Укладка асбестоцементных теплопроводов

При разработке и исследовании бесканальной прокладки тепловых сетей из асбестоцементных труб с засыпной тепловой изоляцией из гранулированных гидрофобизированных материалов определены следующие технологические процессы: подготовительные и земляные работы, укладка и монтаж асбестоцементных теплопроводов, устройство тепловой изоляции испытание теплопроводов. Строительство бесканальных тепловых сетей из асбестоцементных труб показало их большое преимущество по сравнению с прокладкой тепловых сетей из стальных труб. Одним из основных достоинств является то, что строительство тепловых сетей из асбестоцементных труб осуществляется индустриальным методом при максимальной механизации работ. В заводских условиях производится гидрофобизация засыпной гранулированной тепловой изоляцией, изготовляются унифицированные теплофикационные камеры из сборного железобетона и собираются узлы теплофикационных камер. На строительной площадке осуществляют только монтаж тепловых сетей с максимальным использованием средств механизации.

Рытье траншей для трубопроводов и котлованов под теплофикационные камеры ведется механическим способом одноковшовыми экскаваторами, при этом за счет исключения компенсаторных ниш либо котлованов под теплофикационные камеры объем земляных работ значительно уменьшается. Асбестоцементные трубы в траншею укладывают самоходными кранами (рис. 5.13) или трубоукладчиками одновременно по две трубы (подающей и обратной) с по мощью монтажной траверсы либо четырехветвевого стропа с шарнирными торцевыми захватами.

Шарнирные торцевые захваты (рис. 5.14) состоят из двух пластинок, соединенных между собой шарниром. При подъеме трубы подвижная пластинка поворачивается и конец трубы зажимается. Для предохранения труб от разрушения в местах захвата, соприкасающихся с трубой, торцы пластинок обкладывают резиной. Для монтажа одиночных асбестоцементных труб используют траверсы (рис. 5.15), представляющие собой стальную трубу диаметром 75 мм, на концах которой приварены стальные фланцы. К фланцам с внешней стороны приваривают скобы для зацепления крюком стропа, а с внутренней наклеивают резиновые шайбы, благодаря чему торец асбестоцементной трубы при подъеме имеет мягкое соприкосновение с траверсой. Для подъема асбестоцементной трубы траверсу пропускают внутрь ее и зацепляют за скобы крюками стропы (с коушами). Такие траверсы используют и при погрузочно-разгрузочных работ.

Если асбестоцементные трубы монтируют плетями по 3—4 трубы, то используют траверсы-фермы (рис. 5.16). Сборка и уплотнение стыков на поверхности траншей в этом случае значительно повышает качество стыков, однако требует большой осторожности при монтаже. Уложенные в траншею трубы соединяют, между собой,на. муфтах, монтаж которых производят специальными рычажными приспособлениями: цепным или с монтажным хомутом

Канд. техн. наук Полковниковым Ю. Ф. и другими (Волгоградский инженерно-строительный институт) разработаны приспособления и механизмы, позволяющие полностью механизировать процесс монтажа асбестоцемент- ных труб. Трактор «Беларусь» снабжают приспособлением типа «механическая рука» (рис. 5.18). Механическая рука захватывает асбестоцементную трубу с бермы, опускает на дно траншеи, центрирует и надвигает асбестоцементную муфту. Достоинство этого метода заключается в механизации ручных процессов работ и отсутствии необходимости нахождения рабочих в траншее во время этой операции.

Стыковка асбестоцементных теплопроводов является одним из основных технологических процессов на строительстве тепловых сетей из асбестоцементных труб. Сборка стыковых соединений производится с помощью монтажных приспособлений различных конструкций. До начала соединения асбестоцементных труб на асбестоцементных самоуплотняющихся муфтах САМ и САМ-2-ТП в очищенные от загрязнений канавки муфт вставляют резиновые кольца (рис. 5.19). При установке резиновых колец в муфты необходимо расправлять их, чтобы они равномерно выступали из канавок. Углубления в теле колец должны быть обращены внутрь муфты. Обычно при стыковании асбестоцементными самоуплотняющимися муфтами с резиновыми уплотнительными кольцами для облегчения монтажа наружную поверхность обточенных концов асбестоцементных труб и внутреннюю поверхность вставленных в муфты резиновых уплотнительных колец смазывают графитно-глице. риновой пастой или мыльным раствором. Состав графитно-глицериновой пасты должен быть следующим, %: графита— 40, глицерина — 45, воды—15%.

Для компенсации линейных деформаций асбестоцементных труб между их торцами оставляют монтажный зазор (в 10—15 мм при длине труб 3—4 м и 15—20 мм при длине труб 6 м), который должен совпадать с серединой муфты. Для этого на асбестоцементных трубах на расстоянии от их концов, равном 1М, делают отметки, до которых надвигают муфты при монтаже стыковых соединений. Величину 1М (в мм) определяют из выражения

Тепловую изоляцию засыпают непосредственно с автосамосвалов с разравниванием, создавая выпуклую цилиндрическую поверхность с проверкой ее по шаблону. Сверху укладывают защитную пленку. Для предохранения ее от повреждения делают присыпку из мягкого грунта слоем в 15—20 см. Верхнюю часть траншеи засыпают обычно бульдозерами. Гидравлические испытания смонтированных тепловых сетей обычно проводят с помощью специальной установки на базе поливомоечной машины. Таким образом, при прокладке тепловых сетей из асбестоцементных труб ручной труд остается только лишь при доработке грунта после экскаватора, разравнивании тепловой изоляции, укладке защитной пленки над изоляцией и присыпке, что составляет небольшой объем от всего комплекса строительно-монтажных работ.

Для оценки технологии строительства бесканальных тепловых сетей из асбестоцементных труб провели ее сравнение с существующей технологией строительства тепловых сетей из стальных труб. При этом за эталон сравнения была принята получившая наибольшее распространение индустриальная бесканальная прокладка стальных теплосетей с битумоперлитной изоляцией. Условия прокладки для обоих вариантов тепловых сетей приняты одинаковыми.

Расчетные данные, а также результаты экспериментальных исследований, проведенных в процессе строительства обоих видов бесканальных тепловых сетей, при которых производился хронометраж по видам и комплексам работ, показали, что при бесканальной прокладке тепловых сетей из асбестоцементных труб продолжительность строительства снижается в среднем на 20—30%, трудоемкость — на 35—40%, потребность в механизмах — на 55—60%. Это дает основание считать, что разработанная технология бесканальной прокладки тепловых сетей из асбестоцементных труб по всем технико-экономическим показателям является более рациональной, чем существующая технология бесканальной прокладки тепловых сетей из стальных труб. Бесканальные тепловые сети из асбестоцементных труб с засыпкой тепловой изоляцией (рис. 5.20) целесообразно прокладывать для отдельно строящихся или перекладываемых заново теплотрасс.

Для районов сосредоточенного строительства тепловых сетей разработан и рекомендован более индустриальный метод монтажа из укрупненных блоков, изготавливаемых в заводских условиях. При разработке конструкции укрупненных блоков для асбестоцементных теплосетей необходимо выполнять следующие основные требования:

габаритные размеры блока следует выбирать с учетом длины и диаметра применяемых асбестоцементных труб, их числа в блоке, вида и характеристик тепловой изоляции, возможности осуществления стыкования труб при монтаже теплопровода;

прочность блока должна обеспечивать восприятие транспортных, монтажных и эксплуатационных нагрузок;

по теплозащитным свойствам должны быть соблюдены установленные для тепловых сетей требования по нормированным тепловым потерям;

конструкция блока должна быть технологичной как в изготовлении по принятой заводской технологии или в условиях приобъектного полигона, так и при монтаже теплосети.

Укрупненные блоки состоят из двух асбестоцементных труб (подающей и обратной) с нанесенной на них в заводских условиях монолитной тепловой изоляцией, в качестве которой может применяться пенобетон, газобетон, газосиликат, фенольный поропласт, асфальтокерамзитобетон и другие аналогичные материалы. Основной конструктивной особенностью блоков является наличие в блоке своеобразного ядра жесткости из асбестоцементных труб, которые, в свою очередь, при изготовлении должны быть замоноличены теплоизоляцией в строго фиксированном положении.

При конструировании блоков в числе эксплуатационных нагрузок было учтено возможное температурное воздействие, особенно в периоды пуска и отключения теплотрассы, т. е. в периоды температурных изменений и вызванных ими деформаций. В этих случаях могут возникать дополнительные напряжения в трубах вследствие неравномерного прогрева блока по толщине и защемления труб в окружающей монолитной теплоизоляции. Для устранения возможности такого эффекта предложено создать . между поверхностью асбестоцементных труб и соприкасающейся поверхностью тепловой .изоляции прослойку из термопластичного материала (на основе битума или другого материала с подобными свойствами).

Термопластичная прослойка при нормальных темпера- турах должна сцеплять трубы с теплоизоляцией. Это важно для обеспечения процесса стыковки блоков между собой при монтаже теплопроводов, когда муфты надеваются сра- зу на обе трубы при продвижении одного блока к другому (рис. 5.21), а под воздействием температуры теплоносителя при эксплуатации теплопровода термопластичная про- слойка размягчается и позволяет асбестоцементным трубам перемещаться внутри монолитной изоляции при линейных деформациях труб (которые компенсируются в эластичных стыках), что исключает перенапряжение труб. В результате термопластичная прослойка создает благоприятные условия для монтажа и работы теплопровода из укрупненных блоков с асбестоцементными трубами.

Для предохранения монолитной тепловой изоляции от увлажнения на ее поверхность наносят обмазочную гидроизоляцию. На участках стыковых соединений асбестоцементных труб длиной порядка 420 мм (по 210 мм с каждой стороны стыкуемых труб) применяют засыпную тепловую изоляцию с защитной пленкой, помещенной сверху. Объединенные изоляцией в монолитный блок асбестоцементные трубы помимо теплозащиты приобретают дополнительную защиту против случайных механических воздействий при транспортировке, монтаже и эксплуатации, что сохраняет целость труб, а значит способствует повышению эксплуатационной надежности теплопроводов.

Укрупненные блоки, состоящие из асбестоцементных труб, объединенных монолитной тепловой изоляцией, — принципиально новый вид изделия для применения в тепловых сетях. С точки зрения технологии изготовления для них в качестве аналога могут быть приняты конструктивные блоки из легких и ячеистых бетонов. Поэтому при разработке технологий изготовления укрупненных блоков для асбестоцементных тепловых сетей за основу была принята существующая технология изготовления блоков из легких и ячеистых бетонов с учетом специфических особенностей конструкции и условий применения блоков для тепловых сетей.

Основными технологическими процессами при изготовлении укрупненных блоков для асбестоцементных теплосетей являются:

подготовительные, в которые входит отбор асбестоцементных труб и муфт по маркам и диаметрам и их испытание, а также подготовка комплектующих деталей, оснастки; нанесение на поверхность труб термопластичного слоя и сборка форм;

собственно изготовление блоков, включающее подготовку и заливку в формы теплоизоляционной массы, ее формование и твердение;

распалубка и обработка поверхности блоков гидрофобным покрытием;

приемка, маркировка и складирование готовой продукции.

В подготовительном отделении должна быть предусмотрена возможность проведения гидравлических испытаний асбестоцементных труб при давлении, равном испытательному давлению в теплосети. Таким испытаниям желательно подвергать поштучно все отсортированные по маркам, диаметрам и длине асбестоцементные трубы, поступающие со склада. Асбестоцементные муфты и резиновые теплостойкие уплотнительные кольца подвергают визуальному контролю, при котором устанавливают их марку, диаметр и отсутствие внешних дефектов. Заготавливают требуемых размеров и конфигурации закладные детали, в частности монтажные петли.

При подготовке к формованию блоков на поверхность прошедших сортировку и испытания асбестоцементных труб должен быть нанесен слой термопластичного материала. Такой слой (например, на основе битума, размягчающегося при температуре порядка +50°С) может быть образован методом налива массы на поверхность вращающейся в приводных центрах трубы, либо набрызгом из распылителя, либо намазкой кистью в зависимости от производительности линии по производству блоков и оснащения подготовительного отделения.

Заключительным из числа подготовительных процессов является сборка форм. При этом производят чистку и смазку форм, укладку в формы подготовленных труб и их фиксацию: в торцевых диафрагмах — для обеспечения в стыкуемых блоках строгой соосности труб, и в торцевых упорах— для выпуска торцов труб из блока на одинаковую длину, необходимую для надвижки муфт. Укладку и фиксацию труб в диафрагмах и торцевых упорах следует выполнять особо тщательно, поскольку несогласованность труб по осям и длинам выступающих торцев затруднит стыкование блоков при монтаже теплотрассы. Торцевые диафрагмы и борта форм должны быть надежно закреплены.

Далее в формы устанавливают монтажные петли на расстоянии от торцев в четверть длины блока, при этом отогнутые нижние концы петель заводят под трубы и привязывают к ним. Верх петель следует располагать выше поверхности блока. Собранные формы при необходимости герметизируют промазкой щелей, после чего они считаются подготовленными для формования блоков.

Процесс изготовления блоков для асбестоцементных тепловых сетей состоит из: приготовления массы теплоизоляционного материала, заливки или укладки этой массы в форму и ее твердения. В качестве материала для теплоизоляционного монолита блока были опробованы керамзи- тобетон, пеносиликат и газосиликат по принятой заводской технологии изделий из этих материалов как наиболее распространенные и доступные. Для возможности организации приобъектного полигонного изготовления блоков для теплосетей была специально разработана технология без- автоклавного газобетона.

Технологические схемы и режимы изготовления блоков для асбестоцементных тепловых сетей следует выбирать строго в соответствии с видом материала для теплоизоляционного монолита блока, используя при этом соответствующие технологические нормативные документы и рекомендации. Обработка поверхности затвердевших и распалубленных блоков из негидрофобных материалов заключается в устройстве набрызгом, обмазкой или другим способом гидроизоляционного слоя (например, битумного) либо из подходящего материала с гидрофобными свойствами. Приемку, маркировку и складирование блоков для тепловых сетей осуществляют аналогичным порядком, принятым для подобной продукции. При складировании и транспортировке блоков следует защищать выступающие торцы труб специальными колпачками или обмоткой.

Анализируя технологическую схему производства укрупненных блоков для теплосетей из асбестоцементных труб и опыт практического опробования этой технологии в производственных условиях, можно считать, что изготовление укрупненных блоков для теплосетей может быть организовано на действующих предприятиях, выпускающих блоки из аналогичных материалов для других целей. В случаях потребности в малых партиях блоков, например при строительстве теплосетей в отдаленных от заводов стройматериалов небольших поселках, их изготовление можно организовать на приобъектном полигоне. В этом случае в качестве монолитной тепловой изоляции блоков может быть рекомендован ячеистый бетон безавтоклавного твердения либо другой подобный материал, который может быть изготовлен по упрощенной технологии. Для изготовления укрупненных блоков необходимы соответствующие формы, удовлетворяющие существующим требованиям и обеспечивающие технологический процесс изготовления блоков для асбестоцементных теплосетей.

Разработаны, изготовлены и опробованы в производственных условиях как деревянные (на полигоне), так и металлические многооборотные сборно-разборные формы. Первоначально были разработаны и изготовлены деревянные формы-опалубки (рис. 5. 22) для установления характерных конструктивных особенностей, которые в дальнейшем были утчены в разработке металлических многооборотных сборно-разборных форм, использованных при заводском изготовлении укрупненных блоков для асбестоцементных теплосетей. Поскольку в то время еще не были установлены оптимальные размеры блоков, для разработки форм и опытного формования были приняты осредненные по данным предварительно теплового расчета размеры поперечного сечения блоков 70X40 см для труб условным проходом 100 и 150 мм, длиной 3 и 4 м.

Эти первые деревянные формы, безусловно, не моделировали полностью металлические, однако позволили установить необходимость: строгой фиксации труб по осям и длине выступающих торцов, герметизации форм, обеспечения жесткости днища и бортов и т.п. Все это практически весьма трудно достигается в деревянных формах. Например, для обеспечения соосности труб в блоках пришлось сначала их состыковать по длине, а затем формовать блоки и после их затвердения нумеровать стыки для согласованной стыковки блоков в траншее при монтаже теплопровода. Все же такой прием (хотя и многодельной) впоследствии сочли возможным допустить прц необходимости изготовления малых партий блоков в условиях приобъектного полигона по упрощенной технологии.

Затем была разработана конструкция металлической формы, (рис. 5. 23) с учетом необходимости обеспечения конструктивных и технологических требований. Внутренние размеры формы приняли осредненными 70x40x300—400 ем, что-позволяло формовать блоки с трубами условным

проходом 100 и 150 мм. Поддон формы был выполнен из стального листа, укрепленного снизу прямоугольной рамой из швеллера № 10 с поперечными ребрами. К раме поддона на петлях прикреплены продольные откидные бортаусделанные из швеллеров №, 20, поставленных один на другой для придания бортам продольной жесткости и обеспечения высоты борта 40 см (такие борта легче, чем из швеллера № 40).

По краям бортов внутри форм укреплены на расстоянии 3 и 4 м друг от друга вертикальные пазы, в которые вставлялись съемные поперечные диафрагмы с центрированными отверстиями, калиброванными по наружному диаметру обточенных концов асбестоцементных труб. Кроме этого, на диафрагмах снаружи были устроены ограничительные упоры для фиксации труб по длине, чтобы их торцы выступали из блока на одинаковую длину. Такое решение бортоснастки позволяло использовать форму для изготовления блоков нескольких типоразмеров путем соответствующего, подбора требуемого калибра диафрагм и установки их на необходимом расстоянии друг от друга по длине формы. При сборке формы борта укрепляли в рабочем положении поперечными стяжками-скобами.

В таких формах, выполненных по заказу Люберецкой теплосети Мособлтеплоэнерго, были изготовлены в заводских условиях партии блоков для опытных прокладок асбестоцементных теплосетей из укрупненных блоков. Монтаж блоков осуществляли следующим образом: на концы асбестоцементных труб наносили риски, до которых должны быть надеты асбестоцементные муфты, чтобы обеспечить необходимую величину монтажного зазора. Наружную поверхность выступающих концов асбестоцементных труб и внутреннюю поверхность вставленных в асбестоцементные муфты резиновых уплотнительных колец смазывали графито-глицериновой пастой. Между блоками устанавливали две асбестоцементные муфты, после чего блоки стягивали между собой рычажным приспособлением до тех пор, пока муфты не займут необходимое проектное положение. Демонтаж блоков осуществляли также рычажным приспособлением.

Строительство серии бесканальных тепловых сетей из асбестоцементных труб укрупненных блоками на объектах Люберецкой теплосети Мособлтеплоэнерго (рис. 5.24) показало, что по сравнению с бесканальной прокладкой с засыпкой тепловой изоляцией существенно повышается индустриализация. Трудоемкость строительства при этом снижается на 17—20%, а уровень сборности повышается более чем в 2 раза.

Авдолимов Е. М., Шальнов А. П. Водяные тепловые сети. — М.: Стройиздат, 1984.