Привычной областью применения чугунных труб является канализация. Однако сфера использования изделий, изготовленных из чугуна ВЧШГ – высокопрочного с шаровидным графитом – канализационными системами не ограничивается. Такие коммуникации применяют для прокладки теплотрасс, магистральных газо- и водопроводов. Нефтяники используют трубы ВЧШГ для бурения скважин.
Трубы ВЧШГ: история появления
Чугун – это материал, выплавляемый непосредственно из руды и отличающийся от стали более высоким содержанием углерода. Для снижения его концентрации чугун отправляют в сталеплавильные агрегаты, где через расплав продувают воздух, кислород которого связывает свободный углерод с образованием углекислого газа.
В результате этого процесса получают сталь, обладающую, по сравнению с чугуном, более высокими эксплуатационными характеристиками:
- повышенной прочностью к ударным нагрузкам;
- вязкостью и пластичностью, которые в определённых условиях обуславливают более высокую прочность.
Минусом стали является её подверженность коррозии. Поскольку в канализационных сетях коррозионная устойчивость труб играет первостепенную роль, то стальные трубы для этих целей не применяются, полностью уступив этот сектор изделиям из чугуна. Проблема коррозионной стойкости стали решается введением в сплав добавок хрома, титана, ванадия, однако стоимость такого материала существенно возрастает.
На Съезде Американской Ассоциации Литейщиков в 1943 году учёные высказали мысль об управлении формой графита, находящегося в сером чугуне. Уже через несколько недель американский исследователь Кейт Миллис получил в чугуне графит шаровидной формы, вместо существующей ранее – пластинчатой.
Такая модификация была получена добавлением в расплав небольшого количества магния. Производство ВЧШГ труб предоставило потребителю недорогие изделия с высокой коррозионной устойчивостью.
Свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом
Свойства высокопрочных чугунов чрезвычайно разнообразны, однако основным преимуществом этих материалов является сочетание хороших литейных качеств с высокими прочностными характеристиками. К тому же трубы ВЧШГ ГОСТ 7293-85 обладают высокой пластичностью; малой чувствительностью к возникновению концентраторов напряжения; стойкостью к циклическим нагрузкам; а также хорошо обрабатываются резанием.
Литейные характеристики высокопрочных чугунов, в том числе, ВЧШГ:
- хорошая жидкотекучесть;
- малая склонность к усадке и формированию горячих трещин.
Благодаря своим качествам высокопрочный чугун применяется:
- вместо серого чугуна – для увеличения эксплуатационного срока отливок;
- вместо стали – для упрощения технологии производства и снижения стоимости изделий, уменьшения расхода материала, рационализации конструкций отливок;
- вместо сплавов цветных металлов – для сокращения расхода цветных металлов и уменьшения стоимости продукции.
Производят высокопрочные чугуны с особыми свойствами: высокой жаропрочностью, устойчивостью к различным агрессивным средам, с низким коэффициентом трения. Самыми распространёнными изделиями из чугуна ВЧШГ являются трубы.
Способы производства ВЧШГ труб
Благодаря уникальному сочетанию физико-механических, механических и эксплуатационных характеристик и чисто экономических соображений отливки из ВЧШГ находят всё более широкое применение. Поэтому производство и потребление этой продукции постоянно возрастает.
Модификация графита в чугуне осуществляется с помощью магния, РЗМ, кальция и прочих присадок.
Наиболее распространенным является магниевый процесс, который основан на введении в жидкий чугун магния, магниевых или комплексных магнийсодержащих лигатур.
Современная ВЧШГ труба производится способом литья – самым дешёвым и технологичным методом.
Разновидности труб ВЧШГ
В зависимости от сферы применения к трубам из ВЧШГ предъявляют различные требования, регламентируемые ГОСТ, ТУ и СП:
- Из труб ВЧШГ изготавливают подземные водопроводы, особенности проектирования таких трубопроводов и условия их монтажа определяет СП 40-106-202. Напорные трубы ВЧШГ, их свойства и применение регламентирует ТУ 14-161-183-2000. Однако сортамент этих труб определяется давним ГОСТ 9583-75, согласно которому чугунные трубы в зависимости от толщины стенок разделяют на 3 класса: ЛА, А, Б. Наиболее распространённой является труба вчшг 100 (150,300).
- Российское предприятие, выпускающее трубы из ВЧШГ, изготавливает трубы ВЧШГ «свободный сокол» согласно ТУ. Продукция, производимая заводом «Свободный сокол», включает трубы не только с раструбным соединением, но и с фланцевым.
Продукция завода Свободный сокол
- Аварийность на трубопроводах из ВЧШГ минимальна, но их использование для передачи питьевой воды ограничивалась низкими санитарно-гигиеническими свойствами трубы. Поэтому для транспортировки питьевой воды была разработана труба ВЧШГ с ЦПП – цементно-песчаным покрытием.
ЦПП исключает зашлаковывание трубы, защищает её от коррозии и даёт возможность сохранять качество передаваемой питьевой воды, регламентируемое СанПиН.
Уникальное свойство ЦПП состоит в наличии пассивного и активного защитного эффекта.
Пассивная защита обеспечивается за счёт механической изоляции стенки трубы цементно-песчаным раствором. Активный эффект состоит в образовании в период гидратации цемента в порах трубы гидрооксида кальция. В этих условиях железо пассивируется. Этот очень тонкий пассивный слой механически изолируется с помощью ЦПП от воды, протекающей по трубе, удерживается на месте и предохраняет стенки трубы от разрушающего действия коррозии.
Монтаж труб ВЧШГ: основные этапы
Трубы изготавливают с раструбом и под сварку. Труба чугунная сваривается с помощью 
специальных электродов. Раструбное соединение труб ВЧШГ проводится в следующем порядке.
Необходимо убедиться, что на гладком конце трубы есть фаска, и она находится в надлежащем состоянии. Если вы используете отрезок трубы, то фаску необходимо изготовить самостоятельно.
На гладкий конец трубы кистью наносится смазочная паста.
Перед установкой уплотнительной манжеты внутреннюю часть раструба необходимо тщательно очистить скребком, уделив особое внимание посадочному месту под манжету. Кистью удаляют частицы песка и мусора.
Манжету устанавливают в стороне от траншеи. Перед монтажом проверяют техническое состояние манжеты на предмет отсутствия трещин и порывов. Перед установкой в раструб манжете придают форму сердца. На место её устанавливают, приложив радиальное усилие. На открытую поверхность манжеты наносят пасту.
Гладкий конец трубы центруют в раструбе, позицию фиксируют холмиками гравия или грунта, после чего соединение запрессовывают.
На гладком конце трубы должна быть нанесена монтажная метка. Если метка отсутствует, то её необходимо нанести самостоятельно на расстоянии от конца трубы, равном глубине раструба минус 10 мм.
Трубы ВЧШГ, цена, долговечность и надёжность которых привлекают всё новых потребителей, не только не теряют своих позиций на современном рынке, но и находят всё новые сферы использования.
