Чугун нового поколения в коммунальных сетях

Опубликовано в газете «Строительный вестник Казахстана» №6, 2010

Чугун нового поколения в коммунальных сетях 

Материалы из ВЧШГ под маркой Xinxing способны увеличить срок службы трубопроводов до 100 лет.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) – материал, сочетающий коррозионную стойкость чугуна и механические свойства стали (пластичность, прочность на разрыв, ударопрочность, высокое относительное удлинение). Такого сочетания характеристик удалось добиться в результате модификации серого чугуна магнием. При введении магния в жидкий чугун перед разливкой графит кристаллизуется в шаровидной или близкой к шаровидной форме. Шаровидный графит в меньшей степени, чем пластинчатый, ослабляет сечение металлической матрицы и не является таким сильным концентратором напряжений. Это обстоятельство в сочетании с возможностью формировать необходимую структуру металлической матрицы позволяет придавать чугунам высокую прочность, пластичность и повышенную ударную вязкость.

ВЧШГ оказался востребован в машиностроении, в утилизации радиационных отходов, при строительстве нефте-, газо- и водопроводов. Что дали приобретенные характеристики для эксплуатации материалов из высокопрочного чугуна в коммунальной сфере? Высокопрочный чугун – материал, наиболее соответствующий требованиям, предъявляемым к материалам для транспортировки питьевой воды: трубопровод из ВЧШГ устойчив к коррозии, имеет рекордный срок эксплуатации и образует защиту от всех видов внешнего воздействия на транспортируемую жидкость и сам не влияет на нее.

Одним из крупнейших производителей материалов из ВЧШГ в мире является китайский концерн Xinxing Ductile Iron Pipes Co., Ltd., представителем которого на территории СНГ является ТД «Уральский стандарт». Xinxing – это многопрофильная корпорация, сфера деятельности которой включает научно-технологические исследования, производство и торговлю. В течение 10 лет компания является рекордсменом Китая по объемам производства труб из ВЧШГ, по техническим и экономическим показателям, по объемам валютной выручки и доле рынка и уже 8 лет входит в список 50 ведущих предприятий Китая. В настоящее время корпорация объединяет семь заводов по изготовлению труб, общая производственная мощность которых достигает 1,5 млн тонн продукции в год. Объемы производства и применяемые компанией технологии обеспечивают ей первое место в Китае и лидирующие позиции в мире.

Цеха Xinxing укомплектованы современной техникой для производства и контроля качества продукции. Некоторое оборудование является уникальной разработкой специалистов Xinxing, как, например, центробежная литейная машина, усовершенствованная инженерами концерна, способная выпускать трубы диаметров 1100 – 3000 мм, длиной 8,15 м. 

Вся продукция, выпускаемая на заводе, проходит жесткий контроль качества по собственной методике, соответствующей и даже превышающей требования ISO 2531, 8179, 4179, EN 545. Каждая труба подвергается гидравлическому испытанию, визуальному, измерительному контролю.

При производстве в цехах Xinxing на трубы из высокопрочного чугуна наносятся внешние и внутренние покрытия. Снаружи трубы из высокопрочного чугуна, как правило, покрывают цинковым и лаково-битумным покрытием, которые защищают металл от внешнего коррозионного воздействия. На внутреннюю поверхность чаще всего наносят цементно-песчаное покрытие, которое при взаимодействии с водой становится гладким. Такой слой не только обеспечивает соблюдение санитарно-эпидемиологических требований, но и улучшает гидравлические свойства трубопровода, поскольку позволяет сократить потери напора. Система «внешнее покрытие – чугун - внутреннее покрытие» способна прослужить 100 лет и даже больше без замены и не влияет на качество транспортируемой жидкости, сводя на нет любое влияние окружающей среды, поскольку непроницаема для углеводородов и органических химикалий, находящихся в почве и грунтовых водах.

В зависимости от условий эксплуатации и транспортируемой среды могут быть нанесены следующие наружные покрытия:

• битумная краска и краска с большим содержанием цинковой пыли с отделочным слоем, в соответствии с ISO 8179-2,
• эпоксидная смола,
• металлический цинк с отделочным слоем, в соответствии с ISO 8179-1,
• полиуретан,
• клейкая лента,
• фиброцементный раствор и другие.

Комплектация цехов Xinxing также позволяет наносить следующие внутренние покрытия:

• битумная или синтетическая резиновая краска,
• раствор портландцемента (с добавками и без добавок), в соответствии с ISO 4179,
• раствор высокоглиноземистого цемента (с алюминатом кальция), в соответствии с ISO 4179,
• цементный раствор с грунтовкой,
• полиуретан,
• эпоксидная смола,
• эпоксидное керамическое покрытие и другие.

В соответствии с особенностями монтажа и эксплуатации трубопроводов в тех или иных условиях инженерами Xinxing были разработаны различные типы соединений. Соединение типа Т – это стандартное раструбное соединение с применением резиновой манжеты. Этот тип, так же известный как Tyton («Тайтон»), наиболее востребован сегодня, поскольку сочетает в себе простоту монтажа и герметичность стыка на весь срок эксплуатации. Уплотнение достигается радиальным сжатием манжеты в момент сборки (введения гладкого конца одной трубы в раструб другой). 

Соединение типа К – это укрепленное раструбное соединение с обеспечением фиксации соединяемых труб при помощи болтов с Т-образной головкой, прижимного блока и резиновой манжеты специальной клиновидной конструкции (сальникового типа). С затяжкой фиксирующих болтов достигается осевое сжатие манжеты, и за счет появляющегося поперечного расширения манжеты производится обжим – фиксация гладкого конца трубы. Такое соединение рекомендуется для монтажа труб и фитингов большого диаметра, так как не требует прикладывания стыковочного осевого усилия при сборке. Это позволяет ориентировать детали, особенно фитинги, вокруг оси трубопровода. К тому же К-тип обеспечивает особую прочность трубопровода, предназначенного для прокладки в сложных условиях. Соединения Т- и К-типов допускают отклонение до 5 градусов при сохранении полной герметичности стыка. Это позволяет трубопроводу компенсировать движение грунта (например, на участках с нестабильным основанием и на болотистых грунтах) без возникновения механических напряжений в трубопроводе, не снижая при этом его работоспособности.

Соединение типа ТФ – это соединение, состоящее из сварного наплыва на наружной поверхности гладкого конца трубы, разорванного фиксирующего кольца, специального прижимного кольца и болтов с крюкообразной захватывающей головкой. Этот тип сохраняет герметичность при гибком соединении. В основном, это соединение используется в трубопроводах, прокладываемых через реки, озера и в горных районах. Такое соединение облегчает сборку и демонтаж, к тому же часть трубопровода можно транспортировать в собранном виде, плетью.

В ближайшее время концерн Xinxing запускает в производство соединение следующего поколения, которое обладает преимуществами ТФ-типа (неразъемность при осевых усилиях). При этом новый тип имеет меньшие наружные габариты раструбной части трубопровода. Это особенно актуально при строительстве трубопроводов методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ), так как требуется скважина меньшего радиуса.

Помимо труб, концерн Xinxing производит полный ассортимент фасонных частей для трубопроводов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом диаметром от 80 до 3000 мм. Технология литья и оборудование, используемое для производства фитингов из ВЧШГ, были разработаны специалистами корпорации путем комбинации двух наиболее успешных технологий, применяемых в мире: вакуумного литья и литья по газифицируемым (выжигаемым) моделям. Инновационная технология была признана независимыми экспертами. В концерн Xinxing входит 4 завода по производству фасонных частей. Общая производственная мощность достигает 50 тысяч тонн в год. По заказу отливают любые фитинги, в том числе и нестандартные модели. Отводы диаметром до 1000 мм могут быть изготовлены на любой угол отклонения. 

Стоит отметить, что последние несколько лет на рынке России и Казахстана стали появляться «поддельные» трубы Xinxing, которые не соответствуют качеству экспортных труб концерна. Дело в том, что корпорация Xinxing – один из ведущих поставщиков материалов для водоснабжения на внутреннем китайском рынке. Но трубы для проектов внутри КНР существенно отличаются от поставляемых в другие страны: они изготавливаются в соответствии с местными, более низкими требованиями, которые не соответствуют ни российским ГОСТам, ни международным стандартам. Это связано с особенностями климата, местных почв и другими факторами. Внутрикитайские трубы не разрешены для экспорта самим производителем. Однако в СНГ такие трубы все равно попадают: поскольку они дешевле «международных», их закупают в Китае и поставляют в Россию под видом экспортных.  

Экспортные трубы, в отличие от тех, что предназначены для внутреннего рынка, изготавливаются в соответствии со стандартами ISO 2531 – для самих труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, ISO 4179 – для внутреннего цементно-песчаного покрытия и ISO 8179 – для внешнего цинкового и лаково-битумного покрытий. Вот только два примера несоответствий:

• Международные стандарты устанавливают толщину цинкового покрытия не менее 130 г/м² с возможным увеличением до 200 г/м². Китайский же стандарт не предъявляет никаких требований к нему; обычно на трубах Xinxing для внутреннего рынка толщина цинкового покрытия около 60 г/м², но оно может и вообще отсутствовать.
• Каждая труба из ВЧШГ, произведенная компанией, проходит обязательное гидравлическое испытание. Во время проверки экспортные трубы подвергаются такому испытанию, которое превышает предусмотренные стандартом ISO 2531 требования – до 60 Атм (см. таблицу). И это при том, что трубы, изготовленные для использования внутри страны, проверяются давлением не выше 10 Атм (в Китае рабочее давление в трубопроводах составляет 4-6 Атм).

Трубы Xinxing для внешнего рынка имеют специальные маркировки только на латинице, китайские иероглифы недопустимы. На каждой трубе обязательно указываются логотип компании, наименование страны-изготовителя, государство, в которое она экспортируется (например, Russia), международный стандарт ISO. Также наносится цифровой код, который содержит следующую информацию: серийный номер трубы, номер партии, инспекционный номер (по нему можно определить, какой инспектор выполнял осмотр/испытание данной трубы) и номер центробежной машины, на которой было отлито изделие. Эта маркировка указывает на то, что каждая труба прошла через строгую систему контроля и гарантирует ответственность изготовителя за качество продукции в соответствии с международными стандартами.

В завершение остается добавить, что лучшей рекомендацией материалам из высокопрочного чугуна производства Xinxing Ductile Iron Pipes Co., Ltd. стал список потребителей: более 40% продукции корпорации поставляется за рубеж, в 80 стран мира. На наш взгляд, это лучшее подтверждение высокого качества и надежности труб и фасонных частей XinXing. 

А. Поднебесная ТД "Уральский стандарт" 

Использование материалов ТД "Уральский стандарт" возможно только с письменного разрешения компании.