Drukuj

Rola uszczelek w systemach wodociągowych

Najstarszym materiałem, z którego wykonywano rury jest kamionka. Dawniej rury kamionkowe układane w wykopach otwartych uszczelniano sznurem konopnym bądź pakułami impregnowanymi substancjami bitumicznymi. Obecnie, w związku z rozwojem technologii bezwykopowych opracowano inny system rur kamionkowych, którego istotnym elementem są złącza ze stali molibdenowej z uszczelką kauczukowo - elastomerową. Złącza kielichowe rur żeliwnych, również zmodernizowano wprowadzając uszczelnienia gumowe.

Rury polimerobetonowe łączone są żywicą poliestrową zbrojoną włóknem szklanym. Każda rura zaopatrzona jest z jednej strony w złącze, z którym zintegrowana jest uszczelka elastomerowa, która musi spełniać określone wymagania. Przewody z tworzyw termoplastycznych mogą być łączone techniką zgrzewania, natomiast w przypadku elementów wykonanych z duroplastów np. z tworzywa kompozytowego GRP stosuje się m.in. łączniki z żywicy poliestrowej wzmacnianej włóknem szklanym i zaopatrzone w elastomerowe uszczelki (EPDM).

Elementy gumowe stanowią więc nieodłączną część współczesnych systemów wodociągowych i odpływowych. Są to zazwyczaj uszczelnienia złączy lub okładziny rur mające zapobiegać korozji. Muszą one zapewnić trwałość i szczelność wodociągu czy systemu odpływowego przez wiele lat, dlatego powinny spełniać szereg wymagań.

Materiały, dobór, trwałość

Właściwości elastomerów, trwałość wyrobów pozostających w kontakcie z różnymi mediami, zależą przede wszystkim od ich budowy cząsteczkowej. Kauczuki zbudowane są z długich, splątanych ze sobą makrocząsteczek, które nieustannie drgają. W wyniku wulkanizacji zostają one połączone poprzecznymi wiązaniami chemicznymi, ruch całych makrocząsteczek zostaje ograniczony, a skutkiem tego jest zjawisko sprężystości. W nowo powstałej strukturze występuje ok. 10% wolnej przestrzeni, co zapewnia pożądaną elastyczność gumy. Z drugiej strony, wolne przestrzenie umożliwiają wnikanie mediów do wnętrza materiału i odpowiadają za występowanie niepożądanych zjawisk – relaksacji naprężeń i pełzania, skracających czas eksploatacji wyrobów gumowych.

Wyroby gumowe, w tym uszczelnienia złącz systemów wodociągowych i kanalizacyjnych, charakteryzowane są przez szereg parametrów. Podstawowymi i powszechnie oznaczanymi w specjalistycznych laboratoriach są: twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu, wytrzymałość na rozdzieranie, odkształcenie trwałe po ściskaniu, czy odporność na ozon i zmiana objętości w wodzie (lub oleju).

Często, w celu oszacowania zmian właściwości fizyko-chemicznych, wyroby gumowe bada się w trakcie całego okresu eksploatacji. Taki sposób postępowania wiąże się jednak z wysokimi kosztami i jest czasochłonny, dlatego bada się próbki poddane przyśpieszonemu starzeniu (w podwyższonej temperaturze lub agresywnym środowisku), zaś wyniki badań stosuje się w odpowiednich technikach przewidywania czasu eksploatacji.

Jak już wspomniano, guma nie jest całkowicie odporna na chemikalia i czynniki środowiskowe, ze względu na swoją budowę wewnętrzną. W zależności od rodzaju użytego kauczuku, wyroby mogą mieć znaczna odporność na określone czynniki. Ciecze organiczne mogą osłabiać nie tylko oddziaływania chemiczne w materiale powodując pęcznienie, ale również niszczyć gumę chemicznie (powodując np. degradację makrocząsteczek kauczuku). Silnie napęczniała guma jest zbyt słaba do zastosowań praktycznych, a zmiany chemiczne mogą wywołać efekt synergiczny.