Normy systemowe dotyczące wykładzin z rur utwardzanych

wydany w Wodociągi - Kanalizacja – 2010-3
  DRUKUJ

Techniki renowacji bezwykopowych stosowane do bezciśnieniowych i ciśnieniowych rurociągów są obecnie powszechnie używane w celu przywrócenia projektowanych właściwości użytkowych. Stało się tak, ponieważ środowisko właścicieli i eksploatatorów sieci infrastrukturalnych doceniło ich zalety zarówno w wymiarze technicznym, ekonomicznym jak, i ekologicznym.

Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich.
Do głównych zalet należą: ograniczenie do minimum robót ziemnych, brak konieczności wykonywania robót odwodnieniowych, nienaruszanie nawierzchni, niewielki wpływ prac na układ komunikacyjny w rejonie wykonywania robót. Ponadto są w małym stopniu zależne od warunków atmosferycznych, a ryzyko uszkodzenia sąsiadujących obiektów i budowli oraz innych przewodów, rurociągów i kabli jest praktycznie wyeliminowane. Koszty są mniejsze niż przy tradycyjnych metodach, a wpływ na środowisko naturalne niewielki. W Polsce są dziś stosowane praktycznie wszystkie metody znane na świecie. Ale ta szeroka dostępność, a może raczej „nadpodaż” różnorodnych metod (czasem różniących się tylko nazwą handlową), wdrażanych w początkowym okresie przez firmy renowacyjne bez odnoszenia się do jakichkolwiek wymagań czy wzorców wprowadziła pewien chaos. Zamawiający roboty budowlane polegające na wykonywaniu renowacji bezwykopowych przewodów nie mieli wystarczającej wiedzy i dokumentów, dzięki którym potrafiliby ocenić, jaka metoda będzie naprawdę skuteczna w ich specyficznych, lokalnych warunkach oraz jakie kryteria zastosować do oceny przez firmy renowacyjne rozwiązań. Co ważne nie wiedziano jak później zweryfikować i zbadać, czy to, co proponowały firmy faktycznie zostało dostarczone i skutecznie poprawiło wymagane właściwości użytkowe danego przewodu poddawanego renowacji.
Na szczęście po naszym wstąpieniu do Unii Europejskiej zaczęła się zmieniać kwestia normalizacji. Między innymi zaczęto wprowadzać normy dotyczące systemów przewodów rurowych z tworzyw sztucznych stosowanych do renowacji podziemnych bezciśnieniowych i ciśnieniowych rurociągów z wykorzystaniem rur, kształtek oraz wyposażenia z tworzyw sztucznych.
Omawiając szczegółowe wymagania norm PN-EN 13566, „Systemy z tworzyw rurowych z tworzyw sztucznych do renowacji podziemnych sieci kanalizacji deszczowej i sanitarnej”, część 1 „Postanowienia ogólne” oraz część 4 „Wykładzina z rur utwardzanych na miejscu”, zacząć trzeba od przywołania normy PN-EN 13689 „Zalecenia dotyczące klasyfikacji i projektowania systemów przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do renowacji”.
To ta norma jest dokumentem, w którym zdefiniowano rodziny technik renowacji, sklasyfikowano je i opisano oraz podano wytyczne dotyczące zasad projektowania systemów przewodów rurowych z tworzyw sztucznych jako wykładziny istniejących rurociągów, uwzględniających funkcję wykładziny, istniejący rurociąg i warunki na budowie, aspekty dotyczące techniki wykonania, strukturalne i hydrauliczne. To w tej normie znalazły się podstawowe definicje, które przeniesiono do pozostałych norm, w tym także do omawianych w artykule. Warto zwrócić na nie uwagę, gdyż ułatwi to zrozumienie specyficznego „języka” stosowanego w branży renowacyjnej i pozwoli uniknąć problemów oraz nieporozumień związanych z różną interpretacją poszczególnych sformułowań.
 
Polska Norma PN-EN 13566-4
W normie PN-EN 13566-4: „Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do renowacji podziemnych bezciśnieniowych sieci kanalizacji deszczowej i sanitarnej”. Część 4 „Wykładzina z rur utwardzanych na miejscu” w powiązaniu z częścią 1 określono wymagania i metody badań dotyczące rur i kształtek utwardzanych na miejscu, stosowanych do renowacji kanalizacji sanitarnej i deszczowej, pracujących jako grawitacyjne i pod maksymalnym nadciśnieniem 0,5 bar. Ma ona zastosowanie do różnych systemów z utwardzalnych żywic w połączeniu z mieszalnymi nośnikami włóknistymi oraz innymi, związanymi z procesem oraz składnikami tworzyw sztucznych. Należy podkreślić, że w przypadku wykładzin z rur utwardzanych na miejscu norma rozróżnia dwa stadia wyrobu – stadium „M” (czyli stadium produkcji, przed utwardzeniem żywicy) i stadium „I” (czyli stadium instalacji po utwardzeniu żywicy). Ponadto dla każdego z nich określa rodzaj badań niezbędnych do dokonania oceny zgodności danego wyrobu lub elementu. Bardzo ważne jest to, aby zrozumieć różnicę pomiędzy tymi dwoma stadiami, bo od tego, w jakim stadium znajduje się wyrób, zależy dobór systemu badań do oceny zgodności z wymaganiami.
 
Wykładziny rurowe w stadium „M”
Wykładziny rurowe powinny się składać z co najmniej dwóch składników (PN-EN 13566-4, pkt. 4.1 Materiał): żywicy i nośnika. Dodatkowo mogą zawierać wzmocnienia oraz membrany wewnętrzne i zewnętrzne. Składniki wykładziny rurowej powinny być zadeklarowane przez producenta. Norma wskazuje, że mogą być one wytwarzane z żywic poliestrowych, winyloestrowych lub epoksydowych, którymi nasącza się nośnik z włókien polimerowych (PA, PAN, PET, PP) lub z włókien szklanych lub z dowolnej kombinacji tych włókien. Norma nie wskazuje żadnych wymagań w stosunku do membran, przez co nie ma ograniczeń w ich wyborze. Dopuszcza się barwienie żywic (PN-EN 13566-4, pkt. 4.2 Właściwości ogólne) w celu sterowania procesem mieszania i impregnacji. Właściwości ograniczają się do badania parametrów mechanicznych żywicy po utwardzeniu, odlanej pojedynczo bez nośnika i wzmocnienia materiału (PN-EN 13566-4, pkt. 4.3 Właściwości materiału). W omawianej normie, w tablicy – „Właściwości materiałowe żywicy”, określono rodzaj właściwości, wymagania, parametry oraz metodę badania danej właściwości. W stadium „M” nie stosuje się żadnych wymagań w stosunku do cech geometrycznych (PN-EN 13566-4, pkt. 4.4 Cechy geometryczne). Zaleca się jedynie, by obwód wykładziny miał taki wymiar, aby podczas instalacji kształtowała się ona, ściśle dopasowując się do ścianki poddawanego renowacji kanału. Natomiast długość i grubość wykładziny rurowej powinny mieć naddatki na rozciąganie wzdłużne i obwodowe, pojawiające się podczas instalacji. Podobnie nie stosuje się w tym stadium żadnych wymagań mechanicznych i fizycznych. Sama wykładzina musi być cechowana (PN-EN 13566-4, pkt. 4.8 Cechowanie). Należy je wykonać na zewnętrznej stronie wykładziny rurowej lub w przypadku wykładzin wstępnie pakowanych na zewnętrznej stronie opakowania. Cechowanie powinno podawać: nazwę producenta i/lub znak fabryczny, wymiar nominalnej średnicy zewnętrznej lub w przypadku instalowania wykładzin w kanałach o przekrojach niekołowych zastępczą średnicę zrównoważoną, grubość ścianki, rodzaj zastosowanej żywicy oraz identyfikację zastosowanej struktury wykładziny, datę i miejsce produkcji oraz znak kontroli jakości.
 
Kształtki w stadium „M”
Opisywana norma obejmuje swoim zakresem również kształtki utwardzane na miejscu, takie jak kołnierze połączeń bocznych (popularnie zwane „kapeluszami”) oraz zewnętrzne siodełka między główną rurą utwardzoną na miejscu a rurami przyłącza, wykonane z kształtek termoplastycznych lub z GRPP. Materiały połączeń bocznych powinny zawierać elementy utwardzane na miejscu, ale mogą także zawierać dodatkowe elementy termoplastyczne o zadeklarowanym składzie. Zewnętrzne siodło powinno być zrobione z PP, PVC-U lub GRP-UP (PN-EN 13566-4, pkt. 5.1 Materiały). Nie stosuje się żadnych wymagań w stosunku do właściwości ogólnych kształtek. Żywice kształtek utwardzanych na miejscu powinny być zgodne z wymaganiami dla żywicy wykładziny rurowej (PN-EN 13566-4, pkt. 4.3 Właściwości materiału). Cechy geometryczne kołnierzy połączeń bocznych utwardzanych na miejscu muszą być sklasyfikowane zgodnie ze wskazaniem w tabeli 1. Dodatkowo obrzeże każdego kołnierza powinno zachodzić na rurę główną nie mniej niż 500 mm a przejście między nią a kołnierzem i przyłączem musi być gładkie (PN-EN 13566-4, pkt. 5.4 Cechy geometryczne). Dla kształtek utwardzanych na miejscu, będących w stadium „M”, nie stosuje się żadnych wymagań dotyczących właściwości mechanicznych i fizycznych. Cechowanie kształtek powinno być zgodne z wymaganiami zawartymi w PN-EN 13566-1, pkt. 5.8 i podawać wymiar nominalnej średnicy zewnętrznej części kołnierza przyłącza, nominalną grubość ścianki oraz informacje umożliwiające identyfikację struktury kształtki (PN-EN 13566-4, pkt. 5.8 Cechowanie).
 
Tab. 1 Klasyfikacja kołnierzy przyłączy utwardzanych na miejscu

Klasa
Minimalne przedłużenie X wewnątrz rury przyłącza
A
1000 mm lub do punktu powyżej poziomu lustra wody, w zależności od tego, co jest większe (kołnierz połączenia integralnego i wykładzina rury przyłącza)
B
400 mm i co najmniej 150 mm poza pierwsze połączenie w istniejącej rurze przyłącza
C
50 mm
 
Dodatkowo obrzeże każdego kołnierza przyłącza utwardzonego na miejscu powinno zachodzić na rurę główną nie mniej niż 50 mm. W celu uniknięcia zakłócenia przepływu i blokowania sprzętu eksploatacyjnego zaleca się, aby przejście między kołnierzem a rurą główną i przyłączem było gładkie.
 
Przydatność do stosowania systemu wykładzinowego w stadium „I”
Normatywne wymagania co do materiałów, z których wykonane są rury i kształtki (kołnierze połączeń bocznych i zewnętrzne siodła), zezwalają na ich dowolne mieszanie i mogą zawierać elementy z różnych materiałów dopuszczonych dla wykładzin w stadium „M”. Tak więc dozwolone jest zastosowanie np. kształtek z włókniny filcowej, montowanych razem z wykładziną z włókien szklanych. Wymagania dotyczące właściwości ogólnych sprowadzają się do tego, że na prostych odcinkach rury o stałym obwodzie wewnętrznym, rura utwardzona na miejscu nie powinna tworzyć nieregularnych powierzchni poza tymi, które występują na rurze poddawanej renowacji, większych niż 2% średnicy nominalnej lub 6 mm, w zależności od tego, co jest większe, oraz powinna spełniać wymagania dotyczące szczelności, badanej zgodnie z PN-EN 1610 (PN-EN 13566-4, pkt. 7.2 Właściwości ogólne). Cechy geometryczne – struktura i grubość ścianki rury utwardzonej na miejscu – powinny być badane i oceniane zgodnie z wymaganiami punktów 7.4.1 i 7.4.2. W tym celu należy sprawdzić, czy grubość i odpowiednie usytuowanie warstw każdego składnika ścianki rury CIPP, wraz z tolerancjami, odpowiadają wartościom zadeklarowanym. Należy także określić największą proporcjonalną objętość zawartego w ściance powietrza. Struktura ścianki powinna być sprawdzana wizualnie na krawędzi przekroju poprzecznego rury. Jeżeli zachodzi taka potrzeba, to należy dokonać tego w powiększeniu i z użyciem przymiaru lub suwmiarki o dokładności pomiaru 0,1 mm. Natomiast średnia grubość ścianki zainstalowanej rury – kompozytu mierzona w temperaturze ok. 23ºC nie może być mniejsza niż projektowana, a jej najniższa wartość nie może spaść poniżej 80% grubości projektowanej lub 3 mm. Pamiętać przy tym należy, że krawędź przekroju rury utwardzonej na miejscu przy studzienkach włazowych i otworach przyłączy może nie mieć takiej grubości jak korpus rury (PN-EN 13566-4, pkt. 7.4 Cechy geometryczne). Najistotniejszymi z punktu widzenia wytrzymałości rur CIPP są właściwości mechaniczne. Jeżeli badania wykonuje się wg metod podanych w tabeli 2, to właściwości mechaniczne próbek rur pobranych, zgodnie z metodologią pobierania próbek opisaną poniżej, z rzeczywistej lub modelowej instalacji, powinny być zgodne z wymaganiami podanymi w tabeli 2. Trzeba przy tym zwrócić uwagę na to, by krótkoterminowa sztywność obwodowa rur kołowych nie była mniejsza od wartości deklarowanej, przy czym należy pamiętać, że minimalna jej wartość nie może być mniejsza niż 1 kN/m² (PN-EN 13566-4, pkt. 7.5 Właściwości mechaniczne). Omawiana norma nie przewiduje żadnych wymagań dotyczących właściwości fizycznych dla rur CIPP. Natomiast wskazuje konieczność określenia odporności chemicznej w warunkach stałego ugięcia (odporność na korozję naprężeniową), badaną zgodnie z PN-EN 1120 (PN-EN 13566-4, pkt. 7.7 Właściwości dodatkowe).
  
Tab. 2 Właściwości mechaniczne rur

Właściwości
Wymaganie
Parametry badania
Metoda Badania
Parametr
Wartość
Początkowa właściwa sztywność obwodowa (S0)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż najmniejsza podana w EN 13566-1
Liczba próbek do badań Długość próbki do badań dla:
dn ≤ 300 mm
dn > 300 mm
Temperatura
Dla metody B: ugięcie względne
2


dn mm ± 5%
300 mm ± 5%
23°C (±2)
3% (±0,5)
Metoda A
luba
Metoda B wg EN 1228:1996
Współczynnik pełzania w powietrzu (αx,dry)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 0,2
Liczba próbek do badań Długość próbki do badań dla:
dn ≤ 300 mm
dn > 300 mm
Czas badania
Czas, w którym wartości są ekstrapolowane
Temperatura
Wilgotność względna
2


dn mm ± 5%
300 mm ± 5%
10 000h
50 lat


23°C (± 2)
50% (± 5)
EN 761
Długookresowy moduł zginający w środowisku wodnym (Ex)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 300 Mpa po 50 latach
Liczba próbek do badań
3
Załącznik D
Wytrzymałość na rozciąganie wzdłużne
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 15 Mpa
Temperatura
Liczba próbek do badań
Prędkość badania
23°C (± 2)
5
5 mm/min
Metoda A
lub a
Metoda B wg EN 1228:1996
Wydłużenie przy zerwaniu
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 0,5%
Krótkokresowy moduł zginający (Eo)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 1500 Mpa
Liczba próbek do badań Prędkość badania
Położenie próbki

Temperatura
5
10 mm/min
Powinno być zgodnie z 7.8
23°C (±2)
EN ISO 178
ze zmianami z załącznika C
Naprężenie zginające przy pierwszym pęknięciu (fb)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 25 Mpa
Odkształcenie zginające przy pierwszym pęknięciu (fb)
Wartość deklarowana, lecz nie mniejsza niż 0,75%
a W przypadku wątpliwości zastosować metodę A
Pobieranie próbek
Próbki do badania poszczególnych cech i właściwości mogą być pobrane z instalacji modelowej. Ponieważ proces technologiczny montowania rury utwardzanej na miejscu, niezależnie od sposobu utwardzania (gorąca woda, para wodna, promieniowanie UV), jest wrażliwy na utratę ciepła do istniejącego rurociągu i otoczenia, konieczna jest regulacja środowiska termicznego instalacji modelowej stosowanej do produkcji próbek reprezentatywnych do badania typu. Jeżeli nie zdecydowano inaczej, to instalacja modelowa powinna być wykonana w rurze kamionkowej lub betonowej, całkowicie otoczonej co najmniej 300-milimetrową warstwą piasku, w temperaturze początkowej nie wyższej niż 15ºC. Podczas procesu utwardzania temperatura w warstwie piasku poza zewnętrzną stroną wykładziny rurowej powinna być utrzymywana na poziomie nie wyższym niż 30ºC. Należy zaakceptować alternatywne typy rury poddawanej renowacji i otoczenia pod warunkiem osiągnięcia równoważnej utraty ciepła z wykładziny rurowej. Zaleca się, aby odcięte próbki do kontroli jakości instalacji były kształtowane przy zamkniętym z drugiej strony przekroju wykładziny, podczas nadmuchiwania i utwardzania do takiego samego obwodu jak obwód rury poddawanej wyściełaniu. Wszędzie, gdzie jest to możliwe, zaleca się formowanie tak wspartych próbek na pośredniej studzience włazowej, najlepiej na jednym lub drugim końcu całej instalacji.
 
Praktyka instalacyjna
Omawiana norma zawiera informacje dotyczące praktyki instalacyjnej. W sposób ogólny odnosi się do prac przygotowawczych, składowania, przenoszenia i transportu składników rury, niezbędnego sprzętu, aspektów środowiskowych podczas instalacji oraz samych procedur instalacyjnych. W kwestii kontroli i badań związanych z procesem dotyczy PN-EN 13566-1, pkt. 8.5 i 8.8.
W celu wykazania zgodności rur, kształtek i zainstalowanego systemu wykładzinowego z wymaganiami normy PN-EN 13566-4 zaleca się, aby z materiałów, elementów, pośrednich półfabrykatów zainstalowanego systemu wykładzinowego były pobrane próbki do badań z minimalną częstotliwością podaną w tabeli 3. Jako zalecany proponuje się program składający się z kilku badań przedstawionych w ramce.
 
Zalecane badania w ramach programu oceny zgodności z PN-EN 13566-4

·        badania typu – badanie przeprowadzone w celu wykazania, że materiał, element składowy, połączenie lub zestaw jest w stanie spełnić wymagania zawarte w odpowiedniej normie
·        wstępne badania typu – badanie typu przeprowadzone przez producenta lub w jego imieniu
·        początkowego badania typu – badanie typu przeprowadzone w celu certyfikacji przez jednostkę certyfikującą lub w jej imieniu
·        badania zwalniające partię – badanie przeprowadzone przez producenta na partii elementów, które ma być zakończone pozytywnie, przed zwolnieniem całej partii
·        badania weryfikujące proces – badanie przeprowadzone przez producenta na materiałach, elementach składowych, zestawach lub połączeniach, w określonych odstępach czasu w celu potwierdzenia, że proces w sposób ciągły umożliwia produkcję elementów spełniających wymagania podane w odpowiednich normach
·        badania audytowe – badanie przeprowadzane przez jednostkę certyfikującą lub w jej imieniu w celu potwierdzenia, że materiał, element składowy, zestaw lub połączenie w sposób ciągły spełniają wymagania podane w odpowiedniej normie i w celu dostarczenia informacji do oceny efektywności systemu jakości
·        badania pośrednie – badanie przeprowadzane przez producenta inne niż określone dla poszczególnej właściwości, o zweryfikowanej korelacji z określonym badaniem
·        badania nadzorowane – badanie akceptowane przez jednostkę certyfikującą jako początkowe badanie typu i badanie audytowe, które przeprowadzane jest przez producenta lub w jego imieniu i nadzorowane przez przedstawiciela jednostki certyfikującej, uprawnionego do przeprowadzania badań
Tab. 3 Właściwości rury CIPP, które wymagają badania typu

Właściwości
Odniesienie do rozdziału
Minimalna częstotliwość pobierania próbek
Pobrane próbki
Próbki do badań
Klasyfikacja składników wykładziny rurowej
Typ żywicy
4.1
Raz/rodzaj żywicy
1
 
Typ wypełniacza
4.1
Raz/rodzaj żywicy
1
 
Utwardzacz
4.1
Raz/rodzaj żywicy
1
 
Nośnik
4.1
Raz/nośnik
1
 
Wzmocnienie
4.1
Raz/wzmocnienie
1
 
Membrana wewnętrzna
4.1
Raz/membrana
1
 
Żywica
Naprężenie zginające przy pierwszym pęknięciu
4.3
Raz/rodzaj żywicy
2
3
Wydłużenie rozciągające przy zerwaniu
4.3
Raz/rodzaj żywicy
2
3
Temperatura ugięcia
4.3
Raz/rodzaj żywicy
1
3
Rura utwardzana
Szczelność
7.2 w części 1
Raz/grupa grubości
1
 
Struktura ścianki
7.4.1
Raz/grupa grubości
2
 
Grubość ścianki
7.4.2
Raz/grupa grubości
2
 
Początkowa właściwa sztywność obwodowa
7.5
Raz/grupa grubości
2
2
Współczynnik pełzania w powietrzu
7.5
Raz/grupa grubości
2
2
Długookresowy moduł zginający w środowisku wodnym
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Wytrzymałość na rozciąganie wzdłużne
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Wydłużenie przy zerwaniu
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Krótkookresowy moduł zginający
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Naprężenie zginające przy pierwszym pęknięciu
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Odkształcenie zginające przy pierwszym pęknięciu
7.5
Raz/grupa grubości
2
5
Odporność chemiczna w warunkach stałego ugięcia
7.7
Raz/gotowy produkt
1
18
 
Zaleca się, aby prawidłowość wprowadzenia i utwardzenia wykładziny wszędzie tam, gdzie tylko jest to możliwe do wykonania, była kontrolowana metodami pośrednimi, z wykorzystaniem urządzeń do monitorowania i procedur określonych w instrukcji montażowej. Jeżeli badanie rury, kształtki lub właściwości systemu określoną metodą nie jest możliwe (np. oznaczenie sztywności obwodowej rur o przekroju niekołowym lub badanie weryfikujące proces, które spowoduje niszczące pobranie próbki zainstalowanego systemu), wówczas zaleca się przeprowadzenie badania pośredniego. Jeśli badanie pośrednie jest stosowane do weryfikacji procesu, sugeruje się, aby producent lub instalator potwierdził tożsamość podstawowych parametrów procesu oraz zadeklarował wartości i odpowiednie tolerancje w instrukcji montażowej. Nie powinno się stosować badań pośrednich do TT lub AT. Badanie pośrednie może być wykorzystane w celu zmniejszenia częstotliwości zwalniania do sprzedaży określonej partii i badań kontrolnych procesu.
 
 
Tomasz Latawiec, Zarząd Stowarzyszenia Inżynierów Doradców i Rzeczoznawców, Warszawa
Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich

Z prenumeratą cyfrową lub papierową uzyskasz
bezpłatny dostęp do wszystkich treści.

Sprawdź ofertę prenumeraty

Zaloguj się  |  Prenumerujesz? – otrzymaj dostęp

comments powered by Disqus