Potrubné armatúry z tvárnej liatiny sa inštalujú vyčistením a namazaním konca potrubia, jeho vložením do objímky alebo mechanického spoja, správnym umiestnením tesnenia a utiahnutím skrutiek upchávky na špecifikovaný krútiaci moment – zvyčajne 75–90 ft-lb pre štaardné mechanické spoje. Presný postup sa líši v závislosti od typu spoja: násuvný, mechanický spoj, prírubový alebo upevnený. Správne vykonanie každého kroku je dôležité, pretože nesprávna inštalácia je hlavnou príčinou netesností, zlyhania spojov a nákladných výkopových prác.
Potrubné tvarovky z tvárnej liatiny sa vo veľkej miere používajú v rozvodoch vody, kanalizácii, požiarnej ochrane a priemyselných potrubných systémoch. Ich pevnosť v ťahu minimálne 420 MPa (podľa AWWA C153/ANSI A21.53) a menovitý tlak až 350 psi robia správnu inštaláciu nevyhnutnou pre dlhodobú integritu systému.
Typy tvaroviek rúr z tvárnej liatiny a spôsoby ich spojenia
Pred začatím inštalácie musíte zistiť, s akým typom tvarovky a spoja pracujete. Každý si vyžaduje inú postupnosť montáže a nástroje.
| Typ spoja | Spôsob pripojenia | Typické hodnotenie tlaku | Bežné použitie |
|---|---|---|---|
| Push-On (Tyton) | Gumové tesnenie uložené v drážke hrdla | Až 350 psi | Vodovod, kanalizácia |
| Mechanický kĺb (MJ) | Upchávka, tesnenie a skrutky | Až 350 psi | Ventily, hydranty, armatúry |
| Prírubové | Skrutkovaná príruba s celoplošným tesnením | trieda 150 – 300 (ANSI) | Čerpacie stanice, nadzemné |
| Zadržiavaný kĺb | Blokovacie segmenty alebo kliny | Až 350 psi | Ohyby, odpaliská, vysokotlakové jazdy |
| Drážkované / Victaulic | Drážkovaná spojka cez konce rúrok | Až 300 psi | Hasenie požiarov, priemyselné |
Bežné tvary kovania
- Lakte (ohyby): 11,25°, 22,5°, 45° a 90° – používa sa na zmenu smeru potrubia
- Odpaliská: Pre prípojky odbočiek v rozvodoch
- Reduktory: Sústredné alebo excentrické, pre prechody priemerov rúr
- Uzávery a zátky: Na ukončenie vedenia a tlakové skúšky
- Kríže: Štvorsmerné križovatky pre rozvodné siete
Než začnete, potrebné nástroje a materiály
Mať po ruke správne nástroje pred spustením zabraňuje oneskoreniam v polovici práce a zabezpečuje, že spoje spĺňajú špecifikácie. Nasledujúci zoznam obsahuje inštaláciu dvoch najbežnejších typov spojov – nasadzovania a mechanického spoja.
- Momentový kľúč kalibrované na najmenej 100 ft-lb (na uťahovanie skrutiek MJ)
- Nástroj na vkladanie rúrok alebo priložený pre nasúvacie spoje na potrubí s väčším priemerom (≥6 palcov)
- Drôtená kefa a čisté handry na prípravu povrchu
- Schválené mazivo na tesnenia (nie na ropnej báze, bezpečné pre pitnú vodu)
- T-skrutky a šesťhranné matice (zvyčajne nízkolegovaná oceľ podľa AWWA C111)
- Nástroj na rezanie rúr (brúsna píla alebo rezačka rúr určená pre tvárnu liatinu)
- Nástroj na meranie hĺbky alebo vkladacej značky na overenie správnej hĺbky prieniku potrubia
- Tesnenia prispôsobené veľkosti potrubia, materiálu (SBR alebo EPDM) a typu spoja
- Referenčná karta vychýlenia (výrobcom špecifikovaný prípustný priehyb na kĺb)
Vždy skontrolujte, či tesnenia, upchávky a skrutky zodpovedajú tlakovej triede a priemeru potrubia. Používanie tesnení poddimenzovaných alebo nesprávneho materiálu je častou príčinou skorého zlyhania spoja.
Ako nainštalovať nasúvaciu spojku
Násuvný spoj (tiež nazývaný Tyton spoj) je najbežnejší a najrýchlejšie sa montuje. Spolieha sa výlučne na stlačenie gumového tesnenia, aby vytvorilo vodotesné tesnenie. Nie sú použité žiadne skrutky.
- Skontrolujte všetky komponenty. Skontrolujte vnútro hrdla, hrdlo rúry a tesnenie, či nie sú prasknuté, škrabance alebo nečistoty. Aj malé chyby môžu spôsobiť netesnosti pod tlakom.
- Vyčistite hrdlo a koniec potrubia. Použite drôtenú kefu a čistú handru na odstránenie nečistôt, piesku a akéhokoľvek poškodenia povlaku z posledných 12–18 palcov hrdla rúry a celej hĺbky hrdla.
- Vložte tesnenie do zásuvky. Zložte tesnenie do „tvaru srdca“ (nazývaného aj „uklonená“ poloha) a vložte ho do drážky hrdla. Pevne ho zatlačte do drážky, kým nebude rovnomerne sedieť – žiadna časť by nemala vyčnievať nerovnomerne.
- Označte hĺbku zasunutia na potrubí. Pomocou tabuľky hĺbky zasunutia od výrobcu označte hrdlo rúry, aby ste označili minimálny požadovaný prienik. Pre 6-palcové potrubie je to zvyčajne 3,5 – 4,0 palca ; pre 12-palcové potrubie, približne 5,5 palca .
- Namažte tesnenie a koniec potrubia. Naneste rovnomernú vrstvu schváleného maziva na tesnenie na vnútornú stranu tesnenia a na hrdlo potrubia až po značku vloženia. Nepoužívajte mazivo na báze ropy alebo motorový olej.
- Zarovnajte potrubie a zatlačte domov. Vycentrujte hrdlo v otvore hrdla a zatlačte priamo dovnútra. Pre rúry do 4 palcov zvyčajne postačuje ručná sila. Pre 6 palcov a viac použite pozdĺžnu alebo prítlačnú tyč na drevenú dosku, aby ste zabránili prasknutiu zvonu. Zatlačte, kým značka vloženia nezmizne zo zásuvky.
- Overte spoj. Po obvode tesnenia vložte špáromer alebo tenký kovový pásik, aby ste sa uistili, že tesnenie je rovnomerne usadené a že sa vo vnútri spoja neodvalilo ani neposunulo.
Násuvné spoje umožňujú uhlové vychýlenie 3°–5° v závislosti od priemeru potrubia a špecifikácií výrobcu, ktoré sa prispôsobí menšiemu sadanie výkopu bez vyvolania napätia v spoji.
Ako nainštalovať armatúru mechanického spoja (MJ).
Mechanický spoj používa upchávku, gumové tesnenie a skrutky s T-hlavou na stlačenie tesnenia medzi rúrkou a zvonom armatúry. Je to štandardný spôsob pripojenia ventilov, hydrantov a armatúr, kde môže byť potrebná demontáž.
- Nasuňte upchávku a tesnenie na potrubie. Pred umiestnením armatúry nasuňte upchávku (obrys smerujúci k armatúre) a potom tesnenie (kužeľovitú časť smerujúcu k armatúre) na koniec rúry.
- Vyčistite všetky spojovacie plochy. Vyčistite hrdlo rúry, hrdlo hrdla a kontaktné plochy tesnenia. Odstráňte všetku hrdzu, vodný kameň, olej a nečistoty pomocou drôtenej kefy.
- Namažte tesnenie. Naneste tenkú, rovnomernú vrstvu schváleného maziva na vonkajšiu stranu tesnenia a vnútornú stranu hrdla zvonu. Mazanie zabraňuje roztrhnutiu tesnenia pri montáži a zaisťuje rovnomerné dosadnutie.
- Vložte rúrku do tvarovacieho zvona. Zatlačte hrdlo rúry úplne do zvona tvarovky, kým sa nedotkne dorazového krúžku vo vnútri hrdla. Rúrka by sa mala úplne vysunúť – čiastočné vloženie spôsobí asymetrické stlačenie tesnenia.
- Vložte tesnenie do vybrania zvonu. Posuňte tesnenie k zvonu a rovnomerne ho zatlačte do vybrania zvona. Zúžená plocha tesnenia by mala smerovať do zvona. Uistite sa, že tesnenie sedí rovnomerne po celom obvode potrubia.
- Umiestnite upchávku a nainštalujte T-skrutky. Posuňte upchávku nahor k tesneniu. Vložte T-skrutky cez otvory pre skrutky upchávky a zarovnajte ich so zodpovedajúcimi otvormi pre skrutky v armatúre. Pred použitím kľúča rukou rovnomerne dotiahnite všetky matice.
- Utiahnite skrutky v krížovom vzore. Pomocou momentového kľúča utiahnite matice v krížovom (hviezdicovom) poradí, aby ste zabezpečili rovnomerné stlačenie tesnenia. Make tri postupné prihrávky : najprv na utiahnutie prstami, potom na 50 % cieľového krútiaceho momentu, potom na plný krútiaci moment.
- Dosiahnite konečnú špecifikáciu krútiaceho momentu. Podľa AWWA C111 sú štandardné hodnoty krútiaceho momentu skrutiek MJ 75–90 ft-lb pre 5/8-palcové skrutky and 100 – 120 ft-lb pre 3/4-palcové skrutky . Neprekračujte maximálny krútiaci moment; nadmerné utiahnutie poškodzuje tesnenie a deformuje upchávku.
Referenčný krútiaci moment skrutky MJ podľa veľkosti potrubia
| Veľkosť potrubia (in) | Veľkosť skrutky | Počet skrutiek | Rozsah krútiaceho momentu (ft-lb) |
|---|---|---|---|
| 3–4 | 5/8 palcov | 4 | 75–90 |
| 6 | 3/4 palca | 6 | 100 – 120 |
| 8–10 | 3/4 palca | 8 | 100 – 120 |
| 12 | 3/4 palca | 10 | 100 – 120 |
| 16-24 | 1 palec | 12-16 | 120 – 150 |
Ako nainštalovať prírubovú armatúru z tvárnej liatiny
Prírubové spoje sú skrutkové spoje, ktoré sa zvyčajne používajú nad zemou alebo v trezoroch, kde sa vyžaduje pravidelný prístup k údržbe. Sú to pevné spoje – nie je povolené žiadne uhlové vychýlenie.
- Skontrolujte čelá prírub. Obidve protiľahlé príruby musia byť ploché, čisté a bez jamiek alebo vyvýšených otrepov. Dokonca aj menšie povrchové chyby bránia úplnému utesneniu tesnenia.
- Vyberte správne tesnenie. Pre ploché príruby použite celoplošné gumové tesnenie. Pre zvýšené príruby sa používa prstencové tesnenie. Materiál tesnenia je zvyčajne SBR, EPDM alebo neoprén, vybraný na základe tekutého média a teploty.
- Zarovnajte príruby a vložte tesnenie. Zarovnajte otvory pre skrutky na oboch prírubách a vycentrujte tesnenie medzi dvoma plochami. Vložte jednu alebo dve skrutky voľne, aby držali zarovnanie počas umiestňovania tesnenia.
- Nainštalujte všetky skrutky rukou. Pred použitím krútiaceho momentu vložte všetky skrutky a ručne dotiahnite všetky matice, aby sa príruby rovnomerne dotýkali tesnenia.
- Utiahnite hviezdicovo na plný krútiaci moment. Použitím rovnakej postupnosti krížového vzoru ako MJ spoje dotiahnite aspoň v troch prechodoch. Pre príruby ANSI triedy 150 na 6-palcovej tvárnej liatine je typický krútiaci moment skrutky 60–80 ft-lb pre 5/8-palcové skrutky ; Konečné hodnoty konzultujte s výrobcom tesnenia, pretože sa líšia podľa materiálu tesnenia a hrúbky.
- Vykonajte záverečnú kontrolu. Po dosiahnutí cieľového krútiaceho momentu dokončite jeden ďalší úplný kruh utiahnutia, aby ste kompenzovali uvoľnenie tesnenia (tečenie), čo bežne znižuje efektívne zaťaženie skrutiek o 10–15 % počas prvej hodiny po montáži.
Inštalácia armatúr zachyteného spoja pre kontrolu ťahu
V ohyboch, T-kusoch, redukciách a slepých uličkách môžu nevyvážené hydraulické prítlačné sily vytlačiť armatúry z potrubia. Uzavreté spoje mechanicky uzamykajú potrubie a fiting dohromady, aby odolali týmto silám – čím sa eliminuje alebo znižuje potreba betónových oporných blokov.
Bežné systémy viazaných kĺbov zahŕňajú TR FLEX (U.S. Pipe), Lok-Ring (americká liatinová rúrka) a MEGALUG mechanické obmedzovače kĺbov . Každý používa iný uzamykací mechanizmus, ale zdieľa rovnaký princíp inštalácie.
- Nainštalujte zadržiavacie zariadenie (upchávka s uzamykacími segmentmi alebo telo MEGALUG) na hrdlo rúry pred montážou – poradie inštalácie komponentov je dôležité a líši sa podľa produktu.
- Zostavte základný násuvný alebo MJ spoj podľa štandardných postupov opísaných vyššie.
- Aktivujte zadržiavací mechanizmus: pre zariadenia typu MEGALUG utiahnite nastavovacie skrutky na špecifikovaný krútiaci moment (zvyčajne 100 ft-lb pre 3/4-palcové nastavovacie skrutky ) pomocou momentového kľúča na zatlačenie zúbkovaných klinových segmentov do steny rúry.
- Overte zapojenie tak, že sa pokúsite vytiahnuť potrubie späť rukou – po správnom aktivovaní zadržiavacieho zariadenia by nemalo dôjsť k žiadnemu pohybu.
Vždy vypočítajte požadovanú dĺžku zadržiavania pomocou softvéru alebo tabuľky výrobcu potrubia na navrhovanie tlakových obmedzení. Napríklad a 90° ohyb na 8-palcovom potrubí pri 200 psi v pôde strednej hustoty môže vyžadovať obmedzenie 40-60 stôp potrubia na každej nohe .
Príprava výkopu a požiadavky na uloženie rúr
Správna inštalácia armatúr závisí aj od správnych podmienok výkopu. Dokonca aj dokonale zmontovaný spoj zlyhá pri rozdielnom usadzovaní, ak je podstielka neadekvátna.
- Šírka výkopu: Minimálne 18 palcov širšie ako vonkajší priemer rúry, aby sa umožnilo riadne zhutnenie nábehového materiálu na oboch stranách.
- Materiál posteľnej bielizne: AWWA C600 odporúča drvený kameň alebo granulovaný materiál s maximálnou veľkosťou častíc 3/4 palca pre potrubia do 24 palcov. Vyhnite sa veľkému kameňu, zmrazenému materiálu alebo organickej pôde ako podstielke.
- Zvonové otvory: Na každom mieste spoja vyhĺbte otvor zvončeka, aby sa valec rúry – nie zvon – opieral o podstielku. Zvonček by mal byť voľne plávajúci; priame zaťaženie zvona spôsobuje koncentrácie napätia.
- Zhutnenie: Materiál zadku by mal byť zhutnený 85–90 % štandardná Proctorova hustota pomocou ručných ubíjačiek alebo mechanických doskových zhutňovačov vo výťahoch nie väčších ako 6 palcov.
- Hĺbka krytu: Minimálny kryt vodovodného potrubia z tvárnej liatiny je zvyčajne 36 palcov v pôdach náchylných na mráz a 30 palcov v teplejších klimatických podmienkach, podľa miestnych predpisov a smerníc AWWA M41.
Tlaková skúška po montáži armatúry
Všetky nové inštalácie rúr z tvárnej liatiny musia byť pred zasypaním alebo uvedením do prevádzky podrobené hydrostatickej tlakovej skúške. AWWA C600 špecifikuje štandardný testovací postup.
- Skúšobný tlak: Typicky 1,5-násobok pracovného tlaku systému , ale nie menej ako 150 psi a nie viac ako menovitý tlak komponentu s najnižšou hodnotou v skúšobnej časti.
- Trvanie: Skúšobný tlak udržujte minimálne 2 hodiny pri monitorovaní poklesu tlaku.
- Prípustný únik: AWWA C600 vypočíta maximálny povolený únik pomocou vzorca: L = (S × D × √P) / 148 000, kde L je únik v galónoch za hodinu, S je dĺžka testovaného potrubia v stopách, D je nominálny priemer potrubia v palcoch a P je priemerný testovací tlak v psi.
- Počas testu vizuálne skontrolujte všetky odkryté spoje. Akékoľvek viditeľné kvapkanie na spoji naznačuje nesprávne dosadnutie tesnenia alebo nedostatočný uťahovací moment skrutiek – pred opätovným vytvorením spoja odtlakujte a rozoberte.
Bežné chyby pri inštalácii a ako sa im vyhnúť
Väčšina porúch tvaroviek z tvárnej liatiny v prevádzke sa spája s malým počtom chýb pri inštalácii. Uvedomenie si toho bráni nákladnej náprave.
| Omyl | Dôsledok | Prevencia |
|---|---|---|
| Valcované alebo posunuté tesnenie | Okamžitý alebo oneskorený únik spoja | Pred natlakovaním skontrolujte dosadnutie pomocou spáromeru |
| Nedostatočná hĺbka vloženia potrubia | Vytiahnutie kĺbu pod tlakom alebo tepelným pohybom | Vždy si označte a overte hĺbku vloženia pomocou meradla |
| Nerovnomerné uťahovanie skrutiek | Excentrická kompresia tesnenia, netesnosť na jednej strane | Vždy používajte krížový vzor, viacpriechodovú sekvenciu krútiaceho momentu |
| Mazivo na báze ropy na tesnenie | Napučiavanie tesnenia, degradácia, kontaminácia pitnej vody | Používajte iba mazivo na tesnenia s certifikáciou NSF 61 |
| Prekročenie maximálneho krútiaceho momentu skrutky | Extrúzia tesnenia, prasknutie upchávky, poškodenie zvonu | Použite kalibrovaný momentový kľúč; zastaviť na špecifikovanej maximálnej hodnote |
| Nie je vykopaná diera do zvonu | Prasknutie zvonu z namáhania ložiska pri zaťažení zásypom | Pred položením potrubia vykopajte v každom spoji správny otvor zvona |
Ochrana proti korózii zakopaných armatúr
Tvarovky z tvárnej liatiny sú náchylné na vonkajšiu koróziu v agresívnych pôdach – najmä v pôdach s nízkym odporom (<1 500 ohm-cm), vysokou vlhkosťou alebo bludnými elektrickými prúdmi. Používajú sa dva štandardné spôsoby ochrany:
Polyetylénové puzdro
Balenie armatúr v 8-mil voľný polyetylénový film (podľa AWWA C105) je cenovo najefektívnejšia a najrozšírenejšia metóda ochrany proti korózii. Fólia sa nanáša voľne – nie je zmršťovacia – na zachytenie vlhkosti na povrchu potrubia, čím sa vytvára menej korozívne mikroprostredie v porovnaní s priamym kontaktom s pôdou. Všetky švy prekrývajte minimálne 12 palcov a utesnite páskou odolnou voči korózii.
Katódová ochrana
Vo vysoko korozívnych pôdach (odpor < 500 ohm-cm) je špecifikovaná doplnková katódová ochrana pomocou anód so zinkovou páskou alebo systémov s vloženým prúdom. Anódové systémy so zinkovou páskou sú inštalované pozdĺž potrubia, spojené s armatúrou pomocou testovacieho drôtu a zasypané vodivým materiálom. Systémy sú navrhnuté tak, aby udržiavali a potenciál potrubia-pôda -850 mV alebo viac negatívny (v porovnaní s referenčnou elektródou medi/síranu meďnatého) podľa NACE SP0169.