Rura osłonowa do przewiertu HDD: jaką siłą można ciągnąć rurę i jak dobrać ściankę
Przy przewiercie sterowanym (HDD), przecisku i przepychu rura osłonowa jest wciągana lub wpychana w grunt, więc oprócz odporności na ściskanie musi wytrzymać rozciąganie. Do takich robót nadają się wyłącznie rury zgrzewalne o litej ściance: ERP i ERPW. Poniżej podajemy, ile można je obciążyć, skąd bierze się ta liczba i jak dobrać ściankę.
Przepych, przecisk, przewiert: czym się różnią
- Przepych: pod przeszkodą wykonuje się podłużny otwór bez rozkopywania, a następnie wprowadza w niego rurę.
- Przecisk sterowany: przebijak pneumatyczny („kret”) rozpycha i zagęszcza grunt; sonda w korpusie pokazuje obrót i pochylenie głowicy, sterowanie odbywa się przez ułożenie głowicy.
- Przewiert sterowany HDD: głowica pilotowa z sondą nadawczą wierci otwór pod ulicą, rzeką, torami lub autostradą, a po rozwierceniu rurociąg jest wciągany do otworu. Największe siły ciągu i najdłuższe odcinki.
Metody bezwykopowe są tańsze i szybsze od wykopu w zurbanizowanym terenie, nie hałasują i nie uszkadzają sąsiednich sieci, ale cała trasa rurociągu pracuje na rozciąganie. Dlatego liczy się zarówno surowiec, jak i jakość zgrzewów doczołowych między odcinkami.
Skąd się bierze dopuszczalna siła ciągu
Naprężenie na granicy plastyczności polietylenu wysokiej gęstości używanego do rur przepustowych wynosi zwykle 17–20 MPa. Uwzględniając współczynnik bezpieczeństwa dla rurociągów wciąganych do przepustów, w instrukcji stosowania ESCPIPE przyjęto naprężenie bezpieczne 8 MPa, czyli 8 N na każdy milimetr kwadratowy przekroju ścianki, przez kilkadziesiąt minut trwania operacji.
Przekrój ścianki liczy się jak powierzchnię pierścienia: S = π × (D² − d²) / 4, gdzie D to średnica zewnętrzna, a d = D − 2e średnica wewnętrzna. Maksymalna siła ciągu to F = 8 MPa × S. Przykład dla ERP 160×9,1: S = π × (160² − 141,8²) / 4 ≈ 4 314 mm², F ≈ 34,5 kN, czyli około 3,5 tony.
Kalkulator siły ciągu
Kalkulator maksymalnej siły ciągu rury zgrzewalnej
F = naprężenie × S, gdzie S = π × (D² − (D − 2e)²) / 4. Wartości dla temperatury rury do 20 °C; 8 MPa to naprężenie bezpieczne przyjęte w instrukcji ESCPIPE dla HDPE o granicy plastyczności 17–20 MPa.
Tabela: maksymalna siła ciągu dla rur ERP i ERPW
| Symbol | D [mm] | e [mm] | Przekrój ścianki [mm²] | Maks. siła ciągu [kN] | Klasa wytrzymałości [N] |
|---|---|---|---|---|---|
| ERP / ERPW 75×3,0 | 75 | 3,0 | 679 | 5,43 | 250 |
| ERP / ERPW 75×4,3 | 75 | 4,3 | 955 | 7,64 | 750 |
| ERP / ERPW 75×4,5 | 75 | 4,5 | 997 | 7,97 | 750 |
| ERP / ERPW 110×4,0 | 110 | 4,0 | 1 332 | 10,66 | 250 |
| ERP / ERPW 110×5,0 | 110 | 5,0 | 1 649 | 13,19 | 450 |
| ERP / ERPW 110×5,5 | 110 | 5,5 | 1 806 | 14,45 | 600 |
| ERP / ERPW 110×5,5 | 110 | 5,5 | 1 806 | 14,45 | 600 |
| ERP / ERPW 110×6,3 | 110 | 6,3 | 2 052 | 16,42 | 750 |
| ERP / ERPW 110×10,0 | 110 | 10,0 | 3 142 | 25,13 | 1250 |
| ERP / ERPW 125×7,1 | 125 | 7,1 | 2 630 | 21,04 | 750 |
| ERP / ERPW 125×11,4 | 125 | 11,4 | 4 068 | 32,55 | 1250 |
| ERP / ERPW 140×8,0 | 140 | 8,0 | 3 318 | 26,54 | 750 |
| ERP / ERPW 160×5,0 | 160 | 5,0 | 2 435 | 19,48 | 250 |
| ERP / ERPW 160×8,0 | 160 | 8,0 | 3 820 | 30,56 | 750 |
| ERP / ERPW 160×9,1 | 160 | 9,1 | 4 314 | 34,51 | 1250 |
| ERP / ERPW 160×14,6 | 160 | 14,6 | 6 669 | 53,35 | 1250 |
| ERP / ERPW 200×11,4 | 200 | 11,4 | 6 755 | 54,04 | 1250 |
| ERP / ERPW 200×18,2 | 200 | 18,2 | 10 395 | 83,16 | 1250 |
| ERP / ERPW 225×12,8 | 225 | 12,8 | 8 533 | 68,26 | 1250 |
| ERP / ERPW 225×20,5 | 225 | 20,5 | 13 170 | 105,36 | 1250 |
| ERP / ERPW 250×14,2 | 250 | 14,2 | 10 519 | 84,15 | 1250 |
| ERP / ERPW 250×22,7 | 250 | 22,7 | 16 210 | 129,68 | 1250 |
Jak dobrać ściankę i klasę do przewiertu
- Siła ciągu maszyny. Sprawdź, jaką siłę pokaże wiertnica przy rozwiercaniu i wciąganiu dla danej długości i gruntu (podaje wykonawca). Musi być mniejsza niż F z tabeli, z zapasem na tarcie i nieprzewidziane zatrzymania.
- Grubość ścianki. Przy tej samej średnicy grubsza ścianka daje proporcjonalnie większą siłę ciągu: ERP 160×5,0 wytrzyma ok. 19,5 kN, ERP 160×9,1 ok. 34,5 kN, ERP 160×14,6 ok. 53 kN.
- Klasa i sztywność. Po ułożeniu rura pracuje na ściskanie: pod jezdnią wymagane jest SN ≥ 8 kN/m² (KOT), a klasę wytrzymałości (250–1250 N) dobiera projektant. Z reguły ścianka dobrana do siły ciągu spełnia też wymagania na ściskanie.
- Promień gięcia. Rura wchodzi do otworu po łuku. Dla ERP w 20 °C minimalny promień to 30 średnic (ERP 160: 4,8 m), w 0 °C 55 średnic.
- Zgrzewy. Rurociąg jest tak mocny, jak jego najsłabszy zgrzew. Zgrzewaj wg procedury i parametrów, a wciąganie zacznij dopiero po całkowitym ostygnięciu ostatniej zgrzeiny.
- Temperatura. Tabela obowiązuje do 20 °C. Rury składowane na słońcu przed przewiertem należy schłodzić albo osłonić.
Najczęstsze pytania
Czy rurę na złączkę ERPz albo rurę z kielichem ERPk można wciągać do przewiertu?
Nie. Do przewiertów, przecisków i przepychów przeznaczone są wyłącznie rury zgrzewalne ERP i ERPW. Rury ERPz, EKORPz, ERPk i EKORPk mają połączenia mechaniczne, których nie projektuje się na rozciąganie, i nie gwarantujemy ich integralności przy wciąganiu.
Jaki zapas bezpieczeństwa jest już w wartości 8 MPa?
Granica plastyczności HDPE to 17–20 MPa, więc 8 MPa daje współczynnik około 2–2,5 dla operacji trwającej kilkadziesiąt minut w temperaturze do 20 °C. Nie obejmuje on wad zgrzewu ani nagrzania rury, dlatego siła maszyny powinna być wyraźnie mniejsza od wartości z tabeli.
Czy siła ciągu zależy od temperatury?
Tak. Wraz ze wzrostem temperatury spada granica plastyczności polietylenu. Wartości z tabeli i kalkulatora obowiązują dla rury o temperaturze do 20 °C.
