СП 40-109-2006

Группа Ж21

     

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ
ВОДОПРОВОДНЫХ И КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ  С ПРИМЕНЕНИЕМ
ВЫСОКОПРОЧНЫХ ТРУБ ИЗ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Projection and assembling of water-supply and sewerage network
with application high-strength pipe from cast iron globular graphite (ductile iron pipe)

ОКС 23.040.10

ОКСТУ 1460

Дата введения 2006-06-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ООО "Аквадизайн-А" при участии МГУП "Мосводоканал", ГУП "МосводоканалНИИпроект", МГСУ, НИИМосстрой, ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол", Минсельхоза России

2 ОДОБРЕН Федеральным агентством по строительству и ЖКХ России и рекомендован к применению в качестве нормативного документа приказом N 39 от 26.02.2006 г.

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит указания по проектированию и монтажу подземных трубопроводов водоснабжения и канализации с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Выполнение этих указаний обеспечит соблюдение обязательных требований к наружным системам водоснабжения и канализации, установленных СНиП 2.04.02-84* "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения", СНиП 3.05.04-85* "Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации", СНиП 2.04.03-85 "Канализация, наружные сети и сооружения" и СНиП 2.05.06-85* "Магистральные трубопроводы".

В Своде правил рассмотрены вопросы, касающиеся применения труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, изготовляемых ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол"". Приведены основные показатели труб, соединительных частей и способы их соединения, рассмотрены также правила хранения и транспортировки труб, вопросы монтажа и испытания трубопроводов, а также техники безопасности при их монтаже. Приведены методики расчета на прочность подземных трубопроводов при комбинированных нагрузках от воздействия внутреннего давления наполнителя, приведенных внешних нагрузках от грунта и транспорта, определены коэффициенты запаса прочности при работе трубы в пределах упругости. Приведены методики гидравлического расчета трубопроводов водоснабжения, а также выбора типоразмеров труб для напорных трубопроводов при подземной прокладке в грунте.

Свод правил СП 40-109-2006 одобрен Федеральным агентством по строительству и ЖКХ России и рекомендован к применению на всей территории Российской Федерации (приказ N 39 от 26.02.2006 г.).

Свод правил разработан ООО "Аквадизайн-А" авторским коллективом в составе: канд. техн. наук, ст. научн. сотр. А.Д.Алиференков (ООО "Аквадизайн-А") - руководитель разработки, канд. техн. наук С.В.Храменков (МГУП "Мосводоканал"), д-р. техн. наук, проф. О.Г.Примин (ГУП "МосводоканалНИИпроект"), канд. техн. наук, проф. В.А.Орлов (Московский государственный строительный университет), канд. техн. наук А.А.Отставнов (НИИМосстрой), инж. А.И.Волков (Росстрой), инж. А.В.Минченков, инж. И.Н.Шищук (ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол""), д-р с-х. наук Г.Г.Гулюк, канд. с-х. наук Ю.А.Духанин (Минсельхоз России).

     1 Область применения

1.1 Настоящий Свод правил (СП) распространяется на проектирование, строительство, монтаж и последующую эксплуатацию вновь строящихся, реконструируемых и модернизируемых сетей холодного водоснабжения и напорной канализации, а также их ремонт с обеспечением последующей эффективной работы, надежной и безопасной эксплуатации.

1.2 Положения СП распространяются на проведение работ на всей территории России независимо от организационно-правовой формы и формы собственности: общественных и жилых территориях (районах, микрорайонах и на отдельных участках).

1.3 Положения СП не распространяются на проектирование, монтаж, ремонт и эксплуатацию сетей горячего водоснабжения, а также систем производственной канализации.

1.4 Положения СП обязательны для применения всеми юридическими и физическими лицами (включая зарубежные фирмы, а также совместные предприятия с участием зарубежных партнеров), осуществляющими проектирование, монтаж, ремонт и эксплуатацию сетей и сооружений водоснабжения и напорной канализации на территории России.

1.5 СП содержит обязательные, а также рекомендуемые и справочные положения по проектированию, монтажу, ремонту и эксплуатации водопроводных и канализационных трубопроводов, выполняемых из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ), независимо от предприятий - изготовителей трубных изделий, проектных, монтажных и эксплуатирующих организаций, предприятий и фирм.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем СП представлены ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 2.04.03-85 Канализация, наружные сети и сооружения

СНиП 3.05.04-85* Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации

СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение, наружные сети и сооружения

СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы

СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения

СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство

ГОСТ 9.602-89* ЕСКЗС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 1497-84* Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 7293-85 Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки

ГОСТ 9012-59* Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 10692-80 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 27208-87 Отливки из чугуна. Методы механических испытаний

ТУ 1461-037-50254094-2004 Трубы чугунные высоконапорные

ТУ 1461-050-50254094-2002 Трубы чугунные напорные высокопрочные для гидромелиоративного строительства и сетей сельскохозяйственного водоснабжения

ТУ 1460-035-50254094-2000 Части соединительные литые из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов

ТУ 1468-041-50254094-2001 Части соединительные сварные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов

РД 153-39.4-091-01 Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии

ISO 2531 (ИСО 2531) Трубы, фасонные части, арматура из ВЧШГ и их соединения для водо- и газоснабжения

ISO 8179-1 Трубы из ковкого чугуна - внешнее покрытие цинком. Часть 1: Нанесение слоя металлического цинка и завершающего покрытия

ISO 8179-2 Трубы из ковкого чугуна - внешнее покрытие цинком. Часть 2: Нанесение краски, обогащенной цинком, и завершающего покрытия

ISO 8180 Трубы из чугуна с шаровидным графитом - полиэтиленовый рукав

DIN EN 545 Трубы, фасонные части, оснастка из ВЧШГ и их соединения для водопроводов

     3 Общие положения по применению труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и основные требования к прочностным характеристикам

     3.1 Производство и области применения труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

3.1.1 Мировой опыт производства и применения раструбных труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) насчитывает более 50 лет; основными производителями и потребителями труб из ВЧШГ являются США, европейские страны (Франция, Германия, Испания и др.), а также КНР и Индия. В России трубы из ВЧШГ начали выпускаться с 90-х гг. прошлого века.

3.1.2 Трубы из ВЧШГ поставляются (в зависимости от требований потребителей) с внутренним (в том числе цементно-песчаным) и наружным покрытием нетоксичными материалами, разрешенными к применению санитарными органами, и без покрытия.

3.1.3 Трубы из ВЧШГ находят применение в системах водоснабжения и канализации (для прокладки наружных сетей, в том числе в сейсмически активных районах); в противопожарных системах водоснабжения; на промышленных опреснительных установках; в системах горячего водоснабжения (наружные сети горячего водоснабжения и тепловые сети с температурой воды до 150 °С); при строительстве трубопроводов для транспортировки нефтесодержащих жидкостей (в нефтеперерабатывающей, химической и горнодобывающей промышленности), содержащих углекислый газ и сероводород природного или бактериального происхождения до 0,1 мольных процента; при строительстве зданий и сооружений (для устройства фундаментных свай с бетонными наполнителями).

3.1.4 Трубы из ВЧШГ прокладывают с помощью традиционных траншейных, а также бестраншейных методов благодаря специальным конструкциям раструбов и замковых соединений.

     3.2 Основные прочностные характеристики труб и методики их оценки

3.2.1 Чугун с шаровидным графитом (зарубежный термин "пластичный чугун") в отличие от серого чугуна имеет микроструктуру не в виде графитовых пластинок (рисунок 3.1), а с углеродными компонентами в виде шаров (рисунок 3.2), что ведет к резкому снижению его ломкости (хрупкости). Данные свойства материала обеспечиваются посредством добавки в расплав серого чугуна в качестве модификатора металлического магния.

Рисунок 3.1 - Примерная структура серого чугуна при увеличении шлифа в 100 раз

Рисунок 3.2 - Примерная структура чугуна с шаровидным графитом при увеличении шлифа в 100 раз

Диаграммы при чистом растяжении образцов из ВЧШГ показаны на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Диаграммы растяжения образца из ВЧШГ при заводских испытаниях ОАО "Липецкий металлургический завод "Свободный Сокол""

Как видно из диаграмм, материал ВЧШГ не обладает площадкой текучести и из упругой стадии (0,7) плавно переходит в стадию разрушения.

Для прочностных расчетов в СП используются значения предела упругости. Значение (расчетное сопротивление) определено в 300 МПа с доверительной вероятностью 0,999 при статических и малоцикловых нагрузках.

Другими основными показателями прочности ВЧШГ являются:

1) при напряжениях в циклическом режиме при прочность ВЧШГ возрастает на 40%, чего нет у стали и других конструкционных материалов, используемых для изготовления напорных труб;

2) снижение предела выносливости ВЧШГ при 10 млн. циклов ниже, чем у сталей;

3) ВЧШГ не склонен к деформационному старению, термическое старение невелико и начинается только при 450-550 °С;

4) порог хладоломкости находится в пределах минус 60 °С (т.е. ударная прочность остается постоянной).

3.2.2 В обязанности лабораторий заводов по производству чугуна должны входить регулярные испытания на структуру ВЧШГ, твердость металла, прочность на чистое растяжение, ударную вязкость и удлинение по стандартным методикам в соответствии с ТУ 1461-037-50254094 (и аналогичным европейским нормам EN 545).

3.2.3 Изготовление и испытание образцов труб проводят согласно ГОСТ 1497 и ГОСТ 27208, а металла фланцев и стопоров - согласно ГОСТ 7293 и ГОСТ 9012.

3.2.4 Механические свойства металла труб, фланцев и стопоров, определяемые при испытании образцов на чистое растяжение, должны быть не менее:

Указанные выше требования к механическим свойствам материала согласуются с требованиями зарубежных стандартов (EN 545, ISO 2531).

     3.3 Общие сведения о поставщиках и классификация труб (по диаметрам, толщинам стенок, рабочим давлениям, качеству внутренней и наружной поверхности)

3.3.1 При проектировании сетей водоснабжения и напорной канализации должны использоваться трубы из высокопрочного чугуна, имеющие основные показатели свойств, соответствующие требованиям ISO 2531.

3.3.2 В качестве поставщиков труб могут быть как отечественные предприятия, организации или фирмы, так и зарубежные, продукция которых удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым настоящим СП.

3.3.3 При соответствующем обосновании для устройства сетей водоснабжения (напорной канализации) могут использоваться трубы зарубежного производства диаметром до 1800 мм.

3.3.4 При устройстве наружных сетей систем водоснабжения (напорной канализации) в первую очередь следует рассматривать возможность применения отечественных труб из высокопрочного чугуна, в том числе с внутренним цементно-песчаным покрытием, внешним цинковым покрытием и внешним покрытием полиэтиленовым рукавом.