Материалы

В условиях отсутствия центральной или самотечной канализации возникает потребность в установке комплектной насосной станции (КНС). Существует четыре метода установки корпуса КНС:

• Из листов стали марки 09Г2С, путем ручной полуавтоматической сварки. Диаметр такой конструкции будет до 3,5 метров.
• Стеклопластик аппаратной намотки. Такой метод позволяет немного увеличить диаметр (до 3,7 м).
• Железобетонные кольца – трудозатратный способ и проигрывает в диаметре (до 2,5 м).
• Методом изготовления из полиэтилена путем ручной экструзионной сварки также предполагает конструкцию небольшого диаметра (до 2,4 метра).

Каждый из методов имеет ряд преимуществ и недостатков из-за особенности используемых материалов. Рассмотрим каждый из них.

Стальная конструкция

Применение стали как основного материала при строительстве инженерных сетей широко известно. Однако это дорого и не всегда эффективно. В последнее время предпочтение отдается более современным материалам потому что сталь:

• подвержена коррозии из-за термодинамической неустойчивости к воздействию внешних факторов среды (имеет свойство само разрушаться);
• обладает высокой теплопроводимостью, что приводит к необходимости установки теплоизоляции для предотвращения промерзания сточных вод в резервуаре и нормальной работы насосного оборудования;
• изготовление занимает много времени;
• требует организации заземления по причине высокой электропроводности;
• имеет большой вес и габаритные размеры по сравнению с аналогами, изготовленными из полимерных материалов.

Все эти факторы делаю конструкцию нерентабельной, даже несмотря на прочность и долговечность такого материала, как сталь.

Корпус из стеклопластика

Композиционный материал обладает повышенными эксплуатационными характеристиками благодаря стекломатериалу и связующим смолам (в зависимости от условий окружающей среды применяется полиэфирная, фенолформальдегидная, эпоксидная, кремнийорганическая, химически стойкая или другие). При изготовлении обычно используются цельные и рубленые стеклянные волокна в виде нитей, жгутов или тканей.

Такие корпуса изготавливаются путем непрерывной намотки волокна смешанного со смолами. Для этого применяется специализированное оборудование. К преимуществам таких конструкций можно отнести:

• большая механическая прочность;
• скорость изготовления;
• относительно небольшая стоимость.

Однако на ряду с этим существует и ряд недостатков:

• хрупкость от воздействия ударных нагрузок;
• плохо поддается переработке;
• невозможность произвести ремонтные работы (при поломке необходимо производить замену полностью всей конструкции).

Наряду с этими немаловажными факторами стоит и профессионализм монтажников, так как от их опыта и качества сборки будет напрямую завесить качество, герметичность и срок эксплуатации. Также стоит отметить, что при изготовлении изделия из стеклопластика при соблюдении всех технологических норм, конструкция не полностью подлежит полимеризации (обычно на 80 – 98%). Такая особенность повышает упругость изделия, но пагубно влияет на химическую стойкость.

Железобетонные кольца

Прочный материал с высокими эксплуатационными характеристиками используется более 100 лет не только в изготовлении инженерных сетей, но и для строительства в целом. Такие корпуса изготавливаются непосредственно на строительной площадке, либо транспортируются к месту крупногабаритным транспортом, что, несомненно, доставляет ряд неудобств. КНС обладают длительным сроком эксплуатации (50 лет), но и на ряду с этим необходимо систематически проверять герметизацию и наличие пробоин, так как несоблюдение правил эксплуатации может привести к:

• просачиванию сливов через стенки и попаданию в грунтовые воды;
• загрязнение окружающей среды.

Вне зависимости от марки используемого бетона и присутствия специальных присадок, повышающих свойства материала, такая конструкция все равно подвержена разрушениям из-за агрессивности сточных вод. Сероводород окисляется и превращается в серную кислоту, а та, в свою очередь, взаимодействуя с известью цемента образует различные агрессивные химические соединения, из-за чего коррозия может достигать 25–40 мм/год.

Немаловажным фактором износа ЖБК конструкций является абразивный износ. Большое количество песка оказывает истирающее воздействие.

Конструкция из полиэтилена

Термопластичный полимер – это материал, полученный при полимеризации этилена. Изготавливается методом прохождения материала через инертный растворитель, содержащий в своем составе катализатор. Если суспензия содержит тетрахлорида титана (TiCl4) и триэтилалюминий (Al(C2H5)3), то процесс протекает при температуре 60С и под давлением около 500 кПа. Полученное сырье обладает повышенной плотностью и растяжимостью. Называется полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП).

Для изготовления КНС используются трубы с полой стенкой из профиля квадратного сечения. Материал соответствует ГОСТу Р 54475–2011 марок ПЭ80 и ПЭ100, обладает хорошей свариваемостью. Благодаря технологии изготовления методом ручной экструзионной сварки, корпус представляет цельную конструкцию и имеет ряд достоинств:

• высокая герметичность позволяет обеспечить надежные соединения и избежать дополнительных мероприятий по гидроизоляции;
• кратчайшие сроки изготовления и монтажа насосной станции;
• небольшая стоимость в сравнении с аналогами;
• полная ремонтопригодность любых элементов системы.

Такие характеристики позволяют обеспечить длительный срок эксплуатации, существенно снизить количество и стоимость профилактических работ.

Полиэтилен низкого давления относительно новый вид материала, однако с каждым годом востребованность таких изделий повышается потому, что:

• он обладает хорошими диэлектрическими свойствами;
• рабочая температура составляет от –60 до +50С, без существенных изменений свойств;
• не вступает в реакцию с кислотами, выделяемыми в процессе брожения сточных вод и устойчив к химически агрессивным средам;
• упругость изделия позволяет выдерживать различные циклические и динамические нагрузки (возможно использование в условиях высокой сейсмической активности);
• при замерзании происходит деформация шахты с последующим восстановлением к изначальным формам, без потери прочности.
• полиэтилен обладает низкой теплопроводимостью, что позволяет избежать затрат на теплоизоляцию;

Заключение

Применение любого из перечисленных материалов оправдывается техническими особенностями, механической устойчивостью и условиями использования. С точки зрения соответствия цены-качества, прочности и длительности эксплуатации лидером среди представленных вариантов, несомненно, являются полиэтиленовые изделия. Преимущества такой конструкции позволят беспроблемное применение станции многие годы.