Как правильно выбрать кольцевую жесткость (SN) гофрированной трубы при проектировании канализации и систем водоотведения

Кольцевая жесткость (SN) в гофрированных трубах — это параметр, который характеризует способность трубы сопротивляться внешнему радиальному давлению без деформации. Это важный показатель прочности, особенно для труб, применяемых для подземных коммуникаций, таких как канализационные, дренажные системы и системы защиты кабелей.

Кольцевая жесткость измеряется в килоНьютонах на метр (кН/м²). Значения SN обычно варьируются в зависимости от конкретного применения трубы и материала, из которого она изготовлена. Чем выше значение SN, тем большему внешнему давлению труба может противостоять без деформации.

При проектировании систем трубопроводов из гофрированных фитингов и труб необходимо учитывать множество факторов для обеспечения их надежности и долговечности. Одним из важных параметров при выборе гофрированных труб является их кольцевая жесткость, которая обозначается как SN4, SN6, SN8 и так далее, где цифра обозначает допустимое нагрузочное давление в килоНьютонах на квадратный метр (кН/м²). Эти значения указывают на способность трубы сопротивляться внешним нагрузкам без деформации.

Для правильного учета кольцевой жесткости гофрированных труб при проектировании трубопровода необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение условий эксплуатации: Учитывайте тип почвы, глубину укладки, наличие дорожного движения или других потенциальных нагрузок сверху, величину и тип предполагаемых внутренних нагрузок. Это поможет определить, какая кольцевая жесткость будет достаточной для вашего проекта.

2. Выбор соответствующей кольцевой жесткости: Для областей с высокими требованиями к нагрузке, например, под дорогами или на больших глубинах, могут потребоваться трубы с более высокой кольцевой жесткостью, такие как SN8. Для менее требовательных условий, таких как сельскохозяйственные поля или сады, можно использовать трубы с меньшей кольцевой жесткостью, например, SN4.

3. Расчет нагрузок: Произведите расчет предполагаемых нагрузок с использованием методов, предписанных в соответствующих нормативных документах или стандартах. Убедитесь, что выбранный тип трубы с соответствующей кольцевой жесткостью способен выдержать эти нагрузки с приемлемым уровнем безопасности.

4. Учет взаимодействия трубы с почвой: Качество укладки и засыпки вокруг трубы, а также тип используемого материала могут значительно повлиять на способность трубы сопротивляться внешним нагрузкам. Правильно выполненный процесс засыпки и уплотнения может значительно увеличить эффективную жесткость трубы.

5. Учет температурных изменений: Температурные колебания могут вызывать деформацию материала трубы. Это также следует учитывать при выборе кольцевой жесткости, чтобы обеспечить целостность и надежность трубопровода в различных климатических условиях.

6. Консультации с производителями и экспертами: В случае сомнений или для получения дополнительной информации, консультируйтесь напрямую с производителями гофрированных труб или обратитесь к квалифицированным инженерам. Они могут предоставить подробные технические данные и рекомендации, специфичные для вашего проекта.

7. Расчёт кольцевой жёсткости гофрированной трубы: Экспериментальное определение кольцевой жёсткости труб выполняется путём их тестирования на специализированных установках. В ходе испытаний выбирается сегмент трубы для измерения давления и изменения формы, при этом фиксируется деформация, составляющая примерно 4% от объёма испытуемого образца. Из каждой партии для испытаний отбирают три образца, после чего рассчитывается их среднеарифметическое значение деформации, которое затем округляется до ближайшего стандартного минимального значения жёсткости. Таким образом, класс жёсткости трубы определяет максимально допустимое давление на единицу площади при вертикальном сжатии в 4%, без учёта боковой поддержки.

Для расчёта SN используется следующая формула:

Где:

E0 – модуль упругости материала, из которого изготовлено изделие;
I – момент инерции стенки изделия;
d – диаметр, который измеряется в месте центра тяжести стенки изделия, и равен:

Где:

di – внутренний диаметр изделия;
y – расстояние до центра тяжести стенки изделия.

8. Как выбрать материал из которого будет сделана гофрированная труба с учетом кольцевой жесткости: Определение подходящего материала труб с учетом их кольцевой жесткости важно прежде всего исходя из условий их будущего использования и ожидаемых нагрузок. Например, для систем канализации в индивидуальном строительстве часто выбирают PVC трубы диаметром от 110 до 200 мм и с индикатором кольцевой жесткости SN 2, тогда как они малопригодны для промышленных или городских нужд. В последнем случае лучше подойдут полипропиленовые гофрированные трубы двойного слоя диаметром 300 мм или более с маркировками SN 8 или SN 16.

Трубы из полиэтилена (ПНД) уступают по кольцевой жесткости своим полипропиленовым (ПП) аналогам. Из-за относительно малой кольцевой жесткости, трубопроводы из полиэтилена не рекомендуется глубоко закапывать, так как они могут деформироваться под действием давления окружающего грунта.

Рассматривая эти аспекты при проектировании, вы сможете обеспечить, что трубопровод будет спроектирован и построен для обеспечения надежной и долговечной службы при любых условиях эксплуатации.