Справочное руководство по трубам ПВХ. Часть 28

Контролируемые изменения направления могут быть достигнуты путем продольного изгиба трубы или углового отклонения стыка труб. Фитинги также могут использоваться для изменения направления. Допустимый продольный изгиб трубы из ПВХ основан на ее предельном длительном изгибе. Для труб ПВХ предел напряжения консервативно принимается за основу гидростатического расчета (HDB), которая равна 4000 фунтов на квадратный дюйм по американской системе расчетов или 27,6 МПа по более привычной нам. Напряжения являются самыми высокими в системах с фиксированным соединением, поэтому эти напряжения используются при проектировании. Предполагается, что продольное напряжение трубопровода из ПВХ составляет половину от HDB. Исходя из этого, могут быть составлены формулы для допустимого напряжения изгиба. Также нужно учитывать, что продольным напряжением от теплового расширения и сжатия можно пренебречь в заглубленных трубопроводах из ПВХ с уплотнениями, которые способны выдерживать эти изменения без какого-либо ущерба, а также в трубах с фиксированными соединениями необходимо учитывать продольное напряжение от теплового расширения и сжатия.

Далее заметим, что профильная труба не может дублировать характеристики продольного изгиба трубы из ПВХ с массивной стенкой. Трубы с открытым профилем, как правило, можно изгибать до тех же радиусов, что и трубы со сплошными стенками с аналогичной жесткостью; однако сила бокового смещения может быть ниже. Трубы с закрытым профилем обычно ограничиваются большим радиусом изгиба. Для получения конкретных рекомендаций и пределов следует проконсультироваться с отдельными производителями труб. Для сгибания трубы из ПВХ рекомендуется использовать только ручное усилие, так как механические средства могут легко вызвать превышение максимально рекомендуемых напряжений в стенках. Когда ПВХ-труба изгибается в продольном направлении, ее соединение должно быть зафиксировано или закреплено скобами, чтобы обеспечить прямое выравнивание и предотвратить осевое отклонение в уплотненном или механическом соединении: чрезмерный прогиб осевого шарнира может привести к разрушающим напряжениям. При соблюдении требований по изгибу диаметры, превышающие указанные в различных справочных материалах, могут быть изогнуты в продольном направлении, однако силы, которые для этого потребуются, обычно делают такой изгиб непрактичным. Когда желаемое изменение направления в трубопроводе из ПВХ превышает допустимый угол отклонения изгиба для данной длины трубы, требуемый продольный изгиб следует производить на нескольких участках трубы. Расчет необходимого распределения продольного изгиба в трубе ПВХ выполняется в каждом случае индивидуально.

Далее отметим, что использование двух опор (одного пролета) — самый консервативный случай. Поскольку модуль упругости ПВХ зависит от температуры, для применения при более высоких температурах следует применять множитель к модулю упругости при комнатной температуре. Модуль упругости ПВХ при +23 °C просто умножается на поправочный коэффициент, чтобы получить точное значение, которое можно использовать в расчетах вертикального смещения и расстояния между опорами. Вес трубы ПВХ при заполнении водой также рассчитывается индивидуально, но обычно удельный вес сточных вод можно принять равным 1,0. Если ожидается более высокий удельный вес, должен быть учтен удельный вес конкретной жидкости. Теперь краткие рекомендации для определения расстояния между опорами. Опоры должны быть размещены на расстоянии не более 60 см с обеих сторон от каждого стыка труб. Опоры для труб должны обеспечивать гладкую опорную поверхность, близкую к контуру трубы. Поверхность, контактирующая с трубой, должна обеспечивать соответствующую опору. Опоры должны обеспечивать продольное перемещение трубы при расширении и сжатии без истирания, царапанья, надрезов или какого-либо ограничения. Опоры должны быть установлены жестко, чтобы предотвратить поперечное или вертикальное перемещение трубы перпендикулярно продольной оси в ответ на усилие от внутреннего давления. Наконец, все места изменений диаметра и/или направления трубопровода должны быть надежно зафиксированы.

Все трубы изделия расширяются и сжимаются при изменении температуры. Изменение длины трубы из-за теплового расширения или сжатия зависит от коэффициента теплового расширения материала трубы и изменения температуры. Следует отметить, что изменение диаметра трубы или толщины стенки при неизменных свойствах материала трубы не влияет на скорость теплового расширения или сжатия. Хорошее практическое правило при проектировании систем трубопроводов из ПВХ — допускать изменение длины на 1 см на каждые 30 м трубы при изменении температуры на 10 °C. Труба из ПВХ с эластомерными уплотнениями предназначена для компенсации теплового расширения и сжатия. Если герметичные соединения используются в пределах допустимого диапазона рабочих температур для труб из ПВХ, тепловое расширение и сжатие не являются существенным фактором при проектировании системы. Также труба может быть плавучей в зависимости от условий. Флотация происходит, когда грунтовые воды, окружающие трубу, создают восходящую подъемную силу, превышающую вес трубы и ее содержимого в сочетании с весом грунта и трением. Хотя флотация, как правило, не является проблемой проектирования заглубленных труб, когда они заполнены или когда уровень грунтовых вод находится ниже перевернутой трубы, достаточная засыпка, размещенная над трубой, предотвратит всплытие и движение. Рекомендуемая глубина покрытия трубы из ПВХ для предотвращения флотации составляет 1,5 диаметра трубы.