Покупателям


Технология строительства трубопроводов путем нанесения внутренних цементно-песчаных покрытий

Нанесение цементно-песчаных покрытий на внутренние стенки трубопроводов для восстановления их работоспособности может выполняться методом центрифугирования или центробежного набрызга с использованием разглаживающих устройств. 

Нанесение внутреннего цементно-песчаного покрытия методом центрифугирования на трубопроводы малого диаметра

6.1

1 — насос для временного отвода сточной жидкости; 2 — временный запорный орган; 3 — лебедка, 4 - восстанавливаемый трубопровод, 5 - электрошкаф; 6 — дозировочный насос для цементного раствора; 7 — емкость для цементного раствора; 8 — трубопровод транспортировки раствора; 9 — разбрызгивающее устройство; 10 — обработанный участок трубы

На рисунке  ниже представлен фрагмент трубопровода с вырезанным окном доступа, в котором помещено специальное устройство для центробежного набрызга.

На рисунке ниже показаны фрагменты ремонтных участков тру­бопровода до и после нанесения защитного цементно-песчаного покрытия, которые ярко иллюстрируют существенную разницу состояния внутренней поверхности труб, что обусловливает со­ответствующие коэффициенты шероховатости.

Для проведения ремонтно-восстановительных работ по нане­сению цементно-песчаных покрытий в качестве исходных мате­риалов необходимо использовать портландцемент марки М500 (ГОСТ 10178-85) и мелкозернистый кварцевый песок (ГОСТ 8736-93 и ТУ 39-1554-91).

Устройство для центробежного набрызга цементно-песчаного раствора без доступа человека

6.2

Минимальная толщина защитного слоя зависит от диаметра и материала труб, а требуемая — от возраста труб, толщины их стенок и физического состояния (износа). Выбранная толщина защитного слоя достигается определенной скоростью передви­жения агрегата (метательной головки) в трубе при постоянных значениях производительности насоса, подающего цементный раствор, и скорости вращения метательной головки.

Используя стандартную номограмму (рисунок), можно уста­новить, с какой скоростью должен перемещаться агрегат в трубе соответствующего диаметра при установленной производительности растворонасоса и обеспечении требуемой толщины слоя. Так, согласно номограмме для обеспечения толщины слоя цемент­но-песчаного покрытия 5 мм в трубопроводе диаметром 500 мм при установленной проектом производительности насоса 43,25 кг/мин требуется скорость передвижения агрегата 2,02 м/мин.

Ремонтный участок до (а) и после (б) санации цементно-песчаным покрытием

6.3а

а)

6.3б

         б)

Номограмма для определения скорости движения метательной головки внутри трубопровода

6.4

Метод нанесения цементно-песчаных покрытий используется при любой глубине залегания труб (в грунте или непроходных каналах) и не зависит от типа грунтов, окружающих трубопро­вод. Он целесообразен при таких видах повреждений, как кор­розионные обрастания, абразивный износ, и неэффективен при раскрытых стыках труб, смещении труб в стыках и деформации секций труб.

Внутренняя поверхность трубопровода перед санацией должна быть очищена. Допускается на поверхности стальных труб слой плотной ржавчины толщиной не более 0,05 мм (измеряется магнитным толщиномером). Наличие воды в трубопроводе не допускается.

Предельные отклонения размеров стальных труб, подлежащих восстановлению цементно-песчаным покрытием, не должны пре­вышать величины, указанные в нормативных документах (ГОСТ 8731-74, 8732-78, 8696-74, 10704-91, 10706-76). Эллиптичность труб не должна превышать 0,5% диаметра, а поражение коррозией допускается не свыше 10% толщины стенки трубы.

Требуемая толщина слоя цементно-песчаного покрытия для стальных труб должна соответствовать техническим условиям, согласованным с заказчиком (эксплуатирующей сети орга­низацией) в установленном порядке (например, на объектах Москвы — с МГУП «Мосводоканал» по ТУ-5745-001-16341648). Минимальные значения толщины слоя в зависимости от диаметра трубопровода указаны в табл. 1

Минимальная толщина защитного слоя с допусками

Диаметр

трубы,

мм

Минимальная толщина слоя, мм

Допуск по толщине слоя, мм

76

4

+2

89

4

+2

102

4

+2

108

4

+2

114

4

+2

133

4

+2

159

5

+2

219

5

+2

273

5

+2

325

6

+2

377

6

+2

426

7

+2

630

7

+2

630

7

+2

720

7

+2

820

9

+2

920

10

+2

1020

11

+2

1220

12

+2

1420

12

+2

1620

14

+2

2020

16

+2

Указанные в таблице выше допуски по толщине слоя соответствуют гладкому и прямому трубопроводу; над сварными швами толщина слоя может уменьшаться (до 3 мм). На концах труб допускается уменьшение толщины изоляции до 50%, на торцах участка — не более 50 мм.

Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий должны включать проведение подготовительных технических мероприятий, а также подготовку и приготовление компонентов смеси. В состав подготовительных работ входят следующие операции:

  • раскопка двух котлованов (стартового и финишного) с вырезкой лазов (при необходимости) или использованием колодцев со снятием гидрантов, фасонных частей и установ­кой (снятием) заглушек; технологические операции должны заканчиваться обязательным водоотливом (откачкой воды из трубопровода);
  • определение протяженности технологических захваток, которая диктуется длиной стандартных рабочих тросов и рукавов (подача раствора и воздуха), а также техническими характеристиками растворонасоса и не зависит от диаметра трубопровода.

В случае непреодолимых для прохождения прочистными снарядами и облицовочными агрегатами препятствий (верти­кальные подъемы и спуски, повороты трассы по горизонтали и вертикали, а также свищевые клинья, болты и т.д.) необходимо дополнительное вскрытие трубопроводов (устройство лазов) не­зависимо от расположения колодцев в пределах установленной ранее технологической захватки и замена труб предварительно облицованными элементами, в том числе фасонными частя­ми. Нанесение защитных покрытий в труднодоступных местах должно производиться вручную на месте или в стационарных условиях с последующей перекладкой труб. Возможны и другие методы устранения препятствий, возникающих при облицовке трубопроводов.

Стандартная технология подготовки компонентов смеси должна включать операции просеивания песка и цемента через сито и затаривания в специальные емкости с плотно закрыва­ющимися крышками, предотвращающими воздействие влаги и загрязнение посторонними примесями (для цемента согласно ГОСТ 22237-85).

Портландцемент (вяжущее) должен отвечать следующим тре­бованиям: не содержать комков и химических добавок, иметь густоту цементного теста не более 27% и период схватывания не ранее 60 минут.

Удельная эффективная активность радионуклидов должна соответствовать 1-му классу (менее 370 Бк/кг) по ГОСТ 30108-94. Не допускается смешивание цементов разных партий и марок, а также использование вяжущего со сроком хранения более 60 суток со дня отгрузки заводом-изготовителем. Возможно на­личие в составе вяжущего сертифицированных тонкомолотых минеральных добавок (до 10% массы цемента) для повышения физико-химических характеристик покрытия (водонепроница­емости и стойкости к вспучиванию).

Используемый для приготовления смеси песок должен иметь крупность зерен не более 1 мм; фракции с размером зерен 0,315-0,63 мм должны составлять не менее 70% массы песка, а фракции размером до 0,315 мм — менее 3%. Содержание гли­нистых, илистых и пылевидных частиц не должно превышать 3% (по массе), удельная эффективная активность радионуклидов должна соответствовать 1-му классу.

Используемая вода должна соответствовать ГОСТ 23732-79 и иметь температуру от +10 до +30°С, а оптимальное соотноше­ние твердых компонентов цемента на песчанной смеси должно быть в пределах: по объему — от 1 : 1 до 1 : 1,2 и по массе — от 1:1,115до 1:1,338. При этом водоцементное отношение должно составлять 0,3—0,36.

Подготовленная к нанесению на внутреннюю поверхность трубопровода цементно-песчаная смесь должна быть хорошо перемешана и однородна. Ее подвижность в течение всего вре­мени использования должна быть в диапазоне 6,5—9 (по глубине погружения конуса согласно ГОСТ 5802-86). Перед нанесением на трубопровод цементно-песчаная смесь должна иметь темпе­ратуру от + 10 до +25°С.

Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий не производятся при установившейся среднесуточной температуре наружного воздуха менее 5°С.

Нанесенные цементно-песчаные покрытия должны соответ­ствовать следующим основным требованиям:

  • покрытие должно быть сплошным, поверхность заглаженной (допускаются борозды или гребни с отклонением по глубине до 1 мм при выполнении требований по толщине слоя);
  • набор прочности цементно-песчаного покрытия до 70% дол­жен проходить при температуре покрытия от +5 до +30°С и влажности 90—100%;
  • покрытие на любом участке санированного трубопровода должно иметь среднюю плотность не менее 2200 кг/м3 и прочность на сжатие в возрасте 3 суток — 30 МПа (70% R28), 7 суток — 35 МПа (80% R28) и 28 суток — 45 МПа (100% R 28 по ГОСТ 26633-91 и СНиП 82-02-95).

Непосредственно после санации трубопровода должны про­изводиться маркировка и регистрация выполненных работ по техническим условиям, согласованным с заказчиком (эксплуа­тирующей организацией) в установленном порядке. После мар­кировки для равномерного схватывания цемента по всей длине трубопровода он должен подвергаться герметизации в пределах захвати путем плотной заделки обоих мест вскрытия полиэти­леновой пленкой. Перед сдачей санированного трубопровода в эксплуатацию производятся его промывка и дезинфекция.

Восстановленный трубопровод должен быть принят эксплуа­тирующими организациями путем проверки соответствия покры­тия требованиям ТУ-5745-001-16341648 (для Москвы). Данными техническими условиями регламентируются также вопросы без­опасности производства работ и охраны окружающей среды.

К достоинству метода нанесения цементно-песчаных покрытий можно отнести относительную простоту технического исполне­ния и низкую стоимость ремонтных работ, которая составляет около 30% стоимости нового строительства. Тонкая и гладкая поверхность облицовки после ее затирки обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и потерь напора в трубопроводах при незначительном уменьшении его внутреннего диаметра. После нанесения цементно-песчаного раствора трубопровод может быть пущен в эксплуатацию через 3—5 суток, т.е. технологический цикл процесса является относительно продолжительным. Покрытие сохраняется стабильным в течение 50 лет эксплуатации.

Контроль качества санации при нанесении цементно-песчаных покрытий состоит из контроля качества внутренней защитной изоляции и проведения приемо-сдаточных испытаний. Как правило, он включает:

  • визуальный осмотр (при диаметре трубопровода более 900 мм) и телеинспекцию с помощью видеокамер (при диаметре тру­бопровода менее 800 мм), позволяющие выделить усадочные трещины, отслоения облицовок, вздутие, пустоты и другие дефекты, подлежащие ликвидации ручным или механизиро­ванным способом с повторным нанесением покрытия;
  • измерение толщины защитного слоя путем использования механического способа — прокола специальным щупом в виде пластины размером 100 х 5 х 0,8 мм неотвердевшего покрытия или ультразвуковых и электромагнитных толщино­меров (допускаемая погрешность + 10%); покрытие должно быть сплошным и гладким, на поверхности допускаются продольные борозды (гребни) глубиной (высотой) не более 1 мм, образованные заглаживающим устройством;
  • измерение механической прочности покрытия (через 72 часа после нанесения раствора); прочность образца (кубика) на сжатие (или на изгиб) должна составлять не менее 22,5 МПа; проверка прочностных свойств должна производиться как минимум однократно при каждом нанесении покрытия;
  • гидравлические испытания, т.е. натурные измерения расхода воды и давления (в том числе для определения истинного значения коэффициента гидравлического трения).

После описанных операций трубопровод принимается в экс­плуатацию.

В заключение необходимо отметить, что со временем свойства защитного покрытия не только не ухудшаются, но и улучшаются. Транспортируемая по санированному трубопроводу питьевая вода постепенно преобразует гидрооксид кальция, присутствующий в свеженанесенной облицовке, в гидрокарбонат кальция. В ре­зультате с течением времени на границе раздела слоя цементно­песчаного покрытия и воды остается все меньше пор и борозд и оно становится более плотным. Таким образом, транспортируемая вода контактирует с плотным, похожим на камень минеральным материалом, что обеспечивает ее стабильные гигиенические и бактерицидные свойства
Техническим специалистам