При прокладке наружных водопроводов из полиэтиленовых труб, наиболее предпочтительным способом их соединения является стыковая сварка при помощи дискового нагревательного элемента (рис. 9) на специальных установках. Непосредственно перед нагревом свариваемые поверхности торцов подвергаются механической обработке с целью удаления неровностей и загрязнений. Затем отцентрованные торцы подогреваются введенным между ними дисковым нагревателем. После оплавления торцов нагреватель отводится и торцы труб соединяются под осевой нагрузкой. После остывания шва осевая нагрузка снимается.
Рис. 9. Стыковое сварное соединение полиэтиленовых труб.
Для получения качественных стыковых соединений необходимо точное соблюдение параметров сварки: температуры, продолжительности нагрева, глубины оплавления и контактного давления при оплавлении и осадке. Сборка полиэтиленовых трубопроводов, особенно при монтаже узлов, может проводиться при помощи самооплавляющихся электросварных муфт со встроенным нагревательным электрическим элементом (рис. 10), питающимся от специального источника. Режим нагрева контролируется автоматически. Другие способы соединения наружных напорных труб
показаны на рис.11.
Рис. 10. Соединение полиэтиленовых труб
при помощи электросварной муфты.
Испытание напорных трубопроводов
Напорные трубопроводы испытываются на герметичность гидравлическим или пневматическим способом. Выбор способа зависит от конкретных условий: времени года, климатических условий, наличия и возможности сброса воды. Чаще всего применяется гидравлический способ. Трубопроводы, проложенные в траншеях испытывают в два этапа. Первым этапом производят предварительные испытания на герметичность и прочность - до 
рис. 11. Другие способы соединения наружных напорных труб.
1 - с помощью надвижной или свертной муфты, 2 - фланцевое
соединение, 3 - соединение с помощью стяжной фланцевой муфты
засыпки траншеи и установки арматуры, а после полной засыпки трубопровода и завершения работ на участке сети производят приемочное (окончательное) испытание. Участки, подлежащие немедленной засыпке, предварительному испытанию могут не подвергаться.
Для гидравлического испытания участок трубопровода наполняют водой, после чего подключают опрессовочный агрегат, обеспечивающий подъем внутреннего давления. При испытании чугунных труб принимается
давление, превышающее на 0,5 МПа (5 атм.) рабочее, но не менее 1,0 МПа (10 атм). За 10 минут падение давления не должно превысить 0,01 МПа (0,1 атм.). При испытании стальных труб, давление нагнетают в 1,25 раза
больше рабочего, но не менее 1,0 МПа. Испытательное давление для железобетонных напорных труб должно в 1,3 раза превышать рабочее, а для полиэтиленовых труб - не менее 1,0 МПа.
У ПОРЫ И КОМПЕНСАТОРЫ
Внутреннее давление воды в напорных трубопроводах обусловливает появление сил, направленных по нормали к стенкам труб и вызывающих растягивающие напряжения в них. На прямых участках трубопроводов
сил, направленных вдоль их оси не возникает. Но эти силы возникают в местах поворота линий, в ответвлениях, на концах тупиковых участков и т.п.
На рис.12 схематически показано действие сил внутреннего давления воды на колена (1), отводы (2), тройники (4), и заглушки (3).
Эти силы действуют вдоль осей труб и передаются на стыковые соединения. Стыки раструбных труб конструктивно не предназначены для сопротивления продольным растягивающим усилиям, и для них в указанных
выше случаях необходимо устраивать упоры. Для примера посчитаем усилие, действующее на заглушку, установленную на тупике напорного трубопровода Ду-400 мм при нормальном эксплуатационном давлении, Р=0,4 МПа. Для удобства расчета, давление выразим в кг/см2, а диаметр трубы в сантиметрах:
F = P • πd2/4 = 4 • 3, 14•402/4 = 5024 кг
Как видно из расчета, усилия, действующие на заглушку возникают значительные, поэтому упоры необходимо рассчитывать и ответственно подходить к их устройству. Конструктивно упоры выполняются в виде
бетонных, кирпичных или бутовых массивов, в которые упираются заглушки или соответствующие фасонные части трубопроводов. Устраиваются упоры как в колодцах, так и в земле при изменении направления трубопроводов как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. 
рис. 12. Сипы, действующие на фасонные части
напорных трубопроводов в процессе эксплуатации.
1 - на колено; 2 - на отвод; 3 - на заглушку; 4 - на тройник.
Компенсаторы представляют собой устройства, воспринимающие температурные удлинения стальных трубопроводов. Конструктивно они бывают сальничного, сильфонного и других типов (рис.13).
Рис. 13. Компенсаторы.
1 - сальничный,
2 - сильфонный
ДЮКЕРЫ
Дюкер - это напорный участок трубопровода, прокладываемый под руслом реки или канала, по дну оврага или балки, а также под дорогой, расположенный в выемке.
Так как дюкер после его сооружения недоступен для осмотра и ремонта, его следует устраивать особо тщательно и прочно. Для сооружения дюкеров применяют, как правило, стальные трубы повышенной прочности. В некоторых случаях дюкеры монтируют из чугунных фланцевых труб. Укладывают дюкеры в специально подготовленные траншеи, устроенные на дне реки. Глубину заложения верхней образующей подводных трубопроводов до дна водоема можно принимать равной 0,5 м для несудоходных и 1 м для судоходных рек. После закрытия траншеи сверху устраивается каменная наброска (рис. 14).
Рис. 14. Дюкер.
1 - дюкер, 2 - колодцы (камеры) с арматурой обвязки, 3 - водоспуск,
4 - воздушник, 5 - каменная наброска
АРМАТУРА НА ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЯХ
На наружных водопроводных сетях применяется следующая арматура:
- запорно-регулирующая (задвижки, затворы):
- водоразборная (пожарные гидранты, водоразборные колонки);
- предохранительная (вантузы, предохранительные клапаны).
Запорно-регулирующая арматура предназначена для включения -выключения участков водопроводной сети и регулирования расхода воды. Задвижки и затворы имеют конструкцию, предусматривающую постепенное их закрытие и открытие.
Рис. -15. ЗАДВИЖКИ КЛИНОВЫЕ С НЕВЫДВИЖНЫМ ШПИНДЕЛЕМ.
А - Задвижка старого образца «Чемоданная», Б - Современная клиновая
задвижка.
1 - корпус, 2 - крышка, 3 - клинок, 4 - шпиндель (винт), 5 - нижний корпус
сальника, 6 - верхний корпус сальника, 7 - насадка, 8 - планка упорная
По своей конструкции задвижки делятся на параллельные (запорные диски расположены параллельно) и клиновые (с одним клинообразным запорным диском), с невыдвижным и выдвижным шпинделем.
На наружных водопроводных сетях в г. Санкт-Петербурге используются преимущественно клиновые задвижки с невыдвижным шпинделем (рис.15). В редких случаях установлены параллельные задвижки с невыдвижным
шпинделем.
Задвижки больших диаметров 500...1200 мм с ручным управлением имеют редукторы. В водопроводном хозяйстве ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» задвижки с редукторами применяются на насосных станциях. На водопроводных сетях задвижки больших диаметров устанавливались с демонтированным ручным приводом и оставшейся конструкцией его крепления - бугелем
(рис. 16). У задвижек данной конструкции в процессе эксплуатации на сетях обнаружился ряд недостатков: невозможность набивки сальника без закрытия участка линии и слабое соединение шпинделя с хвостовиком, вызывающее при значительных усилиях во время закрытия-открытия бугельных задвижек срезание соединительного штифта, что может повлечь за собой аварийные ситуации, заклинивание подшипников в бугеле при коррозии. По этой причине в настоящее время задвижки такого типа подвергают реконструкции, демонтируя бугель, изменяя конструкцию шпинделя, приварив к нему втулку и сделав его неразъемным с хвостовой частью, и изменяя конструкцию сальничного узла, добавив нижний корпус сальника (чашку).
Рис. 16. Задвижка клиновая бугельная.
1 - корпус, 2 - крышка, 3 - клинок, 4 - шпиндель (винт), 5 - хвостовик,
6 - бугель, 7 - сальник
Широкое применение находят задвижки типа МЗВ. В процессе эксплуатации они не требуют проведения плановых ремонтов и обслуживания. Конструкция данной задвижки показана на рис.17.
В последнее время на водопроводных сетях Санкт-Петербурга стали находить применение поворотные затворы (рис.18). По сравнению с задвижками, затворы имеют ряд преимуществ: они при одинаковом условном диаметре легче, имеют меньшие габаритные размеры и дешевле. При открывании поворотных затворов запорный диск поворачивается на 90° и плоскость его устанавливается параллельно продольной оси трубы.
Рис. 17. Водопроводная задвижка с невыдвижным шпинделем типа
«МЗВ».
1 - корпус, 2 - крышка, 3 - обрезиненный запорный элемент, 4 - шпиндель
(винт), 5 - разрезная стопорная втулка, 6 - резиновая манжета,
7 - уплотнение, 8 - болт стяжной, 9 - заглушка, 10 - прокладка
Рис. 18. Затвор поворотный дисковый.
1 - корпус, 2 - диск, 3 - ось, 4 - приводной вал, 5 - редуктор
ВОДОРАЗБОРНАЯ АРМАТУРА
Водоразборные колонки.
В пригородах Санкт-Петербурга и поселках, при наличии в них водопроводных сетей, широкое применение получили водоразборные колонки. Устройство такой колонки показано на рис.19. Принцип их работы следую-
Рис. 19. Устройство водоразборной колонки и принцип работы
А - слив воды из подающей трубы после закрытия клапана колонки.
Б - работа колонки после открытия клапана.
1 - корпус, 2 - приемник, 3 - фильтр, 4 - пружина, 5 - клапан, 6 - седло
клапана, 7 - эжектор, 8 - муфта, 9 - подающая труба, 10 - основание,
11 - уплотнение, 12 - рычаг, 13 - тройник, 14 - крышка, 15 - носок
Принцип их работы следующий:
при нажиме рукоятки (12) вниз, она давит через серьгу и подающую трубу (9) на эжектор (7) с клапаном (5), сжимая пружину (4). Клапан открывает доступ воды в эжектор. Из водопроводной сети через сетку фильтра вода, проходя эжектор и подающие трубы поступает к потребителю. После окончания набора воды рукоятка
(12) возвращается в первоначальное положение, клапан (5) под воздействием пружины (4) закрывается, прекращая доступ воды в эжектор. Оставшаяся в подающих трубах (9) вода через отверстия в эжекторе сливается в корпус колонки и при следующем наборе высасывается эжектором на водонабор.
Пожарные гидранты.
Для наружного разбора воды на пожаротушение на водопроводных сетях в Санкт-Петербурге используются пожарные гидранты ленинградского (рис.20) и московского (рис.21) образцов. Кроме них на водопроводных сетях города начинают также устанавливать и пожарные гидранты импортного производства, переоборудованные для установки водоразборных пожарных колонок московского образца.
Пожарные гидранты ленинградского образца постепенно заменяются на гидранты московского образца и гидранты импортного производства ввиду ряда их недостатков: низкой пропускной способности и возможности попадания в водопроводные сети при их отключении
Рис. 20. ПОЖАРНЫЙ ГИДРАНТ Рис. 21. ПОЖАРНЫЙ ГИДРАНТ
ЛЕНИНГРАДСКОГО ОБРАЗЦА. МОСКОВСКОГО ОБРАЗЦА.
1 - корпус, 2 - крышка корпуса с 1 - запорный клапан, 2 - ствол,
клыками, 3 – шарик 3 - шток, 4 - фланец верхний,
5 - резьба, 6 - защитный колпак
загрязнения из подтопленных колодцев по причине опускания шарика и открытому доступу грунтовых вод в трубопровод.
Для получения воды из пожарных гидрантов на них устанавливают специальные водоразборные колонки - стендеры (рис.22).
Кроме своего основного назначения, пожарные гидранты используются на сетях в качестве воздушников для сообщения с атмосферой во время наполнения и опорожнения участков водопроводных сетей при их выключении и включении, и для промывки.
При пользовании пожарным гидрантом московского
Рис. 22. Колонки водоразборные пожарные.
1 - Ленинградского образца
2 - Московского образца
типа необходимо соблюдать следующие правила:
Перед открытием гидранта боковые вентили стендера должны быть закрыты, во избежании возникновения гидроудара. После открытия гидранта и вытеснения воздуха из ствола гидранта и стендера,
можно открывать боковые вентили на водоразбор.
Перед закрытием гидранта необходимо вначале закрыть боковые вентили стендера, затем произвести закрытие гидранта.
