TEHNIČKI PRIRUČNIK REBRASTIH POLETILENSKIH CIJEVI ZA GRADSKU I
INDUSTRIJSKU ODVODNJU I KANALIZACIJU
Italiana Corugatti zahvaljuje svim dobavljačima i inženjerima koji su
sudjelovali u realizaciji ovog priručnika
KAZALO
PREDSTAVLJANJE
1. SUSTAVI POSLOVNE KAKVOĆE
1.1 SHEME ISPITIVANJA
2. UVOD
3. POLIETILEN
3.1. POVIJESNI PRIKAZ
3.2. OPĆE ZNAČAJKE
3.3. OTPORNOST NA KEMIJSKE AGENSE
3.4 STABILNOST KOD ZRAČENJA
3.5 STABILNOST KOD ATMOSFERSKIH UTJECAJA
3.6 PONAŠANJE U DODIRU S VELIKOM TOPLINOM
3.7 OTPORNOST NA ABRAZIJU
3.8 TERMIČKA DILATACIJA
3.9 NISKE TEMPERATURE
4. PROIZVODNJA
5. PROIZVODNI PROGRAM
6. POLAZIŠNI NORMATIVI
7. ZAJEDNIČKA ZAŠTITNA OZNAKA PIIP/a
8. HIDRAULIČKI PRORAČUN
8.1
PRIMJER HIDRAULIČKOG PRORAČUNA
9. MEĐUSOBNO DJELOVANJE CIJEVI I TLA
10. IZRAČUN DEFORMACIJA
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
10.10
STATIČKO OPTEREĆENJE
DINAMIČKO OPTEREĆENJE
KUT POLIJEGANJA
DUGOROČNA TJEMENA NOSIVOST (TVRDOĆA)
MODUL SEKANTE TLA
PODACI O RAZLIČITIM VRSTAMA TLA
OPTEREĆENJA NASTALA UTJECAJEM PROMETA
UTJECAJ POTPORNOG KUTA
MODUL OTPORNOSTI TLA
PRIMJER IZRAČUNA DUGOROČNIH DEFORMACIJA ZA CIJEVNE
VODOVE
10.11 SAŽETI TABLIČNI PRIKAZ REBRASTIH MAGNUM CIJEVI
2
11. POLIJEGANJE CIJEVI
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
PRIJEVOZ
SLAGANJE I SKLADIŠTENJE
POSTELJICA CIJEVI
PUNJENJE ROVA
HIDRAULIČKO ISPITIVANJE
12. SUSTAVI SPAJANJA
12.1 SPAJANJE SPOJNICOM
12.2 SPAJANJE NAGLAVCIMA
12.3 VARENJE
12.4 FAZONSKI KOMADI
13. ZAKLJUČAK
BILJEŠKE
3
PREDSTAVLJANJE
ITALIANA CORRUGATI je moderna tvornica u kojoj se proizvode rebraste
polietilenske cijevi za optičku kanalizaciju, drenažu, fekalnu kanalizaciju, odvodnju
oborinskih voda i cijevi za usporavanje protoka vode postavljenim pod velikim
nagibom.
Komercijalna marka cijevi je
ITALIANA CORRUGATI se gotovo odmah nametnula i požnjela uspjeh na tržištu, pa
je tako razvila brojna iskustva, koja uključuju tehnička i rukovodstvena iskustva u
više od deset godina rada, kao i uporabu najnovijih postrojenja i sustava, što je čini
jednom od vodećih kuća u ovom sektoru.
Karakteristična komercijalna struktura jest pripadnost tzv. SYSTEM grupi, što
omogućuje ITALIANA CORRUGATI potpunu i široku ponudu proizvoda i usluga.
4
Proizvodni asortiman ITALIANE CORRUGATI
Industrijski i ostali kanalizacijski sustavi
Cijevi za električne i telekomunikacijske mreže
Cijevi za poljoprivredu i okoliš
Cijevi namijenjene usporavanju protoka
vode kod visokog nagiba cijevi
5
1. SUSTAV POSLOVNE KVALITETE
Tijekom godine 1998. ITALIANA CORRUGATI S.r.l., je za proizvodnju
polietilenskih rebrastih cijevi dobila od Talijanskog instituta za plastiku (Italian
Institute for Plastics – I.I.P.) iz Milana, certifikat kvalitete SQP, zajedno s certifikatom
br. 38. SQP certifikat potvrđuje podudarnost standarda kvalitete ITALIANE
CORRUGATI i standarda UNI EN ISO 9002.
Sustav kvalitete ITALIANE CORRUGATI potvrdiv je i dokumentiran uvidom u tri
razine dokumenata:
•
•
•
Priručnik o kvaliteti
Postupci i ponašanje
Operativne upute
Priručnik o kvaliteti je dokument politike kakvoće, koji uključuje sveukupne radnje i
označuje najviše postavljene i ispoštovane kriterije, a prema predloženoj normi
kvalitete (UNI EN ISO 9002).
Kod uputa o postupcima, opisuju se načini, uvjeti i odgovornost kod izvođenja
radova, što odgovara kriterijima u Priručniku, a moguće ih je u istom i pojedinačno
navesti.
Operativne upute predstavljaju potrebnu dokumentaciju za izvođenje izvršnih radova,
te sadrže vrlo precizne upute i pojedinosti izvršenja neke radne operacije ili upućuju
u radne detalje.
6
1.1
SHEME ISPITIVANJA
Nabavka materijala
Proizvodnja
Ispitivanje finalnog proizvoda
Pakiranje i skladištenje
Otprema
Laboratorijska ispitivanja
Kontrola procesa proizvodnje i kontrola proizvoda
Laboratorijska ispitivanja
Kontrola pakiranja i skladištenja
Kontrola tereta za otpremu
Temeljni princip rada osoblja ITALIANE CORRUGATI je sljedeći:
Kvaliteta, sigurnost...ali i informacija.
U stvari, ITALIANA CORRUGATI vodi, kako u okviru vlastite kuće, tako i na
stranom tržištu, stalne informacijske kampanje, putem formacijskih tečajeva,
znanstvenih sastanaka, tehničkih publikacija, software programa, itd...
I ovaj se tehnički priručnik uključuje u takav program i predstavlja koristan vodič za
projektante, upravitelje radova, tvrtke izvršitelje radova i korisnike proizvoda uopće.
Za daljnje informacije o posebnim problematikama i pojedinostima primjene,
preporučujemo potražiti savjet od naših tehničara.
7
2. UVOD
Već više od dvadeset godina, polietilen visoke gustoće (PEAD) uvelike se koristi i u
Italiji za postavljanje cjevovoda za pitku vodu, odvodne kanalizacijske, industrijske i
civilne cjevovode, transportne cjevovode i distribucijske mreže plina metana.
Ovaj se tehnički priručnik obraća onim projektantima, tehničarima i izvođačima
radova, koji potrebuju informacije o najnovijim postignućima u domeni polietilenskih
cijevi namijenjenih kanalizacijskim sustavima ili gravitacijskim sustavima općenito.
Rebraste cijevi za otpadne vode upravo su i proučavane s namjerom da se spoje
mogućnosti koje pruža polietilen i iskoriste izračuni inženjerskih studija o mehaničkoj
otpornosti cjevovoda.
8
3. POLIETILEN
3.1 Povijesni prikaz
Upotreba izraza – plastični materijali, zapravo podrazumijeva one makromolekularne
organske spojeve koji pokazuju plastične kvalitete za vrijeme nekih faza izrade.
Polietilen je otkriven u Velikoj Britaniji 1933. godine. Dobijen je polimerizacijom
etilena, koji je uz daljnju doradu, zajedno s polipropilenom, postao najtraženiji
plastični materijal.
Očito je da su najopsežnija istraživanja provedena u razdoblju između prvog i drugog
svjetskog rata, kada su plastični materijali postali značajno tanji i finiji, u odnosu na
nedostatke tradicionalnih materijala.
Proizvodnja plastičnih materijala tijekom godina doživjela je veliki porast, pa je tako
od 100.000 tona svjetske proizvodnje 1930. godine porasla na 50.000.000 tona
godine 1970., da bi dosegla 55.000.000 tona proizvodnje samog polietilena u 2001.
godini. Istraživanja tržišta predviđaju rast potrošnje od 5 % samo za polietilen za
godinu 2002.
3.2 Opće značajke
Polietilen je termoplastični polimer sintetiziran s proizvodima dobijenima tijekom
procesa razlaganja sirove nafte.
Polimer, kao što je polietilen, jest velika molekula u kojoj se fundamentalna jedinica
– monomer, stalno ponavlja da bi stvorila polimerski lanac.
Monomer polietilena je etilen čija kemijska kompozicija jest C2H4 (sl.7)
Slika 7.
Razbijajući dvostruku vezu atoma ugljika i dodajući jednu po jednu ove jedinice,
dobija se polietilen linearne strukture, nazvan homopolimer (sl. 8).
Slika 8.
Na slici 2. vrijednost n prikazuje broj monomera koji čine molekularni lanac. Za
komercijalne polietilene, ova vrijednost varira od 2.000 do preko 40.000.
9
Za vrijeme polimerizacije polietilena, mogu se dodavati druge molekule, nazvane
komonomeri (buten, esen) kako bi se dobio lateralni okvir na izvorni molekularni
lanac. Jedna tako dobivena molekula, zove se kopolimer.
Duljina molekularnog lanca, širina statističke podjele molekularne težine i tip
kopolimerizacije (bilo kvalitativne ili kvantitativne) jesu parametri koji određuju fizička
i mehanička svojstva polietilena (tab. 1 i 2.).
Tablica 1
Mehanička svojstva
Svojstva
Udm
Vrijednost Standard
Koeficijent slabljenja vučne sile
Mpa
24
ISO 527
Koeficijent sile loma (50 mm/min)
Mpa
33
ISO 527
Izduženje istezanjem (50 mm/min)
%
7
ISO 527
Izduženje lomom (kod loma)
%
> 700
ISO 527
Modul elastičnosti na vuču
Mpa
700
ISO 527
Modul elastičnosti na savijanje
Mpa
1050
ISO 527
Tablica 2
Kemijska i fizička svojstva
Svojstva
Udm
Vrijednost Standard
Gustoća na 20 ° C
g/cm³
>9,830
ISO 527
Pokazatelj protočnosti (190 ° C, 5 kg)
g/10’
0,3 ÷ 1,6
ISO 4451
Termička stabilnost
min
>20
ISO 1133
61
EN 728
Čvrstoća Shore D
Moment razmekšavanja Vicat
°C
127
ISO 868
Sadržaj crnog uglja
%
2 ÷ 2,5
ISO 6964
3.3 Otpornost na kemijske agense
Otpornost na kemijske agense rebrastih MAGNUM cijevi određuje se, nakon 55-to
dnevnog ispitivanja na polietilenskim pločama dimenzija 50 x 25 x 1 mm.
Rezultati, koje donosi i UNI ISO / TR 7474 normativ, prikazani su u tablici 3.
Prikaz simbola:
R = otporan
Širenje < 3 % ili gubitak težine < 0,5 % bez značajnog
izduženja materijala kod točke loma
LR = djelomično otporan
Širenje 3-8 % ili gubitak težine 0,5 – 5% i/ili smanjenje
izduženja kod točke loma < 50 %.
10
NR = neotporan
Širenje > 8 % ili gubitak težine > 5 % bez značajnih
varijacija izduženja kod točke loma >50%
A = mijenjanje boje
Tablica 3
Kemijska otpornost polietilena
Kemijska supstanca
Plinski acetat
Acetat škroba
Butil acetat
Etil acetat
Olovni acetat
Vinski acetat, koncentrat za upotrebu
Aceton
Aromatske kiseline
Masne kiseline (> C 7)
Acetna kiselina (10 %)
Ledena acetna kiselina (100%)
Lojna kiselina
Benzensumporna kiselina
Benzojna kiselina
Borna kiselina
Hidrobromna kiselina (50%)
Butilna kiselina
Cijanovodična kiselina
Limunska kiselina
Klorovodična kiselina (svih koncentracija)
Plinovita, mokra i suha klorovodična kiselina
(Mono)kloroacetatna kiselina
Klorosumporna kiselina
Kromska kiselina (80%)
Dikloroctena kiselina (50 %)
Dikloroctena kiselina (100 %)
Hidrofluorna kiselina (40 %)
Hidrofluorna kiselina (70 %)
Vodena florosilikatna kiselina (do 32 %)
Mravlja kiselina
Fosforna kiselina (25 %)
Fosforna kiselina (50 %)
Fosforna kiselina (95 %)
Naftalinska kiselina (50 %)
Glicerinska kiselina (50 %)
Glicerinska kiselina (70 %)
Mliječna kiselina
Maleična kiselina
Monokloracetatna kiselina
11
20 ° C
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
60 ° C
LR
R
LR
NR
R
R
R
R
LR
R
LR-A
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
NR
NR-A
R
LR-A
LR
LR
R
R
R
LR-A
R
R
R
R
R
R
Dušična kiselina (25 %)
Dušična kiselina (50 %)
Uljna kiselina
Solna kiselina (50 %)
Klorna kiselina (20 %)
Klorna kiselina (70 %)
Propilenska kiselina (50 %)
Propilenska kiselina (100 %)
Silicijska kiselina
Sumporna kiseliina
Hidrosulfatna kiselina
Sumporna kiselina (10 %)
Sumporna kiselina (50 %)
Sumporna kiselina (98 %)
Stearinska kiselina
Jantarska (sucinska) kiselina (50%)
Taninska kiselina (10 %)
Vinska kiselina
Trikloracetatna kiselina (50 %)
Trikloracetatna kiselina (100 %)
Klorirana voda (dezinficijens za cijevi)
Morska voda
Oksigenirana voda (30%)
Oksigenirana voda (100%)
Terpentin
Akrilonitrit
Alilijski alkohol
Benzilni alkohol
Forforilni alkohol
Etilni alkohol
Glinica
Škrob
Tekući amonijak (100%)
Plinoviti amonijak (100 %)
Anhidridni ocat
Ugljeni anhidrid
Sumporni anhidrid
Suhi sumporni anhidrid
Mokri sumporni anhidrid
Čisti anilin
Anisol
Benzin
Sodijski benzoanat
Benzol
Dušični bikromat (40%)
Pivo
Sodijski bisulfit u razvodnjenoj vodenoj otopini
Boraks, svih koncentracija
Vodeni bromid od 1 %
12
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
R
R
R
LR
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
NR
LR
R
R
NR-A
R
LR
R
R
R
R
R
NR-A
LR
R
R
R
R
LR/NR
R
R
R
NR
R
R
R/LR
R-A
R
R
R
R
R
LR-A
R
NR
R
R
R
NR
R/LR
R
LR
R
R
R
R
R
Vodeni bromid do 10 %
Brom
Bromid
Butanol
Butantriol
Butilglikol
Butoksil (metoksilbutanol)
Izbjeljivač od sodijklorita
Kamfor
Sodij karbonat
Pčelinji vosak
Ketoni
Cijankalij
Cikloheksan
Cikloheksanol
Cikloheksanon
Glicerinski klorovodik
Sodij klorit (50 %)
Klorobenzol
Kloroform
Kloroetanol
Vlažni plinoviti klor
Tekući klor
Suhi klor
Bezvodni aluminijski klorid
Amonijski klorid
Barij klorid
Kalcij klorid
Etilenski klorid (dikloretan)
Magnezij klorid
Metilen klorid
Kalijev klorid
Sodij klorid
Sumporni klorid
Klor tionil
Cink klorid
Feroklorid
Živin klorid (sublimat)
Kreozot
Krezol
Kromat tekućeg kalija (40%)
Dekalin
Tekući dekstrin (zasićenost 18%)
Sintetički deterdženti
Dibutilnaftalin
Metilni dikloracetat
Diklorbenzol
Dikloretanol
Dikloretilen
R
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
LR/NR
R
LR
NR
LR
R
R
R
R
LR
R
LR
R
R
NR
NR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
LR
NR
13
R
R
R
R
R
R
LR
NR
LR
R
LR/NR
R/LR
R
R
R
LR
R
R
NR
NR
R-A
NR
NR
NR
R
R
R
R
LR
R
LR
R
R
NR
R
R
R
R-A
R-A
LR
R
R
LR
R
NR
LR
NR
Diizobutilketon
Dimetilformamid (100 %)
Dioksan
Emulgatori
Vanjski alifati (zasićeni hidrokarboni)
Eter
Dibutil eter
Dietilni eter
Petrolejski eter
Izopropilični eter
Etilendijamin
Etilezanol
Etilglikol
Euron G
Fenol
Fluor
Florid tekućeg amonijaka (20%)
Formaldehid (40%)
Formamid
Fosfat
Frigen
Ispušni plin iz florohidrične kiseline
Karbon oksid
Karbon anhidrid
Salitrene pare
Klorohidrična kiselina (svih koncentracija)
Mokra sumporna kiselina (svih koncentracija)
Sumporni anhidrid (slaba koncentracija)
Nitratni plinovi
Želatina
Glicerin
Glikol (koncentrat)
Glukoza
Mast za sušilice
Halotan
Hidrazin hidrat
Hidrogen
Barij hidroksid
Kalijev hidroksid (otopina od 30%)
Natrijev hidroksid(otopina od 30%)
Kalcijev hipokrorid
Natrijev hipoklorid
Izooktan
Izopropanol
Tekući kvasac
Marmelada
Melasa
Mentol
Živa
14
R
R
R
R
R
R/LR
R/LR
R/LR
R
R/LR
R
R
R
R
R
NR
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR/NR
R/LR
R
R
R/LR
NR
LR
LR
NR
R
R
R
R
R-A
NR
R
R
R
R
NR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
LR
R
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
NR
R
Metanol
Metilbutanol
Metiletilketon
Metilglikol
Etilni monokloracetat
Metilni monokloracetat
Morfij
Nafta
Naftalin
Nitrat srebra
Nitrat amonijaka
Kalijev nitrat
Sodijev nitrat
Nitrobenzol
O – Nitrotoluol
Oleum
Eterična ulja (esencije)
Mineralna ulja
Terpentinska ulja
Životinjska i biljna ulja
Diesel ulje
Laneno ulje
Ulje kokosovog oraha
Parafinsko ulje
Ulje sjemena kukuruza
Silikonsko ulje
Mineralna maziva ulja
Ulje za transformatore
Oksidklorid fosfora
Oktilkrezol
Ozon
Ozon u otopini za obradu vode
Fosforni pentoksid
Kalijev permanganat
Petrolej
Piridin
Poliglikol
Voćna pulpa
Kalijev karbonat
Propanol
Propilenglikol
Pseudokumul
Zasićena salamura
Bakrene soli
Soli nikla
Šećerni sirup
Loj
Alkalinski silikati
Natrijevi silikati
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
NR
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
15
R
NR
LR/NR
R
R
R
R
LR
LR
R
R
R
R
LR
LR
NR
LR
R/LR
R/LR
LR
R
LR
R
LR
R
R/LR
LR
LR-A
NR
NR
R
R-A
LR
LR
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
R
R
Soda kauštika
Sulfati
Sulfat aluminija
Sulfat amonijaka
Sulfat magnezija
Sulfat amonijaka
Sulfat ugljika
Natrijev sulfat
Otopina za viskozno predivo
Kitovo sjeme
Voćni sokovi
Otopina za razvijanje fotografija
Tetrabrometan
Tetrakloretan
Ugljični tetraklor
Tetrahidrofuran
Tetralin
Tinktura joda DAB6
Tiofen
Natrij tiosulfat
Toluol
Tributilsulfat
Trikloretilen (trielin)
Triklorid antimona
Triklorid fosfora
Trietanolamin
Tutogen – U
Tween 20 i 80
Urea
Pare broma
Vazelin
p-Xilol
Sumpor
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
R
R
R
LR/NR
R/LR
LR/NR
R/LR
R
R
LR
R
LR
R
LR/NR
R
R
R
R
R
R
LR
R/LR
LR
R
R
R
R
R
R
R
R
LR
R
R
NR
NR
NR
LR
LR-A
LR
R
NR
R
NR
R
LR
R
R
R
R
LR
R
R
3.4 Otpornost na zračenje
Polietilenske cijevi su se već dulji niz godina pokazale vrlo prikladnima za otjecanje
otpadnih radioaktivnih voda, kao i za vodove rashladne vode u tehnici nuklearne
energije. U svakom slučaju, pod uvjetom da se ona podjednako raspodijeli za vrijeme
uporabe cijevi, rebraste MAGNUM cijevi podnose količinu zračenja sve do 10 KJ/kg.
3.5 Otpornost na atmosferske prilike
Atmosferske prilike, a osobito utjecaj kratkih valova sunčevih UV zraka, uz
djelovanje atmosferskog kisika, mogu nakon dulje izloženosti i boravka na
otvorenom, načeti i oštetiti polietilenske cijevi, kao uostalom i sve prirodne i plastične
materijale. Upravo iz tog razloga se rebraste MAGNUM cijevi proizvode od
16
masteriziranog polietilena s dodatkom čađe i stabilizatora koji ga štite od starosti i
vanjskih utjecaja.
Slika 9.
3.6 Otpornost na toplinu
Polietilen, za razliku od drugih plastičnih materijala, iako je zapaljiv, ne razvija
korodivne plinove ili ostatke; u stvari od njegovog sagorijevanja razvija se CO, CO2 i
voda, kao i kod drugih ugljikovodika.
3.7 Otpornost na abraziju
MAGNUM rebraste cijevi, zahvaljujući niskom modulu elastičnosti, niskom stupnju
hrapavosti, te hidrofobnim svojstvima koji smanjuju međusobno djelovanje
protočnog fluida i stijenke cijevi, karakterizira visoka otpornost na abraziju, te su
stoga osobito pogodne za radove s abrazivnim materijalima kao što je npr. mulj ili
pijesak i šljunak.
Komparativni pokusi na polietilenskim cijevima, te na cijevima od metala ili od
kamenih materijala, pokazali su trajnost 3 puta veću od metalnih vodova, a do 5 puta
veću od cementnih cijevi. (Tab. 4).
CEMENT
≅ 20 h
PRFV
≅ 25 h
ČELIK
≅ 34 h
PVC
≅ 50 h
GRES
≅ 60 h
PE
≅ 100 h
Izvor Univerzitet u Darmstadtu (Njemačka)
Standard prEN 13476 doslovce kaže: “Cijevi i spojevi prema ovome standardu
otporne su na abraziju. Za posebne slučajeve abrazija se može odrediti prema načinu
ispitivanja koje donosi EN 295-3”.
Standard EN 295 – 3 ukratko donosi način provjere otpornosti na abraziju
poluporculanskih cjevi, kao i traženu protočnost istih.
Cijevi MAGNUM su podvrgnute testovima provjere otpornosti na abraziju pri
INSTITUTU ZA VODOGRADNJU I VODOPRIVREDU u Darmstadtu (Njemačka) i to
17
prema normativu DIN 19566, dio 2., koji podrobnije opisuje EN 295-3 i iste
modaliltete protočnosti. Ispit je položen.
Zbog gore izloženog, može se potvrditi da su rebraste MAGNUM cijevi osobito
pogodne za vodove u rudarskoj industriji, asanaciju zemljišta, kanalizacijske sustave,
itd.
18
INSTITUTU ZA VODOGRADNJU I VODOPRIVREDU – ZAVOD ZA POKUSE
Tehnički univerzitet Darmstadt
TEST NA ABRAZIJU PREMA DIN 19566 DIO 2.
Izvješće br.
Materijal izrade:
Nominalna širina:
Proizvođač:
Na zahtjev:
601/00
PE rebraste cijevi
DN 250
ITALIANA CORRUGATI
Piego Fraz. Monterone
I-52038 Sestino (AR)
ITALIANE CORRUGATI, i-52038 Sestino (AR) od 27-09-2000.
Test na abraziju za PE rebrastu cijev promjera DN 230
Rezultat:
Testirano je pola cijevi ITALIANA CORRUGATI na 400.000 ispiranja s ciljem
osiguravanja pouzdanog rezultata. Svaki je test prekidan na 25-, 50-, 75-, 150-, 200-,
300- i 400-tisuća ciklusa, da bi se mjerila abrazija. Test je napravljen prema DIN
19566 , dio 2. standardu (aneks br. 1). Ovaj je test razvio naš laboratorij i poznat je
kao “Darmstadtska metoda”. On u potpunosti odgovara zahtjevima propisanim
državnim odredbama za nekoliko vrsta plastičnih cijevi, tj. poliester, PVC, ili staklom
pojačane plastične cijevi.
U privicima 2.1 i 2.2 su ponuđene i fotografije cijevi na samom početku i na kraju
testa na abraziju. Utjecaj abrazije jasno se vidi na fotografijama. Vanjski crni materijal
vidljiv je kroz unutarnjii crni PE sloj.
Priloženi privitak br. 3, pokazuje nacrt abrazije am mjeren tijekom testova sukladno
broju ciklusa. Može se vidjeti da je abrazija gotovo linearna s obzirom na broj ciklusa
po cijevi. Mjerenja se mogu opisati kvadratnom funkcijom am = 0,00102 • (Zadnji
krug/1000) + 3,03 • 107 • (Zadnji krug/1000)² . Iz ovoga se može izračunati abrazija
nakon 100 000 na ciklusa prema am 100 = 0,105 mm. Ovakove su vrijednosti izmjerene
samo kod vrlo dobrih PE-HD cijevi.
INSTITUTU ZA VODOGRADNJU I VODOPRIVREDU
Potpis
Dr.ing.H.J.Dallwig
Darmstadt, 29.studenog 2000.
Privici:
1. DIN 19566, dio2., izvadak
2. Fotografije novih cijevi i nakon 400.000 ciklusa
3. Dijagrami, abrazija kao funkcija ciklusa
19
3.8 Termička dilatacija
Polietilen, kao i veliki dio plastičnih materijala, ima visoki koeficijent linearne dilatacije
(rastezljivosti) (otprilike 2x10 –4° C-1), pa je potrebno ovaj fenomen stalno imati na
umu, osobito u slučajevima neukopanih cijevi, koje su stoga podložne stalnim
varijacijama temperature.
Još jedna velika prednost rebrastog oblika vanjske stijenke rebrastih MAGNUM cijevi
jest taj, da je rastezljivost cijevi dijelom ograničena tim rebrima. Rezultat je
smanjeno izduženje cijevi od cca 50 % s obzirom na klasičnu glatku cijev PEAD.
3.9 Niske temperature
Posebni zahtjevi tržišta omogućili su nam i brojna iskustva i na području provođenja
tekućina na niskim temperaturama.
Temperatura krtosti polietilena, izmjerena prema metodi ASTM D 746, manja je od
-118° C, stoga uporaba cijevi na niskim temperaturama ne predstavlja problem.
Trenutno se bilježe iskustva kod uporabe do - 40° C, pri kojima su se rebraste PE
cijevi odlično ponašale kako u fazi montaže, tako još i danas kod aktivne uporabe.
Slika 10.
20
4. Proizvodnja
Tehnologija koja se primijenjuje u proizvodnji rebrastih cijevi MAGNUM zapravo je
njemačkog podrijetla. Cijev je proizvedena koekstruzijom dvije stijenke na korugatoru
za nabiranje (Sl.13.), kalibrator, koji je oblikuje i daje joj njen karakterističan profil.
Vanjski se dio priljubljuje na kalupe korugatora, koji urezuje rebra na način da
ostavlja praznine izvana, a zrak unutra, dok unutarnji dio klizi po vodom hlađenom
kalibratoru. (Sl. 12)
Dvije se stijenke toplinom priljubljuju jedna uz drugu unutar korugatora, ne
stvarajući međusobno trenje, koje može biti uzrokom razdvajanja stijenki i
popuštanja slojeva. Na ovaj način dvije stijenke rebrastih MAGNUM cijevi tvore jednu
cjelinu unutar strukture same cijevi.
Nakon faze oblikovanja cijevi, slijedeća faza je rashlađivanje, u kojoj cijev prolazi
kroz bazene za rashlađivanje, u koje se po cijeloj površini cijevi podjednako prska
voda, kako bi se izbjegle prehladne ili pretople zone, jer bi moglo doći do rastezanja
materijala kad se iz bazena izvuče na temperaturu okoline.
Nakon izvlačenja iz rashladnog bazena, cijev se označi lijevanom tintom. Oznake na
cijevi (kako je predviđeno prEN 13476-1 standardom) daju sve osnovne parametre,
kao nominalni promjer, materijal od kojeg je izrađena, kategorija tvrdoće, datum
proizvodnje, kao i marku cijevi (npr. MAGNUM), kao oznaku kuće koja je cijev
proizvela.
Izvlakač je postavljen između bazena za rashlađivanje i sustava za rezanje, to je
aparatura koja služi za ujednačeno izvlačenje cijevi iz korugatora i pod konstantnom
brzinom.
Takav kompjuterizirani način rezanja omogućuje rezanje na zaglavlju cijevi tako da
ujedno omogućuje jednostavnu instalaciju sustava za spajanje (brtvljenje i naglavci).
Slika 11.
Slika 12.
21
Slika 13.
Slika 14.
22
5. Proizvodni niz
Rebraste MAGNUM cijevi za beztlačne provodne sustave tekućina, sukladno prEN
13476 tip B standardu, pokrivaju široki dimenzionalni niz, od DN110 do DN 1.200
mm. U nastavku su prikazane karakteristike cijevi prema važećim normativima (Tab.
5). Rebrasta MAGNUM cijev odgovara svim normativnim standardima, a nudi i
povećane vrijednosti unutarnjeg promjera, što omogućuje veću nosivost.
Tablica 5
prEN 13476-1 ožujak 1999
Vidi sliku 14.
23
6. Polazišni normativi
Prve strukturirane cijevi koje su se pojavile na tržištu, njemačkog su podrijetla, pa je
tako jasno da su i prvi polazišni normativi stvoreni u okviru DIN sustava.
DIN 16961 propisuje cijevi čija je stijenka izvana profilirana, a iznutra glatka, ne
propisujući profil same cijevi. U okviru ovog normativa se standardiziraju i unutarnji
promjer cijevi, način izračuna hidrauličkih mjerenja, ali i pojašnjava problematika
određivanja širine iskopa, te ne-standardiziranih sustava spajanja, kod kojih nije
predviđena minimalna debljina stijenke niti dimenzija profila.
Godine 1996., pojavio se djelomično upotpunjen standard DIN 16566, koji daje
shemu za različite profile (pune i šuplje), a navodi i minimalnu debljinu stijenke.
Na europskoj razini je već duže vremena, u završnoj fazi izrade normativ koju je
pripremio CEN TC 155, pa je tako već u srpnju 2000. obrađena do faze prEN13476-1.
Ovaj se normativ odnosi na ukopane beztlačne sustave odvoda prljavih i oborinskih
voda korištenjem PVC-U, PP i PE cijevi.
U ovaj novi međunarodni standard su uvrštene dvije nominalne serije cjevovoda: one
normirane na temelju unutarnjeg promjera (DN/ID) i one normirane na temelju
vanjskog promjera (DN/OD),
Još jedna važna klasifikacija prema peEN 13476-1 jest standardizacija profila, u
onom dijelu koji se odnosi na nacrte i dimenzije.
Profili tipa A su oni s obje glatke stijenke (vanjska i unutarnja), napravljeni kao
sandwich tako da je jedan na drugog naslagano više slojeva, dok su profili tipa B
cijevi s glatkom unutarnjom stijenkom, a vanjska stijenka je kao kod rebrastih cijevi.
Rebrasta MAGNUM cijev je cijev proizvedena prema prEN 13476-1 standardu,
izrađena prema vanjskom promjeru (DN/OD), tipa B.
Osim brojnih karakterističnih zahtjeva koje postavlja prEN 13476-1 standard,
naglašena je važnost određivanja tjemene nosivosti (SN), parametar koji označava
otpornost cijevi na pritisak ili gnječenja, nastala vanjskim opterećenjem.
Ovaj normativ određuje sljedeće vrijednosti tjemene nosivosti cijevi:
Za DN ≤ 500 mm
Za DN > 500 mm
SN4 – SN8 – SN16
SN2 – SN4 – SN8 – SN16
Polazišni standard za određivanje tjemene nosivosti je EN ISO 9969, prema kojemu
se vrši izračun SN na temelju pritiska na, ili gnječenja cijevi pri stalnoj brzini sve do
deformacije unutarnjeg promjera cijevi od 3% od inicijalne vrijednosti.
Vrijednost SN pokazuje tjemenu nosivost cijevi u kN/m².
Slika 15.
24
U sljedećim tablicama navedene su fizička i mehanička svojstva rebrastih MAGNUM
cijevi za kanalizaciju prema prEN 13476-1 standardu iz srpnja 2000.
Fizička svojstva PE cijevi
Svojstvo
Propisano
Oven test
CIJEV SE NE
SMIJE RASLOJITI,
POKAZATI LOM,
ILI MJEHURE
Meltov indeks
MAKSIMALNA
RAZLIKA OD
INICIJALNE
VRIJEDNOSTI
0,25 g /10 min
e: maksimalna debljina stijenke cijevi
Dokazani parametri
Karakteristika
Vrijednost
TEMPERATURA
VRIJEME
URANJANJA
e ≤ 8 mm
e > 8 mm
TEMPERATURA
OPTEREĆENJE
(110 ± 2) ° C
Polazišni
normativi
ISO 12091
30 min
60 min
ISO 1133
190 ° C
5 kg
Mehaničke karakteristike PE cijevi
Svojstva
Tvrdoća
prstena
Dokaz o
udarcu
Propisano
≥ od propisane
vrijednosti
TIR ≤ 10 %
Dokazni parametri
Karakteristika
Vrijednost
Sukladno EN ISO 9969
Temperatura
Uvjeti
Udarni klin
Masa udarača
DN 110
25
°C
Voda/zrak
d90
0,5 kg
Polazišni
normativi
EN ISO 9969
EN 744
Fleksibilnost
Obujma
Vrijednost
Creep
Uobičajeno
savijanje, nema
pukotina po
završetku
pokusa
≤ 4 za
iskrivljenje
na 2 godine
DN 125
DN 160
DN 200
DN 250
DN ≥ 315
Visina pada
DN 110
DN ≥ 125
0,8
1,0
1,6
2,5
3,2
kg
kg
kg
kg
kg
1600 mm
2000 mm
Nagnječenje
30 % Dem
Sukladno EN ISO 9967
26
EN 1446
EN ISO 9967
7. Atest kvalitete
PIIP/a br. 287
Talijanski Institut za plastiku, priznat na temelju Zakona br. 120 od ½/1975,
nadležno je tijelo UNI-ja za dodjelu zaštitne oznake za plastične materijale.
Ova zaštitna oznaka PIIP/a uključuje sve kuće koje izrađuju proizvode sukladno
prEN 13476-1 standardu od srpnja 2000, te se obvežu poštovati uvjete predviđene
statutom.
Oznaka PIIP/a dodjeljuje se nakon serije preliminarnih ispitivanja o proizvodnji,
metodologiji kontrole i vrednovanju opreme u laboratoriju proizvođača, kao i provjere
sustava za spajanje (naglavci ili spojnice + brtve) sukladno normativnim
parametrima.
ITALIANA CORRUGATI ima koncesiju za oznaku
Slika 16.
27
PIIP/a br. 287 za cjevovode:
8. Hidraulički proračun
Dimenzije cijevi, nosivost i brzina uz stupanj punjenja i nagib cijevi, izračunavaju se
klasičnom Bazin metodom.
Jednadžbe prema kojima se izračunava provodnost jesu Chezyjeva jednadžba u
odnosu na Bazinovu. Varijable koje se koriste određene su sljedećim parametrima:
Tablica 6.
Varijabla
UdM
Opis
Q
m³/s
Nosivost
V
m/ s
Brzina
S
m²
Mokri dio cijevi
P
m
Opseg mokrog dijela cijevi
Rh
m
Hidraulički radijus, po vrijednosti S/P
i
Nagib cjevovoda
c
Koeficijent hrapavosti cijevi
Budući da je nosivost prikazana kao:
a mijenjajući u zadnjoj jednadžbi vrijednosti prethodnih, dobijemo vrijednost
nosivosti Q izražen formulom:
Za nagib i = 1 % = 0,01, formula se pojednostavljuje u:
U slučaju PEAD se koristi koeficijent hrapavosti jednak 0,06. U izračunu iz datog
primjera uzet je koeficijent 0,1 da bi se dobili konzervativniji rezultati.
28
Treba imati na umu da je za druge tipove cjevovoda koeficijent hrapavosti u pravilu
veći od koeficijenta polietilena (Tab. 8).
Za nagib koji nije 1 %, vrijednosti nosivosti Q´i brzine V´jesu:
Vrijednost faktora pretvorbe
prikazan je u priloženim tablicama (Tab.7).
Tablica 7.
Vrijednost
za nagib od 0,1 promila do 100 promila.
29
Tablica 8.
PRIKAZ USPOREDBE
Apsolutna hrapavost – koeficijenti izračuna – koeficijent predostrožnosti
MATERIJALI
Čelik
Čelik obložen
plastikom
Čelik obložen
bitumenom
Giz
Bitumirani giz
Giz obložen
centrifugiranim
cementom
Centrifugirani
cement
Glatki cement
Grubi cement
Radni cement
Fibrocement
Poluporculan
PRFV
Plastični
ekstrudirani
materijali
PE ekstrudirani
PE spiralno
strukturiran
PE rebrasto
strukturirane cijevi
PVC
COLEBROOK
Cijevi
0,6-1
0,2
COLEBROOK
K mreže
MANNING
WILLIAMS
85
100
130-140
140-150
0,6-1,2
95
130
2-4
0,6-1,2
1
2-4
80
85
83
80
95
95
1
2,5
95
145
0,23
0,6-1
3-4
3-4
0,6-1
1,2-1,9
1-2 (centrif.)
0,06
3
4
4
1-1,5
2-2,5
1,5-2,5
0,25-0,5
90
80
73
100
68-80
80-90
100
80
90
145
90-95
130-140
0,23
0,46
0,36
0,06
0,06
0,2-05
0,25-0,5
0,6
105
95
150
135
0,06
0,06
0,25-0,5
105
150
0,1
0,06
0,6
95
135
2-4
BAZIN
ATV smatra za ekstrudirane plastične cijevi (PE) kod postavljenih mreža: K= 0,25 bistre vode
K= 0,40 bistre vode s
obustavnim dijelovima
K= 0,50 za tamne
kanalizacijske vode
Slika 17.
30
Primjer hidrauličkog proračuna za rebrastu cijev
MAGNUM dn 315
Ispitivana cijev:
Rebrasta MAGNUM cijev
Vanjski nominalni promjer:
315 (mm)
Unutarnji promjer D:
272 (mm)
Nagib u promilima:
10
h/D
Hrapavost: 0,1
Visina punjenja h
S
Rh
mm
cm²
Cm
0,00
0,00
0,0
0,0
0,05
13,60
10,9
0,10
27,20
0,15
K
Q
V
I/s
m/s
0,00
0,00
0,00
0,9
42,18
0,43
0,40
30,2
1,7
49,41
1,96
0,65
40,80
54,7
2,5
53,40
4,64
0,85
0,20
54,40
82,7
3,3
56,05
8,40
1,02
0,25
68,00
113,6
4,0
57,97
13,15
1,16
0,30
81,60
146,6
4,6
59,44
18,79
1,28
0,35
95,20
181,2
5,3
60,59
25,19
1,39
0,40
108,80
217,0
5,8
61,52
32,23
1,48
0,45
122,40
253,6
6,3
62,27
39,76
1,57
0,50
136,00
290,5
6,8
62,88
47,64
1,64
0,55
149,60
327,5
7,2
63,39
55,71
1,70
0,60
163,20
364,0
7,6
63,79
63,81
1,75
0,65
176,80
399,8
7,8
64,10
71,75
1,79
0,70
190,40
434,5
8,1
64,34
79,34
1,83
0,75
204,00
467,5
8,2
64,49
86,36
1,85
0,80
217,60
498,3
8,3
64,56
92,54
1,86
0,85
231,20
526,4
8,2
64,53
97,57
1,85
0,90
244,80
550,8
8,1
64,39
100,98
1,83
0,95
258,40
570,2
7,8
64,05
101,95
1,79
1,00
272,00
581,1
6,8
62,88
95,29
1,64
31
Drugi način korišten u hidrauličkom proračunu cjevovoda je onaj baziran na PrandtlColebrookovoj jednadžbi:
U kojoj je Re Reynoldsov broj izražen formulom
Iz ove jednadžbe se daljnjim izvođenjem dobije vrijednost koeficijenta λ (koeficijent
gubitka nosivosti, uzet u formuli
Korišteni simboli objašnjeni su u tablici 9, korištenim vrijednostima.
Tablica 9.
Varijabla
UdM
Opis
λ
Koeficijent gubitka nosivosti
K
Apsolutna hrapavost (0,2)
ν
m²/s
Dι
m
Kinematski viskozitet (1,142 x 10-6)
Unutarnji promjer
32
9. Međusobno djelovanje cijevi i tla
Cijevi postavljene u rovove ili zemljane nasipe izložene su vanjskim opterećenjima,
zbog težine materijala za zatrpavanje i pokrova (statičko opterećenje), te
opterećenjima nastalima prolazom prijevoznih sredstava i sl. poviše njih ili u
neposrednoj blizini cjevovoda (dinamičko opterećenje). Kad cijev postavljena u rov
postane podložna vanjskom opterećenju, stvara se interakcijski odnos između cijevi,
materijala za zatrpavanje i stijenki rova. Kod krutih cijevi prije polaganja cjevovoda,
deformacija je gotovo zanemariva, a u nekim je slučajevima uopće nema. Uzgon
terena u ovom slučaju služi samo da bi smanjio tenziju stijenke
nastalu lateralnim opterećenjem samog terena. Kod krutih cijevi, osim toga,
vrijednost opterećenja je viša nego kod fleksibilnih cijevi, a koncentrira se na izvore
opterećenja, bilo superiorne ili inferiorne, prebacujući se u trenutku savijanja
(deformacije) na stijenku.
Treba osim toga uzeti u obzir i ulijeganje zemljišta oko postavljenjih cijevi, te znati da
je ono drukčije kod postavljenih krutih u odnosu na fleksibilne cijevi: u stvari, kod
krutih cijevi ulegnuće terena zbog ulegnuća samog tla događa se zajedno s
ulijeganem stijenke rova, dok je ulijeganje za fleksibilnu cijev sukladno ulijeganju
središta rova.
Kod fleksibilnih cijevi, pak, deformacija dosiže vrlo osjetljive vrijednosti: uzgon
potpornog materijala za punjenje zapravo ograničava samu deformaciju. (Sl.18).
Opterećenje je smanjeno, podjednako je raspoređeno i pretvara se u kompresionu
silu. (Sila koja djeluje po čitavom obujmu cijevi)
Stoga je kod polaganja cijevi, važno dobiti dovoljan kontrast tako da na odgovarajući
način nabijemo zemlju kojom se puni rov, na taj način ograničimo deformaciju, tako
da ona bude prihvatljiva.
Slika 18.
Dakle, što je veća tvrdoća zemlje za punjenje rova i strukture oko cijevi, veći je i
otpor cijevi na vanjske utjecaje.
33
Reakcija sustava tlo – zemlja za punjenje objašnjava se modulom elastičnosti zemlje
za punjenje, koji direktno ovisi o stupnju kompaktnosti terena te modulu elastičnosti
stijenke rova. U cilju smanjenja deformacija i tenzija bitna je tvrdoća zemlje kojom se
zatrpava rov.
Za fleksibilne cijevi, koristi se Spanglerova metoda, koja uzima u obzir činjenicu da
modul elastičnosti terena nije konstanta, već da je konstanta modul sekante (dobiven
iz modula elastičnosti pomnoženog s radijusom kanala).
Njemačkim normativom ATV-A 127 predlaže se, međutim, jedan kompleksniji
izračun, koji koristi vrijednosti modula elastičnosti podijeljene s obzirom na vrstu tla:
tj. tlo za punjenje s bočne strane, materijal za punjenje iznad cijevi, vrst terena za
stijenke rova i dno rova bez posteljice cijevi.
Iz svega iznijetog, vidljivo je koliko je važno pronaći točnu ravnotežu između tvrdoće
cijevi i vanjskog opterećenja, zbog čega bi trebalo imati u vidu da se cijev pomiće
dok traje zatrpavanje rova. Ipak, uspoređujući s fazama nakon zatvaranja,
najkritičnija faza, može biti faza zatvaranja rova, jer u kasnijim fazama dolazi do
samokompaktnosti materijala za punjenje.
Kod krutih cijevi materijal za punjenje prvotno nema potporna svojstva, kao što je to
slučaj kod fleksibilnih cijevi. Ako se ne obavi kako treba, postupak zbijanja materijala
prenosi na cijevi impulsivna i vibraciona dinamička opterećenja, koji u nekim
slučajevima mogu dovesti do kriznih situacija (napuknuća, propadanja, lomovi) .
Fleksibilne cijevi reagiraju na takva pomicanja kroz elastičnu deformaciju, kojoj je
suprostavljeno okolno tlo.
34
10. Izračun deformacije
Kako je vidljivo iz prethodnih poglavlja, sustav tlo – rov međusobno djeluje s cijevi
koja je podložna vanjskom opterećenju i to na način da se, zapravo, suprostavljaju
deformaciji. Jednadžba kojom se izračunava deformacija MAGNUM rebrastih cijevi je
klasična jednadžba, koja proizlazi iz Springlerove metode, u kojoj podaci koji se
odnose na rov, materijal za punjenje i kompaktnost tla nisu neposredno prisutni, već
se izračunavaju kroz izračun ostalih prisutnih faktora.
gdje je
Varijabla
UdM
Karakteristike
∆De
Mm
Varijacije vanjskog promjera zbog vanjskog opterećenja
d1
Faktor povećanja opterećenja (1,5÷ 2,0)
P0
N/m
Statičko opterećenje tla
Pt
N/m
Dinamičko opterećenje zbog prometa
Kχ
Konstanta tla
SN50
kN/m²
Dugoročna obodna krutost
E’
kN/m²
Modul sekante tla
Prema gornjoj formuli deformacije nastale pritiskanjem tla su manje od 5% od
vanjskog promjera cijevi .
10.1 Statičko opterećenje
Statičko opterećenje nastalo na cijevi, prouzročeno je težinom tla koje je pokriva,
odgovarajuće pomnoženo s koeficijentom korekcije koji ovisi o karakteristikama tla i
geometrijskom obliku rova.
Kod kojega je:
Varijabla
P0
UdM
N/m
C
Karakteristike
Statičko opterećenje tla
Koeficijent opterećenja tla
γt
N/m³
Specifična težina materijala za punjenje
De
m
Vanjski promjer cijevi
B
m
Širina rova prema površinskom dijelu cijevi
35
Slika 19.
Vrijednost C se dobija iz
kod čega je:
Varijabla
C
UdM
K
Karakteristike
Koeficijent opterećenja tla
ϕ
rad
Rankinov koeficijent
Koeficijent trenja između materijala za punjenje i
stijenke rova
Unutarnji kut trenja donešenog materijala
H
m
Visina rova mjerena s površinskog dijela cijevi
B
m
Širina rova na površinskom dijelu ukopa cijevi
µ
10.2 Dinamičko opterećenje
Opterećenje nastalo utjecajem prometa, te površinsko opterećenje nadodaju se
statičkom teretu i utječu na izračun deformacije cijevi.
U opisanim formulama koristi se površinsko opterećenje Q koje uključuje i dinamičko
opterećenje nastalo prometom i statičko opterećenje nastalo utjecajem fiksnih
struktura koje opterećuju rov (temelji, zgrade itd.).
36
Formula izračuna površinskog opterećenja izlazi iz Boussinnesqove teorije, uz pomoć
koje se računa vertikalna napetost nastala zbog površinskog tereta na bilo kojoj točci
terena.
pri čemu je:
Varijabla
Pt
UdM
N/m
Karakteristike
Dinamičko opterećenje
σz
N/m²
Vertikalna napetost
Q
N
Ukupno površinsko opterećenje
R
m
Vodoravna udaljenost od točke opterećenja
Slika 20.
Vertikalna napetost se smatra jednako raspodijeljena po jedinici dužine i širini, koja
je jednaka vodoravnom promjeru cijevi.
Iz formule proizlazi da se dinamičko opterećenje smanjuje po kvadratnom metru
dubine pokrova, zbog čega opterećenje postaje to veće u slučaju kad je visina
pokrova manja od 2 m.
37
Dinamičko opterećenje je osim toga opterećenje koje nije prisutno kao konstanta, a
ako ga stalno uključimo u izračun dobijemo vršne vrijednosti (konzervativne
rezultate) u izračunu deformacije.
10.3 Nosivi kut
Izraz konstante dna vezan je za vrijednost nosivog kuta (potpornog kuta, obično
iskazan kao 2α), a u ovom je izračunu pokusno definiran.
Vrijednost K praktično se odnosi na temeljitost kojom je pripremljena posteljica za
cijev.
Slika 21.
Dobro bi, dakle, bilo pripremiti posteljicu koja dozvoljava potporni kut veći od 90 °,
nastojeći postići uvjete za maksimalan potporni kut ( 180 °) s točno odmjerenom
kompaktnošću materijala za punjenje oko cijevi. Vrijednosti Kχ prikazani u tablicama
mogu se linearno interpolirati za potporne kutove različite od onih u tablicama.
10.4 Dugoročna tjemena nosivost
Tjemena nosivost (SN) cijevi određena je prema prEN 13476-1 standardu ISO 9969,
a izračunata je nakon provedenih pokusa, pri zbijanju pod stalnom brzinom, sve do
stalne deformacije unutarnjeg promjera od 3 %.
Vrijednost dugoročne tjemene nosivosti u međusobnom je odnosu s kratkoročnom
nosivošću na isti način kao što su to moduli elastičnosti (0,395).
10.5 Modul sekante tla
Modul sekante tla, ili modul otpornosti, ovisi o stupnju kompaktnosti terena.
Konstantan je za svaki promjer cijevi, a klasificiran prema ASTM 2487 (vidi poglavlje
9.9).
38
10.6 Podaci o različitim vrstama materijala za punjenje (tab. A)
Vrsta tla
Gips
Suha ilovača
Mokra ilovača
Suha rasuta zemlja
Suha zbijena zemlja
Ispremiješana zemlja
Vrlo kompaktno tlo
Mokra zbijena zemlja
Tucanik
Tucanik s pijeskom
Masna suha ilovača
Masna mokra ilovača
Blato
Šljunak
Suhi pijesak
Kompaktni pijesak
Vlažni pijesak
Veliko kamenje
Specifična
težina tla
N/m³
19.600
15.700
19.600
12.750
17.200
15.700
18.150
19.600
17.200
16.700
15.700
20.700
15.700
17.200
14.700
17.200
18.700
15.700
Kut trenja materijala za
punjenje
ϕ°
ϕ rad
18
0,31
22
0,38
12
0,21
12
0,21
15
0,26
31
0,54
32
0,56
33
0,58
25
0,44
26
0,45
14
0,24
22
0,38
25
0,44
37
0,65
31
0,54
33
0,58
34
0,59
37
0,65
Podaci o različitoj vrsti materijala za punjenje (tab. B)
Kut trenja materijala
za punjenje i rova
µ
0,33
0,41
0,21
0,21
0,26
0,60
0,62
0,65
0,47
0,49
0,25
0,41
0,47
0,75
0,60
0,65
0,67
0,75
Vrsta tla
Gips
Suha ilovača
Mokra ilovača
Suha rasuta zemlja
Suha zbijena zemlja
Ispremiješana zemlja
Vrlo kompaktno tlo
Mokra zbijena zemlja
Tucanik
Tucanik s pijeskom
Masna suha ilovača
Masna mokra ilovača
Blato
Šljunak
Suhi pijesak
Kompaktni pijesak
Vlažni pijesak
Veliko kamenje
39
Rankinov
koefiicijent
K
0,53
0,45
0,66
0,66
0,59
0,32
0,31
0,29
0,41
0,39
0,61
0,45
0,41
0,25
0,32
0,29
0,28
0,25
10.7 Opterećenja prouzročena prometovanjem
Vrsta opterećenja
Gusti promet
Srednji promet
Srednji promet
Rijetki promet
Rijetki promet
Automobili
Ukupno opterećenje (kN)
600
450
300
120
60
30
Opterećenje po kotaču (kN)
100
75
50
20
20
10
10.8 Utjecaj potpornog kuta
2α
Kχ
0°
0,110
90°
0,096
120°
0,090
180°
0,083
10.9 Modul otpornosti tla
ASTM 2487
Miješani
materijal
Proktorov indeks
Relativna gustoća
Tlo
Niska granulacija; tlo srednje i visoke
plastičnosti
Niska granulacija; tlo srednje i visoke
plastičnosti s manje od
25 % grubih zrnaca
Niska granulacija; tlo srednje i visoke
plastičnosti s više od 25 % grubih zrnaca;
tla s grubom granulacijom s više od 12 %
finih zrnaca
Gruba granulacija s manje od 12 % finih
zrnaca
Miješani materijal
40
Kompaktni materijal
< 85 % 85÷90 % > 95 %
< 40 % 40÷70 % > 70 %
E’ (N/mm²)
0
0
0
0,35
0,35
1,38
2,76
6,9
0,69
2,76
6,9
13,8
0,69
6,9
13,8
20,7
6,9
0
0
0
10.10. Primjer izračuna dugoročne deformacije za ukopane cijevi
Verifikacija deformacije pod teretom za rebraste MAGNUM cijevi
Proračun je napravljen uz pomoć Spanglerove metode za fleksibilne cijevi
Dimenzije cijevi
Nominalni promjer cijevi (u mm)
Tjemena nosivost prema EN ISO 9969 (u kN/m²)
DN
SN
315
4
B
H
0,5
4
γt
17.200
µ
d1
2α
Kχ
E’
0,65
1,5
0
0,11
2,76
Q
r
100
0
Podaci o rovu
Dimenzije rova
Širina izmjerena na vrhu cijevi (u m)
Visima izmjerena na vrhu cijevi (u m)
Materijal za punjenje i način kopanja rova
Specifična težina materijala za punjenje (u N/m²)
Unutarnji kut trenja materijala za punjenje (u °)
Koeficijent trenja kod materijala za punjenje i stijenki rova
Faktor samokompaktnosti
Potporni kut (u °)
Konstanta dna rova (izračunata vrijednost)
Modul sekante tla (u N/mm²)
ϕ
33
Slika 22.
Površinsko dinamičko opterećenje
Vanjsko opterećenje (u kN/kotač)
Vodoravna udaljenost od točke oopterećenja (u m)
41
Slika 23.
Verifikacija deformacije
Deformacija cijevi u mm
Smanjenje promjera u postocima
6,715
2,13%
Prihvatljiva vrijednost
Krajnja dozvoljena granica deformacije promjera je 5 %.
N.B. U gornjem primjeru, kao i u primjerima koji slijede, u izračunu je, za
materijal za punjenje, uzet u obzir isključivo kompaktni pijesak.
42
Verifikacija deformacije pod teretom za rebraste MAGNUM cijevi
Proračun je napravljen uz pomoć Spanglerove metode za fleksibilne cijevi
Podaci o rovu
Dimenzije rova
Širina izmjerena na vrhu cijevi (u m)
Materijal za punjenje i način kopanja rova
Specifična težina materijala za punjenje (u N/m²)
Unutarnji kut trenja materijala za punjenje (u °)
Koeficijent trenja kod materijala za punjenje i stijenki rova
Faktor samokompaktnosti
Potporni kut (u °)
Konstanta dna rova (izračunata vrijednost)
B
0,5
γt
17.200
µ
d1
2α
Kχ
0,65
1,5
0
0,11
Q
r
100
0
ϕ
33
Dinamičko opterećenje
Vanjsko opterećenje (u kN/kotač)
Vodoravna udaljenost od točke oopterećenja (u m)
Slika 24.
Slika 25.
43
10.11 Zaključne tablice za MAGNUM rebraste cijevi
ITALIANA CORRUGATI
Verifikacija deformacije pod teretom za rebraste MAGNUM SN 4 cijevi
Proračun je napravljen uz pomoć Marston-Spanglerove metode za fleksibilne cijevi.
Vrsta tla
Vrst materijala za punjenje
Visina nabora vode od zemlje do cijevi
Vrst prometa (DIN 1072)
Potporni kut
Miješano rasuto tlo
Suhi pijesak
Nema
HT60 (teški = 100 kN/kotaču)
2 α = 0°
Lista simbola
B = širina ukopanog rova mjerena na vrhu cijevi
H = visina pokrova cijevi mjerena na krajnjem vrhu ukopane cijevi
LP = visina posteljice cijevi
R = vrst kompaktnosti materijala za punjenje oko cijevi: rasuti
L = vrst kompaktnosti materijala za punjenje oko cijevi: blaga (Proctor < 85%)
M = vrst kompaktnosti materijala za punjenje oko cijevi: srednja (Proctor>85-95%)
A = vrst kompaktnosti materijala za punjenje oko cijevi: visoka (Proctor < 95%)
Slika 26.
44
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
deformacija %
45
11. Polijeganje cijevi
11.1. Prijevoz
Prevoženje i iskrcavanje rebrastih MAGNUM cijevi mora se vršiti iznimno pažljivo, te
osobito paziti da se ne ošteti unutarnja stijenka cijevi i krajevi cijevi: nije
preporučljivo korištenje kuka za hvatanje s unutarnje strane cijevi, već uporaba traka
ili konopa vlakača, koji neće zarezati stijenke cijevi.
Slika 27.
Slika 28.
11.2 Skladištenje i slaganje
Mala težina cijevi, kao i visoka otpornost na nagnječenje rebrastih MAGNUM cijevi,
omogućuje skladištenje i slaganje istih bez osobitih problema.
Slika 29.
Slika 30
11.3 Posteljica cijevi
Dno rova mora se pripremiti od vrlo finog materijala niske granulacije, na način da
nema grubih izbočina ili neravnina koje bi oštetile stijenke cijevi.
Bilo bi dobro napraviti posteljicu za cijev od pijeska ili drobljenca i to najmanje dva
puta veću od profila cijevi, kako bi se izbjegao dodir rebara cijevi s grubim
površinama.
Širina prokopa se smanjuje, preporuča se rov 1,5 puta veći od nominalnog promjera
cijevi.
46
Veća tjemena nosivost MAGNUM cijevi dozvoljava njenu primjenu i kod većih dubina
rova i čini ih pogodnima čak i kod lokaliteta kod kojih je povišeno mobilno
opterećenje (cestovnog ili željezničkog prometa)
11.4 Punjenje rova
Punjenje rova je najosjetljiviji dio polijeganja cijevi, jer neodgovarajuće punjenje
može negativno utjecati na samu cijev.
Neovisno o tipu instalirane cijevi, punjenje rova se vrši na način da se slojevi poliježu
svakih 30 cm, te se zbijaju jedan na drugi, jer bi loša kompaktnost kasnije mogla
dovesti do propadanja tla. Prihvatljiva vrijednost kompaktnosti tla odgovarala bi 90 ÷
95 % Proktorovog indeksa.
Kompaktnost se postiže odgovarajućim materijalima, najviše u području pokrova
neposredno iznad cijevi, koristeći odgovarajući materijal i finu granulaciju istog.
Otprilike 30 cm iznad cijevi dobro je koristiti fini materijal i finu granulaciju, nakon
čega se koristi dobar materijal za dodatnih 70/80 cm . Nakon jednog (1) metra, može
se koristiti materijal iskopan iz samog rova.
11.5 Hidrauličko ispitivanje
Nakon izvršenog spajanja cijevi, dobro je napraviti hidrauličko isipitivanje istih na
način da se začepe dva kraja cijevi i tako izoliran dio cjevovoda podvrgne laganom
tlaku (0,5 bara).
Kod ispitivanja treba imati na umu elastičnost cijevi, zbog čega se prethodno računa i
količina vode koja kroz nju prolazi, a koja služi za ponovno uspostavljanje ispitnog
pritiska. Moguć je i lagani pad ispitnog pritiska. Ovakav pad pritiska nastaje zbog
dilatacije cijevi, a ne zbog puštanja na spojevima cijevi.
47
12. Sustavi spajanja cijevi
U cjevovodima se osobita pozornost i važnost pridaje spajanju cijevi, jer se samo
tako može jamčiti nepropusnost i izbjegavanje gubitaka vode.
Fleksibilnost MAGNUM rebrastih cijevi omogućuje tri različita sustava spajanja:
-
naglavkom (s jednom brtvom)
spojnicom (s dvije brtve)
sučeonim polifuzijskim varenjem
U odnosu na sustav spajanja spojnicom, spajanje naglavkom smanjuje broj operacija
potrebnih za spajanje cijevi, zapravo smanjuju vrijeme spajanja , te jamče bolju
nepropusnost cijevi.
U cilju upotrebe cijevi bilo koje dužine, u koliko se za to ukaže potreba prilikom
spajanja i polaganja cijevi, sistem spajanja spojnicom je na raspolaganju u cijelom
proizvodnom programu rebrastih MAGNUM cijevi.
Slika 31.
Spajanje naglavkom
1 brtva
1 radnja umetanja
Slika 32.
Spajanje spojnicom
2 brtve
2 radnje umetanja
12.1 Spajanje naglavkom
Spajanje rebrastih MAGNUM cijevi naglavkom vrši se posebnim naglavkom koji se
nalazi na kraju svake cijevi.
Duljina naglavka omogućuje umetanje više korugacija cijevi u unutrašnjost druge
cijevi, te na taj način jamči ispravan kontinuitet dviju cijevi.
Naglavci odgovaraju propisima prEN 13476-1 od srpnja 2000.
48
Prije spajanja cijevi, potrebno je u radionici preventivno izvršiti dvije radnje kako bi
ubrzali postupak spajanja, te osigurali ispravno postavljanje cijevi i to kako slijedi:
Prvo je potrebno očistiti vanjsku stijenku cijevi, unutarnji dio naglavka i brtve,
kako nataložena nećistoća ne bi potaknula gubitke (istjecanje) za vrijeme rada
cijevi.
- Druga radnja koju je potrebno osigurati jest određivanje duljine dijela cijevi koji
ulazi unutar naglavka do njenog označenog dijela .
Operacija spajanja događa se, dakle, kako slijedi:
-
1. umetanje brtve na “mušku” stranu cijevi,
2. podmazivanje dijela koji dolazi u kontakt sa brtvom i naglavkom ( preporuča se
biorazgradivo mazivo na bazi vode),
3. umetanje cijevi unutar naglavka.
Slika 32.
Slika 33.
Slika 35.
Brtva u EPDM proizvedena je sukladno normi EN 681 –1, a napravljena je na način
da jamči savršenu hidrauličku nepropusnost cijevi, kako prema unutra, tako i prema
vani (infiltracija vanjskih voda u cijev).
Za dobru funkciju brtve, potrebno je njen kraj usmjeriti u suprotnom smjeru od
mjesta umetanja cijevi.
Slika 36 i 37
Cijevi MAGNUM koriste dva različita sustava naglavka:
- sustav SWS (Spin Welding System)
- intergrirani sustav.
49
Sustav spajanja naglavkom SWS kod MAGNUM rebrastih cijevi, koristi točno određeni
PEAD naglavak, koji se, već u fazi proizvodnje, zavari na kraju cijevi; naglavak se
nabije do označenog dijela, te se automatski zavari na tri mjesta na kružnici (na prva
dva rebra cijevi, te na označenom dijelu unutar samog naglavka).
Cijevi na taj način stižu na gradilište već sa naglavkom i to po odgovarajućoj dužini,
onako kako to zatraži naručitelj.
Slika 38.
Sustav spajanja naglavkom SWS koristi se za MAGN UM DN d.e. 250 – 315 – 400 –
500 mm, a njegove su prednosti, u odnosu na sustav spajanja spojnicom, sljedeće:
-
nepropusnost spoja: tri automatska vara u čistom ambijentu, bolja su od ručnog
spajanja sa brtvom na gradilištu,
broj radnji potrebnih za spajanje je prepolovljen,
brže postavljanje cijevi.
Za MAGNUM cijevi DN d.e većeg od 400 mm, upotrebljava se sustav
EKSTRUDIRANOG naglavka, koji se radi u samoj fazi proizvodnje. U ovom slučaju
cijev se proizvodi s dva karakteristična elementa na krajevima, i to:
-
čaša («ženski» naglavak)
“muški” kraj
Naglavak se napravi već u fazi proizvodnje s odgovarajućim kalupima, a sastoji se od
vanjske stijenke cijevi (koja je sada glatka, umjesto rebrasta). Vanjski promjer
naglavka odgovara vanjskom promjeru cijevi.
Slika 39. Sustav ekstrudiranog naglavka MAGNUM Ø 500 – 630 – 800-1000-1200
50
“Muški dio” je dio druge cijevi koji se umeće unutar naglavka kako bi se dvije cijevi
spojile. “Muški dio” naglavka EKSTRUDIRANOG MAGNUM sustava, sastoji se od prva
tri rebra cijevi umanjene visine profila u odnosu na druge, u cilju da se isti mogu
umetati unutar naglavka.
Tjemena nosivost (SN) spoja EKSTRUDIRANIM MAGNUM sustavom zajamčena je
umetanjem naglavka na korugacije “muškog dijela” cijevi.
Kod EKSTRUDIRANOG MAGNUM sustava, brtva se namješta u odgovarajuće
užljebljenje prvog prstena korugacije “muškog dijela”. Ovakav način omogućuje
pozicioniranje brtve prema središnjem dijelu spoja, te spajanje cijevi uz jednu puno
manju brtvu.
Sve prednosti navedene za sustav spajanja naglavkom SWS, navode se i za
EKSTRUDIRANI MAGNUM sustav, za koji još treba nadodati da stabilnost vanjskog
promjera u svim točkama spoja omogućuje savršeni kontinuitet cijevi na posteljici , a
što je osobito pogodno kod gravitacije sa vrlo niskim padom, jer radnici ne moraju
prilagođavati posteljicu s obzirom na varijacije promjera u točkama spajanja, niti
nadomiještati iste.
12.2 Sustav spajanja spojnicom
Spojnica za spajanje rebrastih MAGNUM cijevi iznutra je glatka i točno po sredini
dužine spojnice je označena žljebom koji omogućuje centriranje u odnosu na krajeve
cijevi koji se spajaju.
Duljina spojnice omogućuje umetanje više rebara unutar istog, kako bi se osiguralo
ravno spajanje (kontinuitet) dviju cijevi.
Spojnice odgovaraju normama prEN 13476-1 od srpnja 2000, kojima se regulira
njihova izrada od PE, PP ili PVC materijala.
Za spajanje spojnicom, zapravo se ponavljaju sve one radnje kod spajanja sustavom
naglavka, gore već opisane.
Slika 40.
51
12.3 Sučeono zavarivanje
Debljina dviju stijenki (e4) rebrastih MAGNUM cijevi, omogućuje spajanje cijevi i
sučeonim zavarivanjem. Tehnika zavarivanja ista je kao i kod glatkih cijevi, a jamči
savršenu nepropusnost cijevi. Cijevi se siječu u vrlo kratkom dijelu, tako da toplina
ne ošteti rebra cijevi. Parametri zavarivanja (vrijeme i tlak), isti su oni koji se koriste
za sučeono zavarivanje glatkih cijevi tankih stijenki.
12.4 Fazonski komadi
Odvodni cijevni vodovi potrebuju i fazonske komade uz pomoć kojih se rade lukovi,
derivacije, redukcije, inspekcije, priključci, zatvori, itd., koji su neophodni da bi ovaj
sustav ispravno radio i poslužio svojoj svrsi.
Spajanje dijela cijevi i odgovarajućeg fazonskog komada odvija se na isti način, već
opisan za spajanje cijevi: spojnicom, naglavcima ili sučeonim zavarivanjem.
ITALIANA CORRUGATI zahvaljujući suradnji s SYSTEM GROUP, može koristiti
strukturu i usluge tvrtke specijalizirane za proizvodnju gore navedenih fazonskih
komada.
Fazonski komadi izrađuju se od istih cijevi kao i MAGNUM, pa na taj način samom
izradom jamče maksimalnu kompatibilnost i najviši stupanj nepropusnosti i spoja. Na
isti način se prave okna (inspekcijska , sa ili bez kinete, rasteretna okna, itd.). Svi
fazonski komadi i okna izrađuju se prema standardu ili po zahtjevu, crtežu, tj. prema
narudžbi.
Iskusno tehničko osoblje, svakodnevno bogatije novim iskustvima, nudi zajednički
rad na odgovarajućem projektu, savjete, te iznalaženje i prepoznavanje najboljeg
sustava, ovisno o zahtjevu, stalno stojeći na raspolaganju potencijalnom kupcu.
Moguće je zajednički pronaći rješenja koja omogućavaju spajanje, priključke,
derivacije, itd., za cijevne vodove od nekog drugog materijala a ne samo od
rebrastog polietilena.
52
13. Zaključna riječ za rebraste odvodne cijevi
Nabavka i polijeganje cijevi od PEAD materijala dvostruke stijenke, izvana rebraste
a iznutra glatke, dobijenog koekstruzijom dviju stijenki, u skladu s atestnom oznakom
PIIP/a, proizvođača s certifikatom prema UNI EN ISO 9002 standardu.
Unutarnja glatka stijenka plave je boje zbog lakše inspekcije i sustava provjera
telekamerama.
Profil, dimenzije i mehanička svojstva cijevi moraju odgovarati odredbama prEN
13476-1 od srpnja 2000. godine za cijevi od PE materijala, tip B.
Vanjski nominalni promjer bit će......mm, klasifikacija tjemene nosivosti mjerena
prema EN ISO 9969, bit će SN......(ili ............kN/m²).
Spojevi samih cijevi i fazonskih komada rade se odgovarajućim naglavcima ili
spojnicama s elastomeričnim brtvama koje su pozicionirane na prvo rebro na samom
kraju cijevi ili sučeonim zavarivanjem.
Rov, posteljica, punjenje, zbijanje, prekrivanje zemljom i puštanje u pogon posebno
se obrađuju.
53
Obavijesti i podaci iz ovog tehničkog priručnika u potpunosti su dokumentirani; čime
se tvrtka ITALIANA CORRUGATI S.r.l. oslobađa svake odgovornosti.
Zakoni o sigurnosti i radnoj higijeni moraju se primjenjivati u svim slučajevima,
nepoštivanje tih zakonskih odredbi oslobađa nas svake odgovornosti.
54