Современная промышленность предлагает 4 основных варианта решения корпуса для конструкций используемых в системах водоснабжения и водоотведения : сборный корпус из железобетонных колец, сварной корпус из стальных листов, корпус из стеклопластика и корпус из спиральновитой полиэтиленовой трубы.
Железобетон
Главными недостатками корпусов из этого материала являются:
— Водопроницаемость конструкции для грунтовых вод(инфильтрация), что само по себе не столь опасно как просачивание сточных вод из резервуара в почву(эксфильтрация), которое может привести к ее загрязнению и в долгосрочной перспективе к экологическим проблемам;
— Необходимость в дополнительных мероприятиях по гидроизоляции как стыков колец, так и вводов подводящего трубопровода, выводов напорных трубопроводов и всей конструкции в целом, что не только увеличит стоимость сооружения, но и потребует постоянного мониторинга состояния гидроизоляции;
– Также канализационные насосные станции, выполненные из железобетона находятся в чрезвычайно агрессивных для них условиях эксплуатации, где скорость коррозии достигает 25-40 и более мм/год, при содержании Н2S в воздухе более 500 мг/м3. Сточные воды, содержащие более 1 мг/л сульфидов, являются потенциально агрессивными с точки зрения возникновения биологического фактора — образования сероводорода в воде, его дегазации в атмосферу сооружения и последующего окисления в серную кислоту, что также сказывается на сроке службы канализационных насосных станций из железобетона;
– Большая длительность и сложность монтажных работ;
– Низкая ремонтопригодность;
– Большая масса конструкции без учета установленного насосного оборудования, однако этот недостаток одновременно является и достоинством, поскольку отпадает необходимость в мероприятиях по защите от всплытия при высоком уровне грунтовых вод.
Сталь
Пожалуй, главным недостатком этого материала является его подверженность точечной электрохимической коррозии, что со временем отразится на целостности и герметичности конструкции. Таким образом при использовании стального корпуса возникает необходимость в устройстве антикоррозионной защиты и ее регулярного мониторинга.
— Также как и насосные станции из железобетона, стальные канализационные насосные станции имеют большой вес конструкции без установленного насосного оборудования и по сравнению с полимерными и композитными материалами более высокую стоимость;
— По сравнению с насосными станциями из полимерных и композитных материалов, стальные имеют намного более длительный цикл производства готового изделия, поскольку изготовляются при помощи электросварки из стальных листов;
— Также по сравнению с полимерами и композитами, сталь имеет более высокий коэффициент теплопроводности, что вызывает необходимость обязательного устройства теплоизоляции корпуса(даже в районах с мягким климатом), для предотвращения замерзания сточной жидкости в резервуаре, при котором произойдет разрыв корпуса(при недостаточной толщине стенки резервуара).
Стеклопластик
Стеклопластик — композиционный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего. Наполнителем служат в основном стеклянные волокна в виде нитей, жгутов (роввингов), тканей, матов, рубленых волокон; связующим — полиэфирные, феноло-формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, полиимиды, алифатические полиамиды, поликарбонаты и др. В последнее время возникло много споров между сторонниками использования стеклопластика и полиэтилена в строительстве инженерных сетей, но здесь мы опишем только его недостатки применительно к производству комплектных насосных станций. К ним можно отнести:
— Стеклопластиковые корпуса получают путем горячего прессования стекловолокна, перемешанного с синтетическими смолами(однако существуют и другие способы), на выходе получая готовый корпус, в который устанавливаются комплектующие, слабым местом конструкции являются патрубки ввода трубопроводов для перекачиваемой жидкости и вводы электрических кабелей, поскольку места ввода трубопроводов приходится дополнительно гидроизолировать, то есть в долгосрочной перспективе возникает вопрос о герметичности этих вводов, а следовательно и все конструкции;
— Стеклопластик, обладая большой прочностью, однако не является пластичным материалом, он довольно хрупкий при больших нагрузках, что очень важно, учитывая низкую культуру монтажа, и может отразится как на целостности так и на герметичности конструкции в целом;
— Стеклопластик не поддается никаким видам сварки, что очень сильно снижает его ремонтопригодность. Все соединения выполняются с помощью фланцев;
— При изготовлении стеклопластиковых труб даже при соблюдении всех требований технологического процесса степень полимеризации различных связующих составляет от 94 до 98% (обычно до 80%). Неполная полимеризация повышает упругие свойства изделия, но ухудшает химическую стойкость;
— Стеклопластик плохо поддается вторичной переработке.
Полиэтилен
Главным достоинством полиэтилена, по сравнению с вышеперечисленными материалами, и в отличие от всех остальных полимерных материалов, является его хорошая свариваемость, обуславливающая образование однородного материала. Свариваемость полиэтилена обеспечивает:
– Полную герметичность конструкции резервуара, так как насосная станция в готовом виде представляет собой единое, цельное сооружение. Корпус изготавливается из полиэтиленовой спиральновитой трубы. В процессе производства используется технология экструзионной сварки, благодаря чему конструкция не требует дополнительных решений по гидроизоляции;
– Простоту и короткие сроки производства изделия, а также монтажа готового изделия на объекте строительства;
– Полную ремонтопригодность всех конструкционных элементов канализационной насосной станции на любом этапе(транспортировка, монтаж, эксплуатация);
Помимо свариваемости, полиэтилен обладает и рядом других преимуществ:
– Полиэтилен не подвержен коррозии и обладает отличными диэлектрическими свойствами, которые защищают корпус от блуждающих токов;
– Полиэтилен выдерживает отрицательные температуры до -60 °С, практически не меняя своих свойств и оставаясь достаточно эластичным, что позволяет устанавливать насосные станции без применения теплоизоляции в районах с холодным климатом;
– У полиэтилена низкая газо- и паропроницаемость, также он обладает высокой химической стойкостью, не вступает в реакции с насыщенными соляной и плавиковой кислотами, со щелочами разной концентрации, и с растворами любых солей;
– Высокая эластичность полиэтилена позволяет даже при больших нагрузках и ошибках некачественном монтаже избежать повреждения корпуса, также эластичность полиэтиленапозволяет применять его при строительстве в зонах с повышенной сейсмической активностью, до 9 баллов. Например, в Японии, стальные трубы подземной прокладки заменены на полиэтиленовые в законодательном порядке;
– Российский и зарубежный опыт эксплуатации, а также научные исследования показывают, что трубы из полиэтилена могут находиться в эксплуатации без химических и механических изменений в течение 50 лет и более;
– Полиэтиленовые трубы более стабильны по сравнению со стеклопластиковыми при динамической и циклической нагрузке;
– Полиэтилен легко поддается вторичной переработке.
О жесткости емкостей
Рассказывая о преимуществах полиэтилена перед стеклопластиком, главным аргументом является кольцевая жесткость. Согласно нашим расчетам и измерениям на стенде для испытаний стенок емкостей на жесткость, жесткость емкостей составляет от SN0.5 до SN12 в зависимости от требований.
Стеклопластик же , из-за своей технологии не может предоставлять подобные характеристики и качества.
 |
 |
Ниже представлены фотографии очистных сооружений из стеклопластика использованных в городе Екатеринбург, в ходе эксплуатации не выдержавшие нагрузок и давшие трещины в нескольких местах.
 |
 |
 |
 |
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что при современных реалиях строительства инженерных сетей, самым подходящим и экономически оправданным материалом для изготовления комплектных канализационных насосных станций является полиэтилен, а качество продукции гарантируется проверенным поставщиком.