Виды и монтаж чугунных труб для наружной канализации

Чугунная труба, используемая для нужд канализационных сетей и водоотведения, продолжает оставаться актуальным материалом, несмотря на высокую конкуренцию пластика.

Инженерные коммуникации, где применяются исключительно чугунные трубы для наружной канализации, встречаются уже не так часто.

Высокопрочная чугунная труба

Проектные решения по сокращению чугуна в канализационных сетях традиционно обусловлены экономическими соображениями. Что же касается надёжности и долговечности – здесь материалов, равных чугунной трубе, попросту нет.

Продукция, изготовленная из высокопрочного чугуна, широко используется в области машиностроения, водоснабжения, водоотведения, а также в сфере газо- и нефте- добычи.

Чугунные трубы, предназначенные для строительства наружных канализационных сетей, как правило, представлены изделиями повышенной прочности. Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам, такие трубы служат десятки лет

Существенную долю этой продукции составляют чугунные высокопрочные трубы. Их эксплуатационные свойства, по сравнению с обычными трубами, дополняют следующие механические характеристики:

• высокая степень ударной вязкости;
• малый предел текучести;
• низкое временное сопротивление;
• малый коэффициент относительного удлинения.

Получение таких характеристик достигнуто за счёт внедрения графита сфероидальной (или пластинчатой) формы в структуру чугуна. Другими словами, структура металла насыщается значительным количеством углерода, что в практическом отношении добавляет конечным изделиям ещё и такие свойства, как:

• износостойкость;
• прочность на сжатие;
• прочность на усталость;
• лёгкость механической обработки;
• хорошие литейные качества.

О высокопрочных чугунных трубах упомянуто не просто так. Реализация проектов наружной канализации обычно предусматривает построение линий отвода стоков от сооружений с прокладкой их под толщей грунта. Такая система канализации классифицируется аббревиатурой TML.

Эксплуатация линий канализации под землёй, как правило, характерна повышенными физическими и температурными нагрузками, с которыми легко справляются чугунные трубы высокой прочности.

Классификация труб по конструкции

Для канализационных чугунных труб классификации TML существует их условное разделение по функциональным свойствам на два вида:

1. Безраструбные (SMU).
2. Раструбные (SME).

Первые отличаются тем, что конструктивно исполнены как исключительно гладкие элементы от начала до конца по всей длине. Вторые, напротив, имеют на одном из концов немного расширенный в диаметре раструб.

Трубы из чугуна, сделанные под системы водоотведения зданий, производят разные по конструктивному исполнению. Наиболее часто используются на практике безраструбные и раструбные чугунные трубы

Безраструбные чугунные трубы считаются лучшим вариантом для монтажа наружных канализационных систем, относящихся по классификации к TML системам. Трубы вида SMU обеспечивают больше удобств в условиях прокладки, позволяют легко и быстро производить демонтаж при необходимости.

Оба вида труб выпускаются с номинальным размером внутреннего диаметра 100 мм, тогда как размер внешнего диаметра составляет 110 мм. Как правило, номинальный и любой другой размер диаметра указывается маркировкой (например – DN100). Часто практикуемые размеры диаметра чугунных труб (раструбных и безраструбных) лежат в диапазоне 100 – 400 мм. В целом же этот диапазон охватывает размеры диаметра до 1000 мм. Стандартная длина равна – 3000 мм.

Труба безраструбная, изготовленная на основе пластинчатого чугуна и входящая в группу классификации SML, а также фасонные детали, необходимые для полноценного монтажа систем водоотведения

Существуют также изделия, которые относятся к другим классификационным группам. Например, продукты классификации SML функционально предназначены для систем водоотведения зданий и дренажных систем. Есть трубы под транспортировку химических агрессивных сред. Они проходят по классификации MLK. А продукты чугунного производства под классификатором MLB подходят для систем дренажа на дорогах и мостах.

Как соединяют трубы SMU и SME

Безраструбные канализационные трубы из чугуна соединяют одну с другой, используя для этого специальные стягивающие фиксирующие устройства. Эти соединительные элементы состоят из стального стягивающего хомута и эластичной муфты, которую накладывают на область стыка.

На практике применяются две модификации стяжки стального хомута – одним винтом (CE) или двумя винтами (CV). Материал эластичной муфты обеспечивает высокое качество герметичности, а свойства стали стягивающего кольца исключают появление коррозии.

Металлические хомуты и муфты, дополненные эластичными вставками, обычно используются для соединения между собой безраструбных чугунных труб. Существует несколько модификаций таких скрепляющих элементов

Хомуты соединительные используются не только для связи отдельно взятых патрубков при построении трубопровода. Эти же компоненты применяются для соединений с фасонными деталями.

Хомуты производятся под различные монтажные диаметры и рассчитаны под весь диапазон рабочих давлений. Есть модификации хомутов с эффектом звукопоглощения. Их монтаж не требует применения дополнительной звукоизоляции в местах проходов трубопроводов сквозь перекрытия.

Раструбные элементы соединяются по принципу вставки ровного конца одной трубы в раструбную часть другой. Мягкость соединения и герметичность, как правило, обеспечивается резиновым кольцом, которое запрессовано в паз, имеющийся на внутренней поверхности раструба чугунной трубы. Также есть схема, где герметичность соединения в раструбе (и мягкость) достигается заполнением зазора между трубами уплотнительным материалом.

Практика построения систем канализации на основе раструбных труб из чугуна предусматривает использование одного из пяти вариантов соединений (А, Б, В, Г, Д). Четыре из них с уплотнителями в виде резиновых колец (5, 6) и одно в виде просмоленного жгута (3)

Для раструбных элементов характерны следующие виды герметизации и фиксации соединений:

1. Чеканка асбоцементным наполнителем.
2. Установка уплотнительной манжеты.
3. Установка самоуплотняющегося кольца.
4. Использование накидного фланца с болтовым креплением.
5. Применение упорного шипа.

Практикуется также методика фиксации трубного соединения с помощью горячей и холодной сварки, но применяется она крайне редко. Объясняется это сложностью технологии сварки чугуна. К тому же для производства сварочных работ по чугуну требуются специалисты, профессиональный сварочный инструмент и дорогостоящие электроды на основе никеля.

Особенности структуры и применение

Главная особенность чугунных труб из группы классификатора TML – предназначение для установки под землёй на глубине от 0,8 до 6 метров. Созданные специально как элементы наружных систем TML, трубы отличаются увеличенной степенью прочности и антикоррозионной защиты.

Эксплуатационные параметры сопротивления на сжатие позволяют без опасений повреждения прокладывать канализационные линии, к примеру, под дорожным полотном с большими весовыми нагрузками. Но при монтаже требуется соблюдать стандарты DIN EN 877, 1610, ГОСТ, которыми предусматривается создание соответствующего опорного фундамента и перекрытий.

Структура современной безраструбной трубы из чугуна состоит из двухслойного внутреннего покрытия эпоксидной смолой (1), внешнего покрытия эпоксидным лаком (2), рабочего слоя чугуна с пластинчатым или сфероидальным графитом (3), защитного покрытия цинком (4)

Из особенностей высокопрочной чугунной трубы также следует выделить присутствие эффективного покрытия (наружного и внутреннего), в том числе на фасонных деталях. Покрытие выполняется с внедрением цинка и эпоксидных смол, чем обеспечивается высокая надёжность защиты от коррозии даже в условиях выражено агрессивной среды.

Эти трубы могут успешно применяться для прокладки в грунтах с высоким уровнем pH (0-10). Внутреннее лаковое эпоксидное покрытие канализационных труб из чугуна имеет гладкую (скользящую) структуру, что сводит к минимуму коэффициент сопротивления при движении стоков.

Структура современной чугунной трубы TML:

1. Покрытие модифицированной эпоксидной смолой в два слоя (толщина слоя 120 мкм).
2. Защитное покрытие эпоксидным лаком (толщина слоя 60 мкм).
3. Чугунный основной слой с повышенным содержанием углерода.
4. Защитное покрытие цинковым порошком (плотность напыления 130 г/м²).

Стандартная длина трубы (3000 мм) при необходимости легко укорачивается до нужного размера, например, электрическим труборезом. Выполняя обрезку чугунной трубы, нужно обеспечить точный ровный срез. Такой подход гарантирует надежность герметизации при сборке линий стоков.

Кроме того, границы обреза, как правило, окрашивают специальной краской и обкладывают изоляционной лентой типа Pro-Cut. Для агрессивных сред применяются специальные уплотнения. Эти меры дополнительно увеличивают и сводят на нет риски протечек.

Таким способом создаётся соединительный узел на кромке обрезанной чугунной трубы, когда в качестве защитного и герметизирующего элемента используется изоляционная лента Pro-Cut

Перечень особенностей чугунных труб канализации впечатляет. По сравнению с тем же пластиком, быстро набирающим популярность за счёт дешевизны, чугун имеет массу преимуществ. Чугунке не страшен огонь и высокие температуры, тогда как пластиковые трубы размягчаются уже при Т=100º, а при более высоких значениях температуры начинают деформироваться и могут расплавиться.

Чугунные трубопроводы характерны низким уровнем шума при работе системы и не требуют монтажа компенсаторов на расширение. Их можно закладывать в толще бетона, не опасаясь разрыва от сжатия/расширения материалов.

Таким образом, затраты на приобретение очень скоро компенсируются за счёт экономичной эксплуатации чугунных труб. Их применение не требует создания огневой и шумовой изоляции, межремонтный период в несколько раз превышает такой же период для пластиковых коммуникаций. Продолжительность эксплуатации не ограничивается даже 100-летним сроком.

Предварительно изолированные изделия

Чугунные изделия группы классификатора TML дополняют продукты, представляющие собой предварительно изолированные чугунные трубы. Такие модификации успешно применяются в условиях окружающей среды с низкими температурными значениями. По сути, это те же безраструбные или раструбные трубы высокой прочности (1), дополнительно покрытые технологическими слоями (2, 3, 4) тепловой изоляции.

Вариант безраструбной чугунной трубы, дополненной элементом теплоизоляции. Изделия в таком исполнении носят название «предизолированные трубы». Они предназначаются для эксплуатации в условиях низких температур окружающей среды

В качестве эффективного теплоизолятора используется термореактивная пена (3) или похожий материал, обладающий плотной структурой и свойствами негорючести по классу «А2». Теплоизолятор закрывается кожухом из листовой оцинкованной стали (4). Толщина листа кожуха не менее 1 мм. Кожух фиксируется хомутами (2), также выполненными из оцинкованной стали.

Предварительно изолированные чугунные трубы рассчитаны на эксплуатацию в условиях влажности до 75%. Изоляция исключает образование конденсата в условиях низких и критически низких температур. Есть модификации с внедрением нагревательного кабеля непосредственно в структуру теплоизолятора.

Причины замены чугуна полимерами

Чем же обусловлена возрастающая популярность полимерных изделий, которыми стремятся заменить чугун? Как выясняется, главными причинами являются:

• риски коррозии чугуна от повреждения блуждающими токами электромагнитных полей;
• отсутствие дополнительной защиты внутренних стенок труб от агрессивных сред;
• жёсткость изделий, позитивно влияющая на отдельно взятую трубу, но провоцирующая смещение суммарных нагрузок грунта в точки стыков на трубопроводе, собранном из десятка и более труб;
• технические сложности, неизбежно появляющиеся в процессе ремонта или на случай создания новых коммуникационных врезок.

Полимерные трубы гораздо чаще, чем чугунные, используются при создании систем автономной канализации в частных домах.

Выводы и полезное видео по теме

Несколько полезных советов о выборе труб пригодятся для создания систем канализации своими руками:

Между тем, полимерные изделия по техническим и эксплуатационным показателям уступают продуктам, сделанным из чугуна. Они имеют значительно больше недостатков по сравнению с чугунными канализационными трубами. Полимеры удобно и рационально использовать в системах внутренней канализации, но для серьезных наружных коммуникаций разумно с любой точки зрения применять именно чугун.