Высокопрочный элемент водопроводной системы

Опубликовано в журнале "СТРОЙЭКСПЕРТ", август 2007

Высокопрочный элемент водопроводной системы

Актуальность задачи нормализации в сфере ЖКХ подразумевает ряд неотложных решений, начинающихся с обновления коммунальной инфраструктуры. Прорывом грозит практически любой участок любого трубопровода и канализации ввиду истечения срока их эксплуатации. Сегодня в России более 70% стальных водопроводов наполнены внутренними отложениями, представляющими смесь ржавчины, солей карбонатов, тяжелых металлов и целых колоний различного вида бактерий. Очищение каким-либо способом этих поверхностей не пред­ставляется возможным, и в лучшем случае применение стеклопластиковых труб и рукавов дает возможность санировать трубы большого диаметра методом «труба в трубе».

Нельзя при этом переоценивать возможности полиэтиленовых труб, помня о зависимости их механической прочности от длительнос­ти и периодичности смены нагрузки. Иначе говоря, срок службы всех полимерных материалов находится в обратной зависимости от давле­ния, при котором они эксплуатируются, и серьезно сокращается при его перепадах. К тому же при монтаже полимерных трубопроводов необходимо соблюдать ряд условий: работы вести при температуре не ниже + 10°С, а трубы и соединительные части оберегать от ударов и механических нагрузок.

Тем более перспективна труба чугунная из высокопрочного чугуна с шаро­видным графитом (ВЧШГ), эксплуатационные свойства которой на протяжении десятков лет оказываются заметно выше труб из недоро­гих сталей и полимеров. Здесь также учитываются скорость и простота монтажа труб из ВЧШГ благодаря раструбному соединению, дающему надежность системе и повышающему ее экологическую безопасность. (К данному виду металлопродукции относятся также произведенные из высокопрочного чугуна ВЧШГ раструбные, фланцевые соедине­ния и соединения, полученные с помощью аргонодуговой сварки.) Впервые выработанный свыше 50 лет назад и названный тогда «белым чугуном», этот материал отличается от серого более высо­кими прочностными свойствами, близкими к свойствам углеродистой стали, и одновременно коррозионной стойкостью. Модифицированные частицы графита в ВЧШГ в виде маленьких сфер исключают риск образования и распространения трещин, придавая чугуну пластич­ность и прочность.

Повышенные механические свойства ВЧШГ обеспечиваются также его высокотемпературным отжигом, и поэтому трубы можно эксплуати­ровать при знакопеременных нагрузках, при движении, перемещении и просадке грунта. В результате трубопроводы обнаруживают вынос­ливость к диаметральным прогибам, что позволяет допускать большую толщину почвенного покрытия и значительные дорожные нагрузки. Достигается более чем 2-кратная экономия денежных средств по сравнению с затратами на прокладку и эксплуатацию стальных и поли­этиленовых трубопроводов, причем число аварий на трубопроводах из ВЧШГ в 6,5 раз меньше, чем из серого чугуна и в 4,5 раза меньше, чем на трубопроводах из стали, ПВХ или полиэтилена.

Расчетный срок службы таких труб на водопроводе - 100 лет, а на водоотведении - 80 лет при использовании труб диаметром от 400 до 3000 мм, причем отечественные производители не выпускают трубы из ВЧШГ диаметром больше 300 мм. В этой ситуации трудно преувеличить появление в России труб из ВЧШГ больших диаметров, изготовленных в Китае. Эти китайские изделия уже завоевали миро­вое признание, будучи произведенными по передовым технологиям и при жестком контроле качества. Кроме России, их экспортируют более чем в 60 стран мира, включая Германию, США и Швейцарию. Сами трубы, а также их покрытия (как внутреннее цементно-песчаное, так и наружное цинковое и лаково-битумное) имеют международные сертификаты ISO 2531, 4179, 8179, сертификат ГОСТ и санитарно-эпидемиологическое заключение на применение в питьевом водоснабже­нии России. Следует отметить, что произведенные в России трубы из ВЧШГ оцинковываются по желанию заказчика, и поэтому СП 40-109-2006 «Проектирование и монтаж водопроводных и канализационных сетей с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом» предусматривает устройство электрохимической защиты трубопроводов для труб, изготовленных на ОАО «Липецкий металлур­гический завод «Свободный Сокол».

Уникальность покрытия цементным раствором состоит в наличии как пассивного, так и активного защитного эффекта. Пассивный защитный эффект достигается благодаря чисто механической изо­ляции стенки трубы слоем раствора, эффективность которого сораз­мерна плотности его структуры. Активный защитный эффект обязан гидратации цемента, когда в порах возникает насыщенный раствор гидроокиси кальция, и в этих условиях низколегированное железо пассивируется составом из оксидов железа. Этот чрезвычайно тонкий слой предотвращает дальнейшую коррозию металла. Наряду с антикороззийным эффектом, нанесение покрытия улучшает и гидравличес­кие свойства трубопровода.

Трубы из ВЧШГ находят все большее применение в системах водо­снабжения и канализации (для прокладки наружных сетей, в т. ч. в сейсмически активных районах), в противопожарных системах водо­снабжения, на промышленных опреснительных установках, в системах горячего водоснабжения (наружные сети горячего водоснабжения и тепловые сети с температурой воды до 150 °С). Монтаж трубопровода производится методом последовательного наращивания одиночных труб непосредственно в проектном положении трубопровода, т.е. на дне траншеи. Преимущественно реализуются траншейная и бестран­шейная технологии, а также коллекторы (каналы).
Прокладывая трубопроводы из ВЧШГ в грунте, необходимо соб­людать технологический регламент, включающий подготовительные, вспомогательные и основные работы, состав и очередность которых должны увязываться с конкретными условиями (см. рисунок 1).
Уложенные трубы допускается разъединять. При этом трубы вытя­гивают с помощью реечного домкрата и составной обоймы. В случае повторного соединения труб следует использовать новое уплотнительное резиновое кольцо. Испытание трубопроводов проводится в 2 этапа:

• предварительное испытание на прочность и герметичность, выполняемое после частичной засыпки трубопровода;
• окончательное (приемочное) испытание на прочность и герме­тичность, выполняемое после полной засыпки трубопровода.

Оба этапа должны выполняться до установки гидрантов, вантузов, предохранительных клапанов, вместо которых на время испытания следует устанавливать фланцевые заглушки.

Благодаря высокой надежности материала труб и отработанной процедуре монтажа с 2006 года действует предписание мэра Москвы всем московским организациям проектировать и прокладывать новые водопроводные и напорные канализационные трубопроводы исклю­чительно из труб ВЧШГ. Успех москвичей в использовании этих труб заставил законодателей задуматься о необходимости тиражирования полезного опыта. Одновременно, согласно решению Комитета Госду­мы РФ по экологии от 22 февраля 2006 года, Федеральному агентству по строительству и ЖКХ и его территориальным подразделениям пору­чено рассмотреть опыт МГУП «Мосводоканал». Кроме того, российским компаниям рекомендовано широко применять трубы из высокопроч­ного чугуна при строительстве и реконструкции сетей водоснабжения как наиболее целесообразные с точки зрения экологической и сани­тарно-эпидемиологической безопасности.

Не отстает и наша область. Еще в апреле 2005 года на заседании Научно-технического совета министерства строительства, инфраструк­туры и дорожного хозяйства Челябинской области было рекомендо­вано застройщикам  и строительным организациям  нашей области активно использовать трубы из ВЧШГ. Нам всем остается пожелать, чтобы высокопрочный чугун становился все более активным участни­ком возрождения отечественных водопроводных сетей.

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