Gömbgrafitos öntvénycsövek, -idomok ivóvízhálózatok építésében, hibajavításában. 1. Előszó Jelen összefoglaló általános információkat tartalmaz –a teljesség igénye nélkül- az ivóvíz-hálózatok építésé-ben, hibajavításában alkalmazott gömbgrafitos (göv.) öntvénycsövek és idomok műszaki jellemzőire, kötéstí-pusaira, választékára, korrózióvédelmi rendszereire, tervezési szempontjaira, felhasználási területeire, sze-relési utasítására, javítására vonatkozóan. 2. Történelmi visszatekintés A göv. csövek elődje a lemezgrafitos (öv.) öntvénycső volt. Az öv. öntvénycső a 15. században - a kohászat és öntészet fejlődése eredményeként- jelent meg. Ez is, mint a műszaki fejlesztések jelentős része a hadi-ipar „mellékterméke” volt, az első csöveket feltehetőleg ágyúöntő mesterek öntötték. Németországban a legrégebbi csővezetéket 1455-ben fektették a Dillenburgi kastélyban. A Versailles kas-télypark vízi játékait-szökőkutait tápláló vezetéket 1664-68-ig építették ki. A karimás-tokos csövek öntése vízszintes, osztott homokformákban történt. A karusszelen elhelyezett álló homokformákba történő gazdaságosabb, folyamatos öntést 1885-től alkalmazták Németországban. A jelenleg is alkalmazott vízhűtésű kokillába történő centrifugál öntést 1926-tól vezették be. Az idomok önté-se homokformákban történik. A 19. század ipari fejlődése, a városok terjeszkedése és a lakosság növekedése az ivóvízigény növekedését eredményezte. A vízhálózatok kiépítése az igényeknek megfelelően bővült, pl. Thüringiában 1883-ig kb. 120 km távvezetéket és 200 km elosztóhálózatot építettek ki. Ezen hálózat java része még 1990-ben is üzemelt. A vízhálózatok kiépítésének jelentős bővülése szükségessé tette egy egységes, a hálózatok létesítésére vo-natkozó műszaki feltételrendszer elkészítését. Grahn E. 1883-ban jelentette meg ezt a dolgozatot „Német Bi-rodalom városainak vízellátási módjai” címmel, ami az 5000 lélekszámot meghaladó városok hálózatépítésé-re tartalmazott ajánlásokat az üzemelési feltételek (üzemi nyomások, nyomászónák, stb.) rögzítésével. 3. Anyagtulajdonságok Mint az előbb említettük az öv. öntvénycsövek gyártása már a 15. században elkezdődött. A göv. anyag fel-fedezését 1948-ban jelentette be a British Cast Iron Research Assotiation és az International Nickel Com-pany, ipari bevezetése 1951-re datálható. Az alábbi ábrák kitűnően jelenítik meg a lemez- és gömbgrafitos öntvény közötti lényeges különbséget.

lemezgrafitos gömbgrafitos öntvény

2

A lemezgrafitos öntvénynél -az öntvény hűlésekor- a grafit a vas alapanyagban lemezalakban dermed meg és szétszabdalja azt. Ezzel magyarázhatók a lemezgrafitos öntvény nem éppen kedvező mechanikai tulaj-donságai (szakítószilárdság, szakadási nyúlás, rugalmasság, stb.), ridegsége. Az üzemeltetési körülmények-ből (közúti terhelés, nyomáslengések, hőmérsékletváltozás, stb.) adódó erőhatások következtében ébredő feszültségek az alapanyag szétszabdaltsága miatt egyes helyeken torlódnak és olyan feszültségcsúcsokat eredményezhetnek, melyek az anyag törését okozzák. A gömbgrafitos öntvénynél a Mg-kezelés következtében a grafit gömb alakban szilárdul meg, ez folyamatos homogén vas alapanyagot biztosít. Ennek megfelelően lényegesen kedvezőbbek az alapanyag szilárdsági tulajdonságai (szakítószilárdság min. 420 N/mm2, szakadási nyúlás min. 10 %), az igénybevételek hatására ébredő feszültségek leépülése akadály nélkül történik, így a göv. csövek-idomok nagymértékű rugalmas a-lakváltozó képességgel rendelkeznek.

Az alapanyag kiváló tulajdonságai -a végeselem számításon alapuló méretezés alkalmazásával- lehetővé tették azonos beépítési feltételek mellett (üzemi nyomás, közúti terhelés, egyéb igénybevételek, stb.) a csö-vek-idomok konstrukciójának könnyítését, a falvastagság, ezzel a súly csökkentését (az öv. anyagokhoz vi-szonyítva), a kombinált - húzásbiztos tokos kötések kifejlesztését, valamint a csövek-idomok szélesebb, ex-trém üzemeltetési és szerelési körülmények közötti alkalmazását is. Így vált lehetővé a magas műszaki-üzemeltetési követelményeket támasztó csővezetékek tervezése, létesí-tése folyómederben, suvadásos, vagy meredek (20 %-os lejtést meghaladó) terepen vezetett nyomvonali vi-szonyok mellett, autó-, vasúti pálya alatt keresztezéseknél, vagy kitakarás nélküli technológiák alkalmazásá-val. Meg kell említeni, hogy a göv. anyag a gyártói ajánlások szerinti hozaganyaggal, adott falvastagságig (max. 12 mm) előmelegítés nélkül, azon felül megfelelő előmelegítéssel (min. 150 °C) kiválóan hegeszthető. 4. Gyártás A göv. tokos nyomócsövet az alábbi munkafázisok szerint gyártják: - centrifugál öntés kokillában - hőkezelés - méretre vágás, méretellenőrzés, a levágott gyűrű gyűrűhajlító vizsgálata - horganyréteg felvitele - nyomáspróba - belső cementhabarcs bevonat felvitele - cementhabarcs érlelése klímakamrában - külső korrózióvédelmi bevonat felvitele - végellenőrzések A minőségbiztosítási rendszer a gyártás minden fázisához rögzíti az ellenőrzendő paramétereket és a vizs-gálati eljárásokat, ami a termékek szabvány szerinti minőségét szavatolja. A gyártók minőségbiztosítási rendszerét független vizsgáló intézmény ellenőrzi a szabvány szerint előírt időszakonként.

3

5. Kötéstípusok A szürkeöntvény csöveket kenderkóccal-ólommal, vagy bőrgyűrűvel csömöszölt tokos, ill. karimás csatlako-zással gyártották.

tokos cső rajza 1783-ból karimás cső a Versailles park csővezetékéből

modernebb ólomkiöntésű csőtok A szürkeöntvény csöveknél alkalmazott merev, csömöszölt tokos kötést 1931-ben (Németország) a csavar-tokos kötés váltotta fel. A csavartokos kötés (DIN28601/T1-3) már egy korszerűbb, elasztikus gumitömítésű változatot képvisel. Alkalmazási területe DN80 - 400, max. iránytörés 3° (az átmérő növekedésével az érték csökken). További rugalmas tokos kötésként került 1936-ban (Németország) bevezetésre a tömszelencés tokos kötés (DIN28602/T1-3). Mai alkalmazási területe csak bizonyos idomoknál (pl. U-áttoló, DN500 -1200), max. irány-törés 3°. A gyártók folyamatos fejlesztését követően jelentek meg a további, jelenleg is használatos tokos kötéstípu-sok a TYTON®, STANDARD, stb. A göv. nyomócsövekre idomokra érvényes EN-545 szabványt 1994-ben adták ki. A gyártók e szabvány sze-rint gyártják a csöveket-idomokat. A különböző gyártóknál kifejlesztett kötéstípusok csatlakozó méretei a szabványnak megfelelnek, elvben hasonló kialakításúak, de egyes műszaki részletben, megoldásban eltérők lehetnek. A tokos kötéseknek –az átmérő függvényében- a EN545 szerinti, vagy a gyártó által meghatározott belső max. üzemi nyomással (PMA), valamint vákuummal (0,1 bar absz.) és 2 bar külső hidrosztatikus nyomással szemben tömörnek kell lenniük, biztosítaniuk kell a szerelés, üzemeltetés során fellépő hossz- és szögel-mozdulásokat.

4

A jelenlegi európai gyártók kötéstípus választéka (nem teljes):

A ma leginkább elterjedt tokos kötéstípus a TYTON®-tok (DIN28603 sz.), alkalmazási terület DN80 – 1400, a STANDARD-tok (DIN28603 sz.), alkalmazási terület DN80 - 2000) és az EXPRESS-kötés, alkalmazási terü-let DN80 – 1200. A beépítési, üzemeltetési körülmények - sűrű közműrendszer, ami nem teszi lehetővé a kitámasztó betontömbök kiépítését, - 20 %-os lejtést meghaladó nyomvonal vezetés, - laza, süppedékes, mocsaras talaj, árterület, ahol a csővezeték mozgásától, szétcsúszásától, felúszá- sától lehet tartani, - bányaművelés alatt álló, vagy geológiai okokból veszélyeztetett terület, ahol a talajmozgással kell számolni, stb.

5

és szerelési technológiák - folyó-, tómederben történő áthúzás, - földfeletti, ún. „légvezetékek” építése, - kitakarás mentes szerelés, stb.

szükségessé tették a hosszirányú erők felvételére alkalmas húzásbiztos tokos kötések kifejlesztését, melyek az 1960-as években jelentek meg. A húzásbiztos tokos kötéseknél két típust különböztetünk meg. Az egyszerűbb kialakítás, amelynél egy adott normál tokos kötésnél csak a tömítőgyűrűt kell kicserélni egy fogazott szegmensekkel ellátott, ún. „körmös gumi” tömítésre (TYTON-SIT, STANDARD-Vi). A fogazott szegmensek a csővég visszahúzásakor a cső pa-lástjába mélyednek, ezzel a cső tengelyirányú elmozdulását, kicsúszását megakadályozzák. Ezeket a kötés-típusokat a tok lezárására is alkalmas, kék csíkkal ellátott gyűrűvel jelölik az utólagos azonosíthatóság érde-kében. Ezen kötéstípusok kialakításukból adódó hátránya, hogy csak NÁ 400 méretig és max. 10-16 bar ü-zemi nyomástartományban alkalmazhatók, szétszerelésük időigényes. Kifejlesztették a TYTON-SIT kötés új változatát a TYTON-SIT PLUS típust, melynél a tömítőgyűrűbe több és nagyobb méretű szegmenseket helyeztek el. Ennek következtében már NÁ600 méretig és 10-25 bar üzemi nyomástartományban szerelhető. A további típusoknál a gyártáskor a tömítő kamra elé egy ún. húzásbiztosító kamrát öntenek, amiben a hú-zásbiztosító elemeket kell szereléskor elhelyezni. A csővégre pedig gyárilag egy kötött méretű varratot he-gesztenek fel adott távolságban a csővégtől, amibe a húzásbiztosító elemek megakadnak a cső szétcsú-szását megakadályozva. Egyszerűbb típusoknál a húzásbiztosító kamrába egy fogazott szegmensekkel el-látott kúpos gumigyűrűt (hasonló a TYTON-SIT kötéshez) kell behelyezni. Ezen kötéstípusok már magasabb üzemi nyomások esetében is használhatók. A gyártók legújabb fejlesztése az ún. kombi-tokos (húzásbiztosító előkamrás) göv. cső, aminek a tokrésze úgy van kialakítva, hogy a normál tokos kötéstől kezdve, az adott kötéstípusnál alkalmazható többfajta hú-zásbiztosítás is szerelhető a beépítési és üzemeltetési feltételek, körülmények függvényében. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a különféle gyártók által kínált kötéstípusok toktömítései – az eltérő kialakítás miatt - csak az adott kötéstípushoz használhatók (TYTON-STANDARD), valamint a húzás-biztos kötésű nyomócsövek és idomok egymással nem kompatibilisek (STD-Ve kötésű csőhöz nem csatlakoztathatunk egy TKF-tokos idomot) ! Egyes gyártók külön húzásbiztosító bilincseket is kínálnak NÁ80 – 300 PN16, 400 – 600 PN10 átmérő- és nyomástartományban, melyekkel a tokok húzásbiztosítása utólag is megoldható.

6

A következő táblázat áttekintést ad a jelenleg forgalomban lévő normál és húzásbiztos tokos kötéstípusokról, ezek maximálisan megengedhető üzemi nyomásáról és tokonkénti iránytöréséről az átmérők függvényében.

TYTON TY-SIT TY-BLSDN húzásbiztos (K9 csőmin. oszt.)

K10 K9 K8 ir.t. PFA ir.t. PFA ir.t. PFA ir.t. PFA ir.t.80 64 5° 16 3° 32 3° 64 5° 64 4°

100 64 5° 16 3° 32 3° 64 5° 64 4°125 64 64 5° 16 3° 32 3° 60 5° 60 4°150 64 64 5° 16 3° 25 3° 50 5° 50 4°200 64 62 61 5° 16 3° 25 3° 40 4° 40 3,5°250 61 54 49 5° 10 3° 25 3° 35 4° 35 3,5°300 56 49 42 5° 10 3° 25 3° 30 4° 30 3,5°

"350" 51 45 39 4° 25 2°400 48 42 36 4° 10 2° 16 2° 25 3° 25 3°500 44 38 33 3° 16 2° 25 3°600 41 36 31 3° 10 2° 32 2°700 38 34 29 3° 25 1,5°800 36 32 28 3° 16 1,5°900 35 31 27 3° 16 1,5°

1000 34 30 26 3° 16 1,5°

A fenti paraméterektől eltérő csövek gyártása megállapodás szerint

Fogalmak EN545 szerintPFA max. hidrost. nyomás amit a cső tartós üzemmódban elvisel (Sf= 3),

max. 64 bar.PMA max. időlegesen fellépő hidrost. nyomás, inkl. nyomáslengés, amit a cső

tartós üzemmódban elvisel (PMA = 1,2 x PFA).PEA megengedett próbanyomás, max. hidrost. nyomás, amit egy ujonnan szerelt

csővezeték elvisel.

TY-SIT PLUS VRS

Tokos göv. nyomócsövek EN545 szerint K9 csőmin.oszt. max. üz. nyomásai (PFA) és iránytörései

DN

bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t. bar ir.t.60 64 5° 25 5° 64 5° 64 5° 25 4°80 64 5° 25 5° 64 5° 64 5° 64 5° 25 4°100 64 5° 25 5° 64 5° 64 5° 64 5° 25 4°125 64 5° 25 5° 64 5° 64 5° 64 5° 25 4°150 64 5° 25 5° 55 5° 64 5° 57 5° 25 4°200 62 4° 16 4° 44 4° 62 4° 50 4° 16 3°250 54 4° 16 4° 39 4° 54 4° 46 4° 16 3°300 49 4° 16 4° 37 4° 49 4° 43 4° 16 3°

"350" 45 3° 25 3° 32 3° 45 3° 25 3° 32 3° 25 3°400 42 3° 20 3° 30 3° 42 3° 20 3° 30 3° 25 3°450 40 3° 16 3° 30 3° 40 3° 16 3° 30 3° 25 3°500 38 3° 16 2° 30 3° 38 3° 16 2° 30 2° 25 3°600 36 3° 14 2° 27 3° 36 3° 14 2° 27 2° 25 3°700 34 2° 25 2° 34 2° 25 2° 25 1,5°800 32 2° 16 2° 32 2° 25 2° 16 1,5°900 31 1°30 16 1°30 31 1°30 25 1°30 16 1,3°

1000 30 1°30 16 1°30 30 1°30 25 1°30 16 1,2°1100 29 1°30 16 1°30 29 1°301200 28 1°30 16 1°30 25 1° 28 1°30 25 1°30 10 1°1400 28 1°30 25 1° 28 1°30 10 1°1500 27 1°30 25 1°1600 27 1°30 25 1°1800 26 1°30 16 30'2000 26 1°30

húzásbiztoshúzásbiztoshúzásbiztos

EXPR Vi(TRIDUCT)

UniSTD Vi UniSTD Ve(STD) (EXPR)(univ. Vi gyűrű)

TYTONSTANDARD EXPRESS TKFUNIVERSAL

húzásbiztos

UNIVERSAL

(TIS-K)PAMLOCKSTD Vi STD V+i STD Ve

7

6. Idomválaszték A közműépítésben használatos csőfajták közül talán egyedül a göv nyomócső rendelkezik a legszélesebb, a gyakorlatban előforduló bármilyen csomópont kialakítására alkalmas, a csővel azonos anyagú, homogén idomrendszerrel, kötéstípus- és méretválasztékkal. A következő oldalakon a standard göv. idomválasztékot mutatjuk be.

8

Egyes gyártók ezen az idomválasztékon túlmenően egyedi idomokat, pl. tangenciális MMAT-, tűzcsap T-ido-mot, stb. is gyártanak az EN545 előírásait alkalmazó gyári szabványok szerint.

9

Amint a 4. fejezet kötéstípus táblázatából és az előbbi idomválasztékból látható, a tervezők a gyakorlatban előforduló valamennyi beépítési szituációra, szerelési technológiára, üzemeltetési feltételre rendelkeznek megoldással. Még egy nagyon fontos szempont, hogy a göv. anyagok hosszú élettartama következtében igény szerint többször is felhasználhatók. Tervmódosítás, nyomvonalváltozás, stb. esetén a csőrendszer szétbontása u-tán (a tokos-karimás kötések egyszerűen szerelhetők szét) a csövek-idomok – esetleges tömítőgyűrű cseré-vel -újra beépíthetők. 7. Korrózióvédelmi rendszerek A gyártók a gyakorlatban előforduló valamennyi vízminőségre és talajviszonyra készítenek az előírásokat ki-elégítő belső és külső korrózióvédelmi bevonatrendszert. Ezek a korrózióvédelmi rendszerek, valamint ma-ga az alapanyag is hosszú élettartamot és biztonságos üzemeltetést garantálnak. 7.1. Belső bevonat A göv. nyomócsövek standard belső bevonata az EN545 és ISO4179 szerinti szulfátmentes portlandcement habarcs (HOZ) pH 4,5 – 12 alkalmazási tartományban, amit centrifugál szórásos technológiával hordanak fel. A tok belső és homlokfelületét epoxi bevonattal látják el. A centrifugál eljárás következtében egy erősen tömörített szerkezet – víz/cement-viszony < 0,35 – keletke-zik. A felvitelt követően a bevonatot klímakamrában érlelik, amíg a megfelelő kötésszilárdságot el nem éri. A cső további megmunkálása csak ezt követően történik. Az érlelést követően és az üzemeltetés során a víz diffundálása következtében a csőfal és a cementhabarcs bevonat határán egy kb. 0,05 mm vastag szilárd vegyi kötés alakul ki, ami meggátolja a cementhabarcs be-vonat leválását – erős mechanikai behatás nélkül – normál üzemmódban. A cementhabarcs bevonat a hosszú évtizedes alkalmazása során az alábbi, üzemelő vezetékek utólagos ellenőrzéseivel dokumentált kiváló tulajdonságait bizonyította: - meggátolja a korróziót, - meggátolja az inkrusztációt, - hygiéniai szempontból kifogástalan, - gátolja a pangó vizek elalgásodását, - a többi csőanyagokhoz hasonló súrlódási együttható (k = 0,1), - kiváló kopásállóság. A belső cementhabarcs bevonat kopását a normál áramlási sebesség nem befolyásolja. Még meredek csőszakaszoknál előforduló > 10 m/s áramlási sebesség esetén is kopásálló, amennyiben ka-vitáció nem lép fel. A Darmstaedti eljárás szerint végzett koptató vizsgálatok során 105 terhelési gyakoriság után 0,2 – 0,8 mm kopást mértek (a cementhabarcs min. rétegvastagsága 3,5 – 9 mm, átmérő függvényében). A cementhabarcs bevonat kiváló súrlódási tulajdonsággal (k= 0,1) rendelkezik. Ennek magyarázata, az üze-melés során a víz által kioldott kalciumkarbonát a gyárból kiszállított csövek szemmel láthatóan érdes felüle-tén vékony, sima filmréteget alkot. Itt kell megemlíteni, hogy egy csővezeték vagy hálózat nyomásveszteségét elsősorban nem a csövek-ido-mok súrlódási ellenállása befolyásolja, hanem a vezeték bonyolultságától (beépített iránytörések, leágazá-sok, szerelvények, stb.) függ. Ennek megfelelően tervezéskor az alábbi értékekkel számolnak: - távvezetékek ki = 0,1 - gerincvezetékek ki = 0,4 - elosztóhálózatok ki = 1,0 A tárolás következtében –főleg nyári időszakban – a habarcsbevonat kiszáradása miatt szemmel látható vé-kony repedések jelenhetnek meg bevonat felületén. Ezek a cső üzemelését nem befolyásolják, mivel bizo-nyos üzemóra után a cementhabarcsból a víz hatására kioldódó kalciumkarbonátok lerakódása, valamint a cementhabarcs duzzadása folytán záródnak (ún. öngyógyítás).

10

A megengedett fogyásjelenségek mennyiségét a DVGW W 342 sz. munkalapja szabályozza. A fenti műsza-ki irányelv az alábbi vízminőségi határértékeket adja meg vízhálózatok normál cementbevonatára: - a kalciumkoncentráció CCa2+ legalább 0,02 mol/m3 = ca. 0,8 mg Ca2+/l legyen - a mészagresszív szénsavtartalom < 0,7 mol/m3 = ca. 30 mg CO2/l legyen - Az összes szénsav QC (CO2 + H2CO3 - + CO3 2-) > 0,25 mol/m3 legyen A szénsav agresszív hatása a víz áramlási sebességtől nem függ. Az EN545 szabvány E melléklete rögzíti a víz összetevőinek max. koncentrációs határértékeit a különböző belső cementhabarcs bevonatok függvényében, az alábbiak szerint:

A magas mészagresszív-szénsavtartalmú vizek meszet oldanak ki lassan a cementhabarcs bevonatból. Ez a felső bevonatréteg bizonyos lágyulási jelenségeivel járhat. Ez a jelenség -a meglévő tapasztalatok alapján- a bevonat védőhatását és a belső kapcsolatot nem befolyásolja, még a mészalkotók teljes kioldódása esetén sem. Ilyen esetekben a csővezetéken végzett munkáknál -a DVGW W 342 sz. munkalapja szerint- megfelelő intézkedésekkel kell biztosítani, hogy a cementhabarcs be-vonat átmenetileg ne száradjon ki. A víz összetevői jelentősen befolyásolhatják a szénsav korrozív hatását, ezért a normál összetételtől eltérő vízminőség esetén ajánlatos a gyártóval egyeztetni, 4,5 pH-érték alatti víz esetében mindenféleképp. A standardtól eltérő, vagy speciális vízminőséghez aluminát cementhabarcs bevonatot ajánlanak a gyártók. A gyártók a standard belső HOZ bevonattól eltérő más bevonatokat is készítenek, mint: - a szabványban meghatározottól vastagabb bevonat, - aluminát cementhabarcs (TSZ) bevonat, - PUR bevonat - epoxi bevonat Hozzá kell tenni, hogy ezek a normáltól eltérő bevonatrendszerek drágábbak, mivel gyártásuk a standard gyártástechnológiától eltér. A csövek átmérő változtatása (ovalitás kiegyenlítése, stb.) 4 %-ig megengedett és nem vezet a cementha-barcs bevonat károsodásához. Az idomokat az alábbi belső bevonatrendszerekkel gyártják: - kétkomponensű poliuretán-bitumen alapú festék, - a csővel azonos minőségű cementhabarcs (külső bitumen alapú fedőfestéssel), - epoxi (külső-belső bevonatrendszerként) - zománc 7.2. Külső bevonat A standard külső bevonatrendszer elektromos ívben porlasztott szóró eljárással felvitt horgany- (min. 130 g/m2 ) valamint kétkomponensű poliuretán-bitumen alapú passzív fedő festékrétegből (min. 70 µ) áll. Minden európai gyártó a fenti, EN 545 szerint előírt minimális horganytömeget a korrózióvédelem fokozása miatt 200 g/m2-re növelte. A horganybevonat - a fektetést követően – a talajvíz hatására különböző összetételű, vízben nem oldódó horganyoxidokká, -hidrátokká és sókká alakul át, amik egy vastag, szilárdan kötődő, vizet át nem eresztő, egyenletes kristályos aktív védőréteget képeznek.

11

A horganybevonat felületi sérülésekre is kiválóan reagál. Amennyiben a horganybevonat az öntöttvasig meg-sérül, a talajvíz hatására fellépő galvanikus folyamat következtében - amely során horgany korróziós termé-kek (oxidok-karbonátok) keletkeznek - „begyógyul”, tehát a védőréteg helyreáll. Ezt a folyamatot labor- és gyakorlati (üzemelő vezetékszakaszokon) kísérletekkel is igazolták.

A standard bevonatrendszert normál és agresszív (DIN30675/T3 szerinti I és II oszt.) talajoknál lehet alkal-mazni. Az erősen agresszív (szerves anyagokat tartalmazó, mocsaras, szennyezett, feltöltött, stb., DIN30675/T3 szerinti III oszt.) talajoknál gyárilag extrudált PE, PP, vagy szórt PUR bevonatrendszereket kell használni, a tokok hasonló (PE zsugorfólia, vagy elasztomer) védelme mellett. A normál bevonatú csövek-idomok helyszíni utólagos fóliavédelme (PE, PP) is elfogadott. Az EN545 szabvány D melléklete az alábbi kitételeket határozza meg: - talajvízszint felett 1500 ohm*cm-nél, vagy talajvízszint alatt 2500 ohm*cm-nél kisebb ellenállású talajoknál, - pH 6 –nál kisebb pH-értékű talajoknál, - bizonyos hulladékokkal, szerves, vagy ipari szennyvizekkel szennyezett talajoknál, illetve kóborára- mok, vagy fémszerkezetek által okozott galvánáramok esetében ajánlatos a pótlólagos védelem (polietilén védőköpeny), vagy másfajta, legmegfelelőbb külső bevonat alkalmazása. A gyártók az alábbi, horganybevonatot kiegészítő további bevonatrendszereket kínálják: - PE, PP, vagy PUR, - epoxi - szálas (bandázsolt) cementhabarcs - tapadószalagok A szálas cementhabarcs külső bevonatú csöveket –a környezetbarát alapanyaga miatt- főleg természetvédelmi területeken alkalmazzák.

12

A gyártók által kínált és az üzemi körülményeknek megfelelően megválasztott külső bevonatrendszerek hosszú élettartamot garantálnak, lásd a standard-, ill. PUR-bevonatrendszer összehasonlításában:

Az idomokat az alábbi külső bevonatrendszerekkel gyártják: - kétkomponensű poliuretán-bitumen alapú festék (belső poliuretán-bitumen alapú fedőfestéssel), - epoxi (külső-belső bevonatrendszerként, min. 250 µ, RAL GSK szerint)* - PE, PP-fólia* Megjegyzés: * Az idomok szabványos falvastagsága K12 csőminőségi osztálynak felel meg, tehát vastagabb mint a járatos K9 öntvénycsőé, továbbá a homokformába történő öntés következtében egy korrózióálló kéreg keletkezik az öntvényen, ami a normál poliure- tán-bitumen alapú fedőfestéssel kombinálva szükségtelenné teszi az ennél maga- sabb értékű korrózióvédelmi bevonatot, még agresszív talajok esetében is. A fentie- ket gyártók műszaki irányelvei alapján a több tízéves üzemeltetési tapasztalatok is igazolták (a gyakorlatban idomok korróziós káresete, meghibásodása nem jellemző). Egyes gyártók a normál külső bevonatrendszerek kiegészítéseként hőszigetelt csöveket is gyártanak a sza-badban vezetett ún. „légvezetékek”, vagy kis takarási magasságban (fagyhatáron belül) fektetett csőszaka-szok szereléséhez. 7.3. Elektrokorrózió Normál üzemi és talajviszonyok esetében nem kell számolni elektro korrózióval, hiszen a csővezeték a tok gumitömítése következtében 6 m-ként elektromosan szigetelt szakaszokból áll, így katódvédelemmel sem kell ellátni. A DIN30675/T2 szerint, olyan húzásbiztos kötéstípusoknál, melyek biztosítóelemei fémből készülnek - így a tokos kötésben fémes kapcsolat van – és 100 m-t meghaladó vezetékhossz esetén szükségesek az alábbi védelmi intézkedések:

- elektromosan szigetelő hatású csőelem beépítése minden 100 m-ként, - biztonsági távolság betartása katódvédelemmel ellátott berendezésektől, - szórtáram elvezetés

13

Általános irányelvek az elektrokorróziós jelenségek megelőzésére: - vasúti pálya melletti 5 m-es zónába ne fektessünk csővezetéket, - vasúti pálya melletti 5–10 m-es zónában PE-bevonatos csövet ajánlatos alkalmazni, - vasúti pálya keresztezése csak védőcsőben megengedett, a védőcső hossza vasúti pályaszélesség + mindkét oldalon 5 – 5 m, a védőcsövön kívüli további csőszakaszt mindkét oldalon 15 m hosszon PE- bevonatos védelemmel ajánlatos ellátni, - csővezetéket transzformátor-, vagy elosztóállomás közelébe ne építsünk, - csővezetéket földelések 30 m-es zónájába ne építsünk, - földelések közelében 30-100 m-ig fektetett csővezetéket PE- bevonatos védelemmel ajánlatos ellátni. 8. Tervezés 8.1. Méretezés A földbe fektetett csővezetékek méretezését és takarási magasságát az EN545 szabvány F melléklete (tájé-koztatás) tárgyalja. A göv. csövek a félmerev csövek kategóriájába tartoznak, melyeknél a függőleges terhelés (talaj és közleke-dési erőhatások) eloszlik a cső saját ellenállásán (rugalmas alakváltozó képességén), ill. a feltöltés talajel-lenállásán, normál talajmechanikai viszonyok esetében. A méretezés (amennyiben szükséges) kis átmérőknél (NÁ300-ig) hajlító igénybevételre, nagyobb átmérők-nél a megengedett legnagyobb ovalizációra történik. Az EN545 szerint a nyomócsövek a megengedhető max. üzemi nyomások függvényében csőminőségi osz-tályokba (K8, K9, K10, K12) vannak sorolva. Az emelkedő számok a cső növekvő falvastagságát, ill. az en-nek megfelelő üzemi nyomásráták emelkedését jelzik. A leggyakrabban beépített csőminőségi osztály a K9, ami a normál városi közúti terhelés, normál talajviszonyok esetén, min. 1 m, max. 12 – 4,5 m (csőátmérő függvényében) takarási magassággal statikai számítás nélkül beépíthető. A szilárdsági méretezés jelentős biztonsági tényezővel (SF = 3) történik, ami lehetővé teszi az anyagok biz-tonságos üzemelését extrém terhelések esetén is. Az alábbi ábra kísérletek (a cső teljes tönkremeneteléig végzett nyomáspróbák) mérési eredményeit tartal-mazza melyből megállapítható, hogy a csövek tönkremenetele lényegesen magasabb nyomáson történt, mint a szilárdsági méretezés max. nyomásértéke.

Az idomok szilárdsági méretezése a K10, K12 csőminőségi osztálynak felel meg, így az üzemi nyomás- és a korrózióállóságuk a csövekét meghaladja. Ez a biztonsági tartalék és az anyag rugalmas alakváltozó képessége teszi lehetővé a csőrendszerekben a normál üzemmódtól eltérő igénybevételek következtében fellépő erőhatások, feszültségek káresemény nél-küli, maradéktalan leépülését.

14

8.2. Takarási magasság A minimális és maximális takarási magasság a csövek mechanikai tulajdonságaitól (átmérőfüggő), a talaj mechanikai adottságaitól, a forgalmi terheléstől és a fektetési módtól függ. A fektetési egyéb tényezők is befolyásolhatják, mint: - a csővezeték fagyvédelme (min. takarási magasság), - különleges biztonsági feltételű (autó-, vasúti pálya alatti) átvezetések, - hatósági előírások, közterületre vonatkozó egyéb rendelkezések. A munkagödör feltöltési zónái: - 1 zóna = takarási magasság – 10 cm - 2 zóna, ami magában foglalja a fektetési ágyat és a cső körüli feltöltést a csőnyereg felett 10 cm-ig.

Az EN545 F mellékletének alábbi F1 táblázata tartalmazza a K9, ill. K10 csőminőségi osztályú csövek meg-engedhető csőtakarási magasság értékeit, a csőátmérő, a legkedvezőtlenebb ágyazási együttható és talaj ellenállási modulusok függvényében.

8.3. Kitámasztások Az üzemelő csővezetékben uralkodó belső nyomás a tokos kötéseket megpróbálja szétnyomni. Ez a hidra-ulikus erő a csőszakasz minden irány változtásánál (ívidomok), elágazásánál (MMB-idom), átmérő csökke-nésénél (MMR-idom) és csővég lezárásánál ellentétes irányban hat.

15

A tengelyirányban ható erők, melyek nagysága jelentős lehet a cső külső átmérője és a belső (próba) nyomás függvényében, az alábbi diagrammból határozhatók meg:

Laza, nem megfelelően tömörített, vagy kimosott talaj esetében (egy kiásott, megfelelően visszatöltött és tö-mörített munkaárok kisebb sűrűségű a környező talajnál, ennek következtében csapadékvízgyűjtő hatású, a-mi bizonyos geográfia viszonyok mellett kimosódásokat okozhat), huzamosabb üzemidőt követően a csőben fellépő dinamikus erőhatások következtében előfordulhatnak olyan csőmozgások, amik a tokok szétcsúszá-sához vezethetnek. Ennek megelőzésére, a fellépő erőhatások felfogására a csővezetékek fent leírt csomópontjainál a belső nyomásból eredő erőhatásoknak megfelelően méretezett beton támaszokat kell kiépíteni. A betontámok méretezését a DVGW GW310 műszaki irányelvek alapján az alábbiak szerint kell vé-gezni. Jelen számítási mód csak a horizontálisan fektetett csővezetékekre érvényes. K = eredő erő (kN) P = a belső nyomás következtében a csőtengellyel párhuzamosan ébredő hosszirányú erő, megfelel a csővégzáróra ható hosszirányú erőnek (kN) d = cső külső átmérő (cm) p = próbanyomás (bar) π * d 2

P = p * ----------- * 10 (kN) 4 α K = 2 P * sin ------ (kN) 2 Betontámaszték méretezése A csővezeték megtámasztására a következő felfekvő felület szükséges a talajban: P * a α F = --------- (cm2) a = 2 sin ----- σ 2 σ = megengedett talajfeszültség (daN/cm2) σ = 0,5 = humusz σ = 0,5 - 2 = plaszt. agyag, márga

σ = 2 - 3 = tiszta homok

σ = 2 - 4,5 = durva homok - sóder

16

Az "a" érték táblázata az irányváltozás függvényében (kerekített értékek):

α 11° 22° 30° 45° csővég 90° a 0,2 0,4 0,5 0,8 1,0 1,4

Egy tetszőleges "p" próbanyomásra érvényes: P15 * a p F = ---------- * ----- (cm2) σ 15 A betontámaszokat a csőtengellyel szimmetrikusan kell kiépíteni. 8.4. Húzásbiztosítás Sűrű közműhálózatoknál ahol nincs elegendő hely a betontámok kiépítéséhez, hosszirányú erők felvételére alkalmas húzásbiztos tokos kötésű csövek-idomok építendők be. Nagyobb átmérők esetén a hatalmas tömegű vasalt beton műtárgyak –költségkímélés céljából - húzásbiztos tokos kötésű anyagok beépítésével kiválthatók. A húzásbiztosítandó csőhosszak kiszámítása a csőátmérő, próbanyomás, csomóponti jelleg, talajmechani-kai viszonyok, talajsűrűség függvényében történik. A számítást a DVGW GW310 műszaki irányelvek alapján az alábbiak szerint kell végezni. A biztosítandó csővezetékhossz kiszámítása egy ív mindkét oldalán (L): (6,5 ppr * da ) - 16,7 σE * ( µ + cot α ) 1 2 L = ⎯ ∗ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ (m) µ 2 H + 9,3 + 0,84 da

alfa 90° 45° 30° 22 1/2° 11 1/4° cot alfa/2 1 2,414 3,732 5,028 10,155

Behelyettesítendő mértékegységek: H = takarási magasság (cm) da = cső külső átmérője (cm) α = iránytörés szögértéke σE = talajfeszültség (daN/cm2) µ = surlódási együttható ppr = próbanyomás (bar) A talajminőség szerinti súrlódási együtthatók és talajnyomások: µ - nem kötött homok, sóder, csekély vagy semmilyen agyagos kötéssel 0,5 - erősen agyagos homok, homokos agyag, márga, lösz, vagy agyagos lösz 0,25 - külső cementhabarcs bevonatos cső 0,5 A talaj tömörítési foka szerinti talajfeszültségek: σE - nagyon jól tömörített 0,5 - jól tömörített 0,25 A kiszámított biztosítandó csőhossz „L” mindkét irányban – a biztosítandó idom előtt és után – értendő, kivé-ve a szűkítő idomot, ahol csak a nagyobb átmérő felőli csőszakaszon kell a biztosítást kiépíteni.

17

Minden esetben biztosítandó tokok száma legalább: - íveknél: mindkét oldalon 2 – 2, - leágazásoknál és csővéglezárásoknál: 2, - szűkítőknél: a nagyobb átmérő oldalán 2 Meg kell jegyezni, hogy normál talajviszonyok esetében a további egyenes csőszakaszokat nem kell húzás-biztos kötésekből tervezni, mert a belső nyomásból eredő tolóerő az „L” hosszúságú biztosított szakaszon leépül, a további csőszakaszokon a talaj és csőfal között fellépő súrlódási erő egyensúlyt tart a belső hidrau-likai nyomás hatására fellépő erővel. Itt kell megemlíteni, hogy a 20 %-ot meghaladó lejtésű terepviszonyoknál minden esetben a csőszakasz tel-jes hosszán húzásbiztos kötésű csöveket kell beépíteni, mivel a talaj és csőfal között fellépő súrlódási erő vektora minden esetben kisebb mint a belső hidraulikus nyomásból eredő erőhatás, tehát húzásbiztosítás nélkül a tokos kötés szétnyomódna. 8.5. Talajmozgások Laza, mocsaras, suvadásos (pld. bányaművelésű) talajoknál minden esetben ellenőrizni kell, hogy a feltéte-lezett (mérésekkel meghatározott) talajmozgást az alkalmazott tok, adott átmérőre garantált iránytörése és tengelyirányú elmozdulása (a cső tokból való kicsúszásának veszélye nélkül) fel tudja-e venni. Ennek meghatározása az alábbi képlettel történik:

- talajsüllyedés: ∆ H = l x tg θ - tengelyirányú elmozdulás: ∆ l = (∆ H2 + l2 )1/2 - l l = cső hossza (m) θ = tok megengedett szögeltérése A fenti minőségű talajokban vezetett csőszakaszok tokos kötései minden esetben húzásbiztosak legyenek. A húzásbiztos tokos csövek tengelyirányú elmozdulása 0, ezért az alábbi számítással kell ellenőrizni, hogy a szilárd és instabil talaj határán a húzásbiztos csőszakasz folytatásaként lefektetett egy normál tokos kötés fel tudja-e venni a teljes csőszakaszon ( L ) fellépő süllyedést (∆ H).

n - talajsüllyedés: ∆ H = 2l ( tg θ + tg 2θ + tg 3θ + …. + tg ---- θ ) 4 - a teljes csőszakasz 16 tengelyirányú elmozdulása: ∆ L = ( L2 + ------ ∆ H2 )1/2 – L (nagyon kicsi θ – nál) 3 l = cső hossza (m) L = a megsüllyedt vezetékszakasz hossza θ = megengedett szögeltérés L n = a csövek száma a megsüllyedt vezetékszakaszon n = -----

18

l 8.6. Szereléstechnikák A tokos csövek szerelése „fejjel előre” történik, ami azt jelenti, hogy a tok a szerelés haladási irányába mutat, ebbe húzzuk bele a következő lefektetett csövet. Természetesen ettől eltérő más, a terepviszonyokhoz, beépítési körülményekhez, beépítendő tokos kötés-típushoz illeszkedő szerelési technikát is lehet alkalmazni. Például az alábbi képen egy meredek hegyoldalon húzásbiztos kötésekkel szerelendő vezetéket a hegycsú-cson kiépített beton megfogásnál (fix pont) kell kezdeni és lefelé haladva a csöveket „ráakasztjuk” az előtte lévőre, hogy a húzásbiztosító elemek állandóan feszített állapotban legyenek.

Mint már említettük az alapanyag kiváló rugalmas alakváltozó képessége és a hosszirányú erők felvételére alkalmas húzásbiztos tokos kötések lehetővé tették az extrém beépítési, szerelési körülményeket is. Ezek a normáltól erősen eltérő körülmények minden esetben egyedi tervezést igényelnek. A gyakorlatban előfordult sok kivitelezés közül most a „szinte korlátlan” lehetőségek példájaként kettőt muta-tunk be. Projekt „Lankower See”/Németország A fenti tavon keresztül 1350 m hosszú NÁ400-as csőszakaszt kellett szerelni. A csövek TKF húzásbiztos kö-tésűek voltak. A parton lévő lemezborítású szerelőtéren 4 csőből álló csőszakaszokat - az első csővég leblindelése mellett - szereltek össze, amiket összekötve egy motorcsónak segítségével folyamatosan húztak be a tóba. Ezzel a módszerrel két csőszakaszt készítettek, amiket a tó közepén kötöttek össze. A behúzott csőszakaszok hú-zásbiztos kötéseinek feszített helyzetben tartása miatt a csőben 2 bar túlnyomást létesítettek. Az összesze-relést követően a csővezetéket ellenőrzés mellett fokozatosan a tófenékre süllyesztették, majd felúszás ellen biztosították.

19

Projekt „Kreefeld”/Németország 1995-ben öt egyidőben futó építkezés során összesen 2 km NÁ100 és NÁ150 méretű TYTON-SIT tokos csővezetéket szereltek kitakarás mentes microtunneling (irányított fúrásos) eljárással. A pilot furat elkészí-tése után a furatbővítő fejre kapcsolták az első, indítóaknánál összeszerelt csőszakaszt. A behúzandó cső-szakaszokat folyamatosan szerelték a már behúzott csőhöz. A felbővített furatba injektált bentonit szuszpen-zió csökkentette a talaj és a csőfal közötti súrlódást. A szerelést rövid idő alatt sikeresen befejezték.

A fenti eljáráson túlmenően egyéb kitakarás mentes technológiával (repesztéses, stb.) is szerelhetők a hú-zásbiztos tokos göv. csövek Újabban már a sajtolásos eljáráshoz is gyártanak megfelelő kialakítású göv. csöveket. Egyes gyártók göv. csövek béléscsőbe történő behúzásához gyártanak olyan görgős acél távtartó gyűrűket, melyek egyben tokbiztosítással is szolgálnak, így nem szükséges a húzásbiztos tokos göv. cső.

20

9. Szerelés 9.1. Szállítás, anyagmozgatás A gyártók a göv. csöveket NÁ400-as átmérőig kötegelve, azon felül csőszálakban szállítják. Anyagmozga-táskor csak olyan, megfelelő teherbírású emelőeszközök alkalmazhatók, amik a belső- külső korrózióvédelmi bevonatot nem károsítják (pl. heveder, párnázott csőemelő horog, stb.). Anyagmozgatáskor az anyagokat le-dobni, csöveket görgetni nem megengedett. 9.2. Tárolás Az anyagok tárolásához megfelelő teherbírású, a személyzet és az emelőeszközök biztonságos közlekedé-séhez elegendő nagyságú területet kell kiválasztani. A terület csapadékvíz elvezetéséről gondoskodni kell. A csöveket rakatokban kell tárolni úgy, hogy minden sor közé megfelelő méretű párnafákat kell elhelyezni, valamint a csöveket szétgurulás ellen biztosítani kell. A kötegelt csöveknél a rakat magassága a 3 köteget, egyéb csöveknél a rakat magassága a 2 m-t ne ha-ladja meg. Kötegelt csövek megbontásakor a csöveket szétgurulás ellen biztosítani kell. Az idomok tárolása hasonló elvek szerint történjen. A tömítőgyűrűket eredeti alakjukban fektetve (nem függesztve), sötét, száraz, fénytől, UV-sugárzástól, ózon-tól védett helyen kell tárolni. 9.3. Munkaárok kialakítása A munkagödör kiemelése előtt a szerelendő csöveket el kell helyezni a nyomvonal mentén, a kiemelendő ta-laj lerakásával ellentétes oldalon. A tokok a csövek szerelési irányába mutassanak. A munkaárkot arra alkalmas eszközzel úgy kell kiemelni, hogy a szerelendő cső mindkét oldalán elegendő hely (oldalanként 20-30 cm) maradjon a cső szereléséhez. A munkaárkot a biztonságos munkavégzés érdekében hely hiányában zsaluzással, dúcolással kell biztosí-tani, vagy az alábbi, árokmélység és talajviszonyok függvényében kiválasztott dőlésszögű (Φ) rézsűt kell kia-lakítani:

Az ágyazat megfelelően tömörített és egyenletes legyen, hogy a cső teljes hosszán biztonságosan fel tudjon feküdni. Sziklás-köves talajoknál min. 10 cm-es homok, vagy kő-, kavicsmentes ágyazatot kell készíteni. A tokoknál „fejgödrök” kialakítása szükséges a tokos kötések szerelhetősége érdekében.

21

A csőszakasz készre szerelése után a kitámasztások, egyéb műtárgyak kiépítését és az eredményes nyo-máspróbát követően meg lehet kezdeni az árok visszatöltését. A visszatöltés ideje alatt a csővezeték nyo-más alatt legyen. A munkagödör réteges, rétegenként tömörített visszatöltéséhez a csőnyereg feletti 10 cm-ig kő-, kavicsmen-tes talajt kell használni (ha a kitermelt talaj a kritériumoknak megfelel, akkor ez is alkalmas) az egyéb előírá-sok (a talaj szennyeződéseket, hulladékot, szerves anyagokat, mint gyökerek, ágak, fűcsomók nem tartal-mazhat) figyelembe vételével. A cső feletti zóna a kitermelt, esetenként köves-kavicsos talajjal is visszatölthető. 9.4. Szerelés Az alábbi szerelési utasítás a TYTON-tokos csövekre-idomokra vonatkozik. A húzásbiztos tokos kötésekre vonatkozó alapelőírások azonosak az alábbiakkal, de a húzásbiztosítás miatt a típustól függően kiegészí-tendő. A csövek szerelése előtt ellenőrizni kell a csővégek esetleges ovalitását (különösen NÁ 500 mérettől felfelé ajánlott), mivel már kis eltérés (a csövek csatlakozó átmérőjének + tűrése max. 1 mm minden csőméretnél!) is a szerelést meghiúsíthatja. Amennyiben szükséges a korrigálást megfelelő segédeszközzel (lásd 9.6 pon-tot) el kell végezni. Ellenőrzendő továbbá a csővég, a tok belsejének (különösen a tömítéstartó horony !) és a tömítőgyűrűnek a tisztasága, szükség esetén megtisztítandó, mert a szennyeződés a tok tömítetlenségéhez vezethet. Mivel a tok belsejének korrózióvédelme epoxi festéssel történik, különös figyelmet kell fordítani a tömítéstar-tó horonyra, mert a folyékony festék a száradása előtt a horony alján felgyülemlik, ezáltal a tömítőgyűrű tö- kéletes felfekvését akadályozza, így az belóghat. Ez a csővég betolásakor a tömítőgyűrű kifordításához ve-zethet ! Ezért a hornyot minden esetben alaposan meg kell tisztítani. A helyszínen vágott csövek csővégeinek élletörését is ellenőrizni kell, mert az éles sorja a tömítést kivághat-ja, vagy kifordíthatja a tömítőgyűrűt a tartóhornyából. A tömítőgyűrű két részből áll, egy keményebb gallérrészből, ami a tartóhoronyba ül be, ezzel a gyűrű helyze-tét stabilizálja, valamint a lágyabb anyagú, nagy tömegű tömítő részből, ami a tömítő kamrában a tok belső-külső nyomás elleni tömörzárását biztosítja iránytörés, tengelyeltolódás esetén is. A gumigyűrűt szív alakban (középen összefogva) be kell helyezni a tokba úgy, hogy a keményebb gallérrész a tartóhoronyba feküdjön és a tok bemenő átmérőjével egybe essen. Ha kiáll, akkor a betolt csővég kibillent-heti a horonyból és begyűri a tömítő kamrába, ez a tok tömítetlenségéhez vezet.

A csővég tokba történő betolása előtt a csővéget és a tömítőgyűrűt a gyártó által szállított sikosító anyaggal kell vékonyan bekenni (a tok belsejének bekenése tilos !). Ajánlott a cső gyártója által szállított sikosító anyagot használni, mert a gyakorlatban előfordult, hogy más csőgyártó sikosító anyaga a tömítést oldotta és az a csőre felkenődve blokkolta a csővéget (se-ki se-be nem lehetett mozdítani). A két csövet a tokos kötés összeszerelése előtt egy tengelybe kell hozni, majd a megfelelő szerelőeszközzel a csővéget a tokba kell húzni. A behúzás első fázisában (míg a csővég a tömítőgyűrű gumimasszáját a tömí-tő kamrába nyomja) kell a nagyobb erőt kifejteni, ezt követően a cső szinte „beugrik” a tokba. A csővéget annyira kell behúzni, hogy a tok homloksíkja a csővégre felfestett két jel közé essen. A csővég ezen helyzete biztosítja a tokos kötés - gyártó által garantált - max. iránytörését, ill. az esetleges hosszirányú mozgását. Az összehúzást követően minden esetben ellenőrizni kell a tömítőgyűrű helyzetét. Ez úgy történik, hogy egy segédeszközt betolunk a cső és a tok között. Amennyiben a cső teljes kerületén a tömítőgyűrűbe ütközünk, a tömítés helyzete megfelelő.

22

Ha a tömítőgyűrű begyűrődött a tokos kötést szét kell szerelni ! A tok készre szerelése után lehet a kívánt iránytörést kialakítani. Tájékoztatásul 1° iránytöréssel egy 6 m-es csőszál végén 10 cm-es tengelyeltérés valósítható meg. Ennek figyelembe vételével, ha elegendő hely (nyílt, akadálytalan terep) áll rendelkezésre, egy hosszabb, 11 és 22 °-os iránytörésekkel tervezett csőszakasz idomok nélkül, a csővégek egyszerű „elhúzásával” megépíthető. Az idomok összeszerelésénél hasonlóan kell eljárni, de - különösen a TYTON-SIT húzásbiztos tokos köté-seknél - nagy gondot kell fordítani a cső és idom egytengelyűségére, mert a csővég a fogazott szegmensek miatt beszorulhat és a kötést szét kell vágni ! 9.5. Csövek helyszíni vágása A csöveket kúpos acélkokillákba öntik, hogy azokat a megszilárdulás után ki lehessen húzni a kokillából. A kokillákat úgy gyártják, hogy az öntött cső külső átmérője a teljes csőhossz tokvégtől számított 2/3-án a szabvány szerinti méretnek (a mérettűrést figyelembe véve) megfeleljen. A kokilla a használat során termé-szetesen kopik, ezzel az öntött cső átmérője is változik, a kopás függvényében nő. A gyártók NÁ ≤ 300 méretű csöveknél garantálják, az adott csőátmérő méretét a teljes csőhossz tokvégtől számított 2/3-án, így ebben a tartományban bárhol vágható a cső, a tokos kötés létrehozható. Az NÁ > 300 méretű csöveknél ez már nem garantált. Amennyiben a kivitelezés során helyszíni vágásra van szükség, úgy a kívánt darabszámban ún. „vágható” csövet kell külön rendelni, amik a fenti feltételeknek megfelelnek. Ezeket gyártónként változó jelöléssel (hosszanti fehér/sárga festett jel, stb.) különböztetik meg a normál csövektől (ezeket ajánlott külön tárolni !). Az alapanyag acélhoz hasonló tulajdonságai miatt a csövek megfelelő eszközzel könnyen vághatók. A csövek vágásához megfelelő teljesítményű sarokcsiszoló alkalmazható kő vágására alkalmas vágóko-ronggal (pl. C30S4B). A vágandó csövet alá kell támasztani, elgördülés ellen biztosítani. A cső kerületén fel kell jelölni a vágási vonalat, majd a sarokcsiszolóval fokozatosan a cső falát egy helyen átvágni, majd a cső kerületén továbbhaladni. A levágott élet minden esetben letörni, enyhén legömbölyíteni, majd a fedőfestékkel azonos minőségű anyaggal a korrózióvédelmet helyreállítani. 9.6. Szerelési segédeszközök A szereléshez az alábbi segédeszközök alkalmazandók a csőátmérő függvényében: csövek idomok

23

csövek idomok

Eszközök csövek szétszereléséhez

Eszközök a cső ovalitásának megszüntetésére

9.7. Nyomáspróba A nyomáspróba elvégzése előtt minden csőszálat a csőszál teljes hosszának 2/3-án legalább 50 cm-es talaj-takarással kell leterhelni. Az ellenőrzendő csővezetéket ki kell szakaszolni, a csővégeket lezárni, a lezárásokat (ha nem húzásbiztos tokos kötésű idomot alkalmaznak) megfelelő méretű kitámasztásokkal biztosítani.

24

Az ajánlott vizsgálati szakasz ne legyen több 1 – 1,5 km-nél. A nyomáspróba szivattyút a vezeték mélypontjára kell kötni, a csővezeték magas pontján kell a légtelenítőt és nyomásmérőt elhelyezni. A vezeték feltöltését fokozatosan kell végezni, a feltöltési sebesség a szabványban előírtakat, a túlnyomás a 0,5 bar-t ne haladja meg. A feltöltésnél ügyelni kell arra, hogy a vezetékben ne maradjon levegő, mert ez balesetveszélyes ! A feltöltést követően a csővezetéket „pihentetni” kell, hogy a száraz cementhabarcs bevonat telítődjön víz-zel. Ezt követően fokozzuk a nyomást az üzemi nyomás mértékére és addig pihentetjük míg a nyomás konstans nem lesz. Ezen a nyomáson ellenőrizzük az összes tokos és karimás kötés tömörségét, valamint a kitámasztásokat is. Eredményes ellenőrzés után növeljük a nyomást a próbanyomás értékére. A próbanyomást az üzemeltető által megadott időtartamra kell konstans értéken tartani. A nyomáspróba akkor eredményes, ha ez időtartam alatt a nyomásesés az előírásoknak megfelel. 9.8. Öblítés, fertőtlenítés A készre szerelt, nyomáspróbázott csővezeték öblítését, fertőtlenítését az üzemeltető előírásai szerint kell elvégezni. 9.9. Biztonságtechnika Az anyagmozgatás, talajmunkák, szerelés, nyomáspróba során az előírt egyéni védőeszközök viselése kö-telező, a tevékenységekre vonatkozó biztonságtechnikai és egészség-védő előírások betartandók. 10. Hibajavítások 10.1. Hibatípusok Részletes információk hiányában ebben a témában a szakirodalomra támaszkodunk. A német DVGW 1997 óta készít kárstatisztikát 362 szolgáltató bevonásával, 126000 km klf. csőanyagú ivóvízhálózatra és 5 mio házi csatlakozásra vonatkozóan. A mérőszám 100 km vezetékre eső káreset. Minden kommentár nélkül 1999-ben az alábbi statisztikát rögzítették (a volt NDK terület nélkül): - PE vezeték 11 káreset/100 km - göv. vezeték 6 - öv. vezeték 25 - acél vezeték 18 A kár okokat az alábbi kategóriákra osztották: - korrózió - hibás csőkötések (szerelés) - hibás cső és tartozék (anyag-, gyártási hiba) - talajmozgások - mechanikus külső behatás A fenti szempontok szerint próbáljuk értékelni a két anyagot a hibás szerelés figyelmen kívül hagyásával, hi-szen a tokos és karimás kötések szerelése képzett szakszemélyzettel nem jelenthet rizikófaktort. 10.1.1. Lemezgrafitos öv. csövek-idomok Korrózió A csövek belső korróziója a legritkább esetben léphet fel és csak abban az esetben, ha valamilyen okból a belső cementhabarcs bevonat megsérül.

25

A káresetek döntő többsége a cső külső felületén fellépő korróziós jelenségek miatt történik. Normál talajvi-szonyok mellett a viszonylag nagy falvastagság és az alkalmazott külső korrózióvédelem miatt a korrozív ta-laj miatt fellépő korróziós kár eléggé ritka (lásd a XIX. század vége óta üzemelő thüringiai csőhálózatot). Agresszív talajok, talajvizek – különösen ha olyan oldott agresszív vegyületeket tartalmaznak, melyek az a-nyagba diffundálva azt „elridegítik” – már okoztak csőtöréseket. Ezek a körülmények különösen veszélyesek szórt áram (elektrolit) jelenlétében, mivel az elektrokorrózió által okozott anyaghiba pontszerű és „gyorsabb” lefolyású. Hibás cső tartozék Az öv. anyagnál előfordulhat főleg öntésből eredő anyaghiba (porozitás, salakbezáródás, stb), amit az anyag gyártóművi nyomáspróbája még nem mutat ki, de a csőrendszerbe beépítve az üzemelésből eredő dinami-kus igénybevételek (nyomáslengések, vákuum, stb.) következtében meghibásodáshoz vezethet. Ennek megfelelően a leggyakoribb törésforma lehet az ún. fáradásos törés. Az anyaghiba és a szállítás, a-nyagmozgatás, beépítés folyamán, vagy egyéb okból eredő mechanikai behatás (ütés, más anyag ráesik, talajmozgás, stb.) következtében egy szemmel nem látható, a teljes keresztmetszeten nem áthaladó hajszál-repedés keletkezik az anyagban, amit a csővezeték nyomáspróbája még nem mutat ki. Az üzemelés dinamikus erőhatásai, valamint az időjárás változás (fagy, olvadás) következtében fellépő talaj-mozgások a hajszálrepedés kiterjedését növelik. A dinamikus erőhatások gyakoriságától (fárasztó igénybevétel) függő üzemidő után a repedés olyan hosszi-rányú kiterjedést érhet el, vagy akár a teljes keresztmetszeten áthatolhat, ami a következő extrém igénybe-vételkor, vagy már normál üzemmódban is az anyag törését okozza. Talajmozgások Az öv. anyag igen érzékeny talajmozgásokra, főleg az ezekkel együttjáró nyíró igénybevételekre. Általában a talaj megsüllyedése, egymástól eltérő összetételű talajrétegek egymáson (törésvonal) való elcsúszása majd-nem minden esetben azonnali csőtörést okoz. A „kisebb” mértékű igénybevétel hatására keletkezett repedés pedig később a fent említett kifáradásos töréshez vezethet. Mechanikus külső behatás A külső mechanikai behatások (markoló, betontörő, stb.) szintén hatalmas veszélyforrást jelentenek erre a „törékeny” anyagra, mivel már „kismértékű” igénybevétel is a cső törését okozhatja. A behatás okozta eset-leges repedés későbbi fáradásos töréshez vezethet. 10.1.2. Gömbgrafitos öv. csövek-idomok Korrózió A göv. anyagú hálózatok viszonylag „rövid” üzemideje (az 50-es évek óta van forgalomban), valamint a gya-korlatban előforduló valamennyi korróziós jelenség elleni belső-külső védelmi rendszer megfelelő alkalmazá-sa lehet az oka annak, hogy a göv. csövekkel kapcsolatos korróziós károkról nincs információnk. Hibás cső és tartozék Anyag-, vagy gyártási hibát a minden gyártónál működő minőségbiztosítási rendszer által előírt, a gyártás-technológia valamennyi fázisát felölelő ellenőrzések szinte kizárnak. Ennek ellenére a gyakorlatunkban már előfordult ez a ritka meghibásodás. Egy NÁ1000 csővezeték szerelés utáni nyomáspróbájánál a tok közelében egy gyöngyöző hajszálrepedést észleltek. A meghibásodott csőa-nyagon végzett metallurgiai vizsgálatok szövetszerkezeti eltérést állapítottak meg, ami a cső elégtelen hőke-zelését (nem megfelelő hőfok, hűlési sebesség, stb.) feltételezte. Ennek következtében keletkezhetett egy felületi hajszálrepedés, amit a csőszál nyomáspróbájakor még nem észlelhettek. A cső nyomáspróbájával, valamint az anyagmozgatással, szállítással, beépítéssel járó igénybevételek a repedést a teljes keresztmet-szetre kiterjesztették, így lehetett a csővezeték nyomáspróbájakor észlelni. Talajmozgások A talajmozgásokkal kapcsolatos káreseményekre vonatkozóan szintén nem rendelkezünk adatokkal feltehe-tőleg azért, mert a göv. alapanyag kiváló rugalmas alakváltozó képessége, a gondos tervezés, a szilárdsági méretezés biztonsági tartaléka, valamint a rugalmas kötésű homogén csővezetéki elemek alkalmazása az i-lyen jellegű meghibásodásokat minimalizálják.

26

Az alábbi kép, ami egy árterületen vezetett NÁ600 méretű TYTON-tokos kötésű csővezetéket mutat áradás utáni kimosott - de üzemelő állapotban - talán elegendő bizonyíték a fenti állításra.

Ha figyelembe vesszük azt, hogy az NÁ600 TYTON-tokos cső gyártó által garantált max. iránytörése 3°, a képen látható elmozdulás ennél jóval nagyobb. Ennek magyarázata az alapanyag kiváló rugalmas alakváltozó képessége, hiszen a külső behatás következ-tében a csővég a tokfenéken felütközve rugalmasan deformálódott a tok és csővég üzemzavart okozó káro-sodása nélkül. A tömítőgyűrű nagy tömegű rugalmas anyaga ebben a helyzetben is biztonságosan tömít.

27

A különösen veszélyeztetett helyeken megfelelően méretezett húzásbiztos tokos kötésű csőszakaszokkal, vagy speciális idom kombinációkkal (lásd az alábbi ábrát) minimalizálják a talajmozgások hatását.

A középső elem (toldócső) szükséges hossza a várható talajmozgás függvényében határozható meg az alábbi képlettel: R = L x 0,07 (0,07 = tg 4°) R = tengelyirányú elmozdulás (mm) L = toldócső hossza (mm) 4° = a tokos kötés max. iránytörése Mechanikus külső behatás A göv. anyag a kiváló anyagtulajdonságai következtében a külső mechanikai behatások java részét meghi-básodás nélkül viseli el. Ennek ellenére történhetnek káresemények, különösen pontszerű behatások (be-tontörő fej, stb.) következtében, amikor az erőhatás olyan feszültséget ébreszt, ami az anyagot a plasztikus alakváltozási tartományon túl veszi igénybe. 10.2. Csomóponti kialakítások A hibahelyek javítása –a hibás szakasz kivágását követően – az alábbi ajánlott csomóponti kialakításoknak megfelelő idomokkal történhet:

Az EU-idomok a tokkialakításuk következtében elegendő hosszirányú mozgásteret biztosítanak az idomok beszerelhetőségéhez.

28

Az EU-idomok a tokkialakításuk következtében elegendő hosszirányú mozgásteret biztosítanak az idomok beszerelhetőségéhez.

Fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a fenti javítási módok NÁ300 csőátmérőig, a csövek vághatósági tarto-mányán belül (a teljes csőhossz tokvégtől számított 2/3-a) minden esetben alkalmazhatók. Az NÁ > 300 méretű csövek (melyeknél a szerelhető csőátmérő a csőhossz 2/3-án már nem garantált) meg-hibásodásakor a szerelhetőség érdekében minden esetben ellenőrizni kell a vágási hely csőátmérőjét (ez a tok felé haladva nő és olyan méretű is lehet, hogy a szabványos tokos idommal már nem szerelhető), a cső ovalitását (előfordulhat, hogy a cső a közúti-, vagy talajterhelés következtében deformálódott), valamint a ja-vításhoz felhasznált idomok csatlakozó tokméreteit. A tokos idomok csatlakozó méretei elég nagy + tűréssel rendelkeznek (egyes toktípusok, mint az EXPRESS, csavartok tűréstartománya még ezeknél is szélesebb). De az esetleg ezen a tűrésmezőn kívül eső csőátmé-rő csatlakoztatására is van lehetőség, az idom tokátmérőjének – gyártóval egyeztetett - méretre történő fel-esztergálásával. Természetesen az üzemeltetők a hosszúéves tapasztalataik alapján más csomóponti megoldásokat is alkal-mazhatnak.

29

10.3. Egyéb lehetőségek Egyes gyártók forgalmaznak NÁ800 méretig olyan epoxi bevonatú, göv. öntvényházas, flexibilis kötésű tokos csőkuplungokat, vagy tokos-karimás kötőidomokat, melyek egy névleges átmérőhöz tartozó szélesebb át-mérőtartományban alkalmazhatók. Az idomokkal az adott átmérőtartományba illeszkedő átmérőjű bármilyen cső csatlakoztatható.

A flexibilis idomok egyes típusai klf. csőanyaghoz használható húzásbiztos tokkal is beszerezhetők NÁ 300 átmérőig.

Ezek alkalmazása a göv. csőhibák javításában nem indokolt, hiszen NÁ300 átmérőig a csövek vághatók, így saját húzásbiztos kötésű idomkészlettel javíthatók.

30

Ha a vágott cső átmérője olyan méretű, hogy a csatlakoztatás semmilyen szabványos idommal nem megold-ható, rendelkezésre állnak epoxi korrózióvédelemmel ellátott, acélházas tokos csőkuplungok, vagy tokos-ka-rimás kötőidomok, melyek a kívánt egyedi átmérőre (+/- 5 mm-es tűréssel) legyárthatók. Ezek a csőkuplun-gok kiválóan alkalmazhatók javításra és a masszív tömítőgyűrűik következtében üzembiztosan tömítenek még egyenetlen (természetesen rozsdától, stb. megtisztított) felületen is. Az alábbi rajz egy EUROCOUP típusú acélházas, epoxi bevonatú csőkuplungot mutat be.

A kis kiterjedésű, pontszerű hibák elhárítása, vagy javítása megfelelő méretű (palástszélesség = hibahossz + 2 x 75 mm) korracél anyagú palástjavító bilincsekkel is történhet. 11. Összegzés A fenti információkat összegezve talán kijelenthető, hogy az ivóvízhálózatok építésében, karbantartásában, javításában használatos anyagféleségek közül a göv. anyagok rendelkeznek összességében a legkedve-zőbb mechanikai (szakító-, gyűrűszilárdság, alakváltozó képesség, merevség, stb.), fizikai (hőtágulás, fajl. elektr. ellenállás, öregedési hajlam, stb.) tulajdonságokkal, a legszélesebb homogén anyagú és kötésrend-szerű cső-, idom- és méretválasztékkal, korrózióvédelmi rendszerrel. Ezek a tulajdonságok a göv. anyagok széles alkalmazási területét teszi lehetővé a hosszú élettartamú, ü-zembiztos csőhálózatok létesítésében, még extrém szerelési, üzemeltetési körülmények között is.

31

Források: - EN 545 - ISO 4179 - DIN 2614 - DIN 28601 - DIN 28602 - DIN 28603 - DIN 30675 - DVGW GW310 műszaki irányelvek - DVGW W 342 műszaki irányelvek - Kézikönyv Gussrohr-Technik, 1996 - Folyóirat Gussrohrtechnik 29, 1994 május - Folyóirat Gussrohrtechnik 30, 1995 május - Folyóirat Gussrohrtechnik 32, 1997 április - Folyóirat Gussrohrtechnik 33, 1998 július - Folyóirat FGR News 4. kiadás, 2001 szeptember - THYSSEN GUSS AG katalógus - TRM katalógus - BUDERUS GUSS GmbH. Katalógus - S-G Gussrohr GmbH. & Co KG Katalógus - S-G PAM tervezési segédlet - UNI-JOINT katalógus Összeállította: Puszti F.