Трубы напорные из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита

Чугунные трубы производят двух марок: ЧН — чугунные напорные из серого чугуна, ВЧШГ — напорные из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита в структуре чугуна. Последние изготавливаются из высокопрочного чугуна, имеют меньшую плотность, чем трубы марки ЧН (7,05 г/см³), более высокую твердость (до 260 НВ) и ударостойкость при гораздо меньшей толщине стенки и меньшем весе грубы. Они предназначены для водонапорных систем, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения с максимальным давлением воды до 1,6 МПа.

Трубы ВЧШГ рекомендуется применять в соответствии с требованиями СП 129.13 330.2012¹ и СП 31.13 330.2012^[1][2], как правило, при подземной траншейной прокладке. Допускается их использование при прокладке трубопроводов хозяйственно-питьевого водоснабжения в коммуникационных коллекторах, тоннелях и каналах при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Па рис. 4.1 показана структура различных форм графита. Шаровидный графит (рис. 4.1, в) в меньшей степени, чем пластинчатый, ослабляет сечение металлической матрицы и, главное, не является таким сильным концентратором напряжений.

При производстве этого чугуна перед разливкой вводят добавки магния или цезия, при этом графит кристаллизуется в шаровидной форме. Это обстоятельство в сочетании с возможностью формировать необходимую структуру металлической матрицы позволяет придавать чугунам высокую прочность, пластичность и повышенную ударную вязкость.

Трубопроводы и трубы ВЧШГ могут испытывать большие диаметральные прогибы при эксплуатации, сохраняя все функциональные характеристики. Это позволяет им выдерживать большую толщину почвенного покрытия и большие дорожные нагрузки.

Рис. 4.1. Различные формы графита в чугуне:

а — пластинчатый; б — хлопьевидный; в — шаровидный; г — вермикулярный графит (х200).

Испытаниями установлено, что коррозионная стойкость труб из ВЧШГ в несколько раз превышает стойкость стальных труб (из нелегированных сталей), а в ряде случаев выше, чем у труб из серого чугуна.

Электрическое сопротивление чугунных труб, как правило, выше, чем стальных, а применение резиновых манжет в раструбных стыках делает трубопроводы практически не электропроводящими, поэтому трубы ВЧШГ, как правило, не подвергаются электрической коррозии. Однако в особо коррозионных грунтах и в местах электрических блуждающих токов высокой плотности может потребоваться их дополнительная защита в виде полиэтиленовой оболочки (полиэтиленового «чулка», надеваемого на трубу в процессе укладки), наружного покрытия металлическим цинком или катодной защиты.

На рис. 4.2 показана конструкция раструбной чугунной трубы из ВГШГ с защитными покрытиями.

Параметры труб из ВЧШГ принимаются по ГОСТ ISO 2531 — 2012^[3]. Длина раструбных труб и труб с гладкими концами в зависимости от их диаметра составляет:

Рис. 4.2. Раструбная груба из ВЧШГ с внутренним и наружным защитными покрытиями:

• 1 — труба из ВЧШГ; 2 — внутреннее цементно-песчаное покрытие;
• 3 — уплотнительная манжета; 4 — цинковое покрытие; 5 — поверхностное

битумное покрытие Номинальный диаметр DN, мм 40 и 50.

• 60—600 включительно 700 и 800
• 900—2600 включительно

Стандартная длина L_u, м 3,0.

4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 9,0 4,0; 5,5; 6,0; 7,0; 9,0 4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,15; 9,0.

Длина фланцевых труб принята в зависимости от типа трубы и ее диаметра. Для труб, отлитых вместе с фланцами, номинальным диаметром от 40 до 2600 мм включительно, стандартная длина трубы составляет 0,5; 1,0; 2,0 и 3,0 м.

Трубы с привернутыми или приваренными фланцами диаметром от 40 до 600 мм включительно выпускаются длиной 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 м, диаметром 700 и 1000 мм — 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 и 6,0 м, а трубы диаметром 1100 и 2600 мм — длиной 4,0; 5,0; 6,0 и 7,0 м. Но согласованию между изготовителем и потребителем допускаются и другие длины. Правила проектирования и строительства подземных трубопроводов водоснабжения с использованием труб из высокопрочного чугуна с шаровым графитом изложены в СП 66.13 330.2011^[4].

Крупный отечественный производитель труб из ВЧШГ диаметром до 1000 мм — липецкая трубная компания «Свободный Сокол». Одним из поставщиков на российский рынок труб ВЧШГ диаметром от 1200 мм и выше является концерн XinXing Ductile Iron Pipes Со. у Ltd (КНР).

При проектировании, производстве и приемке работ по строительству, реконструкции и ремонту трубопроводов должны учитываться требования СП 129.13 330.20121, СП 31.13 330.20122, СП 30.13 330.2012³ и других разделов строительных норм и правил по организации строительства, соответствующих государственных стандартов и нормативных документов по экологической и пожарной безопасности при производстве работ.

Выбор диаметра труб ВЧШГ должен осуществляться на основании гидравлического расчета, а толщины стенки — на основании прочностного расчета с учетом конкретных условий для проектируемого водопровода.

• [1] СП 129.13 330.2012 Актуализированная редакция СНиП 3.05.04—85* Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.
• [2] СП 31.13 330.2012 Актуализированная редакция СИиП 2.04.02—84* Водоснабжение. 11аружные сети и сооружения.
• [3] ГОСТ ISO 2531—2012 Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугунас шаровидным графитом для водои газоснабжения. Технические условия.
• [4] СП 66.13 330.2011 Проектирование и строительство напорных сетей водоснабжения и водоотведения с применением высокопрочных труб из чугунас шаровидным графитом.