Трубы из ковкого чугуна

Трубы из ковкого чугуна

Несмотря на то, что современные пластиковые трубные материалы пользуются все большим спросом, трубы из чугуна не теряют своей популярности. Чугунная канализация отличается надежностью, долговечностью, устойчивостью к температурным перепадам и давлению внутри системы. Чугунные трубы не нуждаются в дополнительной шумоизоляции, устойчивы к коррозии, доступны для самостоятельного монтажа.

Виды чугунных труб и их применение

Чугун – это сплав железа с углеродными добавками. Чтобы сплав можно было назвать чугуном, содержание в нем углерода должно быть не меньше 2,14%. Сплавы железа с меньшей долей углерода являются сталью.

Существует несколько видов чугунных труб, которые выпускают из сплавов железа с разной степенью содержания углерода. Причем углерод варьируется не только в долевом содержании, но и различается по строению. Это может быть круглый графит, пластинчатый, химически связанный углерод. Кроме углерода в сплав добавляют алюминий, висмут, никель, хром, марганец, серу, фосфор, кремний для придания сплаву тех или иных химико-физических свойств.

Обратите внимание! Высокая доля углерода в сплаве железа придает ему повышенную жесткость и хрупкость, уменьшая пластичность. В химических свойствах можно отметить повышенную устойчивость к агрессивным воздействиям, что в разы увеличивает срок службы чугунных труб (в сравнении со стальными аналогами).

Сфера применения чугунных трубных изделий остается достаточно широкой, поскольку по некоторым эксплуатационным характеристикам этим изделиям нет равных аналогов.

Основные области использования это:

  • промышленные трубопроводы для транспортировки агрессивных жидкостей и нефтепродуктов;
  • строительство канализации и водоотведения на промышленных объектах, в многоэтажных жилых домах;
  • монтаж противопожарных систем;
  • отопление и водоснабжение.

В индивидуальных домах для прокладки канализации они используются редко, поскольку здесь нет повышенных требований к прочности коммуникаций.

Чугунные трубы имеют следующие эксплуатационные характеристики:

  • гарантийный срок службы 80 лет;
  • минимальная температура эксплуатации достигает -60 градусов;
  • выдерживают удары внутренней среды силой 550 Н/мм²;
  • могут быть заглублены в землю на глубину до 10 м;
  • обладают свойством поглощать шумы и вибрацию.

Обратите внимание! Немаловажным достоинством является возможность монтажа без использования фитингов не только на прямолинейных участках. Длинные прогоны можно укладывать дугой, соединяя сегменты трубопровода в раструб.

Различают следующие виды чугунных труб:

  • ЧК – чугунные канализационные, безнапорные. В состав сплава, кроме углерода в пластинчатой форме, входит кремний.
  • ВШЧГ – чугун высокопрочный, трубы предназначены для эксплуатации в условиях повышенного давления, напорные.
  • SML – чугунные трубные изделия без раструба, сплав с повышенным содержанием углерода.
  • ЧНР – аббревиатура расшифровывается как «чугунные, напорные, раструбные».

Безнапорные

Безнапорные трубы из чугуна используют при прокладке внутренней и уличной канализации в системах, которые работают на самотеке. Именно такие материалы использовались для канализационных магистралей в жилых домах. Их преимуществом является бесшумность, возможность совмещения с пластиковыми трубами, возможность повторного использования при аккуратном демонтаже. Это достаточно хрупкие изделия, которые не терпят ударной нагрузки.

Высокопрочные

Высокопрочный чугун используют для строительства трубопроводов, которые эксплуатируют под давлением, для транспортировки агрессивных жидкостей. Особенностью этих материалов является их устойчивость к силовым и ударным нагрузкам. По прочности они превосходят стальные трубы. Срок службы их достигает отметки в 100 и более лет.

Такая прочность трубных материалов из чугуна марки ВШЧГ объясняется особенностью сплава. В состав его входит графит в шаровидной форме, который придает сплаву нехарактерную для чугуна пластичность. Трубы выпускают с раструбом и резиновыми прокладками. кроме промышленного производства их используют для прокладки внешней канализации в неблагоприятных условиях – на большой глубине залегания, при крайне низких температурах, под автомобильными трассами.

Безраструбные

Трубные изделия, для монтажа которых требуются специальные хомуты. Безраструбные чугунные трубы для придания большей коррозийной устойчивости покрывают внутри и снаружи специальным составом, содержащим эпоксидную смолу. Сфера применения этих изделий – системы водоотведения на предприятиях, использующих агрессивные среды и водопровод.

Для монтажа водопроводов безраструбные чугунные трубы не имеют себе равных. Это экологичные трубопроводы с высокой пропускной способностью, которые выдерживают любую температуру и ее перепады. По статистике такие водопроводы имеют самый длительный безаварийный срок службы.

Раструбные напорные

При производстве эти трубы покрывают специальным составом на основе битума, что придает им дополнительную устойчивость к агрессивным воздействиям.

Размеры чугунных трубных изделий

Трубные изделия из чугуна характеризуют следующие размерные параметры:

  • толщина стенки изделия;
  • условный проход (не путать с внутренним сечением);
  • внешний диаметр.

Масса погонного метра изделия как характеристика чугунной трубы не используется, поскольку варьируется в зависимости от размера и вида.

Официальным документом, который регулирует производство безнапорных трубных изделий из чугуна, является ГОСТ 6942-98. Согласно этому документу выпускают изделия трех внешних диаметров – 50, 100 и 150 мм.

Для регулирования производства напорных труб используют ГОСТ 9583-75. Согласно ему изготавливают трубы с условным проходом от 65 до 1000 мм.

По толщине стенки трубы делят на 3 класса с маркировкой А, Б, ЛА. Данные характеристики систематизированы в специальных таблицах.

В силу высокой массы изделий, чугунные трубы производят сегментами от 0,75 м до 6 м длиной.

Обратите внимание! При указании длины изделия раструб не учитывают.

Маркировка

При выборе чугунных трубных изделий следует обращать внимание на их маркировку, в которой указаны все параметры трубы, начиная с ее вида, а именно:

  • вид изделия;
  • производственный стандарт;
  • длина;
  • условная пропускная способность.

Например, маркировка ТЧК-150-2000 ГОСТ 6942 -98 обозначает раструбное безнапорное изделие с диаметром в 150 мм и длиной сегмента в 2 метра.

Достоинства и недостатки

Популярность чугунных труб для монтажа канализации объясняется их высокой износостойкостью. К основным положительным качествам коммуникаций относят:

  • длительный безаварийный срок службы, который доходит до 100 лет;
  • экологическую безопасность;
  • бесшумность;
  • возможность укладки в любой грунт без использования дополнительных защитных коробов;
  • возможность укладки на большой глубине;
  • возможность комбинирования с современными пластиковыми трубами;
  • низкая стоимость обслуживания коммуникаций после ввода в эксплуатацию;
  • устойчивость к температурным перепадам и низкой температуре;
  • большой диапазон возможностей монтажа – соединения в раструб, на сварке, с использованием фитингов или специальных хомутов.

Из недостатков чугунных канализационных труб выделяют:

  • хрупкость;
  • большой вес;
  • высокую стоимость.

Обратите внимание! Хрупкость и большой вес чугунных труб затрудняют их самостоятельный монтаж, транспортировку. При покупке изделий для канализации в индивидуальном доме следует выбирать трубы с тонкой стенкой.

Чугунные раструбные изделия класса А или ЛА обладают достаточной прочностью для индивидуальной канализационной системы.

Монтаж канализационной системы из чугунных труб

Для монтажа канализации внутри дома используют раструбные безнапорные изделия диаметром 50 или 100 мм. Для прокладки наружных коммуникаций диаметр трубы увеличивается до 150-200 мм. Однако эти размеры не являются жесткой нормой и варьируются в зависимости от назначения канализационной системы и предполагаемой пропускной нагрузки.

Вертикальный монтаж участков канализации осуществляют в раструб, производя сборку конструкции снизу вверх. Для герметизации соединений используют внутренние резиновые прокладки и дополнительную заделку соединения строительным раствором или специальным герметиком (строительный герметик сохнет быстрее). На высыхание раствора оставляют сутки, после чего проводят испытательный пуск коммуникаций.

Обратите внимание! Трубы и фитинги, выпущенные до 1974 года, не являются стандартизированными и могут отличаться по размеру от более современных. В настоящее время чугунные трубы и фитинги производят согласно международным стандартам.

Для монтажа поворотов, разводки, ревизий используют соответствующие фитинги, которые бывают раструбными или гладкими. Производители сантехники предлагают большой выбор тройников, крестовин, отводов, переходников для чугунных трубопроводов.

Читайте также:  Питание подсветки led матрицы

Крепление чугунных коммуникаций осуществляется на специальных опорах, к которым трубы крепят круговыми хомутами, скобами.

ГОСТ Р 57430-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРУБЫ, СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЧАСТИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ

Pipes, fitting from ductile iron with spherical graphite and their connections for trade oil pipelines. Specifications

ОКС 77.140.75
ОКП 14 6000

Дата введения 2017-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 "Стальные и чугунные трубы и баллоны"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к трубам и соединительным частям из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и их соединениям, используемым для подземной и надземной прокладки при строительстве трубопроводов внутрипромыслового сбора, транспорта нефти и сопутствующих ей компонентов — примесей, газа и пластовых вод.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.602 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 166 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 577 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 969 Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые. Технические условия

ГОСТ 1497 Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 2216 Калибры-скобы гладкие регулируемые. Технические условия

ГОСТ 3443 Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры

ГОСТ 6507 Микрометры. Технические условия

ГОСТ 7293 Чугун с шаровидным графитом для отливок

ГОСТ 7565 Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 8026 Линейки поверочные. Технические условия

ГОСТ 8736 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 9012 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 9454 Металлы. Методы испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 10692 Трубы стальные, чугунные и соединительные части к ним. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 12821 Фланцы стальные приварные встык на P от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см ). Конструкция и размеры

ГОСТ 13841 Ящики из гофрированного картона для химической продукции. Технические условия

ГОСТ 14192 Маркировка грузов

ГОСТ 15140 Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии

ГОСТ 18360 Калибры-скобы листовые для диаметров от 3 до 260 мм. Размеры

ГОСТ 18365 Калибры-скобы листовые со сменными губками для диаметров свыше 100 до 360 мм. Размеры

ГОСТ 19200 Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов

ГОСТ 27208 Отливки из чугуна. Методы механических испытаний

ГОСТ ISO 2531 Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водо- и газоснабжения. Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется принять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 19200, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 высокопрочный чугун с шаровидным графитом; ВЧШГ: Тип чугуна, в котором графит присутствует преимущественно в шаровидной форме.

3.1.2 гладкий конец: Конец трубы или соединительной части, помещаемый в раструбное соединение.

3.1.3 длина: Действительная длина трубы или соединительной части (см. рисунок 1).

Примечание — Для фланцевых соединений действительная длина равна полной длине. Для раструбных соединений действительная длина равна полной длине минус глубина, на которую входит гладкий конец в раструб.

3.1.4 допустимое рабочее давление: Внутреннее давление, исключая скачки давления, которое компоненты трубопровода должны безопасно выдерживать при постоянной работе.

3.1.5 класс трубы или соединительной части; К: Коэффициент обозначения толщины стенки трубы или соединительной части, выбираемый из целого ряда чисел — 9, 10, 11, 12.

3.1.6 номинальная масса: Справочная масса отливки с номинальными размерами.

3.1.7 номинальное давление; PN, МПа: Цифровое обозначение давления, выраженное числом, которое носит справочный характер для всех компонентов трубопровода одного номинального размера, имеющих сопряженные размеры.

3.1.8 овальность; О, %: Отклонение от окружности поперечного сечения трубы, определяемое по формуле

где D — максимальный наружный диаметр, мм;

D — минимальный наружный диаметр, мм;

D — номинальный наружный диаметр, мм.

3.1.9 отросток: Ответвление от основной цилиндрической части отливки, расположенное под углом к ней, с равным или меньшим условным проходом DN.

3.1.10 партия: Количество отливок, из которого выбирается образец для испытаний.

Примечание — За партию принимается количество труб или соединительных частей, отлитых из металла одной плавки, одного типоразмера, одного вида термообработки.

3.1.11 раструб: Конец трубы или соединительной части, охватывающий гладкий конец трубы или соединительной части.

3.1.12 раструбно-замковое соединение: Фиксированное соединение труб или соединительных частей, в котором предусмотрено устройство, предотвращающее разъединение собранного соединения при сохранении его герметичности, подвижности и прочности.

Примечание — Раструбно-замковое соединение включает в себя уплотнительное кольцо и комплект стопоров. Данные элементы и раструб трубы могут иметь различное конструктивное исполнение.

3.1.13 соединительная часть: Присоединяемое к трубе изделие, которое обеспечивает отклонение и/или изменение направления трубопровода.

3.1.14 труба: Отливка с равнопроходным каналом, с прямой осью, имеющая гладкий и раструбный или фланцевый концы.

3.1.15 условный проход; DN, мм: Округленное цифровое обозначение внутреннего проходного сечения, которое является общим для всех компонентов трубопроводной системы.

3.1.16 эффективная длина; L, мм: Для раструбных труб и соединительных частей L равна полной длине минус глубина раструба l , на которую входит гладкий конец (см. рисунок 1).

3.2 Обозначения и сокращения

b — ширина кольцевого валика, мм;

D — наружный диаметр раструба, мм;

D — максимальный наружный диаметр, мм;

Читайте также:  Лазерные уровни капро отзывы

D — минимальный наружный диаметр, мм;

DE — наружный диаметр трубы, мм;

DN — условный проход, мм;

h — высота кольцевого валика, мм;

l — расстояние от торца трубы до кольцевого валика, мм;

l — длина раструба, мм;

L — эффективная длина, мм;

PN — номинальное давление, МПа;

S — толщина стенки трубы, мм;

S — толщина внутреннего покрытия, мм;

— предел текучести, Н/мм ;

— временное сопротивление, Н/мм ;

— относительное удлинение, %.

ВЧШГ — высокопрочный чугун с шаровидным графитом;

К — класс трубы или соединительной части;

ДРК — двойной раструб компенсационный;

МС — муфта свертная;

МН — муфта надвижная;

ОР — отвод раструбный;

ОРГ — отвод, раструб — гладкий конец;

ПРГ- патрубок, раструб — гладкий конец;

ПФР — патрубок, фланец — раструб;

ПФГ — патрубок, фланец — гладкий конец;

ПРГ ст. — патрубок, раструб — гладкий конец сталь;

ТР — тройник раструбный;

ТРГ — тройник, раструб — гладкий конец;

ТРФГ — тройник, раструб — фланец — гладкий конец;

ТРФ — тройник, раструб — фланец;

УР — колено раструбное;

УРГ — колено, раструб — гладкий конец.

4 Сортамент

4.1 Размеры

4.1.1 Трубы и соединительные части изготавливают условным проходом DN 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400 и 500 мм. Основные размеры гладких концов труб приведены на рисунке 1 и в таблице 1.

Рисунок 1 — Основные размеры труб и их гладких концов

b — ширина кольцевого валика; D — наружный диаметр раструба; DE — наружный диаметр трубы; h — высота кольцевого валика; l — расстояние от торца трубы до кольцевого валика; l — длина раструба; L — эффективная длина; S — толщина стенки трубы; S — толщина внутреннего покрытия

Рисунок 1 — Основные размеры труб и их гладких концов

Таблица 1 — Основные размеры и масса труб

Номинальная масса трубы без цементного покрытия/с цементным покрытием, кг, при эффективной длине
L мм

Услов-
ный проход DN

Наруж-
ный диаметр раст-
руба
D

Наруж-
ный диаметр трубы
DE

Тол-
щина стенки трубы
S

Толщина внутрен-
него покры-
тия
S

Рас-
стоя-
ние от торца трубы до кольце-
вого валика
l

Высота кольце-
вого валика
h

Ширина кольце-
вого валика
b

Оптимизация использования труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в коммунальных трубопроводах

А. А. Отставнов, ведущий научный сотрудник «НИИ Мосстрой», Почетный строитель Москвы, канд. техн. наук

«Министерству регионального развития Российской Федерации, Федеральному агентству по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству и его территориальным подразделениям: рекомендовать руководителям субъектов Российской Федерации, учитывая экологическую и санитарно-эпидемиологическую безопасность труб из высокопрочного чугуна, рассмотреть вопрос их применения при проектировании, строительстве и реконструкции сетей водоснабжения на урбанизированных территориях и в промышленных зонах».

Таково решение Федерального собрания Российской Федерации (Государственная Дума, Комитет по экологии) от 22.02.2006 года.

Научно-техническая общественность поступит вполне адекватно важности проблемы, если примет активное участие в реализации этого решения.

В связи с этим остановимся именно на рассмотрении вопроса применения труб из ВЧШГ при проектировании, строительстве и реконструкции сетей водоснабжения. Казалось бы, что здесь рассматривать?

Во-первых, чугунные трубы используются более сотни лет, в том числе и в питьевом водоснабжении. Во-вторых, в стране имеется норматив на проектирование и монтаж подземных трубопроводов водоснабжения с использованием труб именно из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом [1]. В-третьих, в стране трубы из ВЧШГ производятся [2]. В-четвертых, за применение труб из ВЧШГ «горой стоят» эксплуатационники.

Даже есть Постановление московского Правительства, согласно которому для питьевого водоснабжения Москвы должны использоваться, главным образом, трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. И действительно, в Москве им стараются руководствоваться [3].

Но не все так просто.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом по своим прочностным и деформативным показателям сильно отличается от обычного серого чугуна, трубы из которого применяются, как уже было отмечено, более 100 лет. Эти свойства получены при модифицировании жидкого чугуна магнием. В результате модифицирования частицы графита в ВЧШГ находятся в виде маленьких сфер (шариков), исключая любой риск образования и распространения трещин, одновременно придавая чугуну пластичность (относительная деформация при разрыве 10 %) и прочность (400 МПа при разрыве и 300 МПа условный предел текучести). Улучшение гигиенических свойств, по сравнению с прежними чугунными трубами, обеспечивается наложением цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность труб из ВЧШГ.

Применять трубы из ВЧШГ в коммунальных трубопроводах крайне затруднительно Связано это с тем, что в СНиПах какие-либо сведения по проектированию, расчету и строительству напорных трубопроводов из ВЧШГ отсутствуют. Единственный документ по этому вопросу – СП 40–106–2000 – содержит, например, указания о необходимости расчетов на совместное воздействие расчетного внутреннего гидравлического давления и внешней нагрузки, однако в нем нет методики того, как это следует производить. К тому же включенные в СП 40–106–2000 трубы диаметром до 1000 мм по причине закрытия Синарского механического трубного завода (г. Усть-Каменск) больше не производятся.

Трубные изделия из ВЧШГ в России теперь производятся монопольно только одним заводом «Свободный сокол» (Липецк) по международной классификации [4, 5] – практически только одного класса (табл. 1). Т. е. эффективно использовать их возможно только при одном и том же рабочем давлении.

Таблица 1
Показатели труб из ВЧШГ [2]
Диаметр труб, мм Толщина, мм SDR 2) P, МПа Класс
условный наружный внутренний 1) стенки ЦПП
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 100 118 106/100 6 3 19,7 33,4 10
2 150 170 158/152 6 3 28,3 23,9 9,2
3 200 222 209,4/203,4 6,3 3 35,2 18,0 9
4 250 274 260,4/254,4 6,8 3 40,3 15,7 9,06
5 300 326 311,6/305,6 7,2 3 45,3 13,8 9

1) в знаменателе без внутреннего цементно-песчаного покрытия, в числителе с внутренним цементно-песчаным покрытием;

2) размерное отношение для труб, равное отношению наружного диаметра Dн трубы к толщине ее стенки

Номенклатура труб из ВЧШГ [2] охватывает условные диаметры Dу 100, 150, 200, 250 и 300 мм (табл. 1), т. е. всего 5 внутренних диаметров.

Так что применять придется одни и те же трубы для устройства любых трубопроводов, не зависимо от внутреннего давления в сети и условий прокладки, что вряд ли совместимо с оптимизацией по затратам конкретной системы водоснабжения коммунального комплекса водоснабжения. А конкретных систем водоснабжения в России великое множество. Они существенно могут отличаться друг от друга:

– по диаметрам (будем считать применительно к трубам из ВЧШГ ограниченно от 80 до 1000 мм);

– рабочим напорам: 0,3 МПа – в малоэтажном строительстве; 0,4 МПа – для Москвы по факту [2], для других городов, скорее всего, не выше из-за ветхости водопроводных сетей; 1 МПа – при новом строительстве и 1,6 МПа, возможно, на водоводах;

– применению (в грунтах различной прочности, с модулем деформации грунта от 0,02 МПа – ил, торф, до 200 МПа – скалистые и каменистые грунты);

– монтажным технологиям (укладка в траншеях, в насыпях, в коллекторах, с использованием горизонтально-направленного бурения, проколов, продавливания, микротоннелирования, при бестраншейной реконструкции без разрушения и с разрушением ветхого трубопровода);

– возможностям проведения ремонтных работ (в больших городах, как говорится, все под рукой – эксплуатационники всегда рядом и у них имеется, как правило, хорошая механическая база для проведения ремонтных работ, и, наоборот, в малых населенных пунктах, все растянуто в пространстве – сети длинные, эксплуатационники далеко, да и вряд ли у них все необходимое оборудование).

Читайте также:  Ремонт смесителя дамикса своими руками

В дополнение к трубам из ВЧШГ завод «Свободный сокол» производит соединительные части (отводы, тройники, переходы, муфты и т. п.) также из ВЧШГ – литые [6] и на сварке [7] из фрагментов самих труб.

Раструбные соединения труб и соединительных частей из ВЧШГ, уплотняемые резиновыми манжетами а – не воспринимающие осевых нагрузок; б – воспринимающие осевое нагружение

Один из концов труб и соединительных частей, как правило, оснащен раструбом специальной конфигурации. Посредством раструбов трубы соединяются как между собой, так и c соединительными частями. При этом места соединений уплотняются специальными резиновыми манжетами. Причем указанные соединения в одном исполнении (рис.1а) не могут воспринимать осевого нагружения, а в другом (рис. 1б) – могут. Помимо указанных соединений, концы труб между собой и с соединительными частями могут свариваться [8] специальными электродами (рис. 2).

Сварное соединение труб и соединительных частей из ВЧШГ

К сожалению, в каких случаях следует использовать те или иные соединения нигде не прописано. За исключением того, что для присоединения к арматуре и к стальным (из других материалов) трубам имеются офланцованные соединительные части из ВЧШГ (рис. 3).

Фланец на соединительной части из ВЧШГ

За рубежом трубные изделия из ВЧШГ производятся более широкой номенклатуры [4, 5], которые различаются:

– по диаметрам (от 40 до 2600 мм);

– классам (7, 8, 9, 10, 11, 12 …);

– рабочим давлениям (от 1 до 6,4 МПа и даже больше, по специальному заказу [9]);

– кольцевой жесткости (от нескольких кПа до 1,5 десятков МПа);

– допустимой овализации поперечного сечения трубы под действием грунтовых и транспортных нагрузок (от 0,45 до 4 %).

Анализ показывает, что в трубах из ВЧШГ некоторых классо-размеров заложен огромный резерв несущей способности.

Это возможно благодаря тому, что толщина стенки труб определена по формуле, в которую введен показатель класса [4, 5]:

где е – номинальная толщина стенки труб, мм;

К – коэффициент, используемый для указания класса толщины, принимается из ряда целых чисел: 7, 8, 9, 10, 11, 12. ;

Dу – условный диаметр труб, мм.

Что классифицирует, применительно к напорным трубопроводам, показатель класса К нигде не обосновывается.

Минимальная толщина стенок труб, изготовленных центробежным литьем, и соединительных частей из ВЧШГ должна быть во всех случаях 6 мм.

Овализация кольцевого образца трубы из ВЧШГ при сжатии

Трубы производства ЛМЗ «Свободный сокол», которые можно отнестик классу 9 (табл. 1), имеют чрезмерный [10] для коммунальных трубопроводов запас прочности. К тому же трубы из ВЧШГ (рис. 4) ведут себя не как жесткие – из серого чугуна (можно сказать хрупкие), а как гибкие (рис. 5) – полимерные (можно сказать эластичные), которые в большинстве своем могут образовывать пластический шарнир (рис. 5б). Благодаря этому свойству полимерных труб, трубопроводы из них проектируются так, чтобы при эксплуатации они работали до полного исчерпания своей несущей способности. Наши предварительные расчеты показывают, что для реальных напорных трубопроводов, уложенных в различных грунтовых условиях, толщина стенки труб из ВЧШГ некоторых диаметров с точки зрения минимизации затрат [11] как на строительстве, так и при эксплуатации трубопроводов должны быть в несколько раз меньше во всех классах, чем установлено нормами по приведенной выше формуле.

Овализация кольцевого образца полимерной трубы при сжатии
а – до 3 % от наружного диаметра;
б – возникновения пластического шарнира

Это также убеждает в том, что назрела потребность в разработке нового экономического сортамента труб из ВЧШГ специально для коммунальных трубопроводов с тем, чтобы можно было полностью задействовать имеющийся у них прочностной резерв [12]. Исключением будут являться трубы малых диаметров, для которых толщина стенки назначается с учетом технологии их изготовления.

На первых порах трубы для нового сортамента можно будет выбрать из имеющихся классов (K = 7, 8, 9, 10, 11, 12…) с приблизительно одинаковыми значениями SDR, в противоположность современному подходу (табл. 1). И уже согласно этому экономическому сортаменту организовывать в России производство труб из ВЧШГ большего диаметра, чем производимые ЛМЗ «Свободный Сокол», вначале до 1000 мм, а затем, при необходимости, до 2600 мм.

СП 40–106–2002 позволяет грамотно использовать трубы из ВЧШГ только при новом строительстве и его требования распространяются всего лишь на траншейную прокладку трубопроводов. Вне его остаются коллекторная прокладка труб из ВЧШГ.

Нет никаких российских нормативов на проведение реконструкции ветхих трубопроводов трубами из ВЧШГ не только с использованием бестраншейных методов, но даже и традиционных технологий. В связи с этим срочно требуется рассмотреть вопросы и прокладки, и перекладки трубопроводов с использованием труб из ВЧШГ при производстве работ не только открытым способом, но и с использованием закрытых методов – ГНБ (горизонтально-направленного бурения), прокола, продавливания, микротоннелирования. При этом нельзя оставить без внимания вопросы технического надзора, испытания и сдачи трубопроводов в эксплуатацию, требования безопасности и охраны окружающей среды. Попытаться распространить использование труб из ВЧШГ также и на напорную канализацию.

Качественные и своевременные ответы на поставленные вопросы могут быть получены, естественно, при условии:

– быстрого сбора и анализа материалов теоретического и практического характера;

– тщательного проведения исследований, в том числе и для разработки методик расчета прочности труб из ВЧШГ с тем, чтобы можно было выбрать экономически обоснованные трубы из пока что имеющихся классо-размеров;

– обязательного учета особенностей устройства коммунальных трубопроводов в условиях различных территорий России;

– подготовки полного комплекта нормативных документов;

– непременной гармонизации их с международныминормами (не следует забывать о том, что Россия вступает в ближайшее время в ВТО).

Участие научно-технической общественности в получении ответов на поставленные вопросы будет достойным вкладом в реализацию решения Федерального собрания Российской Федерации.

Литература

1. СП 40–106–2002. Проектирование и монтаж подземных трубопроводов водоснабжения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

2. ТУ 1461–037–50254094–2004. Трубы чугунные напорные высокопрочные.

3. Храменков С. В. Стратегия модернизации водопроводной сети. М., 2005.

4. ISO 2531. Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водогазоснабжения.

5. EN 545. Трубы, соединительные части и принадлежности из чугуна с шаровидным графитом.

6. ТУ 1460–035–50254094–2000. Части соединительные литые из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов.

7. ТУ 1468–041–5025094–2001. Части соединительные сварные из высокопрочного чугуна для напорных трубопроводов.

8. ТИ 50254094–С–01–2004. Сварка и контроль трубопроводов теплоснабжения из высокопрочного чугуна.

9. Handbuch Gussrohrsysteme fur Trinkwasser. Buderus Guss GmbH Gussrohrtechnik RV. Wetzlar, Januar 2005.

10. Отставнов А. А., Алиференков А. Д., Примин О. Г., Орлов В. А., Харькин В. А. Оценка напорных трубопроводов из ВЧШГ с использованием математической модели системы «грунт – жесткая труба» // СОК. 2006. № 6.

11. Дмитриев А. Н., Отставнов А. А., Ионов В. С. К минимизации затрат на устройство и эксплуатацию внутренних напорных трубопроводов // Сантехника. 2005. № 3.

12. Камерштейн А. Г. Условия работы стальных трубопроводов и резервы их несущей способности. М., 1966.

А. А. Отставнов //Водоснабжение и водоотведение общественных зданий//

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector