12. Inštalácia PE potrubí

Posted in Inštalácia a zváranie HDPE systému

12.1 Inštalácia PE potrubí pre vodu a plyn všeobecne

Polyetylén sa od tradičných materiálov používaných pre rozvody plynu a kvapalín prepravovaných pod tlakom líši svojimi špecifickými vysokoflexibilnými materiálnymi a mechanickými vlastnosťami. Ak sú podmienky pokládky a pokrytia kontrolované, najmä zhutnenie pôdy, použitie PE rúr umožňuje väčšiu bezpečnosť rozvodných sietí, a to čo sa týka pôdnych usadenín, zosuvov pôdy alebo zemetrasení. Okrem toho flexibilita PE potrubia umožňuje využiť inovatívne technológie pokládky s významným poklesom času a nákladov pri pokladaní. Nízka hmotnosť PE a jeho ľahká zvariteľnosť sa odráža aj na rýchlosti pokládky. Podľa normy STN EN 805 sa vodárenské systémy musia navrhnúť na životnosť najmenej 50 rokov.

Objednávateľ inštalácie potrubí si určí dodávateľa stavby, ktorý musí preukázať, že má potrebnú odbornú spôsobilosť podľa príslušných európskych noriem. Pri všetkých prácach sa musia dodržiavať predpisy o bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci na stavenisku.

 

 12.1.1 Ryha a lôžko

Ryha, do ktorej bude vložené potrubie, musí byť vyhĺbená tak, aby rúry boli uložené v hĺbke bez zamŕzania. Ak to nie je možné, musí sa zabezpečiť protimrazová ochrana. Lôžko (spodok výkopu) musí podopierať rúry po celej dĺžke ich drieku. Ak je to potrebné, musia sa vyhĺbiť primerané jamky na uloženie spojov.  Dno ryhy musí vytvárať správny pozdĺžny profil a ak je to potrebné, musí sa zhutniť (min. 0,8). Ak dno ryhy nie je vhodné ako lôžko na potrubie (napr. kamene, skala, neúnosná alebo nakyprená zemina), musí sa nahradiť vhodným a zhutneným materiálom s vytvorením správneho pozdĺžneho profilu. Výška podsypu by mala byť v rozmedzí 100 – 150 mm.

 11.1.2 Kladenie

Kladenie musia vykonať profesionálni kladači. Pri pokládke treba sledovať presnú pozíciu podľa projektu (výškomerovú a planimetrickú), pokiaľ vedúci pokládky nenavrhne niečo iné.

Na vloženie rúry do výkopu pripravenej mimo ryhy sa používajú konopné alebo syntetické laná, aby sa potrubie nepoškriabalo o zem alebo okraj výkopu. Pri kladení sa musia potrubia chrániť pred znečistením ich vnútra.

Rúry s povrchovými rezmi presahujúcimi 10 % hrúbky rúry sa nesmú použiť.

Kontrolné zariadenia ako sú ventily a vstupné ventily, ktoré môžu svojou váhou tlačiť na rúru, musia byť pridržané samostatnými podpornými zariadeniami, ktoré zabránia tlaku na potrubie alebo spoje.

Ak sa potrubie pripája na stavebné objekty (šachty, budovy atď.), pripojenie sa musí urobiť tak, aby sa zamedzilo nadmerným napätiam namáhajúcim potrubie alebo stavebný objekt. Tiež sa musí zvážiť potreba zabezpečenia pružnosti potrubia na oboch stranách objektu.

 

 11.1.3 Obsyp a zásyp

Keď je potrubie položené vo výkope, musí byť pokryté vrstvou materiálu vo výške min. 200 mm od vrchného okraja rúry. Zvýšenú pozornosť treba venovať pri zasypávaní rúry asi do 2/3 jej výšky. Do tejto výšky by sa malo potrubie zasypávať manuálne, aby sa predišlo akémukoľvek pohybu potrubia. Materiál musí mať dobré rovnomerné zloženie a zakrývať obe strany potrubia. Vlastnosti obsypového materiálu (tzv. materiál pre zónu potrubia) špecifikuje STN EN 805. Hlavný zásyp a konečný povrch ryhy sa musí dokončiť tak, aby sa výkop uviedol do pôvodného stavu. Ak nie je výkopový materiál vhodný na obsyp potrubia vzhľadom na možné poškodenie potrubia alebo jeho izolácie, treba navrhnúť buď dovoz vhodnej obsypovej zeminy, alebo ochranu potrubia pred účinkami zeminy z výkopu iným spôsobom (technické textílie a pod.).

 

 

Konečný zásyp (podľa zásypového materiálu a územia)

 

Obsyp (min. 200 mm)

  

Lôžko (100 –150 mm)

Vodovodné potrubie do dn 200 sa navrhuje klásť v sklone minimálne 3 ‰, u potrubia dn 200 až dn 500 v sklone minimálne l ‰ a u potrubia dn 600 a viac v sklone minimálne 0,5 ‰. Krytie vodovodného potrubia treba určiť tak, aby sa vylúčila možnosť zamŕzania v zimnom období alebo poškodenia potrubia vonkajšími vplyvmi. V zastavanom území má byť najmenšie krytie vodovodného potrubia 1,5 m (STN 73 6005).V nezastavanom území sa určuje ochrana pred zamŕzaním a nadmerným otepľovaním vody v potrubí, hlavne na základe tepelno-izolačných vlastností horninového prostredia, v ktorom je potrubie uložené.

Najmenšie odporúčané krytie potrubia dn menšieho ako 400 je:

a) v hlinitých zeminách 1,20 m,

b) v hlinito-piesčitých zeminách 1,30 m,

c) v piesčitých zeminách 1,40 m,

d) v štrkovitých a skalnatých zeminách 1,50 m.

Pri kombinácii vrstiev rôznej tepelnej vodivosti sa volí výška krytia podľa ich pomernej skladby.

Kamenné alebo betónové spevnenie povrchu sa do krytia, započíta polovicou svojej hrúbky. Pri potrubí dn 400 a viac je možné tieto hodnoty znížiť o 0,20 m. Ak nie je možné dodržať potrebné krytie, musí sa vodovodné potrubie chrániť nenasiakavou tepelnou izoláciou. Krytie vodovodného potrubia má byť najviac o 1,0 m väčšie ako najmenšie krytie. V zastavanom území môže byť krytie vodovodného potrubia najviac 2,0 m. Väčšie krytie je možné pripustiť vo výnimočných prípadoch so súhlasom prevádzkovateľa vodovodu.

 11.1.4 Zasypanie

Položené potrubie je vystavené tlaku spôsobenému tepelným rozťahovaním, preto je potrebné vykonať nasledovné kroky:

 

  • Potrubie by sa malo zasypávať pri rovnakých teplotných podmienkach okolia a, ak je to možné, počas chladných hodín dňa.
  • Treba postupovať po 20 – 30 m dlhých úsekoch v jednom smere. Ak ide o potrubie v kopci, kladie sa smerom do kopca.
  • Odporúča sa pracovať súčasne na troch úsekoch v celkovej dĺžke 90 metrov.
  • Potrubie v týchto troch úsekoch sa pokryje až po jeho vrch.
  • Prvé dva úseky sa pokryjú ďalšou cca 15 – 20 cm vrstvou hmoty bez kameňov.
  • Prvý úsek sa kompletne zasype a pokryje do potrebnej výšky.
  • Potom sa dokončí druhý úsek a následne sa kompletizuje pokrytie celej siete.

 

  11.1.5 Označenie rozvodu

Vodovodné potrubie a jeho armatúry musia byť označené tak, aby bolo možné vždy určiť ich presnú polohu:

1. Počas zásypu sa po celej dĺžke potrubia musí umiestniť žltá páska s odkazom „Pozor, plynové potrubie“ alebo modrá páska s odkazom „Pozor, vodovodné potrubie“. Táto páska musí byť umiestnená 300 mm nad horným okrajom potrubia, aby upozorňovala na prítomnosť potrubia v prípade budúcich výkopových prác.

2. Ak sa používa potrubný detekčný systém, musí byť uchytený na potrubí plastovými svorkami tak, aby boli po osi zrovnané s potrubím.

3. Os a lomy vodovodného potrubia mimo zastavaného územia musia byť označené kovovými stĺpikmi v betónovom bloku. V zastavanom území a tam, kde nie je možné osadenie medzníka alebo stĺpika do osi potrubia musia byť body osi (prípadne lomové body trasy) nadviazané na iné pevné body (napríklad rohy budov, stĺpy a pod.). Na označovanie podzemného hydrantu, uzáveru alebo inej podzemnej armatúry a armatúrovej šachty sa používajú orientačné tabuľky podľa STN 75 5025.

 

Ak sa dopĺňajú dodatočné inštalácie, nové výkopy nesmú zasiahnuť vrstvu piesku pokrývajúcu potrubie.

 11.2 Vodovodné potrubia 

Na montáž vnútorných vodovodov sa používajú potrubia zo všetkých typov PE o vnútornom priemere 16 až 63 mm. Spájanie jednotlivých častí systému sa vykonáva elektrofúziou alebo polyfúziou.

Z hľadiska smeru a účelu vedenia potrubia rozdeľujeme potrubie na :

  • ležaté (potrubie vnútorného vodovodu vedené v sklone > 45° od vodorovnej roviny);
  • stúpacie (potrubie vnútorného vodovodu vedené zvislo alebo do sklonu <  45° od zvislej roviny);
  • pripojovacie (časť potrubia vnútorného vodovodu od stúpacieho alebo ležatého potrubia k výtokom).

Pri návrhu potrubia je nutné rešpektovať tepelnú rozťažnosť samotného potrubia Jeho dilatáciu a spôsob uloženia.

 

Dimenzovanie potrubí

Jednou z hlavných výhod PE potrubí sú ich výborné hydrodynamické vlastnosti. Predovšetkým hladký povrch vnútorných stien rúr a ich nezarastanie dovoľujú predpokladať vyššiu rýchlosť prúdenia vody. Navyše s rastúcou dobou prevádzky sa prietoky oceľových potrubí zarastaním (inkrustáciou) zmenšujú, kým u plastových rúr zostávajú stále rovnaké.

Rozdiel  teplôt  pri montáži a  prevádzke vodovodného potrubia zapríčinený zmenou teploty prepravovaného média spôsobuje predlžovanie alebo skracovanie už zabudovaného potrubia. Celkové predĺženie alebo skrátenie je závislé na koeficiente tepelnej rozťažnosti, dĺžke potrubia a rozdiele teplôt.

     Dl = a . L . Dt

Dl  -    celkové skrátenie alebo predĺženie v mm

a  -     súčiniteľ tepelnej dĺžkovej rozťažnosti  (pre PE = 0,20 mm/m) v °C

L   -    výpočtová dĺžka – vzdialenosť dvoch susedných pevných bodov  v m

Dt  -    rozdiel teplôt pri montáži a pri prevádzke  v °C

Ak  uvažované dĺžkové zmeny na potrubí nie sú vhodným spôsobom  kompenzované, v potrubí sa koncentrujú  prídavné  ťahové a  tlakové napätia, čím sa znižuje jeho životnosť.

Pre kompenzáciu dĺžkových zmien sa využívajú :

1) Kompenzácia tepelnej rozťažnosti pomocou ohybného ramena 

2) Kompenzácia tepelnej rozťažnosti pomocou expanznej  slučky 

 

 

Upevňovanie rozvodov

Potrubie vnútorného vodovodu sa musí upevniť na stavebné konštrukcie tak, aby sa zabezpečila poloha potrubia, upevnenie prenášalo hmotnosť potrubia, odolávalo dynamickým účinkom a  tepelným vplyvom vznikajúcim v  potrubí  alebo v stavebnej konštrukcii (tabuľka).

 

 

            Najmenšie vzdialeností podpier pre rozvody z  PE

Vonkajší priemer potrubia  (de)
 
Najväčšia dovolená vzájomná osová vzdialenosť  podpier (mm)
 pri spáde potrubia (‰)
 
1
 
3 5 7
 
16
 
400
 
600
 
700
 
750
 
20
 
450
 
650
 
750
 
850
 
25
 
500
 
650
 
750
 
850
 
32
 
550
 
750
 
850
 
950
 
40
 
600
 
850
 
950
 
1050
 
50
 
650
 
900
 
1000
 
1150
 
63
 
750
 
1050
 
1250
 
1350
 

 

Z hľadiska upevňovania potrubí rozoznávame dva spôsoby upevnenia:

a) pevný bod - je taký spôsob upevnenia, v ktorom potrubie nemá možnosť pohybovať sa (dilatovať) s konštrukciou uchytenia. Tento spôsob sa využíva pri osadzovaní armatúry, zmene smeru potrubia alebo v  mieste   napojenia tvarovky.

b) klzné uloženie - je taký spôsob uchytenia, pri ktorom má potrubie možnosť dilatácie v smere osi potrubia, avšak nemá možnosť vybočiť z osi trasy potrubia. Príkladom takéhoto uchytenia je voľná objímka alebo uloženie potrubia v žľabe.

 

Na montáž vonkajšieho potrubia vodovodov sa používajú najmä potrubia z PE MD a PE HD s vonkajším priemerom  od 63 mm vyššie. Veľkou výhodou potrubia z PE je jeho nízka hmotnosť (objemová hmotnosť PE je asi 8,5 krát menšia ako u oceľových potrubí) a menšie náklady pre 1 m pokládky potrubia.

Na zmenu smeru sa používajú príslušné tvarovky. Na stavbe nie je dovolené vykonávať tvarovanie rúr za tepla. Pružnosť PE však dovoľuje uskutočniť zmenu smeru alebo kopírovať terén tvorbou oblúkov v polomere R, pre ktorý v závislosti od teploty platí (nezávisle od tlakovej rady): dovolený minimálny polomer R je pri teplote 20 °C  20xdn, pri teplote10 °C 35xdn a pri teplote 0 °C 50xdn, kde dn je vonkajší priemer potrubia bez ohľadu na hrúbku stien rúr. Vhodne uskutočnený výkop môže teda znamenať materiálovú aj časovú úsporu.

Príklad:
Pri teplote 0 °C je min. polomer ohybu R pre potrubie s vonkajším priemerom 315mm R= 50x315 mm = 15 750 mm  

Dimenzovanie potrubia sa vykonáva podľa STN 75 5401. Výhodou PE potrubia na rozdiel od používaných klasických materiálov (liatina, oceľ) je nižší koeficient absolútnej drsnosti potrubia (k = 0,01 mm) a eliminovanie zarastania (inkrustácie) potrubia.

Pri  pokládke  rozvodov  do  ryhy sa vzhľadom na konštantnú teplotu okolia (zeminy) neuvažuje s tepelnou rozťažnosťou rozvodov.

Rozvody vonkajších vodovodných potrubí sa v prevažnej miere ukladajú do výkopu. V zásade hĺbka uloženia rozvodu musí byť väčšia ako stanovená minimálna hĺbka podľa teplotného pásma (STN 75 5401 „Vodárenstvo. Navrhovanie vodovodných potrubí“). 

Šírka dna výkopu

Obsyp Sklon svahu výkopu (výška svahu ku jeho pôdorysnej dĺžke) Hĺbka dna v m Šírka dna v m ak vonkajší priemer rúry dn má rozmer (m)
do 0,4 0,4 – 1,0 od 1,0
zhutnený Zvislý alebo strmší ako 1:0,25 ľubovoľná dn + 0,7min. 10, dn + 0,8 dn + 0,9
Menej strmý ako 1:0,6 dn + 0,7 dn + 0,6 dn + 0,5
Menej strmý ako 1:0,6 dn + 0,6 dn + 0,5 dn + 0,4
nezhutnený menej strmý ako 1:0,6 do 2,5 dn + 0,3min. 0,6 dn + 0,3 dn + 0,3
2,5 – 5,0 dn + 0,4min. 0,7 dn + 0,4 dn + 0,4
od 5,0 dn + 0,5min. 0,8 dn + 0,5 dn + 0,5
Pozn.:a)       u hrdlových rúr sa uvažuje vonkajší priemer hrdla rúryb)       šírka dna výkopu znamená vzdialenosť medzi vnútornými lícami pažiacich prvkov.

 

Potrubie musí byť uložené v strede výkopu.

 Pri pokladaní navinutých rúr je vhodné pamätať na ich rozbalenie pri teplotách, ktoré nespôsobujú prílišné stuhnutie rúr. Na uľahčenie manipulácie pri nízkych teplotách je možné náviny skladovať v temperovanej miestnosti aspoň 24 hodín, alebo nahriať horúcim vzduchom alebo parou s teplotou max. 100 °C (pre plynové rúry tento postup nie je dovolený). Pri odvíjaní rúry je nutné dbať na bezpečnosť práce, pretože uvoľnený kus rúry sa môže vymrštiť a spôsobiť pracovný úraz alebo vecnú škodu. Preto je možné napríklad u rúr väčších priemerov použiť na odvíjanie pomaly idúce vozidlo. Rúry môžu byť odvíjané len opačným spôsobom, ako boli navinuté pri výrobe. Je zakázané odvíjať rúry v špirále, kedy je stena rúry torzne namáhaná a hrozí jej “zlomenie”! 

11.2.3 Paralelné a krížiace sa potrubia

Pri inštaláciách paralelných sietí alebo krížiacich sa potrubí, nové potrubie musí byť položené v bezpečnej vzdialenosti tak, aby mohla byť zabezpečená údržba všetkých potrubí.

Ak je krížové/paralelné položenie dokončené, je potrebné vydať „výkonnú správu“ podpísanú zodpovednými osobami, ktorá autorizuje dať potrubie do používania pod tlakom. Ďalej by mali užívatelia od spustenia potrubia vykonávať pravidelné ročné prehliadky.

 Horizontálna vzdialenosť od základov a podobných podzemných zariadení nesmie byť menšia ako 0,4 m (STN EN 805). Ak v blízkosti po stranách alebo paralelne prebiehajú iné potrubia alebo káble, musia sa vykonať opatrenia na zabránenie priamemu kontaktu. Minimálne vzdialenosti medzi vodovodným potrubím a inými podzemnými vedeniami podrobne špecifikuje norma STN 73 6005.  

Uloženie vodovodného potrubia musí byť pri súbehu alebo križovaní so stokou, prípadne iným potrubím dopravujúcim zdravotne škodlivé látky, navrhnuté nad nimi (STN 73 6005). Ak nie je možné toto ustanovenie dodržať, musia sa navrhnúť opatrenia zabraňujúce možnému znečisteniu pri porušení a opravách vodovodného potrubia.

Vodovodné potrubie sa spravidla navrhuje mimo ochranné pásmo železnice. Ak nie je iné vhodné riešenie, navrhuje sa vodovodné potrubie so súhlasom železničného správneho orgánu vo vzdialenosti najmenej 4 m od osi krajnej koľaje. Vodorovná vzdialenosť od päty násypu musí byť min. 2 metre. Pri cestných komunikáciách, u ktorých nie je vhodné riešenie mimo ochranného pásma komunikácie, navrhuje sa so súhlasom cestného správneho orgánu najmenšia vzdialenosť súbežné položeného potrubia 2,0 m od päty násypu, prípadne 0,6 m od vonkajšej hrany priekopy. Podchody vodovodného potrubia pod železnicou a cestnými komunikáciami rieši STN 75 5630.  

Križovanie vodovodného potrubia s vodnými tokmi sa rieši podľa miestnych podmienok podchodom, zhybkou, po moste, alebo samostatným prechodom nad vodou. Pri dôležitých potrubiach sa odporúča potrubie zdvojiť, alebo viesť dvoma trasami (napr. jedno po moste a druhé zhybkou). Ak sa navrhuje uložiť vodovodné potrubie na most, postupuje sa podľa STN 73 6201 „Projektovanie mostných objektov“. Pri návrhu musí byť zabezpečená ochrana mosta v prípade poruchy vodovodného potrubia. Musí sa zabezpečiť samostatná dilatácia potrubia nezávislá na dilatácii mosta. V najvyššom mieste prechodu potrubia po moste sa musí potrubie odvzdušňovať. Miesta prechodu potrubia z mosta do zeme sa navrhujú tak, aby nedošlo k jeho posunutiu alebo vychýleniu. Potrubie na moste musí byť tepelne izolované a chránené pred poveternostnými vplyvmi.

Pri prechode vodovodného potrubia pod vodnými tokmi sa musí uvažovať i budúca úprava toku. Ak nie sú iné dôvody pre zväčšenie koryta (napr. silne erozívne toky), uloženie potrubia sa navrhne tak, aby krytie medzi dnom toku a vonkajším povrchom potrubia (vrátane prípadnej izolácie alebo chráničky) bolo aspoň:

a) 0,50 m pri nesplavných tokoch,

b) 1,20 m pri splavných tokoch a tokoch, u ktorých sa so splavnením uvažuje. 

Pri križovaní vodovodného potrubia s ostatnými vedeniami (napr. diaľkovým plynovodom, ropovodom a pod.) sa postupuje po dohode so správcami týchto vedení za dodržania nevyhnutých hygienických a bezpečnostných požiadaviek.

 

11.2.4 Prevádzka vodovodných rozvodov

Vodovodné rozvody musia byť pod stálym pretlakom vody. Iba zariadenia na letnú prevádzku a úseky, v ktorých sa vykonávajú opravy, môžu byť dočasne uzavreté a odvodnené. Prevádzka a údržba rozvodov sa vykonáva podľa  STN 13 0108 a STN 73 6660.

 Kontrola, monitorovanie, údržba

S cieľom minimalizovať prerušenia zásobovania vodou a nepriaznivé účinky na okolité prostredie a zdravie verejnosti sa systém rozvodu vody musí monitorovať a kontrolovať na identifikáciu nesprávnej činnosti alebo netesností rúr a iných potrubných súčastí

Monitorovanie musí zahŕňať merania prietoku a tlaku, úrovne zásobovania a iné prevádzkové informácie. V závislosti od miestnych podmienok sa môžu použiť manuálne alebo automatizované metódy.

Kontrola vodárenských systémov musí zahŕňať:

  • identifikáciu porúch a netesností;
  • funkčné a hygienické podmienky na zabezpečenie správnej prevádzky armatúr vrátane hydrantov a iných zariadení.

Frekvencia, ako aj spôsob monitorovania a kontroly, závisí vo veľkej miere od miestnych okolností, ale vo všetkých prípadoch sa musí venovať pozornosť:

  • funkcii a dôležitosti potrubí a iných súčastí;
  • veľkosti strát vody; 
  •  kvalite vody, tlaku, prietoku;
  • zaťaženiam dopravou, podmienkam uloženia, kvalite zeminy, vonkajším silám;
  • materiálu rúr, spojom a iným potrubným súčastiam.

Pri súčastiach, ako sú čerpadlá, armatúry a elektrické zariadenia, musia sa realizovať programy bežnej alebo preventívnej údržby. Plány na budúcu údržbu, výmenu a obnovu podzemných súčastí musia byť zhotovené v súlade s európskymi, národnými alebo miestnymi požiadavkami.

11.2.5 Oprava rozvodov

Pri poruche rozvodu sa zabezpečí unikanie vody uzavretím armatúry. Po odstránení úniku vody sa obnaží poškodená časť rozvodu. Odstráni sa poškodená časť rozvodu a pomocou polyfúzneho alebo elektrofúzneho zvárania sa očistené konce rozvodu spoja tvarovkami a potrebnou dĺžkou potrubia.  Po vychladnutí spoja sa armatúra môže uvoľniť.

 Pri opravách PE potrubí sa môže využiť ich pružnosť. Prerušenie dodávky média je možné pomocou stlačenia potrubia. Vždy je k tomu potrebné použiť špeciálne stlačovacie prípravky. Stlačenie sa môže vykonať vo vzdialenosti minimálne 5 x de (de je vonkajší priemer rúry) od najbližšieho spoja alebo tvarovky. Po uvoľnení stlačenia je potrebné miesto spätne vytvarovať pomocou zakruhovacej svorky a označiť ho, aby nedošlo k opätovnému stlačeniu na rovnakom mieste. Rúra sa nesmie stlačiť za mrazu.