбестоцемент является хорошим диэлектриком, поэтому асбестоцементные трубопроводы, да ещё поделенные на пятиметровые электроизолированные секции резиновыми кольцами, не подвержены электрохимической коррозии под действием блуждающих токов и не нуждаются в гидроизоляции. Поэтому им нет равноценной замены для трубопроводов в промышленных зонах, городах с электротранспортом и на железнодорожных станциях, где все магистрали вытянуты вдоль путей. В этих условиях стальные трубы служат всего около двух лет…
Наиболее полно экономические преимущества применения асбестоцементных труб реализуются при бесканальной прокладке - не нужны лотки, отпадает необходимость в гидроизоляции и катодной защите, не надо возиться с минераловатной изоляцией в траншее или с обязательной по СНиП системой оперативного диспетчерского контроля влажности теплоизоляции в случае применения пенополиуретана.
Действующая технология изготовления асбестоцементных труб позволяет получать только прямолинейные изделия. Конечно, из асбестоцементной пульпы можно отлить в опалубке любой тройник или крестовину, но волокна асбеста в них будут расположены хаотично, а не направленно и о прочности такого изделия говорить не приходится. Поэтому все фасонные изделия в асбестоцементных трубопроводах традиционно были стальными. В месте перехода с асбестоцемента на сталь применялись фланцевые сальниковые уплотнения. Необходимость гидроизоляции и крепления стальной «фасонки» к неподвижной опоре вынуждала на каждом отводе или повороте трассы из асбестоцементных труб строить тепловую камеру. ОАО НИИтракторосельхозмаш (г. Челябинск) разработана и запатентована нормаль, представляющая собой набор специальных узлов - бетонных коллекторов "кубиков", в которые и залита вся «фасонка», заканчивающаяся на торцевых поверхностях коллектора стандартными асбестоцементными муфтами. Корпус коллектора, благодаря развитой поверхности, играет роль неподвижной опоры, бетон защищает сталь от воздействия влаги и снижает потери тепла. Можно в подобном коллекторе разместить не стальные, а пластиковые фасонные части, тогда корродировать будет вообще нечему. Даже при коррозионном разрушении стальных фасонных элементов специальный узел продолжит работать, ведь канал в бетоне останется неизменным. Упомянутая нормаль достаточно универсальна, содержит коллекторы на различные диаметры труб, переходы с одного диаметра на другой, повороты, отводы, выходы из-под земли…
Для монтажа-демонтажа муфт, садящихся резиновыми кольцами на уплотнительные поверхности труб с ощутимым натягом, спроектированы и отработаны монтажные приспособления. Сейчас в работе уже «третье поколение», самое совершенное из ручных.
При необходимости укоротить трубу можно воспользоваться ножовкой по металлу. А вот проточить конец трубы, чтобы уплотнить его в муфте - проблема. Распространённый токарный станок 16К20 работает с заготовкой длиной немногим больше метра, да и то с люнетом (дополнительной опорой). А если труба длиной метра три с половиной? Такие станки не на каждом заводе найдёшь! У нас есть также запатентованное приспособление, которое позволяет после подгонки по длине прямо на краю траншеи вручную за пару минут проточить под уплотнение конец асбестоцементной трубы любой длины, подобно тому, как затачивают точилкой карандаш.
Немного экономики.
Стальная водогазопроводная труба Ду 100 мм стоит сегодня около 280 руб./м. Такая же, но асбестоцементная - около 70 руб./м. Подземный бесканальный трубопровод из асбестоцементных труб (если нет поворотов и отводов) стоит втрое дешевле, чем из стальных.
По конкретному проекту реконструкции участка подземной двухтрубной теплотрассы Ду 300 мм длиной 70 м: разница в стоимости замены стальной трубы на стальную или асбестоцементную составила 250 тыс. руб. Это стоимость ремонта, а впереди - эксплуатационные расходы, которые для асбестоцементной трубы втрое меньше.
Асбестоцементные теплотрассы успешно эксплуатируются в Курске, Белгороде. На Урале, в Миассе и в Челябинске. В Челябинске областное министерство строительства в феврале 2005 года рассмотрело вопросы применения асбестоцементных труб на заседании научно-технического совета и одобрило применение их в совокупности с технологией «Трубокомплект», предложенной ОАО НИИтракторосельхозмаш. В июне 2005 года на базе Минстроя Свердловской области был проведён обучающий семинар, на котором тема применения асбестоцементных труб вызвала живой интерес.
Локальная тепловая сеть Ду 100 мм длиной 125 м на рынке стройматериалов «Кирпич» (Челябинск, частный инвестор) позволила снизить капзатраты с 1050 тыс. руб. до 600 тыс. руб. В течение трёх с половиной сезонов эксплуатации никаких замечаний не было.
Замечательно отработали два отопительных сезона реконструированные участки теплотрассы в посёлке автоматно-механического завода (Челябинск, Ду 100 мм, длина 77 и 130 м, муниципальная тепловая сеть). Впервые за много лет снег над теплотрассами не таял, тепло в жилые дома подавалось непрерывно.
В 2006 году реализован договор по реконструкции теплотрассы на электровозоремонтном заводе (РАО РЖД), преимущества асбестоцементных труб находят реальное применение.
Сегодня рынок предлагает великое множество самых различных труб: просто стальных, стальных с различными покрытиями, нержавеющих, труб из цветных металлов, полимерных, металлопластиковых, керамических, высокопрочных чугунных с шаровидным графитом, который даже немного деформируется не разрушаясь. Не существует лишь одной трубы, универсальной для всех случаев, дешёвой, вечной, простой в монтаже для любых условий. Наверное, универсальность в сложных и противоречивых условиях недостижима. Поэтому нужна исчерпывающая и объективная информация обо всех трубах вообще, чтобы правильно определить именно ту, единственную…
Мы утверждаем, что в водопроводе, горячем водоснабжении, канализации и, особенно, в отоплении, в поселковых сетях, на железнодорожных станциях, во внутриквартальной разводке при диаметрах до 200…300 мм асбестоцементным напорным трубам ни по капитальным затратам, ни по эксплуатационным расходам альтернативы сегодня нет!
|
|
АРХИТЕКТУРА (архив)
Архивы:
Выставка "Архитектура"
Выставка "Ваше жилище"
Выставка "Экология города"
Другие выставки
|
