Кольцевая жесткость труб

Кольцевой жесткостью труб называют показатель подземных канализационных систем, который указывает на возможность изделия противостоять динамическим, статическим нагрузкам, возникающим под влиянием грунта, транспорта при других одинаковых условиях.

Кольцевая жесткость: основные понятия

Во время проведения исследований было установлено: трубы, обладающие гибкими поверхностями, имеют большую восприимчивость к нагрузкам, передаваемым через грунт, чем трубы с более жесткими стенками. У почвы бывает различная степень уплотнения, влияющая на выбор кольцевой жесткости.

При большей кольцевой жесткости трубы смогут выдерживать и более высокие нагрузки. Этот параметр измеряют в кН/м2. Именно от него зависит сфера эксплуатации труб, а также условия монтажа изделий.

Классы жёсткости SN

У каждой полимерной трубы есть свой класс жесткости, по которому и определяется предельная допустимая степень нагрузки на поверхность изделия значение этого параметра обычно исчисляют шагом в степени числа два. Если говорить о конкретных обозначениях, то класс жесткости у полимерных труб, обозначаемый SN, будет равен 2, 4, 8 и далее.

• SN 2: трубы с этим классом жесткости обычно располагают под землей на глубине от 1 м, но в условиях высокой транспортной нагрузки монтаж таких изделий не осуществляют.
• SN 4:  размещаются такие трубы на глубину от 1 м, но установка производится только в местах, где будет проходить движение легкового транспорта.
• SN 8: также укладываются на глубину от 1 м., но их уже можно класть в местах, где будет нагрузка на грунт от грузовых машин.

Но при определении глубины монтажа стоит учитывать помимо нагрузки еще и степень уплотнения земли.

Как тип грунта связан с классом жёсткости

Кроме класса жесткости при выборе также должен учитываться и тип почвы. Чем меньше показатель ее цепкости и выше нагрузка на грунт, тем большими будут требования к параметру жесткости.

 

---

Как увеличить кольцевую жёсткость

Существует два метода увеличения этого показателя:

• Применение материалов, обладающих более высоким модулем упругости. Выбирая, например, между поливинилхлоридом и полиэтиленом, предпочтение стоит отдавать все же ПВХ.
• Повышение модуля инерции стенок трубопроводных изделий. Добивается это увеличением толщины стенок или использования ребристых профилированных конструкций.

Жёсткость труб из разных материалов

Трубы ПВХ

 

Гофрированные, двухслойные трубы ПП

 

Трубы ПНД

 

Трубы корсис (двухслойные, профилированные)

 

Трубы ПЭ

 

Как выбирать материал труб с учётом кольцевой жесткости правильно

При выборе изделий с соответствующей кольцевой жесткостью нужно опираться изначально на условия применения канализационной коммуникации, возможные нагрузки. Например, безнапорные трубы ПВХ с диаметром 110-200 мм и кольцевой жесткостью SN 2 устанавливают чаще всего в частных секторах, а вот для промышленных зон и для коммунальных целей они не подойдут. В таком случае оптимальным вариантом будут 2-слойные полипропиленовые гофрированные трубы с диаметром 300 мм и SN 8 или SN 16.

Показатели кольцевой жесткости и полиэтилена существенно проигрывают полипропилену. Из-за невысокого параметра жесткости ПЭ трубы не заглубляют сильно, ведь в противном случае это ведет к деформации изделия под нагрузкой почвы.

Расчёт кольцевой жёсткости трубы

Все расчетные данные по кольцевой жесткости получаются при проведении испытаний изделий на специализированных стендах. Берется отрезок трубы, определяется нагрузка, деформация. Последний параметр должен соответствовать деформации не более 4% тестируемого отрезка изделия. Испытания проводят на трех экземплярах, относящихся к одной партии. После этого определяют среднеарифметическое число, округляемое до минимального стандарта показателя. Если говорить более простым языком, класс жесткости определяет номинальную нагрузку на единицу площади трубы при 4% деформации сечения в вертикальном измерении без учета отпора с боков.

Чтобы определить SN, используется такая формула: SN = ( E₀ * I ) / d₃,

где:

E₀ - модуль упругости материала изделия;

I - момент инерции стенки трубы;

d - диаметр, измеряемый в месте центра тяжести стенки трубы, он равен: d = d_i + 2 * y,

где

d_i - внутренний диаметр трубы;

y - расстояние до центра тяжести стенки.

Выбор труб для внешней канализации с учётом кольцевой жесткости

Выбирая трубы для установки внешней сети канализации, следует учесть параметры кольцевой жесткости. Это поможет в будущем обеспечить бесперебойную продолжительную работу сети, а также избежать множества неприятных ситуаций. Если требования к жесткости не соблюдать, то трубопровод может деформироваться, что в свою очередь ведет к уменьшению эффективности работы всей системы, а также выходу ее из строя и новым тратам на восстановление ее функционирования.