Чугунные трубы, как правило, устойчиво ассоциируются с канализацией. Немногим известно, что они более двух веков массово применяются для прокладки магистралей водоснабжения. В этом материале мы изучим особенности чугунных водопроводов, требования ГОСТ к ним, применяющиеся способы монтажа и ремонта.
Участок чугунной магистрали водоснабжения.
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.
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.
| Условный проход, мм | Толщина стенки, мм | ||
| ЛА | А | Б | |
| 65 | 6,7 | 7,4 | 8,0 |
| 80 | 7,2 | 7,9 | 8,6 |
| 100 | 7,5 | 8,3 | 9,0 |
| 125 | 7,9 | 8,7 | 9,5 |
| 150 | 8,3 | 9,2 | 10,0 |
| 200 | 9,2 | 10,1 | 11,0 |
| 250 | 10,0 | 11,0 | 12,0 |
| 300 | 10,8 | 11,9 | 13,0 |
| 350 | 11,7 | 12,8 | 14,0 |
| 400 | 12,5 | 13,8 | 15,0 |
| 500 | 14,2 | 15,6 | 17,0 |
| 600 | 15,8 | 17,4 | 19,0 |
| 700 | 17,5 | 19,3 | 21,0 |
| 800 | 19,2 | 21,1 | 23,0 |
| 900 | 20,6 | 22,3 | 25,0 |
| 1000 | 22,5 | 24,8 | 27,0 |
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.
| ДУ | Давление испытаний, кгс/см2 | ||
| Класс Б | Класс А | Класс ЛА | |
| 300 и менее | 40 | 35 | 25 |
| 300 — 600 | 35 | 30 | 20 |
| Более 600 | 30 | 25 | 20 |
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.
Монтаж и ремонт
Как зачеканить водопроводную чугунную трубу при монтаже? Подлежат ли ремонту трещины и сколы раструбов?
Основная стадия герметизации трубного раструба — его уплотнение каболкой, промасленным органическим волокном. Жгут укладывается в отцентрованное раструбное соединение максимально плотно, после чего дополнительно уплотняется вручную с помощью чеканки и молотка.
Стык мало герметизировать: каболку нужно защитить от биологического разложения, механических повреждений и прочих невзгод.
Как это делается?
- Обычным цементом марки 400. Водно-цементная смесь, приготовленная в соотношении 1:9, максимально плотно забивается в раструб и уплотняется чеканкой до тех пор, пока она не начнет отскакивать от цементной пробки. Затем раструб укутывается мокрой ветошью на срок до суток.
Чеканка с заделкой цементным раствором.
- Асбестоцементной смесью, приготовленной в пропорции 1:2 с последующим добавлением 10 — 12 объемных процентов воды. Она уплотняется аналогично цементу; волокна асбеста препятствуют возникновению трещин.
Важно: с таким же успехом можно использовать фибру — рубленное стекловолокно.
- Расширяющимся цементом. В отличие от обычного, он не требует уплотнения.
- Расплавом серы с добавкой 10 — 15% молотого каолина. По понятным причинам залить можно лишь вертикальный или наклонный раструб; как правило, серой сборки герметизируются в заводских условиях.
- Расплавом свинца.
- Наконец, свинец может быть использован для чеканки поверх каболки. Тонкий пруток из мягкого металла плотно заполняет паз, надежно защищая органическое волокно.
Важно: свинец и его соединения токсичны.
Асбестовое волокно и фибра тоже не так чтобы полезны для органов дыхания.
Отсюда — очевидная инструкция: при выполнении соответствующих работ своими руками не стоит забывать про средства индивидуальной защиты.
Ремонт чугунных труб водопровода возможен лишь при незначительных поперечных или продольных трещинах на удалении от раструба: в этом случае на участок трубопровода накладывается сборный чугунный или стальной хомут с резиновой прокладкой. В прочих случаях (сколы раструбов, продольные трещины значительной протяженности) участок трубопровода заменяется.
Замена фасонины в чугунном водопроводе.
Альтернативы
ВЧШГ
Первое знакомство
Под этим сокращением скрывается так называемый высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
Чтобы объяснить смысл термина, нужно ненадолго углубиться в дебри физики.
- Все основные отличия чугуна от стали — хрупкость, низкая пластичность и высокая стойкость к коррозии — определяются наличием в нем одной из форм углерода — графита.
- Обычный графит имеет вид миниатюрных плоских чешуек. Однако при рекристаллизации, происходящей при введении в расплав серого чугуна некоторых присадок (в частности, магния и его соединений), он меняет форму на шаровидную.
- При этом физические свойства металла существенно меняются: он приобретает вязкость, пластичность и стойкость к ударным нагрузкам, сохраняя коррозионную стойкость.
Структурные изменения в ВЧШГ.
Что особенно приятно — цена тонны материала при трансформации меняется незначительно. Суммарная доля присадок, вызывающих рекристаллизацию углерода, не превышает 0,08% от массы чугуна.
Раструбные водопроводные трубы из ВЧШГ на сегодня являются основной альтернативной серому чугуну.
- Прочностью на сжатие и изгиб они превосходят чугунные, не говоря уже о всех видах полимерных труб. Соответственно, трубами ВЧШГ магистрали водоснабжения можно прокладывать под оживленными автотрассами и на нестабильных грунтах. Они обладают всеми качествами стальных, кроме их ахиллесовой пяты — низкой устойчивости к коррозии.
- Проблема трудоемкой и нетехнологичной чеканки раструбов полностью решена. Вместо чеканки используются раструбы с кольцевыми резиновыми уплотнителями. Разумеется, при значительных размерах труб сборка раструбов подразумевает использование тяжелой техники; однако масса этих труб в любом случае не даст монтировать трубопровод вручную.
Обратите внимание!
Использование резиновых уплотнителей делает допустимой незначительную деформацию раструбного соединения (изменение взаимного положения труб) без нарушения герметичности.
На соединениях допустимы небольшие смещения и изгибы.
Нормативная документация
Производство элементов напорных трубопроводов из ВЧШГ регламентирует отдельный стандарт — ГОСТ Р ИСО 2531-2008.
Выделим его ключевые моменты.
| DN, мм | Длина, м |
| 40, 50 | 3,0 |
| 60 — 600 | 4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 9,0 |
| 700, 800 | 4,0; 5,5; 6,0; 7,0; 9,0 |
| 900 — 2600 | 4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,15; 9,0 |
Трубы ВЧШГ на складе.
Максимальная допустимая кривизна составляет не более чем 0,125% от длины трубы.
В качестве внешнего покрытия трубопровода в зависимости от условий эксплуатации могут использоваться:
- Металлический цинк.
- Цинковая краска (цинковый порошок в полимерном связующем).
- Полиэтилен.
- Полиуретан.
- Фиброцемент.
- Клейкая полимерная лента.
- Эпоксидная смола.
- Битумная мастика или краска.
Для внутренней защиты труб и фасонины допустимо применение:
- Цементных растворов (портландцемента, шлакопортландцемента и глиноземистого цемента).
- Полиэтилена.
- Полиуретана.
- Эпоксидной смолы.
- Битумной краски (мастики).
Один из вариантов исполнения внутренней и внешней защиты.
В маркировке элементов трубопроводов должны указываться:
- Производитель (название или товарный знак).
- Год изготовления.
- Указание на материал (ВЧШГ).
- Номинальный размер.
- Стандарт, по которому произведено изделие.
Полиэтилен
Полиэтиленовые напорные трубы — основная альтернатива чугунному водопроводу на сегодняшний день.
Полиэтиленовый магистральный водопровод.
Детальное знакомство с ними явно выходит за рамки тематики нашего материала, поэтому уделим внимание лишь их ключевым свойствам.
- Срок службы полиэтилена оценивается производителями туманным «50+» лет. На практике можно считать этот материал почти вечным.
- Отложений на стенках, снижающих просвет трубы, не может быть в принципе. Гладкая поверхность полимера с крайне низкими адгезивными качествами просто не даст засору сформироваться.
- Все соединения выполняются стыковой сваркой. Прочность стыка составляет не менее 80% прочности цельной трубы.
На фото запечатлен процесс сварки стыка.
Единственная претензия к полиэтилену, позволяющая чугунным трубам по сей день оставаться на рынке — высокая пластичность и, как следствие, весьма умеренная кольцевая жесткость. Полиэтиленовый магистральный трубопровод можно прокладывать в деформирующемся грунте лишь с защитой железобетонным желобом.
Заключение
Будем считать наше знакомство с классическими и современными решениями для прокладки магистральных водопроводов состоявшимся. Как всегда, видео в этой статье предложит дополнительные материалы. Успехов!
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен