1. Чугунные трубы

Изготавливают в соответствии с ГОСТ 9583-75, ГОСТ 6942-98 с внутренним диаметром от 65 до 1200мм и длиной от 2 до 7м; имеют на одном конце раструб; другой конец трубы гладкий (рис.2.1). Отливают из серого чугуна, поддающегося механической обработке, с внутренним диаметром 65-1000 мм. Изготавливают методом центробежного или непрерывного литья на труболитейных машинах.

Чугунные трубы используют в основном для водопроводов (раструбные напорные трубы), в холодильных установках и кислотопроводах (фланцевые напорные трубы), теплообменниках, конденсаторах и холодильных бочках содовых установок (содовые напорные трубы), а также в канализационных сетях (безнапорные сливные, или фановые трубы), газо- и нефтепроводах (напорные трубы). Они более долговечны (известны случаи исправной службы чугунных труб до 100 лет), чем стальные и асбестоцементные трубы.

Рис. 2.1. Основные размеры чугунных труб

• Трубы чугунные напорные раструбовые ГОСТ 9583-75 (ЧНР) для систем водоснабжения с уплотнением стыков резиновыми манжетами и работающие под давлением до 16 атмосфер;

• Трубы чугунные безнапорные канализационные ГОСТ 6942-98 (ЧК);

• Трубы чугунные с шаровидным графитом (ЧШГ);

• Трубы из высокопрочного чугуна.

Для предохранения от коррозии чугунные водопроводные трубы при изготовлении на заводе покрывают внутри и снаружи нефтяным битумом. При расчете водопроводов принимают пропускную способность труб как бывших в употреблении (нормальных). По механической прочности чугунные трубы и фасонные части делятся на 3 класса. Чугун как всякий металл подвержен коррозии. Химическая стойкость чугуна в 4 раза больше стальных труб. При эксплуатации чугунные трубы подвергаются “инкрустации”.

Таблица 2.1

Трубы чугунные напорные раструбные чнр гост 9583-75

Диаметр трубы, мм	Длина трубы, м	Рабочее давление, атм.
65	3,03	Ру=35
100	4/4,5/5,5	Ру=35
150	4,2/4,5/5,5/6	Ру=35
200	5,1/5,5/6	Ру=35
250	5/5,5/6	Ру=35
300	5/5,5/6	Ру=35
400	5/5,5	Ру=35
500	5,5/10	Ру=35
600	5,5/10	Ру=35
700	5,5	Ру=35
900	5,5	Ру=35

Таблица 2.2

Нормы заводского испытательного гидравлического давления

Условный проход, мм	Испытательное давление (МПа) для труб класса
	ЛА	А	Б
Меньше 300	2,5	3,5	4,0
350…600	2,0	3,0	3,5
700…1200	2,0	2,5	3,0

Стыковое соединение раструбных труб должно быть прочным и водонепроницаемым. Вместе с тем стыки уложенных в землю труб должны обладать некоторой гибкостью, допускающей возможность поворота соседних труб на незначительный угол между их осями (при просадках грунта по длине трубопровода) без нарушения прочности и герметичности. При соединении таких труб (рис.2.2, 2.3) гладкий конец одной трубы вставляют в раструб другой и для обеспечения водонепроницаемости оставшееся свободное кольцевое пространство в раструбе плотно заделывают смоленой пеньковой прядью, материалом может служить асбестоцемент, серосплав, алюминий, свинец.

Рис. 2.2. Раструбное соединение чу­гунных труб по ГОСТ 9583—75: а - обозначения по стандарту; б - заделка стыка; 1 — зазор (3 мм при L < 4000 мм и 5 мм при L > 4000 мм). Г Рис. 2.3. Раструбное соединение чу­гунных труб по ГОСТ 21053—75 с резиновой самоуплотняющейся ман­жетой. Порядок монтажа: а—нанесение линий ограничения (ЛО) на гладкий конец трубы; б — введение ре­зиновой манжеты в в кольцевой паз раструба; в — смазка 3 графитно-глицериновым составом манжеты и гладкого кон­ца; г — положение манжеты 2 в смонтиро­ванном стыке.

Рис. 2.4. Раструбно-винтовое соединение чугунных труб по ГОСТ 21053—75: а - смонтированный стык; б - винтовая запорная муф­та; в - уплотнительное резиновое кольцо.

Рис. 2.5. Фланцевое соединение чу­гунных труб

В практике наиболее широкое применение получила заделка стыков асбестоцементно-увлажненной смесью из 30% асбеста и 70% цемента. Асбестоцементная заделка дает прочный стык, сохраняющий водонепроницаемость во всех условиях работы трубопровода: в плывунах; при вибрации грунтов под железнодорожными путями автодорогами; лессовидных просадочных грунтах; районах поврежденных землетрясениями; в условиях вечной мерзлоты, когда исключено пучение грунта; при транспортировании горячей и холодной воды.

После заделки асбестоцементом стыков чугунного трубопровода передача на него внешних нагрузок возможна не ранее чем через 5…6 суток. Наполнение трубопровода водой для испытания разрешается: при испытательном давлении Р≤0,3Мпа – через 18 часов после заделки асбестоцементом стыков и при Р>0,3Мпа – через 24часа.

Цементная заделка дает жесткий стык, поэтому её можно применять, когда исключаются осадки труб, при прокладке неответственных трубопроводов диаметром менее 200мм.

Недостатки асбестоцементной и цементной заделки заключаются в трудности ремонта стыка при его течи. Единственный способ ремонта — удаление старого цемента и заделка стыка за­ново.

Цементные стыки не рекомендуется применять: при проклад­ке труб ниже уровня грунтовых вод, так как в этом случае не­обходимо откачивать воду в течение всего времени укладки труб при схватывании цемента, что слишком дорого; при проклад­ке труб при температуре ниже 0; в слабых просадочных грунтах и под насыпями железных дорог.

Во время аварий, когда соединение стыков должно быть выполнено очень быстро, применяют заделки раструбов алюми­нием, серосплавом и свинцом.

Алюминиевое опорное кольцо делают из алюминиевых мно­гожильных проводов путем расчеканки их прядей в раструбе.

Заливка раструбов расплавленным свинцом дает хорошее соединение, но она очень дорога и поэтому применяется лишь при авариях на ответственных трубопроводах.

Для уменьшения трудоемкости монтажа чугунных трубопро­водов наша промышленность выпускает трубы диаметром от 65 до 300 мм с такими типами раструбных соединений: с рези­новой самоуплотняющейся манжетой (рис. 2.3); раструбно-винтовые с чугунной или пластмассовой за­порной муфтой и резиновым уплотнительным кольцом (рис. 2.4). Такие трубы предназначены для тран­спортирования воды температурой не вы­ше 40 °С, не разрушающей материал труб и уплотнительных колец. Рабочее давление в трубопроводе не должно превышать 0,4 испытательного гидрав­лического давления.

Раструбное соединение дешевле фланцевого и обеспечивает, сохраняя при этом водонепроницаемость, подвижность отдельных участков, допускает повороты 2-3° при малых диаметрах, 1° при больших диаметрах. Кроме того, раструбное соединение по сравнению с фланцевым обладает большой химической стойкостью.

Фланцевое соединение более жесткое и не допускает деформации трубопровода. Оно воспринимает растягивающие осевые усилия, и эта способность фланцевого соединения составляет основное его преимущество над раструбным. Для прокладок применяют резину и картон (вываренный в масле и смазанный суриком, применяют при небольших давлениях 0,2-0,3 МПа и диаметров труб 200…250мм).

Более надежную герметичность дает резиновая прокладка толщиной 3…5мм. Такие соединения можно применять только в смотровых колодцах и внутри зданий. В грунте такое соединение не рекомендуется вследствие коррозии болтовых креплений, что быстро приводит их в негодность.

Благодаря мобильности сборки и разборки фланцевые соединения удобно применять при прокладке трубопроводов внутри зданий насосных станций, очистных сооружений, водонапорной башни и т.д.