Из металлолома - водопроводную трубу

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО <<Новосибирский государственный педагогический университет>>

Факультет технологии и предпринимательства

Кафедра машиноведения

Реферат

по теме: Из металлолома - водопроводную трубу

Выполнила студентка Житенко А.И.

Группы: 3.063.2.15

Проверил: Савватеев И.В.

г.Новосибирск

Водопровод -- система непрерывного водоснабжения потребителей, предназначенная для проведения воды для питья и технических целей из одного места (обыкновенно водозаборных сооружений) в другое - к водопользователю (городские и заводские помещения) преимущественно по подземным трубам или каналам; в конечном пункте, часто очищенная от механических примесей в системе фильтров, вода собирается на некоторой высоте в так называемых водоподъемных башнях, откуда уже распределяется по городским водопроводным трубам. Объем водозабора определяется водомерными приборами (т.е. водомерами, водяными счетчиками). Водонапорной силой водопровода пользуются и для гидравлических целей[1].

История водопровода

Известны с I тыс. до н. э., упомянуты в Библии (4 Книга Царств, Ис. VII, 3, II Пар. XXXII, 30).[2]. В Древнем Риме водопроводы называли акведуками. Первые водопроводные системы на территории России появились в Болгаре.

В XI или начале XII века первый водопровод из деревянных труб появился на Ярославовом дворище в Новгороде[3].

Московский кремль имел водопровод с XV века. Первая городская водопроводная система в Москве (Мытищинский-Московский водопровод) появилась в 1804 году.

В качестве материала для водопровода использовали глину, древесину, медь, свинец, железо, сталь, а с развитием органической химии стали применять и полимеры. Трубопроводы больших диаметров также изготавливали из цемента, железобетона, асбестоцемента, а в последние годы и из различных видов пластика.

Из-за повышенной механической прочности и устойчивости к повышенным температурами в хозяйственном и водоснабжении наибольшее распространение получили металлические водопроводы -- из стали, нержавеющей стали, чугуна, чугуна высокопрочного с шаровидным графитом (ВЧШГ) и меди. Также используются трубы из синтетических материалов, например, из полиэтилена различной плотности.

В XX веке в развитых странах в водоснабжении зданий большое распространение получили трубопроводы из меди из-за комбинации факторов, обеспечивающих повышенные сроки безаварийной эксплуатации.

В наше время все большее распространение получают полимерные трубопроводы из-за простоты их монтажа и дешевизны продукции, поступающей из развивающихся стран. Ввиду многообразия видов самих полимерных трубопроводов, способов соединения, их эксплуатационные характеристики продолжают оставаться предметом споров, а цены крайне разнятся . В использовании полимерных водопроводов уже накоплен большой опыт. Так, после серии массовых аварий в Северной Америке полностью прекращено применение трубопроводов из полибутена.

Есть несколько способов прокладки трубопровода:

наземная по опорам и эстакадам, с утеплением или без;

подземная прокладка:

траншейная с помощью спецтехники: экскаватора, различного рода при способ для тракторов; на небольшие расстояния используют ручную силу;

бестраншейная технология прокладки, которая возможна при горизонтальном бурении (сокр. ГНБ);

коллекторная, выполняется способом щитовой проходки.

Внутренний трубопровод зданий прокладывается:

в стояках, технических шахтах;

в шт робах;

по стенам;

под плинтусами (трубы из полимерных органических материалов);

в стяжке пола.

Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружный -- прокладываемые вне зданий и сооружений, как правило под землей

Внутренний водопровод

Внутренний водопровод регламентируют СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий»; ГЭСН 2001-16 Трубопроводы внутренние:

Водомерный узел состоит из водосчетчиков (иначе называют расходомер, водомер) устанавливается для учета забора воды из системы. Обычно устанавливают в подвальном помещении многоквартирного дома, либо в техническом помещении предприятия;

Трубопроводная арматура: задвижка, кран, клапан, обратный клапан, компенсатор

Гидробак

Санитарный узел

Станция пожаротушения

Станция подкачки для повышения давления в системе.

Трубы

Фитинг,

и прочее (неполный список)

Наружный водопровод

Наружный водопровод (регламентируют СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение наружные сети и сооружения; СНиП 3.05.04-85* Наружные сети и канализация. Водоснабжение и канализация):

Водоразборная колонка

Водозаборные сооружения -- инженерное сооружение для забора воды из источника.

Пожарный гидрант на линии пожарного водопровода, для тушения пожаров, забора воды пожарными автоцистернами.

Смотровой колодец на линии водопровода.

Насосная станция для повышения давления в системе водопровода до требуемого.

Водоподготовка -- система очистки воды, доведения качества воды до качества питьевой воды.

и прочее (неполный список).

Сети наружного водопровода можно разделить на несколько видов по назначению:

хозяйственно-бытовой для перекачки воды питьевого качества.

пожарный (или противопожарный) для предотвращения пожаров.

производственный (или технологический) - для перекачки воды технического назначения: санитарно-техническая цели; охлаждение агрегатов, механизмов, машин; различные производственные цели.

оросительный/поливочный водопровод для орошения/полива сельскохозяйственных или декоративных растений;

оборотный водопровод также может существовать для снижения (рационализации) расхода воды на предприятии.

комбинированный водопровод как способ снизить капитальные вложения в водопровод, например, нередко совмещают пожарный и хоз.-бытовой водопроводы в малых населенных пунктах, предприятиях.

Виды водопроводных труб для внутреннего и наружного водопровода

Прежде чем приступать к эскизу проекта будущего водопровода, необходимо выбрать сами трубы. Сейчас на рынке большим спросом пользуются стальные, медные, металлопластиковые трубы, гибкая сантехническая подводка. Во многих домах еще стоят трубы из металла.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВОДОПРОВОДНЫЕ ТРУБЫ

Металлические трубы уже давно используются в гражданском строительстве и не только. Особенности монтажа металлических труб и их свойства зависят от свойств используемого материала.

До сих пор во многих домах установлены стальные, чугунные и медные трубы (встречается очень редко), которые обладают как достоинствами, так и определенными недостатками. Не так давно даже использовались свинцовые трубы, но, учитывая значительную опасность для здоровья человека, их использование полностью прекращено.

водопроводные трубы из нержавеющей стали

Стальные трубы -- дешевый, прочный и надежный вариант водопровода. В городских квартирах все стояки изготавливаются из стальных труб. Радиаторы отопления, полотенцесушители также монтируются на стальных трубах. Их недостаток -- подверженность коррозии. Чтобы избежать повреждения труб, наносят цинковое покрытие снаружи и внутри. Они обладают высокой теплопроводностью, поэтому очень часто трубы холодного водоснабжения «потеют». На неровной внутренней поверхности стальных труб со временем нарастает накипь. Сталь -- тяжелый материал, поэтому такие трубы довольно сложно монтировать. Срок их службы -- 30-40 лет.

Существует три способа соединения стальных труб: муфтовое, сварное и с помощью пресс-фитингов. Для оцинкованных труб подходит только муфтовое и пресс-соединение, поскольку сварка способна разрушить антикоррозийный слой.

чугунные трубы

Чугунные трубы в отличие от стальных труб способны сопротивляться коррозии, но чугун -- очень тяжелый материал, в этом его основной недостаток.

Такие трубы имеют толстые стенки с шероховатой внутренней поверхностью. Чугунные трубы подходят к использованию в системах канализации и водоснабжения, они не покроются ржавчиной, долго не будут выходить из строя. Срок службы чугунной канализации составляет от 80 до 100 лет. Соединяются чугунные трубы с помощью уплотняющих прокладок и раструбов.

В зависимости от массы выделяют три типа чугунных труб: очень тяжелые, тяжелые и средние. На чугунные трубы наносится специальный антикоррозийный слой -- силикатный - эмалевый. Такие трубы высокопрочные, стойкие к перепадам температур, имеют низкий коэффициент расширения.

медные трубы

Медные трубы уже издавна завоевали себе звание элитных труб. Водопровод из медных труб прослужит в худшем случае 70 лет (как правило, значительно дольше), при этом медная труба не состарится, не испортится и никак не изменит своих рабочих качеств. К тому же медь обладает бактерицидными свойствами, а в таких трубах будет течь чистая питьевая вода. Медные трубы не подвержены воздействию ультрафиолетовых лучей, не страшатся перепадов атмосферного давления, осадков, могут работать в широком температурном диапазоне -- от -200 до +500 °С, не подвергаются коррозии.

Медные трубы замечательно подходят в качестве основы для системы отопления, а также организации холодного и горячего водоснабжения. Монтаж медных труб очень простой, они не очень тяжелые, их несложно гнуть, пилить и паять. Один из самых распространенных способов их соединения -- высокотемпературная пайка. Припой используется серебряно-бронзовый, он равномерно распределяется по всей поверхности трубы. Удобнее всего их монтировать с помощью фитинг. Пожалуй, чуть ли не единственный, но самый главный их недостаток -- большая стоимость.

Способы сварки и виды соединений сваркой

Как соединить две трубы?

Монтаж и изготовление технологических трубопроводов часто требуют применения не разборных соединений труб. Основной метод неразъёмных соединений - сварка.

Сварка проводится промышленным способом с использованием автоматов и полуавтоматов, с выполнением требований СНиП III-Г.9--62.

Сваривают не только металлы, но и пластик, стекло.

Есть две технологии сварки:

сварка плавлением;

сварка давлением.

Ниже приведены самые популярные виды сварки, имеющие широкое применение при изготовлении и монтаже трубопроводов:

ручная газовая;

ручная электродуговая с помощью металлических электродов;

полуавтоматическая и автоматическая электродуговая в среде защитных газов;

полуавтоматическая и автоматическая электродуговая под слоем флюса;

электроконтактную стыковую (точечная).

В последнее время внедряются сравнительно новые виды сварки:

сварка порошковой и голой электродной проволоками;

стыковая (точечная) при помощи высокочастотного нагрева.

Самый распространенный метод - электродуговая сварка. Производится переменным и постоянным током.

Во втором случае к изделию присоединяют, как правило, плюсовой провод, а к электроду - минусовой. Этот вариант называется соединением прямой полярности.

Если полярность поменять наоборот - такой вариант ведения сварки называют обратной полярностью, но встречается он реже.

Экономически выгодней сварка переменным током. Оборудование меньше стоит, требует менее дорогого ухода, меньше расход электроэнергии по сравнению с постоянным током.

Виды сварного соединения

Применяются разнообразные виды сварных соединений, внахлест, в стык, угловое соединение для приварки штуцеров или плоских фланцев.

Ниже перечислены основные виды сварного соединения:

продольное стыковое с двухсторонним швом;

поперечное стыковое с подкладным кольцом без расточки;

то же с внутренней расточкой;

продольное стыковое с односторонним швом;

поперечное стыковое с односторонним швом без скоса кромки;

то же со скосом кромки;

стыковое контактное;

одностороннее угловое со скосом кромки;

двухстороннее угловое без скоса кромки;

одностороннее угловое без скоса кромки;

раструбное внахлёст.

Соединение встык имеет самое частое применение, из-за повышенной прочности. Стыковые соединения бывают с продольным и поперечным расположением шва.

Продольные стыки получаются при сварке труб и деталей из свёрнутого листа, поперечные стыки -- когда трубы и детали просто соединяются сваркой.

По характеру сварного соединения швы делятся на:

односторонние;

двухсторонние;

односторонние с подкладным кольцом.

Если внутренний диаметр трубопровода меньше 500 мм, то достаточно сделать только односторонний шов. Если внутренний диаметр превышает 500 мм, с внутренней стороны подваривают корень шва для повышения прочности соединения.

Применение подкладных колец ограничено, в силу того, что кольца снижают внутренний диаметр трубопровода, а это увеличивает гидравлическое сопротивление.

Угловые соединения без скоса кромок и со скосом одной кромки используют, когда изготавливают сварные детали трубопроводов, или эти детали приваривают к трубам.

По положению сварного шва квалификация следующая:

нижнее положение;

вертикальное;

потолочное;

горизонтальное на вертикальной плоскости.

Если используется сварное соединение в раструб внахлёст - оно имеет меньшую прочность и требует предварительной развальцовки конца трубы. Такой вариант применяется для сварки труб из пластичных металлов и неметаллических пластичных материалов.

В зависимости от положения швов в пространстве сварка имеет свои особенности и сложности, требуя повышенной квалификации сварщика, специальной технологии сварки и дополнительного оборудования.

Для разных условий исполнения сварочных работ их делят на поворотные и неповоротные.

Большинство стыков труб или дополнительных деталей, исполняемых поворотным методом, сваривают наиболее простым швом в нижнем положении трубы относительно электрода. Неповоротные стыки обходятся гораздо дороже, и требуется более квалифицированный сварщик.

Сварной шов

Требования к качеству сварного шва

Для различных технологий сварки, требования к качеству сварных швов одинаковы: плотность, прочность, пластичность. Пластичность и прочность требуются не ниже основного материала.

Структура сварных соединений

Обычно в процессе сварки можно получить четыре типа сварочных соединений - угловой, тавровый, нахлесточный и стыковой. Стыковой шов получают соединяя кромки металлических поверхностей, заранее их обрабатывая в зависимости от толщины металла. Соединение металлических пластин внахлёстку делают с помощью угловых швов, толщина непосредственно нахлёстки должна быть больше толщины соединяемых элементов от трёх до пяти раз. Тавровые и угловые соединения образуются в процессе проведения сварки элементов, находящихся перпендикулярно друг к другу и градус угла соединения должен составлять 90.

Различают два вида сварки - они применяются в зависимости от состояния металла в процессе сварки:

1) Сварка расплавленного металла - участки металла, которые необходимо соединить, нагревают до температуры плавления и стыкуют, после сваривая детали вместе без применения механических усилий.

2) Сварка пластичного металла - нагретые до состояния сварочного жара участки металла сваривают ударом либо под давлением.

Структура сварных соединений

Процесс кристаллизации шва происходит только в том случае, если скорость сварки и средняя скорость кристаллизации равны. Кристаллизация начинается в тот момент, когда сварная дуга прошла над участком сварки и покинула его. Расплавленный металл застывает в противоположном процессу сварки направлении - то есть, к центру сварочного бассейна, начинаясь у его краёв. Частицы расплавленного и основного металла появляются на краях расплавленного участка - это укрепляет сварной шов.

Первый процесс кристаллизации протекает быстро, так как металл очень быстро остывает - для остановки процесса кристаллизации металлу достаточно остыть всего на 20-30 градусов - то есть, его температура должна быть между 1480 и 1510 градусов.

Завершённая кристаллизация не запускает в металле никаких процессов вплоть до охлаждения его до 850 градусов, т.е. выхода металла из аустенитной формы. Структура сварных соединений при этом становится постоянной после охлаждения металла до 720 градусов.

Как защитить трубы от коррозии:

1. При помощи внешней изоляции

Изоляция - это важнейший антикоррозийный инструмент, который, к тому же, существенно уменьшает тепло потери. Материалы для изоляции могут использоваться разные: водопроводный труба коррозия

* Битумная изоляция. Она состоит из полиэтиленового слоя, покрытого шаром битума. Применяется для тех труб, которые размещены в каменистом, песчаном или же глинистом грунте.

* Пенополиуретан, который может применяться в виде скорлупа, надевающихся на трубы, или же жидкости, которая впрыскивается между трубой и шаром полиэтилена.

* Изоляция из полиэтилена. Она состоит из многих слоев и главным ее предназначением является именно антикоррозийная защита.

Также можно изолировать минватой или стекловатой, но это больше для уменьшения потерь тепла, нежели для защиты от ржавчины.

2. При помощи внутренней изоляции

Рекомендуется изолировать трубопроводы не только снаружи, но и изнутри. К примеру, в Соединенных Штатах для изолирования внутренней поверхности труб использовалось тонкое (по три-шесть миллиметров) цементное покрытие, которое сохраняло высокую пропускную способность трубопровода на довольно длительный срок. Также широко применяются лаки. Наконец, существует даже специальная обработка воды, после которой последняя утеривает свои коррозийные свойства.

3. При помощи катодной защиты

Катодная защита - это весьма необычный способ антикоррозийной защиты, основывающийся на том, что в результате соприкосновения металла с почвой образуются гальванические пара, а коррозия, следовательно, имеет место там, где ток из металла уходит в окружающую среду. Таким образом, если зарыть вокруг трубопровода металлические трубы и направить с их помощью в землю ток, то наш трубопровод превратится в катод. Благодаря этому он будет защищен от вредных гальванических паров. Ток при этом будет отводиться посредством специального провода, подключенного к «минусу» внешнего источника. Этот метод довольно затратный, поэтому используется преимущественно в качестве дополнительной защиты в сочетании с другими методами.

4. Удаление трубопровода от электросетей

Блуждающие токи могут стать причиной коррозии труб, если те располагаются рядом с

электротранспортом, как на заводе, так и на улицах города. Поэтому трубопровод нужно размещать как можно дальше от таких электротранспортных путей.

В итоге хотелось бы добавить, что все описанные способы используются комплексно, в сочетании друг с другом. Эффективность каждого из них не только доказана, но и неоднократно проверена.

Список литературы

Алаи С.И.,Григорьев П.М., Ростовцев А.Н . Технология конструкционных материалов.

Богомолова Н.А.,Гордиенко Л.К. Металлография и общая технология металлов.

Козлов Ю.С.Материаловедение.

Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение

Размещено на Allbest.ru