Трубы чугунные напорные раструбные ГОСТ 9583-75

Что такое ВЧШГ?

Прежде всего следует отметить, что для термина труба ВЧШГ расшифровка довольно проста: это труба из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Как известно, чугун содержит большое количество углерода. Путём обработки сплава в сталеплавильном аппарате форсированным доступом воздуха, насыщающего расплав кислородом, получают сталь, в которой углерода значительно меньше. Излишки углерода уходят в образовывающийся в процессе плавки углекислый газ.

Сталь по сравнению с чугуном обладает следующими преимуществами:

• большая устойчивость к резким (ударным) нагрузкам;
• лучшие показатели пластичности и вязкости, обеспечивающие дополнительную прочность материала.

Основной недостаток стали – склонность к коррозии, затрудняющая применение сплава в системах канализации. Для решения этой проблемы можно создавать на поверхности стальных труб защитное покрытие (цинковое, хромовое и т.д.) или выпускать сталь специальных нержавеющих марок (с добавлением в состав ванадия, титана, хрома и других веществ), однако в том и другом случае цена изделий заметно повышается.

Выход из положения был найден в 1943 г., когда во время очередного съезда Американской Ассоциации Литейщиков была внесена идея о возможности модифицировать форму содержащегося в чугуне графита с целью управлять его свойствами. В результате через очень непродолжительное время учёный К. Миллис добился замены в сером чугуне ранее существовавшей пластинчатой формы графита на шаровидную.

Осуществить это получилось при введении в расплав магния в небольшом количестве. В результате конечному покупателю стал доступен очень устойчивый к коррозии недорогой материал, в русском языке и обозначаемый аббревиатурой ВЧШГ.

Чугун или сталь

Те, кто был в подвалах Петергофа, наверняка обратил внимание на массивные трубы, снабжающие водой его знаменитые фонтаны. Это один из старейших функционирующих до нашего времени чугунных водопроводов. Он строился на века; при этом строители царской резиденции, прямо скажем, не особенно считались с затратами.

Во второй половине прошлого века на первое место вышла экономическая целесообразность. В самом деле, зачем строить водопровод с полуторавековым ресурсом, если уже через 40 лет район города будет расширяться и перестраиваться с прокладкой новых магистралей?

Именно тогда получили массовое распространение стальные магистральные водопроводы – сравнительно дешевые и, главное, куда более технологичные в плане монтажа.

Совет: электросварка и наружная гидроизоляция битумом выполняются куда быстрее, чем ручная чеканка с заливкой раструба.

Последствия экономии вполне предсказуемы и ощущаются до сих пор:

• Ресурс уложенной в грунт трубы, несмотря на гидроизоляционные мероприятия, редко превышает 30-40 лет. По прошествии этого времени многочисленные свищи в ней делают объем потерь питьевой воды неприемлемым.

Любопытно: по подсчетах местных властей, в Севастополе, городе, где живет автор статьи, за счет износа сети водоснабжения теряется 40% воды.

• Мало того: стальная труба активно обрастает изнутри известковыми отложениями и ржавчиной. За пару десятков лет просвет может снизиться в 3 – 4 раза с соответствующим падением напора и проходимости.

Так выглядит внутри старый стальной водопровод.

А как на этом унылом фоне выглядит чугун?

• При должном качестве внешней гидроизоляции реальный срок службы уложенной в грунт трубы составляет не меньше века.
• Трубопровод практически не зарастает изнутри.

Чугунный водопровод в подвалах Петергофа.

Единственная проблема чугунного водопровода – большая чувствительность к подвижкам грунта: там, где стальная труба слегка деформируется, чугунная лопнет.

Особенности чугунных труб

Водопроводные трубы из чугуна отличаются наличием битумного покрытия с внутренней и наружной стороны. Благодаря данной особенности изделие противостоит негативному влиянию коррозии. На современном рынке представлено большое количество производителей чугунных труб. Отдельного внимания заслуживают поставщики:

1. группа компаний Dazzle (Москва);
2. ЗАО Агрокомплект (Подольск);
3. ООО Аспар (Губкин);
4. Думиничский чугунолитейный завод (Думиничи);
5. Жилстройресурс (Нижний Новгород);
6. Липецкий трубный завод (Липецк).

Некоторые виды труб дополнительно покрывают цементно-песчаным слоем, вследствие чего улучшаются эксплуатационные характеристики изделия. Перед покрытием трубы подвергают гидравлическим испытаниям и закалке. Это позволяет повысить сопротивление материала к различным агрессивным средам.

Виды чугуна

Все напорные трубы из чугуна обладают высокой прочностью и способны эксплуатироваться на протяжении длительного времени. Пластичность материала позволяет выдерживать высокое давление. При изготовлении труб используют различные виды чугуна. Свойства сырья во многом определяет эксплуатационный потенциал готового изделия.

Виды чугуна для производства водопроводных и канализационных труб:

1. (Белый чугун) Не подвергается процедуре графитизации (очернения). Несмотря на это, белый чугун отличается устойчивостью к износу и негативному воздействию коррозии. В большинстве случаев его используют в качестве основы для изготовления других видов материала.
2. (Серый чугун) Более прочный продукт, который отличается наличием в молекулярной структуре пластинчатого графита. Такой чугун имеет высокую молекулярную массу, хрупкий. Последний момент осложняет проведение монтажных работ.
3. (Ковкий чугун) Здесь используется хлопьевидный графит. Материал является разновидностью белого чугуна, который подвергают процедуре термической обработки. Обладает высокой прочностью и пластичностью.
4. (Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ)) Особая категория материала, который прослужит долго.

Наличие шаровидного графита в молекулах металла влияет на пластичность и ударостойкость готового изделия. В результате улучшаются литейные характеристики труб.

В процессе монтажа стыки напорных чугунных раструбных труб заделывают асбестоцементом. При этом следят, чтобы стыковые соединения были гибкими.

При условии, если в регионе отмечается высокая сейсмическая активность, места стыковых соединений дополнительно усиливают накладками, муфтами и заделывают стыки резиновыми кольцами.

Преимущества и недостатки чугунных труб

Чугунные трубы могут использоваться в любом типе грунта. Повышенная прочность и эксплуатации при значительных колебаниях температур делают данный продукт востребованным на современном рынке. Преимущества чугунных трубопроводов:

1. прочность;
2. долговечность;
3. устойчивость к коррозии;
4. легкий монтаж;
5. пластичность материала;
6. высокая прочность на изгиб.

При условии соблюдения требований эксплуатации срок использования таких труб может достигать 80-100 лет. По своим свойствам материал максимально приближен к углеродистой стали.

Несмотря на все свои преимущества, чугунные трубы обладают определенными недостатками, которые усложняют проведение монтажных работ. Минусы чугунных изделий:

1. большой вес;
2. высокая стоимость;
3. потребность в использовании специальных инструментов;
4. сложность монтажа.

Перед соединением чугунных труб пропитывают стыки расширяющим цементным раствором. Альтернативный вариант — заливка соединительных элементов расплавленной серой. Оба этих способа являются достаточно трудоемкими и затратными.

Преимущества изделий из чугуна

Характеристики безнапорных и напорных материалов практически одинаковые:

• — гарантированный срок эксплуатации 80 лет;
• — самый маленький процент аварий трубопроводов, если сравнивать с любым другим материалом;
• — неизменность характеристик транспортируемой среды, в том числе и питьевой воды;
• — высокие показатели пластичности, устойчивости к механическим воздействиям (ударам) и износу;
• — устойчивость к гидравлическим ударам достигает 550 Н/мм²;
• — высокие шумоизоляционные показатели;
• — возможность укладки на глубину до 10-и метров;
• — способность выдерживать температуру до -60°С;
• — быстрый и несложный монтаж, возможность уложить по дуге без применения соединительных элементов;
• — низкие затраты на монтаж и обслуживание;
• — возможность полностью утилизировать.

Все вышеперечисленные качества, размеры, наличие или отсутствие антикоррозийного покрытия определяют применение:

• — напорные и безнапорные системы канализации в быту и промышленности (монтаж стояков, лежневок, выпусков, коллекторов);
• — напорные трубопроводы больших размеров для водоснабжения поселков, кварталов и микрорайонов в городах;
• — наружные отопительные сети с температурой до +150°С;
• — трубопроводы для транспортировки нефтепродуктов;
• — пожарные и мелиорационные трубопроводы;
• — установки для опреснения морской воды;
• — сваи с бетонным наполнением для фундаментов;
• — отводные каналы в сельском хозяйстве (на фермах);
• — трубопроводы для отвода подземных и атмосферных вод;
• — обсадные элементы в глубинных скважинах.

Достоинства и эксплуатационная сфера чугунных труб

Как и любое другое изделие, чугунная труба имеет свои достоинства. Рассмотрим преимущества чугунных деталей перед современными пластмассовыми:

• они отличаются высокими прочностными характеристиками;
• чугунные трубы являются износостойкими;
• чугун обладает хорошими звукоизоляционными свойствами;
• детали из этого материала отличаются пожароустойчивостью;
• являются резистентными к температурным колебаниям;
• обладают низким коэффициентом растяжения.

Полезная информация!Регламентируются эти изделия соответствующей государственной документацией (ГОСТ). По ГОСТу чугунные детали для канализационных сетей лучше всего применять для монтажа внутри сооружений, в которых нагрузка превышает хозяйственные нормы.

Рассмотрим, в каких случаях рекомендуется прокладка труб из чугуна:

• на промышленных предприятиях, которые относятся к пищевой отрасли;
• на фабричных предприятиях;
• на фермах;
• в сооружениях, оборудованных под санатории (если имеется выход геотермальных источников);
• в сооружениях, оборудованных под здравоохранительные цели;
• в образовательных учреждениях.

Чугунные трубы применимы для подземных и наземных систем водоотведения

Чугунные трубы отличаются большим весом, поэтому их монтаж является довольно трудоёмким. Изделия с большими показателями сечения при монтаже требуют использования специальной техники.

Стандарт

Действующий поныне стандарт на водопроводные трубы из серого чугуна был введен в действие в 1977 году; последние изменения внесены в текст совсем недавно, в 2011. Итак, какими должны быть чугунные трубы для водопровода по ГОСТу 9583-95?

Размеры

Стандартом предусмотрены чугунные водопроводные трубы трех классов по толщине стенок – ЛА, А и Б.

Масса погонного метра трубы варьируется от 11,3 кг (65 мм, класс ЛА) до 627 кг (1000 мм, класс Б). Стандартом предусмотрено производство раструбных труб мерной длины (2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 и 10 метров) и немерной длины от 2 до 10,5 м.

При больших диаметрах монтаж требует привлечения тяжелой техники.

Требования

Переход цилиндра в раструб может быть выполнен с уклоном или в форме уступа.

Размеры чугунных труб для водопровода могут отличаться от номинальных в следующих пределах:

• Длина мерной трубы – +-20 .
• Толщина стенки – -1 + 0,5.
• Наружный диаметр(до 300 мм) – +-(4,5+0,0015D).
• Наружный диаметр (свыше 300 мм) – +(4,0+0,0015D) -(5,0+-0,0015D).
• Внутренний диаметр в раструбе – +(2,5+0,002 D) -(1,5+0,002D).

Обратите внимание: за D при расчете допустимых отклонений берется номинальный диаметр.

Овальность не может выводить трубу за нормированные отклонения от номинального размера.Отклонение реальной массы трубы от расчетной не может превышать пяти процентов. Трубы проходят гидравлические испытания давлением, которое определяется их классом и номинальным размером.

Стенд для гидравлических испытаний.

Заметьте: рабочее давление в магистралях водоснабжения обычно не превышает 3-4 атмосфер.
До 8-10 кгс/см2 оно может повышаться лишь после подкачки, в пределах инженерной системы дома или небольшого микрорайона.

Торец трубы, противоположный раструбу, должен быть обрезан перпендикулярно ее оси с отклонением не более 0,5 градуса.

Изнутри и снаружи изделия покрываются защитным нетоксичным материалом. При этом покрытие не должно препятствовать герметизации стыкового соединения, отслаиваться и размягчаться при температуре вплоть до +60 С.

Важно: по требованию заказчика элементы трубопровода могут поставляться без покрытия.

Характеристики и области применения материала

Свойства чугунных труб ВЧШГ на территории России регламентируются ГОСТом 7293-85.

Достоинства ВЧШГ:

• превосходные литейные качества;
• высокая прочность, гарантирующая долгий срок службы изделий;
• хорошая пластичность в сочетании с вязкостью;
• устойчивость к точкам возникающего концентрированного напряжения;
• способность хорошо переносить нагрузки циклического характера;
• возможность обработки изделий резанием;
• безопасность материала, экологическая чистота и возможность полной переработки пришедших в негодность изделий;
• стойкость к повышенным значениям давления и температуры;
• сохранение работоспособности при перепадах внешней температуры и влажности;
• возможность транспортировать химически агрессивные среды.

Имеющий такие технологические параметры материал может применяться:

1. Как альтернатива серому чугуну – с увеличением срока службы и прочих важных показателей.
2. В качестве замены стали – помимо уменьшения стоимости продукции, достоинствами такого технологического решения являются снижение расхода сплава и упрощение процесса литья.
3. Вместо сплавов на основе различных цветных металлов – как и во втором случае, главная выгода замены – снижение цены материала.

Методики производства труб из ВЧШГ

Поскольку чугун высокопрочный с шарообразным графитом очень востребован в промышленности, его производство с каждым годом набирает обороты, следовательно, возрастает и количество методов получения этого недорогого качественного материала.

На сегодняшний день наряду с традиционной присадкой – магнием – активно применяются такие вещества, как кальций, редкоземельные металлы и другие.

Всё же самым популярным, отчасти вследствие привычности, является процесс с использованием магния или магнийсодержащих присадок (лигатур).

Получаемые на выходе размеры труб ВЧШГ не влияют на способ их изготовления. На сегодня наиболее дёшево и технологически предпочтительно литьё таких изделий.

Размерные параметры

Согласно государственным стандартам качества, установлены нормы и требования к каждому из видов чугунных труб. Эти требования в первую очередь зависят от сферы использования изделий. Естественно, не будет открытием, что в области переработки нефти и газа, создание самотечных канализационных линий имеет существенные требования, которые разнятся. Вот поэтому и существуют различные нормативно-правовые акты, которые устанавливают, какими должны быть трубы ВЧШГ.

В строительном деле, а, точнее, в параллельных его областях, применение таких труб осуществляется согласно всем нормам и правилам, например, для создания проекта и установки водопроводных линий, находящихся под землей с применением труб ВЧШГ нужно руководствоваться специальным предписаниям и существующими техническими условиями.

Разновидности чугунных труб определены отдельным государственным стандартом, принятым еще в 1975 году. По критерию такого параметра, как толщина стен, документом установлены три сорта труб: А, Б и ЛА.

На сегодняшний день, к сожалению, не все производители чугунных труб придерживаются требований нормативно-правовых документов. Например, согласно ГОСТ, трубы в обязательном порядке должны производиться из пористого чугуна, предназначенного для отливок. Даже единственным производителем труб из ВЧШГ нарушается эта норма, изготавливаются такие изделия на основании технических условий.

Кроме того, колебания диаметрального параметра не соответствует указанному в стандарте, он должен быть от 8 см до 100 см. Помимо всего прочего, вразрез действующему законодательству, производитель продукции создает изделия не только с расширениями для соединения, а еще и для установки с помощью соединительных элементов таких, как фланцы.

высокопрочный чугун с шаровидным графитом

Нужно проявлять внимательность при выборе чугунных труб, так как все торговые посредники и поставщики товара заверяют, что их изделия полностью соответствуют ГОСТ. Но это уже на их совести!

При наличии неразберихи в нормативных документах, перед приобретением чугунных труб рекомендуется все же непосредственно прочитать предлагаемый ассортимент того производителя, который был выбран, не ориентируясь на установленные в документе разновидности.

Данные ГОСТ

В справочной литературе содержится таблицы с указанием теоретического веса изделия. Данные получены математическими расчетами на основе стандартных показателей. В случае использования немерных изделий, вычисления следует производить самостоятельно.

Вывод

Не пугайтесь, на первый взгляд, заумных и запутанных документов. В любом случае с ними лучше ознакомиться. Можно сделать вывод, что производимая чугунная продукция до сих пор имеет своего потребителя, а значит, всегда будут новые предложения от производителей. И с этими предложениями уже стоит разбираться, какие качественные, а какие нет.