Протягом 2007–2010 років в Україні було поновлено або введено вперше ряд нормативних документів, які стосуються виготовлення та застосування полімерних труб і фасонних деталей для газопостачання, водопостачання та каналізації, про що вже писалося у попередніх номерах журналу [1-3 ].

Разом з тим проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації здійснюється за нормативною документацією більш ніж 20-річної давності, в якій полімерні труби згадуються на правах «бідного родича» у порівнянні з металевими трубами. Проектні організації та їх досвідчені проектанти, виконуючи проектні замовлення з використанням  полімерних труб, були у скрутному становищі. З одного боку, вони розуміли перспективу застосування полімерних труб для  водопостачання та каналізації, а з іншого – відсутність нормативної бази для застосування таких труб не давала можливості застосовувати  їх повною мірою. Користувались, як правило, інструкціями з монтажу полімерних труб іноземних фірм, які постачали свою продукцію на український ринок, що само по собі було нелегітимно.

У грудні 2009 року стараннями ТзОВ «ЦентрСЕПРОтепломережа» в Україні набрав чинності ДСТУ-Н Б  В.2.5-40:2009 «Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб», при цьому втратили чинність СН 478-80 «Инструкция по проектированию и монтажу сетей водоснабжения и канализации из пластмассовых труб».

Новий стандарт  містить вказівки щодо проектування  та розрахунку систем полімерних трубопроводів внутрішнього та зовнішнього водопостачання і каналізації, їх монтажу в житлових, громадських, адміністративно-побутових будинках і спорудах та будинках підприємств без обмеження  їх умовної висоти. В переліку пластмас, на які  поширюється даний стандарт, є поліетилен високої густини (ПЕ), поліпропілен (ПП-100 тип 1 (РРН), ПП-80 тип 2 (РРВ), ПП-80 тип 3 (PPR)), непластифікований полівінілхлорид (НПВХ), хлорований полівінілхлорид (ХПВХ) та структурований поліетилен (РЕ-Х).

У першому розділі ДСТУ-Н Б  В.2.5-40:2009 зазначено, що «прийняття  цього стандарту – добровільне». Разом з тим «часткове використання вимог і правил, наведених у цьому документі, не допускається». Тому рано чи пізно даний стандарт запрацює на повну потужність.

Щоб краще зрозуміти  ДСТУ-Н Б  В.2.5-40:2009, проведемо екскурсію по сторінках цього документа. Цей стандарт поширюється на проектування та монтаж як зовнішніх, так і внутрішніх водопроводів і каналізації. Внутрішні ж мережі водопостачання та водовідведення використовуються як для холодної, так і для гарячої води, тому даний стандарт стане у нагоді і для проектування та монтажу опалювальних систем.

У другому (Нормативні посилання) та третьому (Терміни та визначення понять, познаки та скорочення) розділах перелічені нормативні документи, якими необхідно користуватись. Особливу увагу читачів хочу звернути на третій розділ, де вказані усі нові Державні стандарти України, пов’язані із виробництвом труб і фасонних деталей, проектуванням та будівництвом полімерних трубопроводів. З більшістю цих стандартів можна ознайомитися на сайтах провідних виробників полімерних труб.

У четвертому розділі (Загальні положення)  детально описано переваги полімерних труб  порівняно з металевими: їх високу корозійну стійкість до речовин, що транспортуються, та ґрунтових середовищ, внаслідок чого немає потреби у їхньому додатковому  антикорозійному  захисті; значно меншу масу, що полегшує і спрощує підйомно-транспортні та будівельно-монтажні роботи; більшу гнучкість труб, що дозволяє зменшити число гнутих вставок; гладкість внутрішньої поверхні  та відсутність відкладень на ній при експлуатації труб, що зменшує гідравлічний опір потоку.

Перелічено застереження, при яких полімерні труби необхідно застосовувати з певними обмеженнями: горючість, міцність та стійкість до впливу високих температур, повзучість матеріалу при надмірних напруженнях у стінці полімерної труби при неправильному монтажі чи відсутності компенсації напруження, яке може виникнути під час експлуатації.

Перелічено основні параметри пластмасових труб та фасонних деталей.  Якщо зовнішній чи внутрішній діаметр, товщина стінки полімерної труби, стандартне розмірне відношення (SDR) для більшості читачів відомі речі, то, наприклад,  номінальна кільцева жорсткість (SN) – маловідома величина, яка характеризує стійкість даної труби до зовнішнього навантаження і є одним з основних параметрів класифікації гнучких труб при використанні їх для безнапірної каналізації. Цей параметр залежить від геометричних розмірів труби (зовнішній діаметр труби, товщина гладкої чи структурованої стінки) і модуля пружності матеріалу.

У п. 4.5. наголошено, що « труби, фасонні вироби та деталі з’єднувальні повинні мати сертифікати відповідності вимогам чинних національних стандартів України або вимогам чинних технічних умов України (у разі відсутності національного стандарту) та (або) технічні свідоцтва щодо можливості застосування в будівництві, видані у порядку, встановленому Мінрегіонбудом України…». Більш детально про «Сертифікати відповідності» та «Технічні свідоцтва» було написано у праці [2].

У п’ятому розділі (Проектування внутрішніх мереж водопостачання) описано види і способи з’єднання труб і фасонних деталей зварюванням для поліетилену та поліпропілену (встик, врозтруб, терморезисторним методом), врозтруб з використанням клею для НПВХ та ХПВХ, механічним шляхом за допомогою рознімних та нерознімних деталей для труб з РЕ-Х та металопластикових труб.

Цей розділ  особливо важливий для проектантів і монтажників,  оскільки у ньому описано розміщення рухомих та нерухомих опор, розрахунок і встановлення компенсаторів, розрахунок повздовжніх зусиль, що виникають на полімерних трубопроводах для гарячого водопостачання. Адже відомо, що  лінійне температурне розширення полімерних труб  у 10–15 разів більше ніж у металевих.

Шостий розділ присвячений  проектуванню внутрішньої каналізації та водостоків. На відміну від традиційних чавунних каналізаційних труб полімерні труби розраховані на транспортування стічних вод з постійною температурою не нижче 75 ºС із короткочасним підвищенням її до 95 ºС.

Іншим важливим застереженням є проектування внутрішніх водостоків висотою більше 10 м з використанням  напірних труб, що здатні витримувати тиск водяного стовпа води, який відповідає проектній висоті будинку, протягом всього прогнозованого періоду експлуатації. Крім того полімерні труби повинні бути захищені від потрапляння прямого сонячного ультрафіолетового випромінювання та механічних пошкоджень.

У цьому розділі детально описано гідравлічний розрахунок трубопроводів, їх монтаж та способи кріплення. Зокрема при кріпленні полімерних труб за допомогою розтрубних з’єднань із використанням ущільнювальних кілець необхідно враховувати лінійне температурне розширення труб.

Зміст сьомого розділу (Проектування зовнішнього водопроводу) має чимало спільного із проектуванням та будівництвом поліетиленових газопроводів. Однак у кожному правилі є свої винятки. Для зовнішніх напірних водопроводів, крім поліетиленових труб, допускається використовувати труби з НПВХ, які слід з’єднувати врозтруб з ущільненням профільним гумовим кільцем або клеєм. Такі труби витримують максимальний робочий тиск води до 12,5 бар.

При прокладанні поліетиленових трубопроводів в умовах, коли можливе механічне пошкодження їх зовнішньої поверхні, доцільним є застосування полімерних труб із захисним покриттям, наприклад, поліпропіленовим з високим вмістом мінерального наповнювача. Це дає змогу відмовитися від використання підсипки та засипки труби піском.

Рекомендований вигин труби при необхідності повороту траси для поліетиленових труб становить, як правило, не менше 25 діаметрів труби. У випадку НПВХ трубопроводів поворот траси рекомендують здійснювати за рахунок відхилення осі однієї труби щодо іншої в розтрубному з’єднанні, яке ущільнюється кільцем, на кут не більше 2 градусів. На думку автора, такі відхилення від осі, особливо великих діаметрів НПВХ труб (більше 300 мм), можуть негативно вплинути на герметичність водопроводу. Це може бути спричинене як низькою культурою виконання будівельно-монтажних робіт (відсутністю допоміжних пристроїв для збирання розтруба), так і можливим просіданням ґрунту в зоні розтруба при недостатньому його ущільненні. Такі застереження розглядалися у праці [4].

Восьмий розділ присвячений проектуванню зовнішньої каналізації, водостоків і дренажів. В першу чергу при виборі полімерного матеріалу труби звертається увага на температуру стічних вод вище 45 ºС. Зокрема  для труб і фасонних виробів із НПВХ зі стандартним розмірним відношенням  SDR не більше 41 допускається короткочасний  (не більше 1 хв) вплив стічних вод із температурою 95 ºС, а для труб із поліетилену – короткочасний  (не більше 1 хв.) вплив стічних вод із температурою до 60 ºС.

Для розрахунку самопливних трубопроводів зовнішньої каналізації на міцність автори ДСТУ-Н Б  В.2.5-40:2009 у додатку Д наводять методику розрахунку, при цьому допускають можливість використовувати комп’ютерні програми розрахунку виробників труб і фасонних виробів. Користуючись нагодою, запрошую читачів відвідати сайт ТД «Євротрубпласт» групи ПОЛІПЛАСТИК та скористатися  нашими напрацюваннями з розрахунку на міцність трубопроводів із полімерних матеріалів при підземному прокладанні[1].

Невід’ємною складовою каналізаційних систем є колодязі (оглядові, каналізаційні, водостічні, водоприймальні та осадові). У даному нормативному документі вперше згадуються колодязі, виготовлені з полімерних матеріалів (ПЕ, ПП, НПВХ). Незважаючи на вищу вартість колодязів із полімерних матеріалів у порівнянні із традиційними колодязями (залізобетонни, цегляними), останнє слово у будь-якому випадку буде за полімерними. Причиною того є їх вищі експлуатаційні характеристики: легкість монтажу без застосування важкої техніки, повна герметичність, можливість врізок у діючі колодязі з мінімальними затратами.

У дев’ятому розділі (Монтаж трубопроводів) детально описано монтаж полімерних напірних та безнапірних трубопроводів. Наведені технології зварювання поліетиленових та поліпропіленових труб стиковим, розтрубним і терморезисторним методами. Нехай читачів не дивує, але є виробники, які виготовляють терморезисторні муфти з поліпропілену [5].

Окремо описано методи склеювання труб із НПВХ та ХПВХ між собою та з фасонними частинами та особливості монтажу механічного з’єднання труб з РЕ-Х.

Важливим фактором після виконання усіх робіт є випробування  на міцність і герметичність  змонтованого напірного чи безнапірного трубопроводу. Цим випробуванням присвячено десятий розділ ДСТУ. Випробування напірних і безнапірних трубопроводів, які крім того поділяються на внутрішні та зовнішні, мають свої особливості.

Почнемо з випробування напірних трубопроводів зовнішнього прокладання. Попереднє випробування надлишковим гідравлічним тиском на міцність виконується до засипання траншеї та встановлення арматури (гідрантів, запобіжних клапанів, вантузів). Трубопровід заповнюють водою і втримують без тиску протягом 2 год. Наступним етапом є створення випробувального тиску, який повинен дорівнювати розрахунковому робочому тиску, помноженому на коефіцієнт 1,5, і підтримувати його протягом не менше 30 хвилин. Далі тиск знижують до розрахункового і здійснюють огляд трубопроводу. контролюючи при цьому внутрішній тиск води в трубі. При необхідності тиск у трубі підтримується підкачуванням води до повної стабілізації контрольного значення випробувального тиску.

Трубопровід вважається  таким, що витримав попереднє гідравлічне випробування, якщо під випробувальним тиском не виявлено розривів труб, стиків і фасонних виробів, а також відсутні візуальні ознаки витоків води.

Остаточне випробовування надлишковим гідравлічним тиском на герметичність виконується після засипання траншеї, але до встановлення арматури, замість якої на час випробування встановлюються технологічні заглушки. У трубопроводі створюється випробувальний тиск, що дорівнює розрахунковому робочому тиску, помноженому на коефіцієнт 1,3, який підтримується протягом 2 год. При падінні тиску на 0,02 МПа його необхідно підвищити до рівня випробувального за період не більше 10 хв. і підтримувати протягом не менше 2 год.

Трубопровід вважається таким, що витримав остаточне випробування, якщо фактичний витік води із трубопроводу при випробувальному тиску не перевищує значень, наведених у табл. 1.

Таблиця 1. Припустимий витік води на ділянці трубопроводу довжиною 1 км при остаточних випробуваннях на герметичність [6]

Гідравлічні випробування безнапірних  (самопливних) каналізаційних мереж зовнішнього прокладання виконують у два етапи: без колодязів (попереднє) і разом з колодязями (остаточне).

Остаточні випробування трубопроводу каналізації разом з колодязями здійснюють згідно з СНиП 3.05.04. Суть методу зводиться до заливання води в трубу між двома сусідніми колодязями з контролем рівня води в колодязі за певний проміжок часу.

Допускається заміна гідравлічних випробувань на пневматичні для полімерних трубопроводів при їх наземному та надземному прокладанні у наступних випадках: температура навколишнього середовища нижче 0 ºС, застосування води неприпустиме з технічних причин, вода відсутня у необхідній кількості. Для самопливних каналізаційних мереж із труб великого діаметра допускається також проводити попередні й остаточні випробування пневматичним способом.

Попередні пневматичні випробування проводять до остаточного засипання траншеї (зварні з’єднання грунтом не засипають). Випробувальний тиск стисненого повітря, що дорівнює 0,05 МПа, підтримують у трубопроводі протягом 15 хв. При цьому оглядають усі стики (зварні, клейові, з ущільнюючими кільцями та ін.) і виявляють нещільності за звуком повітря, що просочується, та за бульбашками, що виникають у місцях витоку повітря через покриті мильною емульсією стикові з’єднання.

Остаточні випробування пневматичним способом проводять при рівні ґрунтових вод над віссю випробувального трубопроводу менше 2,5 м та довжиною ділянок випробування 20–100 м. Значення випробувального надлишкового тиску стисненого повітря наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Випробувальний тиск стисненого повітря при пневматичному випробуванні самопливних каналізаційних трубопроводів [6]

Гідравлічні випробування систем внутрішніх водостоків здійснюють шляхом заповнення їх водою на всю висоту стояків при герметизації бокових відгалужень. Система водостоків вважається такою, що витримала випробування, якщо протягом 20 хв. після їх наповнення при зовнішньому огляді трубопроводів не виявлено протікань або інших дефектів і рівень води в стояках не знизився.

В одинадцятому розділі виписані вимоги безпеки та охорони навколишнього середовища. Зокрема там сказано, що до проведення зварювально-монтажних робіт при будівництві трубопроводів із полімерних матеріалів допускаються зварники, які пройшли теоретичне та практичне навчання за спеціальною програмою, включаючи зварювання контрольних стиків. На жаль. керівники будівельних організацій часто нехтують цим положенням і не проводять чергові навчання своїх працівників, вважаючи, що вода  то не газ.

Дванадцятий розділ присвячений транспортуванню та зберіганню  труб із полімерних матеріалів.  У розділі особливо наголошується на захисті труб від механічних пошкоджень та від дії прямого сонячного ультрафіолетового випромінювання.

Останній, тринадцятий розділ цього нормативного документа нагадує будівельно-монтажним організаціям, що термін гарантії на трубопроводи внутрішніх і зовнішніх мереж водопостачання та каналізації повинен становити не менше 5 років від дати прийняття трубопроводу в експлуатацію.

Реально полімерні трубопроводи різного призначення повинні служити не менше 50 років! Для цього необхідно, щоб кожен причетний до цієї справи проектант, зварник, оператор екструдера, керівник та інспектор чесно виконували свої обов’язки, керуючись і цим новим ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 «Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб». А роботи всім вистачить ще на багато років.

Автор: Ігор Крупак

Література

1. А. Семенец. «Национальный стандарт Украины ДСТУ Б В.2.5-32:2007 на трубы и фасонне изделия для наружной канализации – прорыв из нормативного беспредела 80-х и 90-х годов к современному европейскому уровню унификации и оценки качества продукции на украинском строительном рынке». – Полимерные трубы – Украина, № 2 (3), 2007.

2. А. Борисенко. «Техническое свидетельство на полиэтилен – показатель правомерности применения полиэтиленовых труб в строительстве». – Полимерные трубы – Украина, № 3 (16), 2010.

3. І. Крупак.  «Проектанти та будівельники полімерних газопроводів тепер мають більші можливості. Набули чинності нові ДБН». – Полимерные трубы – Украина, № 3 (16), 2010.

4. Д. Шумард, К. Фишер, С.Рахман. «Изучение напряженных состояний раструбных соединений ПВХ труб, возникающих при различных условиях монтажа». – Полимерные трубы – Украина,  № 1 (6), 2008.

5. І. Крупак. «Інженерні мережі з полімерів». – Львів, «ЕКОінформ», 2008.

6. ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 «Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб». – К.: Мінрегіонбуд України, 2010.