X

25.04.2015

Трубы ВЧШГ: описание, особенности, нормативная документация, области применения

В этой статье нам предстоит познакомиться с трубами из относительно экзотического материала — высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Мы выясним, чем они отличаются от привычных чугунных раструбных труб для водопровода и канализации, какими защитными покрытиями комплектуются, для каких целей могут использоваться и как монтируются. Кроме того, мы изучим регламентирующую их производство нормативную документацию.

Устройство отечественной трубы из высокопрочного чугуна.

Устройство отечественной трубы из высокопрочного чугуна.

Знакомство с материалом

Что мы знаем о чугуне:

  • Он является первичным продуктом переработки железной руды и сырьем для производства стали, отличаясь от нее большим содержанием углерода;
  • Чугун, в отличие от черной стали (лишенной легирующих добавок — хрома, никеля и молибдена), стоек к коррозии. От нержавеющих сталей он выгодно отличается дешевизной;
  • Вместе с тем он проигрывает стали в пластичности и вязкости: наличие углерода делает металл хрупким.

Любопытно: в отсутствие абразивного режущего инструмента опытные слесаря нередко отламывали отрезки труб из серого чугуна, предварительно надрубив их по кругу зубилом.

В 1949 году американским изобретателем Кейтом Миллисом был получен патент на необычную форму чугуна. Суть модификации сводилась к добавке в расплав небольшого количества магния.

В результате графит (одна из форм углерода), содержащийся в чугуне и определяющий его свойства, претерпевал любопытную трансформацию: его частицы приобретали вместо привычной плоской шаровидную форму.

Форма графита в сером чугуне и ВЧШГ.

Форма графита в сером чугуне и ВЧШГ.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом разительно отличался от серого: сохранив стойкость к коррозии, он становился вязким, ковким, пластичным и приобретал высочайшую механическую прочность. При этом себестоимость металла возрастала весьма незначительно.

Применение и способ монтажа

Традиционно чугунные трубы использовались в двух областях:

  1. При сооружении канализационных систем. Стойкость чугуна к коррозии здесь была очень кстати: агрессивность бытовых и промышленных стоков делала невозможным использование более прочной стали;
  2. При строительстве магистральных водопроводов. Грунтовые воды и растворенный в воде кислород почти столь же губительны для стали, как и стоки.
Это, однако, не мешает восстановленному после Великой Отечественной Войны чугунному водопроводу Петергофа служить шестой десяток лет.

Это, однако, не мешает восстановленному после Великой Отечественной Войны чугунному водопроводу Петергофа служить шестой десяток лет.

Способ монтажа раструбных соединений зависел от области применения:

  • Канализация чеканилась каболкой (органическим волокном с масляной или битумной пропиткой) и заделывалась цементно — песчаным раствором;
  • Раструбы водопроводов заливались серой, свинцом или чеканились свинцовой лентой. Сера применялась, впрочем, и при монтаже канализации, но значительно реже.

Понятно, что высокопрочный чугун быстро заставил потесниться своего предшественника. В настоящее время он применяется как в коммунальной сфере, так и при сооружении нефтегазопроводов.

Способ монтажа по-прежнему определяется областью применения:

  • Трубы ВЧШГ для канализации используют все те же раструбные соединения, но уже не под чеканку, а снабженные резиновыми уплотнителями;

Заметьте: при диаметре до 250 мм для стыковки используются хомуты и рычаги.
При больших размерах для монтажа привлекается погрузочная техника.

Трубопроводы большого диаметра монтируются с использованием спецтехники.

Трубопроводы большого диаметра монтируются с использованием спецтехники.

  • Труба ВЧШГ для водопровода и теплотрасс может соединяться как раструбами, так и фланцами. В качестве материала прокладок используется паронит и, несколько реже, силикон;
  • Нефтегазопроводы высокого давления монтируются с использованием сварных соединений, благо высокопрочный (как, впрочем, и серый) чугун прекрасно варится специальными электродами.

Производство в России

В нашей стране, несмотря на популярность труб из высокопрочного чугуна, они производятся лишь одним предприятием — Липецкой трубной компанией «Свободный Сокол». Доля предприятия в поставке материала для трубопроводов ЖКХ составляет 25% — согласитесь, немало для единственного завода.

Трубный завод в Липецке.

Трубный завод в Липецке.

Что еще полезно знать о продукции ЛТК?

Вот информация с официального сайта компании:

  1. Номинальный диаметр продукции варьируется от 80 до 1000 миллиметров;
  2. Стандартная длина трубы составляет 6 метров;
  3. Вся продукция Липецкого завода изготавливается только и исключительно под раструбные соединения с резиновым уплотнителем. При этом производитель использует замки трех типов, различающиеся диапазоном рабочего давления:
Соединение Рабочее давление, МПа Диаметр, мм
Tyton 3,0 — 6,4 80-1000
RJ 2,5 — 8,8 80-500
RJS 1,6-3,2 600-1000
  1. Замки позволяют монтировать трубы не только на одной продольной оси, но и с отклонением от прямой в 1,5 — 5 угловых градусов без использования фасонины и без нарушения герметичности;
  2. Несмотря на коррозионную стойкость, изделия дополнительно снабжаются защитными покрытиями. На них есть смысл остановиться несколько подробнее.

Внешнее покрытие

Оно состоит из двух слоев:

  1. Металлического цинка;
  2. Битумного лака.

Покрытие интересно тем, что оно способно к самовосстановлению. Как это происходит? Дело в том, что цинк образует гальваническую пару с железом и сплавами на его основе, в том числе с ВЧШГ.

При повреждении цинкового слоя оголенный чугун выполняет роль катода, а оцинкованная поверхность трубопровода — анода. Миграция ионов цинка постепенно восстанавливает защитный слой.

Самовосстановление защитного покрытия.

Самовосстановление защитного покрытия.

Мало того: при укладке в грунт на поверхности трубопровода образуется исключительно прочный и практически нерастворимый слой из оксидов, солей и гидратов цинка.

Внешнее покрытие битумным лаком консервирует процессы ионного обмена с окружающей средой; процесс замедленной, чрезвычайно растянутой во времени коррозии приводит не к разрушению стенок, а к образованию плотного слоя продуктов коррозии, выполняющего защитные функции.

Наружная оболочка способна выполнять свои функции в крайне агрессивной среде.

Наружная оболочка способна выполнять свои функции в крайне агрессивной среде.

Внутреннее покрытие

Вся продукция «Свободного Сокола» — это труба ВЧШГ с ЦПП. Что такое ЦПП? Это цементно-песчаное покрытие, опять-таки защищающее стенки от агрессивного воздействия транспортируемой среды.

Производитель подчеркивает, что покрытие обеспечивает пассивную и активную защиту. Под пассивной понимается примитивная механическая защита от абразивного износа и непосредственного контакта с агрессивной средой.

Активная же состоит в постепенном насыщении пор защитного слоя продуктами гидратации цемента, в первую очередь — гидроокиси кальция. Она, в свою очередь, провоцирует превращение железа поверхностного слоя в оксид Fe2O3, который удерживается цементно-песчаным покрытием от разрушения и предотвращает дальнейшую коррозию стенок.

ЦПП обладает рядом дополнительных полезных свойств:

  • несмотря на относительную шероховатость, снижает гидравлическое сопротивление труб, предотвращая образование отложений;
  • является самовосстанавливающимся в условиях транспортировки водной среды. При возникновении трещин и увлажнении покрытия все та же гидратация цемента с образованием гидроокиси и карбоната кальция способствует их постепенному заполнению.
Все достоинства ЦПП в одной схеме с сайта производителя.

Все достоинства ЦПП в одной схеме с сайта производителя.

Нормативные документы

Зарубежные стандарты, регламентирующие качество импортной продукции, мы оставим за кадром и сосредоточимся на отечественной нормативной документации.

С ней сложилась довольно забавная картина:

  1. существенная часть продавцов, в качестве основного документа ссылается на ГОСТ 9583-75;
  2. однако единственный производитель — пресловутый ЛТК «Свободный Сокол» — в списке нормирующих документов его не упоминает; зато туда входят техусловия ТУ 1461-037-50254094-2008.

Давайте попробуем прояснить картину и изучить оба документа.

ГОСТ

Он регламентирует изготовление напорных чугунных труб методом полунепрерывного и центробежного литья.

Для удобства читателя мы выделим лишь основные моменты стандарта:

  • Все трубы производятся с раструбами;
Труба ВЧШГ 100 мм с раструбом под кольцевой уплотнитель.

Труба ВЧШГ 100 мм с раструбом под кольцевой уплотнитель.

  • Минимальный номинальный диаметр составляет 65 мм, максимальный — 1000 мм;

Заметьте: здесь есть явное расхождение с сортаментом продукции ЛТК, начинающегося с диаметра 80 мм.

  • Длина труб варьируется от 2 до 10 метров, что тоже вызывает определенные сомнения в соответствии продукции ЛТК данному ГОСТ;
  • Наконец, главное: продукция должна изготавливаться из… затаите дыхание, уважаемый читатель… литейного серого чугуна, содержащего не более 0,12% серы и не более 0,7% фосфора. Про ВЧШГ — ни слова.

Вывод очевиден: соответствие любой отечественной трубы из ВЧШГ данному стандарту — не более чем фикция.

ТУ

Автор техусловий покажется нам знакомым: это некое липецкое предприятие «Свободный Сокол». Надо ли говорить, что изданные им техусловия выполняются неукоснительно!

Впрочем, и этот документ принесет нам несколько любопытных открытий:

  • ТУ предусматривает наличие не только раструбов, но и фланцев. На главной странице предприятия о них не упоминается;
Изделия с фланцами не упоминаются на офсайте предприятия, но предусмотрены ТУ.

Изделия с фланцами не упоминаются на офсайте предприятия, но предусмотрены ТУ.

  • В качестве области применения упоминаются только водопровод и канализация. На главной странице в аналогичном списке фигурируют нефтегазопроводные магистрали и теплотрассы с рабочей температурой до +120С;
  • Трубы могут поставляться без цинкового наружного покрытия, с защитой битумным лаком или полимерной смолой;
  • В числе примеров условных обозначений упоминается как труба ВЧШГ 150 мм длиной 6 метров, так и труба диаметром 300 мм и длиной… 5500 мм. Несмотря на то, что на сайте предприятия прямо указан единственный выпускаемый типоразмер — 6000 мм.

Заключение

Несмотря на все странности нормирующей документации, трубы из высокопрочного чугуна являются одним из наиболее привлекательных решений для прокладки водопроводов и канализации на больших глубинах или в условиях вероятных подвижек грунта.

Статистика свидетельствует в пользу материала.

Статистика свидетельствует в пользу материала.

Если у читателя возникли вопросы и дополнения к нашему материалу — мы будем рады видеть их в комментариях. Успехов!

загрузка...

Добавить комментарий

загрузка...

Поделиться


Остались вопросы? Задайте их в нашей группе вконтакте

Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту





Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток