Что такое кольцевая жесткость труб SN8, SN16

При обустройстве подземной системы канализации из гофрированных труб используется такой термин, как кольцевая жёсткость. Это особая величина, которая показывает, насколько труба может оказывать сопротивление различным нагрузкам статического и динамического характера.

Обычно такие нагрузки – это воздействие движущегося транспорта (тяжеловесного или в виде постоянного потока, либо в статичном состоянии – парковки, автостоянки) и процесса движения почвенного слоя на общую канализационную конструкцию или её отдельные элементы.  

Чтобы понять, на что влияет кольцевая жёсткость в процессе монтажа и эксплуатации канализационной или водоотводной системы, мы собрали для вас самую актуальную информацию по данному параметру.  

Ключевые понятия, используемые в определении кольцевой жёсткости труб

С первого взгляда на определение «кольцевая жёсткость» не каждому становится ясно, как именно она может влиять на качество монтажа и процесса эксплуатации трубопровода и канализации в целом. А нюансов здесь очень много. Каждое изделие для создания систем водоотведения проходит ряд лабораторных и практических испытаний, чтобы выяснить степень эффективности внедрения гофрированных труб в те или иные канализационные коммуникации. Было выяснено, что те трубы, поверхность которых более гибкая, податливая при оказании на неё механической или статической нагрузки, выдерживают значительно больший объём нагрузки, чем конструкции с жёстким каркасом. 

Упругие трубы, способные стойко выдерживать удар, случайные изгибы при монтаже или движение почвенных слоёв, более восприимчивы к оказываемому давлению и успешно с ним справляются. Поэтому для производителей это стало своеобразным толчком в создании труб для канализации. Дело в том, что ранее неприятным фактом в эксплуатации труб была различная степень уплотнения грунта. Различные сферы использования гофрированных труб с учётом подвижности и уплотнения почв стали определяющим фактором для создания труб с разными классами кольцевой жёсткости. Иными словами, чем больше кольцевая жёсткость гофрированной трубы, тем большую нагрузку она сможет выдержать даже при максимальной нагруженности канализационной системы. 

Единица измерения кольцевой жёсткости трубы – кН/м2. Именно на него смотрят монтажники и заказчики, делая акцент на том, в какой промышленной сфере будет использоваться канализация. 

Классы жёсткости – SN

Гофрированные трубы производятся из качественной полимерной массы, модификации которой при застывании после формовки трубы имеют собственные показатели упругости, гибкости и плотности. Классификация основана на буквенно-числовой характеристике букв латинского алфавита SN и степенных выражениях числа 2. Известны такие распространённые трубы, как трубы с классами жёсткости SN2, SN4, SN8, SN16 и другие. 

Гофрированные полимерные трубы SN8, SN16 способны выдерживать значительные статические и механические нагрузки. Чем больше класс жёсткости, тем больший слой грунта можно уложить поверх трубы.

Особенности этих классов:

  • SN8 – гофрированные канализационные трубы с возможностью укладки от поверхности на расстояние 1 метр и более. Легко справляются с нагрузками, испытываемыми от прохождения по поверхности грузового транспорта;
  • SN16 – трубы повышенной жёсткости. Рассчитаны на большие постоянные нагрузки. Способны выдерживать до 16 кН/м². Сверху допускается укладка слоя грунта до 15 метров. 

Глубина заложения канализационных труб также не определяется «на глаз». В расчёт глубины заложения принимается то, насколько почва способна и склонна  к уплотнению.  

Связь типа почвы с классом жёсткости трубы

В предыдущем абзаце мы заговорили про потенциальную связь почвы территории для установки канализации с классом жёсткости гофрированной трубы. Тип почвы необходимо учитывать, особенно её цепкость и физические характеристики, которые напрямую влияют на распределение нагрузки на водоотводную систему. 

В таблицах ниже приведены значения необходимой жёсткости труб (при соответствующем на пересечении в строчках режиме эксплуатации).

Условия прокладки Материал засыпки трубы Рекомендуемая минимальная жесткость труб (kN/м)
Глубина укладки труб < 3м 3 - 6 м
Плотный грунт с хор. сцеп-ем Насосы и плотн. глина Разрых. глина Плотный грунт с хор. сцеп-ем Насосы и плотн. глина Разрых. глина
Естественный грунт (нет нагрузки от наземного транспорта) Местный грунт 2 - - 4 - -
2 4 8 4 8 16
Песок, гравия < 22м 2 4 8 4 4 8
Галька, щебень 4 - 22 мм 2 - - 4 - -
Второстепенны! улицы с незначительной интенсивности движения транспорта Местный грунт 4 4 8 4 8 16
Песок, гравия < 22м 4 4 4 4 4 8
Галька, щебень 4 - 22 мм 4 - - 4 - -
Главные улицы с интенсивным движением транспорта Местный грунт 8 - - 8 -  
Песок, гравия < 22м 8 8 8 8 8 8
Галька, щебень 4 - 22 мм 8 - - 8 - -

Способы увеличения кольцевой жёсткости гофрированной трубы 

Чтобы увеличить кольцевую жёсткость гофрированной трубы, необходимо следовать двум простым принципам:

  • Материалы производства нужно выбирать качественные, с высоким значением модуля упругости. Чем лучше упругость, тем лучше защищена труба от неприятной оплошности. К примеру, если стоит выбор, из какого материала взять ту или иную трубу, то полиэтилен значительно проигрывает, нежели поливинилхлорид;
  • Увеличить кольцевую жёсткость можно с помощью повышения инерционного модуля стенки трубы. Её можно увеличить снаружи (способов существует достаточно). Это следует либо сделать  традиционно, либо с помощью ребристых профилей. 

Жёсткость гофрированных труб для создания наружной канализации

В таблице мы собрали для вас основные показатели кольцевой жёсткости для гофрированных труб SN4, SN8. Обращаем ваше внимание, что жёсткость зависит от габаритов труб и обоих диаметров трубы – внешнего и внутреннего. 

Трубы ПП для наружной канализации Размер L, мм de, мм внешний DN, мм внутренний Вес 1 кг/м SN4, SN 8
  110x6000 110 93 0.6
160x6000 137 160 1.3
200x6000 227 200 2.3; 2,7
250х6000 282 250 3,5
300х6000 340 300 4,4; 5,1
400х6000 453 400 7,2; 9,0
500х5900 567 500 10,95; 14,5
600х5900 680 600 15,8; 20,5
800х5850 906 800 26,04; 32,5
1000х5850 1135 1000 40,6


У труб с другими конструкционными особенностями, изготовленных из других производственных материалов, кольцевая жёсткость также отличается. Поэтому в случае использования в канализационных системах других труб, кроме гофрированных, следует воспользоваться стандартными таблицами с параметрами жёсткости или найти информацию об этом у производителя.  

Из какого материала выбрать трубы, учитывая их кольцевую жёсткость

Материал труб для канализации следует подбирать с учётом типа эксплуатации, нагрузки, режима использования территории, с которой будет осуществляться сбор воды, бытовых и технических растворов, а также их водоотведение.  

К примеру, трубы SN2 из ПВХ (диаметр от 100 до 200 мм), установка которых производится в безнапорную канализационную систему, приобрели большую популярность в частных секторах. К сожалению, нагрузка промышленных предприятий и коммуникаций урбанизированных территорий, для таких труб слишком высока, и они для установки в крупные канализационные системы не подходят.

В этом случае оптимальным решением будет установить гофрированные трубы из двухслойного полипропилена диаметром 300 мм и кольцевой жесткостью S8-S16. 

Полиэтиленовые канализационные трубы имеют значительно меньшие по качеству эксплуатационные характеристики, чем трубы из полипропилена из-за технологических и химико-физических особенностей полимерного материала. Полиэтиленовые трубы имеют невысокую кольцевую жёсткость и поэтому их чрезмерное заглубление запрещено ввиду нерентабельности: они попросту могут деформироваться и выйти из строя под давлением большого верхнего слоя почвы. 

Особенности расчета кольцевой жёсткости гофрированных труб 

Для расчёта кольцевой жёсткости применяют экспериментально выведенные данные, когда проводятся лабораторные предвыпускные испытания гофрированных труб. Это проходит на специально установленных для этой цели стендовых конструкциях. В процессе испытания берут случайный отрезок изделия, на котором будут определять потенциальную нагрузку и степень деформации. Расчетные характеристики должны примерно соответствовать 4% деформации трубы, которая подвергается тестированию.

Всего в партии тестируют 3 случайных изделия, потом из всех испытаний по кольцевой жёсткости рассчитывается среднее арифметическое значение, округляемое впоследствии для самого минимального стандартного показателя для этого материала (ПВХ, ПНД, ПП и так далее).

Класс жёсткости определяет степень номинальной нагрузки на трубу на 1 единицу от общей площади изделия, если произойдёт 4%-ная деформация сечения трубы в вертикальной плоскости, без учёта бокового отпора. 

Для расчёта кольцевой жёсткости гофрированных труб используется следующая формула:

где

  • E0 – модуль упругости материала, из которого произведена труба; 
  • I – инерционный момент стенки трубы; 
  • d – диаметр, измеряемый в месте центра тяжести стенки изделия, и рассчитывается из параметров:
  • di – внутренний диаметр трубы; 
  • y – длина до центра тяжести стенки трубы. 

Покупка гофрированных труб с учётом их кольцевой жёсткости 

Чтобы с эксплуатацией канализационной сети из гофрированных труб не возникало внезапных трудностей и неприятностей в виде засоров, чрезмерной нагрузки и поломок, следует учитывать значения кольцевой жёсткости. Взяв во внимание этот параметр в самом начале работы, можно легко обеспечить стабильность и лёгкость работы канализации на долгие годы.

Если не соблюдать технические требования по кольцевой жёсткости в процессе укладки труб, есть риск того, что трубопровод будет деформирован. Реконструкция и простых, и разветвлённых систем внешней канализации – это затратный процесс и по времени, и по финансам, поэтому рекомендуем обращать внимание на жёсткость труб ещё на стадии покупки. 
 

Похожие статьи