Ремонт водопроводных труб под землей

Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Главная страница » Технология ремонта трубопроводов без вскрытия грунта

Интересный метод восстановления повреждённых труб (канализации, ливневых стоков и других) был придуман в 70-80 годах 20 века инженерами Европы, Японии, Америки. Технология ремонта носит название «CIPP — Cured-in-place pipe», что в близком переводе означает – «ремонт труб на месте». Техника восстановления канализационных и других труб на месте без вскрытия грунта действительно видится уникальной методикой. Однако этот метод представляется достаточно опасным для здоровья людей и окружающей среды. Возможно, поэтому технология Cured-in-place pipe – ремонт трубопроводов на месте, не нашла широкого применения в России.

Что такое Cured-in-place pipe (CIPP)

Реабилитация, восстановление, вулканизация повреждённых сетевых трубопроводов разного назначения – это метод, который всегда рассматривался в Европе и США одним из практичных, наиболее эффективных, популярных.

Ремонт трубопровода промышленных стоков при помощи простой, но эффективной технологии горячей вулканизации труб непосредственно на месте

Так называемая бестраншейная технология ремонта магистральных трубопроводов по сей день успешно применяется на Западе для реконструкции повреждённых рукавов диаметром 0,1 – 2,8 м. Чаще всего методика восстановления повреждённых участков используется:

• на водопроводных магистралях,
• в системах ливневой канализации,
• на газовых магистралях,
• на трубопроводах химического назначения.

Система реконструкции труб без вскрытия асфальта, плитки, брусчатки, поддерживает несколько вариантов организации работ. Технология обеспечивает получение на ремонтном участке трубных стенок разной толщины в зависимости от конкретных потребностей.

Но вместе с тем, методика вулканизации — Cured-in-place pipe предъявляет определённый набор требований, которые необходимо соблюдать в процессе исполнения работ.

Технологический принцип ремонта труб по CIPP

Главным рабочим элементом методики CIPP выступает трубчатая вставка (вкладыш). Этот элемент делается на основе различных материалов:

Основное требование к материалу вкладыша – он должен иметь пористую структуру, способную пропитываться эпоксидной (полиэфирной) смолой.

Вот так — простым внедрением вкладыша на участке повреждённого трубопровода, выполняется полная реконструкция повреждённой структуры. Сохраняются все свойства и технические параметры

Такой вкладыш, предварительно пропитанный эпоксидной смолой, внедряется внутрь поврежденной трубы. Процесс внедрения обычно выполняется через верхнюю точку доступа (сервисный люк или раскопанный участок грунта незначительной площади).

Работа с трубчатой вставкой

Подвижка трубчатой вставки (вкладыша) осуществляется за счёт давления воздухом или водой, взятых от внешних источников (сосудов, компрессоров).

Процесс отверждения эпоксидной (полиэфирной) смолы активируется горячей водой, паром или ультрафиолетовым излучением. Так образуется герметичная, бесшовная, коррозионно-стойкая ремонтная вставка.

На трубах больших диаметров повреждённые стенки восстанавливаются изнутри с помощью роботизированных устройств. Иногда работы ведутся ручным способом.

Меньшие диаметры труб (до 100 мм) можно обрабатывать дистанционно, при помощи небольших приспособлений для восстановления, предназначенных под трубопроводы малого диаметра.

Схема ремонта по технологии cipp: 1 — воздушный компрессор; 2 — паровой котёл; 3 — инверсионный барабан; 4 — поток пара и воздуха

Технический люк, вырезанный для производства работ, запечатывается материалами, специально разработанными под технологию CIPP.

Вулканизационная химия для ремонта труб

Как правило, в качестве вулканизационной химии используются два вида пропитывающих составов:

1. Полиэфирные смолы (для восстановления магистральных трубопроводов).
2. Эпоксидные смолы (под ремонт отводных участков централизованных линий).

Поскольку все виды смол обладают (в той или иной степени) свойствами усадки, их достаточно сложно применять в системах канализации. Канализационные сети обычно имеют значительные жировые, масляные отложения на стенках внутри труб.

За счёт такой смазки, между вкладкой CIPP и корпусом ремонтной трубы неизбежно образуется кольцевое пространство. В таких случаях применяются дополнительные меры, что несколько усложняет ремонтный процесс.

Герметизация кольцевого пространства и проверка

Вообще-то кольцевое пространство образуется в любом случае применения технологии вулканизации труб на месте (Cured-in-place pipe). Просто в разных условиях каждой отдельной инсталляции образуется кольцевое пространство разного объёма.

Вид ремонтного трубопровода на срезе: 1 — надувной пузырь; 2 — существующий трубопровод; 3 — материал внутренней облицовки

Имеется несколько путей герметизации кольцевого пространства:

• использование гидрофильных материалов,
• футеровка места соединения прокладками,
• точечное уплотнение по срезам главной трубы и по боковинам.

Традиционно ремонтируемые участки труб проверялись на степень проницаемости закрытыми камерами внутреннего видео-наблюдения (CCTV).

Однако в настоящее время рекомендуются для проверки более совершенные устройства – фокусируемые электроды утечки (FELL).

Преимущественные стороны CIPP технологии

Главное преимущество бестраншейной технологии ремонта трубопроводов – здесь, как правило, не требуется вести раскопки, чтобы добраться до повреждённого участка.

Правда, иногда конструктивные особенности магистралей заставляют выполнять раскопки (не более 1,5 м в диаметре). Но чаще ремонтная гильза внедряется через сервисный люк либо иную точку доступа.

Большинство случаев производства работ по горячей вулканизации на системах канализации и ливнёвки позволяют выполнять все необходимые действия через сервисные люки

Ремонтный вкладыш протягивается непосредственно к месту ремонта сразу после смачивания смолой. Ремонт боковых соединений канализационных линий также возможен без раскопок.

Исполнение работ по реконструкции боковых линий осуществляется с помощью дистанционного управляемого устройства. Таким устройством сверлится отверстие в прокладке, в точке бокового соединения.

Горячая вулканизация трубопроводов по технологии CIPP (Cured-in-place pipe) в конечном итоге даёт результат в виде гладкого ровного интерьера, без формирования швов.

Наконец, метод позволяет ремонтировать участки трубопроводов, уложенных изгибами. Поэтому способ ремонта с малыми организационными издержками остаётся пока что самым эффективным из всех существующих.

Недостатки вулканизации труб на месте

За исключением широко распространенных размерных шаблонов, трубчатые вкладыши обычно изготавливаются специально под каждый новый ремонт. Применение CIPP требует организации обходного потока для ремонтного участка на время инсталляции вкладыша.

Отверждение смол может занимать по времени 1 — 30 часов, в зависимости от диаметра трубы и применяемой техники отверждения (пар, вода, ультрафиолет).

Внутренняя область трубопровода должна быть полностью свободна от препятствий. Окончательный результат горячей вулканизации тру тщательно проверяется.

Примерно так выглядит результат проверки выполненной работы по восстановлению, полученный с помощью видеокамеры. Здесь проверка показала безупречное качество

Стоимость применения технологии Cured-in-place pipe, примерно, сопоставима ​​с аналогичными методами:

• торкрет-бетон (shotcrete),
• термоформованная труба (thermoformed pipe),
• закрытый трубный фитинг (close-fit pipe),
• спиральная труба (spiral wound pipe).

Одним из выраженных недостатков технологии горячей вулканизации видится остаток химических веществ, используемых в процессе реакции, необходимой для восстановления труб. Эти химические вещества опасны для здоровья и окружающей среды.

Материал, традиционно применяемый под изготовление гильзы для стандартного размера диаметра труб — это обычно войлок. Сделанная из войлока гильза с трудом проходит трубные изгибы, морщинится, нередко застревает в области скруглённых углов.

После завершения работ требуется чистка внутренней области ремонтного участка методом гидроструйной обработки под высоким давлением.

Видео пример использования технологии ремонта

Видеороликом ниже демонстрируется технология описанного ремонта. Визуальный модельный просмотр позволяет более чётко понять принципиальный подход к решению задачи, прежде чем эта задача будет реализована на практике:

Источник

Бестраншейная замена труб, или Как проложить новые трубы водопровода и канализации, не копая участок?

• 

Рано или поздно всё стареет. И вот уже надо ремонтировать дом, омолаживать сад, подправлять забор. А что делать, если начал разрушаться и протекать проложенный по участку трубопровод? Неужели откапывать траншеи, вскрывать дорожки и портить газон и цветники?! Или все-таки есть способ решить проблему с минимальными издержками для ландшафта и семейного бюджета?

Наряду с технологией бестраншейной прокладки труб (ГБН – горизонтально направленное бурение), существует и прогрессивный метод санации старых, изношенных трубопроводов, позволяющий обойтись без большого объема земляных работ со всеми сопутствующими этому сложностями. Восстановлению подлежат как водоводные, так и канализационные трубы (из асбоцемента, бетона, чугуна, стали, керамики), проложенные на любой глубине. Значение имеет только протяженность коммуникаций, материал, из которого они изготовлены, а также особенности грунта на участке. В зависимости от этих факторов и собственно задачи – устранить утечки из-за коррозии и трещин, очистить заросший отложениями просвет или полностью заменить трубопровод – определяют дальнейшую тактику. Это может быть применение метода «труба в трубе», с протягиванием трубы меньшего диаметра внутри сохраненной прежней, либо разрушение старого канала и замещение его новым – с аналогичным или большим сечением, если требуется повысить производительность системы.

Труба в трубе

Работы ведутся через небольшие монтажные котлованы – стартовый и приемный, выкопанные по концам аварийного участка трубопровода, предназначенного для замены. В обеих точках его «вскрывают». Если на ремонтируемой линии есть повороты, там отрывают промежуточные котлованы и демонтируют соединения, таким образом разделяя ее на прямые отрезки. Сначала с помощью лебедочного механизма по трубе пропускают трос с насадкой для очистки от отложений (предварительно должно быть проведено видеообследование полости). Затем на том же тросе закрепляют трубу-вкладыш нужной длины и затягивают ее в канал, после чего на концах устанавливают втулки для фланцев. Вкладыш сваривают из ПНД-труб (стандартная длина изделий диаметром 90 мм и более – 12 м), сечение которых должно быть чуть меньше проходного. Поскольку в местах сварки образуются кольцевые утолщения (бурты), это важно иметь в виду при подборе диаметра. При необходимости могут быть использованы пластиковые модули длиной 1–1,2 м с резьбовым соединением.

Несмотря на то, что из-за вкладыша сечение канала уменьшается на 10–15%, пропускная способность трубопровода не только не снижается, но даже может возрасти: благодаря гладкой внутренней поверхности ПНД-трубы, поток жидкости практически не испытывает гидравлического сопротивления

Новая труба вместо старой

• 

Если трубопровод уже отслужил своё окончательно или необходимо увеличить пропускную способность системы, бестраншейную замену осуществляют методом разрушения старой трубы и прокладки на ее месте новой. Кроме того, к данному способу приходится прибегать, когда технические условия не позволяют даже минимально уменьшить сечение имеющегося канала. Так называемое статическое взламывание производят с помощью тросовой или штанговой разрушающей головки с расширительными ножами. Оборудование установлено на каретку и приводится в действие гидравлическим приводом. Одновременно с продвижением головки в полость затягивается полимерную труба, диаметр которой может превышать исходный диаметр канала в полтора-два раза. Окружающий грунт при этом уплотняется, а обломки старого трубопровода просто вдавливаются в него.

Трубы из ПНД (полиэтилена низкого давления) отвечают современным санитарным нормам, не подвержены зарастанию известковыми и грязевыми отложениями, не покрываются плесенью. Они прочны, устойчивы к электрохимической коррозии и низким температурам и прослужат не менее полувека.

Компании, выполняющие бестраншейную прокладку и замену труб, как правило, имеют в своем арсенале малогабаритные проходные установки и компактные компрессоры лебедочных механизмов, нуждающиеся в минимальной рабочей площадке (меньше квадратного метра), а следовательно, не наносящие ущерба участку, как это происходит с тяжелей техникой. Для управления агрегатами легкого класса требуется два человека. За одну смену может быть отремонтировано до 50 м трубопровода, а непосредственно сама протяжка новой трубы осуществляется со скоростью 1 пог. м/мин. По окончании работ коммуникации опробуют под номинальной нагрузкой. Стоимость замены труб Ø 50–100 мм закрытым способом ориентировочно составляет от 3500 руб./пог. м, Ø 160 мм – от 4500 руб./пог. м (для Московской и близлежащих областей) * . Выезд специалиста на объект для составления плана и сметы ремонта обычно бесплатный.

* По данным ООО «Рузская Бестраншейная Компания»

Преимущества замены труб по бестраншейной технологии

• Высокая скорость выполнения работ и, как следствие, кратковременное отключение коммуникаций и быстрый ввод в эксплуатацию реконструированных сетей
• Возможность увеличить пропускную способность трубопроводов
• Сохранность зеленых насаждений и прочих элементов ландшафта на участке (дорожек, садовых построек и пр.)
• Существенная экономия на минимальном объеме земляных работ (не нужно рыть, а затем засыпать траншеи, извлекать из земли и вывозить старые трубы, восстанавливать травяной покров)
• Сокращение затрат за счет привлечения малого числа исполнителей и отсутствия необходимости в тяжелой технике
• Проведение работ без риска повредить пролегающие рядом коммуникации
• Возможность произвести ремонт в любое время года

Как ещё это делают?

При ремонте и реконструкции крупных жилищных и промышленных инженерных сетей, кроме вышеописанных, применяются и другие инновационные технологии бестраншейной замены старых трубопроводов. Так, например, санация систем водоснабжения может быть произведена методом напыления цементного раствора на внутренние стенки трубы с последующим заглаживанием ремонтного слоя тросовой конусной насадкой. Кроме того, водопроводные и канализационные трубы восстанавливают путем нанесения защитного покрытия на основе смол, создания в полости спиральной оболочки из ПВХ-лент или формирования канала-вкладыша из листовых материалов.

Листовым материалом для изготовления санирующей оболочки, в частности, служит ПВД (полиэтилен высокого давления) с зубчатым профилем: благодаря зубцам на наружной стороне вкладыша, между ним и поверхностью трубы образуется полость, куда закачивают бетонную смесь

Еще один способ восстановить изношенную трубу – протянуть в ней рукав (чулок), пропитанный полимерным составом. С помощью пародизельной установки в канал нагнетается горячий пар, в результате чего рукав заполняет собой полость и отверждается, образуя гладкую прочную оболочку. Такому ремонту подлежат трубопроводы низкого давления диаметром от 100 до 2000 мм (газовые, химические, ливневые, канализационные), в том числе имеющие повороты до 90⁰.

Схожий принцип заложен в немецкую технологию Saertex—liner, использующую рукава (лайнеры) из армированного стекловолокна толщиной 3–12 мм, пропитанного полиэфирной или винилэфирной смолой. Проложенный в трубе рукав расправляют потоком сжатого воздуха, в результате чего он плотно прилегает (но не приклеивается) к стенкам канала, и подвергают воздействию ультрафиолетового излучения. При инсоляции вкладыш твердеет со скоростью 0,5–1,5 м/мин. Стекловолоконным лайнером можно санировать ветхие трубы диаметром 150–1200 мм из любых материалов и с различными профилями. Возможный угол поворота – до 30⁰, длина протяжки – до 300 м. Способ применим для безнапорных сетей водоснабжения, отведения бытовых и химических стоков.

Всё большее распространение получает у нас немецкая же технология Примус Лайн®, предназначенная для реконструкции протяженных напорных трубопроводов для нефти, газа, абразивных сред, химикалий и сточных вод, а также для санации систем низкого давления для питьевого водоснабжения. В основе метода лежит трехслойный армированный рукав с толщиной стенок 6,5 или 9 мм и диаметром от 150 до 500 мм. Втянутый в полость, он образует самонесущий канал, который надежно соединяется с трубами из любых материалов. Герметичность узла обеспечивается путем закачки в наружную гильзу полимерного связующего (смолы): в результате нижняя стенка гильзы впрессовывается в рукав, а он, в свою очередь, – в контур внутренней втулки. Гибкость рукава позволяет ему проходить повороты с загибом до 30⁰; в непрерывном режиме может быть санирована труба длиной до 2000 м.

Источник