Труба из высокопрочного чугуна - это труба из высокопрочного чугуна, обычно используемая для передачи и распределения питьевой воды . [1] Этот тип трубы является прямым развитием более ранней чугунной трубы , которую он заменил. [1] Ковкий чугун, используемый для изготовления трубы, характеризуется сфероидальной или шаровидной формой графита внутри чугуна. [2] Обычно труба изготавливается методом центробежного литья в формах, облицованных металлом или смолой. [3] Для предотвращения коррозии на трубы из высокопрочного чугуна часто наносятся защитные внутренние покрытия и внешние покрытия: стандартная внутренняя облицовкацементный раствор и стандартные внешние покрытия включают связующий цинк, асфальт или краску на водной основе . В высококоррозионных средах также могут использоваться неплотные полиэтиленовые рукава (LPS) для изоляции трубы. Ожидаемый срок службы незащищенных труб из чугуна с шаровидным графитом зависит от коррозионной активности почвы и, как правило, меньше там, где она очень коррозионная. [4] Однако, по оценкам, срок службы трубопроводов из чугуна с шаровидным графитом, установленных с использованием «усовершенствованных методов прокладки», включая использование правильно установленных LPS (полиэтиленовая оболочка), превышает 100 лет. [5] [6] Исследования воздействия труб из высокопрочного чугуна на окружающую среду дают разные результаты в отношении выбросов и потребляемой энергии. Трубы из высокопрочного чугуна, произведенные в США , были сертифицированы Институтом рыночных преобразований в пользу устойчивости как экологически безопасный продукт. [7] [8]
Размеры [ править ]
Размер трубы из высокопрочного чугуна определяется в соответствии с безразмерным термином, известным как размер трубы или номинальный диаметр (известный под французской аббревиатурой DN). Это примерно соответствует внутреннему диаметру трубы в дюймах или миллиметрах. Однако внешний диаметр трубы остается постоянным между изменениями толщины стенки, чтобы обеспечить совместимость в соединениях и фитингах. Следовательно, внутренний диаметр иногда значительно отличается от номинального. Номинальные размеры труб в США варьируются от 3 до 64 дюймов с шагом не менее 1 дюйма.
Размеры труб стандартизированы по взаимно несовместимым стандартам AWWA C151 ( обычные единицы измерения США ) в США, ISO 2531 / EN 545/598 ( метрические ) в Европе и AS / NZS 2280 (метрические) в Австралии и Новой Зеландии. Хотя метрические, европейские и австралийские стандарты несовместимы, и трубы одинакового номинального диаметра имеют совершенно разные размеры.
Северная Америка [ править ]
Размеры труб по американскому стандарту AWWA C-151
| Размер трубы | Внешний диаметр [ дюйм (мм)] |
|---|---|
| 3 | 3,96 (100,584) |
| 4 | 4,80 (121,92) |
| 6 | 6,90 (175,26) |
| 8 | 9,05 (229,87) |
| 10 | 11,10 (281,94) |
| 12 | 13,20 (335,28) |
| 14 | 15,30 (388,62) |
| 16 | 17,40 (441,96) |
| 18 | 19,50 (495,3) |
| 20 | 21,60 (548,64) |
| 24 | 25,80 (655,32) |
| 30 | 32,00 (812,8) |
Европа [ править ]
Европейские трубы стандартизированы в соответствии с ISO 2531 и соответствующими спецификациями EN 545 (питьевая вода) и EN 598 (сточные воды). Европейские трубы имеют размер, который приблизительно соответствует внутреннему диаметру трубы после внутренней футеровки номинальному диаметру. ISO 2531 поддерживает совместимость размеров со старыми немецкими чугунными трубами. Однако более старые британские трубы, в которых использовался несовместимый имперский стандарт BS 78, требуют переходников при подключении к вновь установленной трубе. По совпадению, гармонизация Великобритании с европейскими стандартами на трубы произошла примерно в то же время, что и переход на высокопрочный чугун, поэтому почти все чугунные трубы являются британскими, а все пластичные трубы - метрическими.
| DN | Внешний диаметр [мм (дюйм)] | Толщина стенки [мм (дюйм)] | ||
|---|---|---|---|---|
| 40 класс | K9 | K10 | ||
| 40 | 56 (2,205) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 50 | 66 (2,598) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 60 | 77 (3,031) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 65 | 82 (3,228) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 80 | 98 (3,858) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 100 | 118 (4,646) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 125 | 144 (5,669) | 4,8 (0,189) | 6,0 (0,236) | 6,0 (0,236) |
| 150 | 170 (6,693) | 5,0 (0,197) | 6,0 (0,236) | 6,5 (0,256) |
| 200 | 222 (8,740) | 5,4 (0,213) | 6,3 (0,248) | 7,0 (0,276) |
| 250 | 274 (10,787) | 5,8 (0,228) | 6,8 (0,268) | 7,5 (0,295) |
| 300 | 326 (12 835) | 6,2 (0,244) | 7,2 (0,283) | 8,0 (0,315) |
| 350 | 378 (14,882) | 7,0 (0,276) | 7,7 (0,303) | 8,5 (0,335) |
| 400 | 429 (16,890) | 7,8 (0,307) | 8,1 (0,319) | 9,0 (0,354) |
| 450 | 480 (18 898) | - | 8,6 (0,339) | 9,5 (0,374) |
| 500 | 532 (20,945) | - | 9,0 (0,354) | 10,0 (0,394) |
| 600 | 635 (25 000) | - | 9,9 (0,390) | 11,1 (0,437) |
| 700 | 738 (29,055) | - | 10,9 (0,429) | 12,0 (0,472) |
| 800 | 842 (33,150) | - | 11,7 (0,461) | 13,0 (0,512) |
| 900 | 945 (37,205) | - | 12,9 (0,508) | 14,1 (0,555) |
| 1000 | 1 048 (41 260) | - | 13,5 (0,531) | 15,0 (0,591) |
| 1100 | 1152 (45 354) | - | 14,4 (0,567) | 16,0 (0,630) |
| 1200 | 1255 (49,409) | - | 15,3 (0,602) | 17,0 (0,669) |
| 1400 | 1 462 (57 559) | - | 17,1 (0,673) | 19,0 (0,748) |
| 1500 | 1565 (61,614) | - | 18,0 (0,709) | 20,0 (0,787) |
| 1600 | 1,668 (65,669) | - | 18,9 (0,744) | 51,0 (2,008) |
| 1800 | 1875 (73 819) | - | 20,7 (0,815) | 23,0 (0,906) |
| 2000 г. | 2082 (81,969) | - | 22,5 (0,886) | 25,0 (0,984) |
Другие европейские стандарты содержат спецификации для более специализированных продуктов:
EN 15655: 2009 - Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна. Внутренняя полиуретановая футеровка для труб и фитингов. Требования и методы испытаний.
EN 877: 1999 / A1: 2006 - Трубы и фитинги из чугуна, их соединения и аксессуары для отвода воды из зданий - Требования, методы испытаний и обеспечение качества
CEN / TR 15545: 2006 - Руководство по использованию EN 545
CEN / TR 16017: 2010 - Руководство по использованию EN 598
EN 877: 1999 - Трубы и фитинги из чугуна, их соединения и аксессуары для отвода воды из зданий - Требования, методы испытаний и обеспечение качества
EN 877: 1999 / A1: 2006 / AC: 2008 - Трубы и фитинги из чугуна, их соединения и аксессуары для отвода воды из зданий - Требования, методы испытаний и обеспечение качества
EN 598: 2007 + A1: 2009 - Трубы, фитинги, аксессуары и их соединения из высокопрочного чугуна для канализации - Требования и методы испытаний
EN 12842: 2012 - Фитинги из ковкого чугуна для трубопроводных систем из непластифицированного ПВХ или полиэтилена - Требования и методы испытаний
CEN / TR 16470: 2013 - Экологические аспекты систем труб из чугуна с шаровидным графитом для систем водоснабжения и канализации
EN 14628: 2005 - Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна. Наружное полиэтиленовое покрытие для труб. Требования и методы испытаний.
EN 15189: 2006 - Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна. Наружное полиуретановое покрытие для труб. Требования и методы испытаний.
EN 14901: 2014 - Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна - Эпоксидное покрытие (для тяжелых условий эксплуатации) фитингов и принадлежностей из высокопрочного чугуна - Требования и методы испытаний
EN 969: 2009 - Трубы, фитинги, аксессуары из высокопрочного чугуна и их соединения для газопроводов. Требования и методы испытаний.
EN 15542: 2008 - Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна. Наружное покрытие из цементного раствора для труб. Требования и методы испытаний.
EN 545: 2010 - Трубы, фитинги, аксессуары из высокопрочного чугуна и их соединения для водопроводов. Требования и методы испытаний.
EN 14525: 2004 - Муфты и фланцевые переходники из высокопрочного чугуна с широким допуском для использования с трубами из различных материалов: высокопрочный чугун, серый чугун, сталь, НПВХ, фиброцемент.
Австралия и Новая Зеландия [ править ]
Размеры труб из Австралии и Новой Зеландии соответствуют независимой спецификации AS / NZS [9] 2280, которая несовместима с европейскими трубами, несмотря на то, что используется такая же номенклатура. Австралия сначала приняла имперский британский стандарт на чугунные трубы BS 78, а когда он был отменен после принятия Великобританией стандарта ISO 2531, вместо того, чтобы аналогичным образом согласовываться с Европой, Австралия выбрала «мягкое» преобразование имперских единиц в метрические единицы, опубликовано как AS / NSZ 2280, с неизменным физическим внешним диаметром, что обеспечивает непрерывность производства и обратную совместимость. Следовательно, внутренний диаметр трубы с футеровкой сильно отличается от номинального диаметра, и для гидравлических расчетов требуется некоторое знание стандарта на трубу.
| Номинальный размер (DN) | Внешний диаметр [мм (дюйм)] | Номинальная толщина стенки [мм (дюймов)] | Класс фланца | |
|---|---|---|---|---|
| PN 20 | PN 35 | |||
| 100 | 122 (4.803) | - | 5,0 (0,197) | 7.0 |
| 150 | 177 (6,969) | - | 5,0 (0,197) | 8.0 |
| 200 | 232 (9,134) | - | 5,0 (0,197) | 8.0 |
| 225 | 259 (10,197) | 5,0 (0,197) | 5,2 (0,205) | 9.0 |
| 250 | 286 (11,260) | 5,0 (0,197) | 5,6 (0,220) | 9.0 |
| 300 | 345 (13,583) | 5,0 (0,197) | 6,3 (0,248) | 10.0 |
| 375 | 426 (16,772) | 5,1 (0,201) | 7,3 (0,287) | 10.0 |
| 450 | 507 (19,961) | 5,6 (0,220) | 8,3 (0,327) | 11.0 |
| 500 | 560 (22,047) | 6,0 (0,236) | 9,0 (0,354) | 12.0 |
| 600 | 667 (26 260) | 6,8 (0,268) | 10,3 (0,406) | 13,0 |
| 750 | 826 (32,520) | 7,9 (0,311) | 12,2 (0,480) | 15.0 |
Суставы [ править ]
Отдельные отрезки трубы из чугуна с шаровидным графитом соединяются либо фланцами, муфтами, либо какой-либо формой втулки и раструба.
Фланцы [ править ]
Фланцы представляют собой плоские кольца вокруг конца труб, которые сопрягаются с эквивалентным фланцем другой трубы, причем оба они удерживаются вместе болтами, обычно проходящими через отверстия, просверленные во фланцах. Деформируемая прокладка, обычно эластомерная, помещенная между выступами на ответных фланцах, обеспечивает уплотнение. Фланцы спроектированы в соответствии с большим количеством спецификаций, которые различаются из-за разницы в размерах труб и требований к давлению, а также из-за независимой разработки стандартов. В США фланцы нарезаны резьбой или приварены к трубе. На европейском рынке фланцы обычно привариваются к трубе. В США фланцы доступны со стандартной конфигурацией болтов 125 фунтов, а также со стандартной схемой болтов на 250 фунтов (и более тяжелой) (стальная группа болтов). Оба обычно рассчитаны на 250 фунтов на квадратный дюйм.(1700 кПа ). Фланцевое соединение является жестким и может выдерживать как растяжение, так и сжатие, а также ограниченную степень сдвига и изгиба . Его также можно разобрать после сборки. Из-за жесткости соединения и риска возникновения чрезмерного изгибающего момента рекомендуется не заглублять трубопроводы с фланцами.
Текущие стандарты фланцев, используемые в водном хозяйстве, - это ANSI B16.1 в США, EN 1092 в Европе и AS / NZS 4087 в Австралии и Новой Зеландии.
Патрубок и розетка [ править ]
Втулка и раструб включают обычный конец трубы, втулку, вставляемую в раструб или раструб другой трубы или фитинга с уплотнением между ними внутри раструба. Обычные гладкие и раструбные соединения не допускают прямого контакта металла с металлом, когда все силы передаются через эластомерное уплотнение. Следовательно, они могут изгибаться и допускать некоторую степень вращения, позволяя трубам смещаться и снимать напряжения, возникающие при движении почвы. Следствием этого является то, что незакрепленные гладкие и раструбные соединения практически не передают сжатия или растяжения вдоль оси трубы и имеют небольшой сдвиг. Поэтому любые изгибы, тройники или клапаны требуют либо фиксирующего соединения, либо, чаще, упорных блоков, которые передают силы в виде сжатия в окружающий грунт.
Существует большое количество различных розеток и уплотнений. Самым современным из них является «нажимное соединение» или «скользящее соединение», при котором муфта и резиновое уплотнение предназначены для того, чтобы после смазки гладкий конец трубы можно было просто вставить в муфту. Нажимные соединения остаются запатентованной конструкцией. Также доступны системы стопорных прокладок. Эти системы фиксирующих прокладок позволяют сдвинуть трубу вместе, но не позволяют соединению разъединиться без использования специального инструмента или горелки для прокладки.
Самые ранние чугунные трубы с гладким концом и раструбом были соединены путем заполнения раструба смесью воды, песка, железной стружки и аммиака ( хлористого аммония ). В раструб вокруг втулки вставляли уплотнительное кольцо, чтобы удерживать смесь, которая была вколотили в розетку с помощью инструмента для уплотнения, а затем указали. Это заняло несколько недель, чтобы получить полностью жесткий шарнир. Такие системы труб часто можно увидеть в церквях девятнадцатого века в системе отопления.
Срок службы и коррозия [ править ]
В конце 1950-х годов на рынке были представлены трубы из ковкого чугуна, которые отличались более высокой прочностью и аналогичной коррозионной стойкостью по сравнению с чугунными. [10] Согласно исследованию 2004 года, ожидаемый срок службы труб из чугуна с шаровидным графитом составляет 100 лет, исходя из результатов испытаний, полевых инспекций и эксплуатации в течение более 50 лет. [11] В 2012 году Американская ассоциация водопроводных сооружений сообщила, что трубы из ковкого чугуна в доброкачественной почве или установленные в более агрессивных почвах с использованием «усовершенствованных методов прокладки» имеют расчетный срок службы до 110 лет, на основе общенационального анализа водопроводных труб в США [5]
Как и большинство черных металлов, высокопрочный чугун подвержен коррозии, поэтому его срок службы зависит от воздействия коррозии. [1] Коррозия в трубах из чугуна с шаровидным графитом может происходить двумя способами: графитизация, выщелачивание железа из-за коррозии, приводящее к ослаблению конструкции трубы, и коррозионная точечная коррозия , которая является более локализованным эффектом, также вызывающим ослабление конструкции трубы. [10]
За последние 100 лет средняя толщина железных труб уменьшилась из-за увеличения прочности металла [12], благодаря достижениям в металлургии, а также улучшенной технологии литья. [13] [14]
Методы уменьшения коррозии [ править ]
На возможность коррозии, ведущей к выходу из строя труб, в значительной степени влияет коррозионная активность почвы. Незащищенные трубы в высококоррозионных почвах обычно имеют более короткий срок службы. [4] Срок службы трубы из чугуна с шаровидным графитом, установленной в агрессивной среде без соответствующей защиты, может составлять от 21 до 40 лет. [6] [15] Внедрение методов снижения коррозии пластичных труб, включая использование полиэтиленовых рукавов, может снизить коррозию за счет контроля воздействия коррозийной почвы на трубопроводы. [6]
В Соединенных Штатах Американский национальный институт стандартов и Американская ассоциация водопроводных сооружений стандартизировали использование полиэтиленовых рукавов для защиты труб из ковкого чугуна от воздействия коррозии. [3] [16] В отчете за 2003 год исследователей из Национального исследовательского совета Канады отмечалось, что полиэтиленовые рукава имеют "как хорошие, так и плохие характеристики". [10] Тем не менее, исследование, проведенное на испытательном полигоне Ассоциации исследования труб из ковкого чугуна во Флориде, показало, что по сравнению с трубами без покрытия, подвергающимися воздействию агрессивной среды, трубы, заключенные в неплотную полиэтиленовую оболочку, находились «в отличном состоянии». [6]На основании метаанализа 1379 образцов труб в 2005 году было установлено, что неплотно прилегающие полиэтиленовые рукава очень эффективны для снижения коррозии. Единственная среда, для которой анализ показал, что полиэтиленовая оболочка не обеспечивает эффективного контроля коррозии, - это «исключительно суровые» среды, классификация редких, но чрезвычайно агрессивных сред. Анализ показал, что в этих «исключительно суровых» условиях можно ожидать продолжительности жизни 37 лет. [6]
Трубы, изготовленные в соответствии со стандартами Международной организации по стандартизации (ISO), обычно покрываются цинком для защиты от коррозии. В случае более агрессивных почв поверх оцинкованной трубы устанавливают полиэтиленовую втулку для обеспечения дополнительной защиты. [10] [17]
Катодная защита также может использоваться для предотвращения коррозии и, как правило, рекомендуется инженерами по коррозии для труб в коррозионных почвах в качестве дополнения к внешним диэлектрическим покрытиям. [10] [18]
Инженеры и водные ведомства США разделились во мнениях относительно использования различных покрытий или катодной защиты. Смешанные результаты были получены для всех методов защиты. Тем не менее, это может быть связано с влиянием изменений местной коррозионной активности и температуры почвы или с повреждениями, возникающими во время установки, которые могут повлиять на эффективность защитных покрытий. [10] [18]
Внутренние накладки [ править ]
Труба из ковкого чугуна в некоторой степени устойчива к внутренней коррозии в питьевой воде и менее агрессивных сточных водах. Однако даже там, где потеря материала трубы и, следовательно, уменьшение толщины стенки трубы происходит медленно, отложение продуктов коррозии на внутренней стенке трубы может уменьшить эффективный внутренний диаметр. Доступны различные покрытия для уменьшения или устранения коррозии, включая цементный раствор, полиуретан и полиэтилен. Из них наиболее распространенной является облицовка из цементного раствора.
Полиуретан (PUR) [ править ]
Полиуретан - это вариант, предлагаемый в качестве внутреннего покрытия для труб из высокопрочного чугуна вместо цементного раствора. Однако, поскольку PUR обеспечивает только пассивную защиту, жизненно важно, чтобы покрытие не было повреждено во время обращения и установки. Производители устанавливают строгие процедуры обращения, транспортировки и монтажа, чтобы гарантировать защиту полиуретановых покрытий. Если трубы деформируются, эластичность полиуретана в некоторых случаях позволяет не повредить покрытие. Эксперты по коррозии
Полиуретановые покрытия были впервые использованы в 1972 г. [ править ] В сравнении с другими покрытиями, внутренняя прокладка из полиуретана обладает высокой стойкостью к различным различным средам , таким как питьевая вода, сточные вод, деминерализованной вода, промышленная вода и газ, а также к агрессивным растворам, таким как серная кислота.
Полиуретан - это термореактивный пластик, не содержащий растворителей, с трехмерной молекулярной структурой, придающей ему механическую стабильность. Полиуретановая футеровка, используемая для внутреннего покрытия, имеет следующие стандартные свойства, стандартизированные EN 15655: 2009 (Трубы, фитинги и аксессуары из высокопрочного чугуна - Внутренняя полиуретановая футеровка для труб и фитингов - Требования и методы испытаний).
Цементный раствор [ править ]
Преобладающая форма футеровки для водных применений - это цементный раствор, наносимый центробежным способом во время производства. Цементный раствор состоит из смеси цемента и песка в соотношении от 1: 2 до 1: 3,5. Для питьевой воды используется портландцемент ; для сточных вод обычно используют сульфатостойкий или высокоглиноземистый цемент.
Было обнаружено, что футеровка из цементного раствора резко снижает внутреннюю коррозию. Исследование DIPRA показало, что коэффициент Хейзена-Вильямса для цементной футеровки остается между 130 и 151, лишь незначительно снижаясь с возрастом.
Внешние покрытия [ править ]
Незащищенный ковкий чугун, как и чугун, по своей природе устойчив к коррозии в большинстве, хотя и не во всех, почвах. Тем не менее, из-за частого отсутствия информации об агрессивности почвы и для продления срока службы заглубленных труб, трубы из высокопрочного чугуна обычно защищаются одним или несколькими внешними покрытиями. В США и Австралии предпочтительны свободные полиэтиленовые рукава. В Европе стандарты рекомендуют использовать более сложную систему цинковых покрытий с прямым соединением, покрытых отделочным слоем, в сочетании с полиэтиленовыми рукавами.
Свободные полиэтиленовые рукава (LPS) [ править ]
Свободные полиэтиленовые рукава были впервые разработаны CIPRA (с 1979 г., DIPRA) в США в 1951 г. для использования в сильно коррозионных почвах. Он получил более широкое распространение в США в конце 1950-х годов и впервые был применен в Великобритании в 1965 году и в Австралии в середине 1960-х годов. Свободные полиэтиленовые рукава (LPS) остаются одним из наиболее экономически эффективных методов защиты от коррозии, доступных сегодня, с проверенной репутацией в отношении надежности и эффективности.
LPS представляет собой свободный рукав из полиэтилена, который полностью обертывает трубу, включая раструбы любых стыков. Муфта препятствует коррозии с помощью ряда механизмов. Он физически отделяет трубу от частиц почвы, предотвращая прямую гальваническую коррозию. Обеспечивая непроницаемый барьер для грунтовых вод, рукав также препятствует диффузии кислорода к поверхности ковкого чугуна и ограничивает доступность электролитов, которые могут ускорить коррозию. Он обеспечивает однородную среду по всей поверхности трубы, так что коррозия происходит равномерно по всей трубе. Рукав также ограничивает доступность питательных веществ, которые могут поддерживать сульфатредуцирующие бактерии , подавляя вызванную микробами коррозию.. LPS не является полностью водонепроницаемым, а скорее сильно ограничивает движение воды к поверхности трубы и от нее. [19] Вода, находящаяся под муфтой и контактирующая с поверхностью трубы, быстро дезоксигенируется и обедняется питательными веществами и образует стабильную среду, в которой происходит ограниченная дальнейшая коррозия. Неправильно установленная втулка, которая продолжает пропускать свободный поток грунтовых вод, неэффективна для предотвращения коррозии.
Полиэтиленовые рукава доступны из различных материалов. Наиболее распространенными современными композициями являются линейная полиэтиленовая пленка низкой плотности, для которой требуется толщина 8 мил или 200 мкм, и полиэтиленовая пленка высокой плотности, поперечно-ламинированная, для которой требуется толщина всего 4 мил или 100 мкм. Последние могут быть усилены или не усилены слоем холста.
У полиэтиленовых рукавов есть ограничения. В европейской практике его использование без дополнительных цинковых и эпоксидных защитных покрытий не рекомендуется, если естественное удельное сопротивление грунта ниже 750 Ом / см. Если удельное сопротивление ниже 1500 Ом / см и труба установлена на уровне или ниже уровня грунтовых вод , где есть дополнительные искусственные загрязнения почвы и особенно блуждающие токи, ее рекомендуется использовать в дополнение к цинкованию и эпоксидному покрытию. [19] Из-за уязвимости полиэтилена к ультрафиолетовому излучению, рукава или трубы с рукавами не следует хранить на солнце, хотя углеродные пигменты, содержащиеся в рукавах, могут обеспечить некоторую ограниченную защиту.
Полиэтиленовые рукава стандартизированы в соответствии с международным стандартом ISO 8180, AWWA C105 в США, BS 6076 в Великобритании и AS 3680 и AS 3681 в Австралии.
Цинк [ править ]
В Европе и Австралии трубы из ковкого чугуна обычно производятся с цинковым покрытием, покрытым битумным, полимерным или эпоксидным финишным слоем. EN 545/598 требует минимального содержания цинка 200 г / м 2 (при чистоте 99,99%) и минимальной средней толщины отделочного слоя 70 мкм (с локальным минимумом 50 мкм). AS / NZS 2280 требует минимального содержания цинка 200 г / м 2 (с местным минимумом 180 г / м 2 при чистоте 99,99%) и минимальной средней толщиной отделочного слоя 80 мкм.
В настоящее время не существует стандартов AWWA для покрытий со связующим (цинк, эпоксидная смола, системы обмотки лентой, как показано на стальных трубах) для труб из высокопрочного чугуна, DIPRA не поддерживает клеевые покрытия, а AWWA M41 обычно не одобряет их, рекомендуя их использовать. только в сочетании с катодной защитой . [20]
Битумные покрытия [ править ]
Цинковые покрытия, как правило, не используются в США. Чтобы защитить трубу из высокопрочного чугуна перед установкой, труба вместо этого поставляется с временным битумным покрытием толщиной 1 мил или 25 мкм. Это покрытие не предназначено для обеспечения защиты после установки трубы.
Покрытия для труб на водной основе [ править ]
Покрытия для труб на водной основе представляют собой экологически чистое покрытие, которое наносится на внутренний и внешний диаметр трубы из высокопрочного чугуна. Они защищают от коррозии снаружи и изнутри, а также защищают изделие от загрязнения. Покрытие представляет собой эмульсию, изготовленную с использованием в первую очередь асфальтенов и воды, а также другого сырья в соответствии со спецификациями производителя.
Они начали использоваться в начале 1990-х годов, заменив покрытия на основе опасных и вредных для окружающей среды растворителей, таких как бензолы, толуолы, гексаны и другие летучие органические соединения .
Промышленные ассоциации и рынок [ править ]
В Соединенных Штатах Ассоциация по исследованию труб из высокопрочного чугуна представляет производителей труб из высокопрочного чугуна. Ассоциация проводит исследования и продвигает использование труб из ковкого чугуна в инженерных сетях (водоснабжение и канализация), уделяя особое внимание их прочности, возможности вторичной переработки и стоимости жизненного цикла по сравнению с альтернативными продуктами, такими как ПВХ . [21] [22] Промышленность США также представлена Национальной ассоциацией производителей труб. [23] За пределами США промышленность по производству труб из ВЧШГ поддерживается ассоциациями, включая Европейскую ассоциацию систем труб из ВЧШГ. [24]
После финансового кризиса 2008 года объем продаж трубной отрасли в США в целом снизился из-за того, что муниципалитеты отложили замену водопроводов и сократили строительство новых домов. [25] Согласно отчету, опубликованному Freedonia Group в 2011 году, восстановление экономики после кризиса 2008 года, вероятно, приведет к увеличению доли рынка высокопрочного чугуна на рынке труб большого диаметра. [26]
Окружающая среда [ править ]
Трубы из высокопрочного чугуна в развитых странах обычно производятся исключительно из переработанного материала, включая стальной лом и переработанное железо. [27] [28] После использования трубу можно утилизировать. [29] Что касается воздействия на окружающую среду, в нескольких исследованиях сравнивалось воздействие труб из высокопрочного чугуна на окружающую среду с воздействием труб из других материалов. [30] Исследование Jeschar et al. в 1995 году сравнили потребление энергии и выбросы углекислого газа (CO2) при производстве труб из различных материалов, включая бетон, высокопрочный чугун, чугун и ПВХ, на основе труб с номинальным диаметром от 100 до 500 мм. Энергия, затраченная на производство труб из чугуна с шаровидным графитом, составила 19,55 МДж.на кг, а объем выбросов, выпущенных во время производства, составил 1,430 кг CO2 на кг по сравнению с 68,30 МДж на кг энергии и 4,860 кг CO2 на кг выбросов для труб из ПВХ и 1,24 МДж на кг и 0,148 кг CO2 на кг для бетонных труб из такой же диаметр. [31] Другое исследование, проведенное в следующем году Forschungsinstitut für Chemie und Umwelt, дало аналогичные результаты. Однако при этом также учитывался срок службы труб. Это исследование показало улучшение экологических характеристик труб из чугуна с шаровидным графитом с точки зрения потребляемой энергии и выбросов во время производства благодаря более длительному сроку службы. [30]В более позднем исследовании Du et al., Опубликованном в августе 2012 года, был проведен анализ жизненного цикла шести типов материалов, используемых для водопроводных и канализационных труб, включая высокопрочный чугун, ПВХ, полиэтилен высокой плотности (HDPE) и бетон. Они обнаружили, что при диаметре ≤ 24 дюйма трубы из высокопрочного чугуна имеют самый высокий « потенциал глобального потепления », исходя из выбросов при производстве, транспортировке и установке. При больших диаметрах, ≥ 30 дюймов, трубы из высокопрочного чугуна имели более низкий «потенциал глобального потепления», в то время как ПВХ имел самый высокий. [32] Согласно исследованию Ку и др., Проведенному в 2008 году, трубы из высокопрочного чугуна оказали наименьшее влияние на истощение природных ресурсов по сравнению с трубами из ПНД и трубами из ПВХ. [29] В ноябре 2012 года трубы из чугуна с шаровидным графитом, произведенные в Соединенных Штатах, получили сертификат экологичного продукта от Института рыночной трансформации к устойчивому развитию. [7] [8]
Заметки [ править ]
- ^ a b c Мозер, А. П. и Фолкман, Стивен Л. (2008) Дизайн закопанной трубы (3-е издание) МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, стр. 336-337 , ISBN 978-0-07-147689-8
- ^ Романофф, Мелвин (1968). «Характеристики трубы из высокопрочного чугуна в грунтах». Журнал (Американская ассоциация водопроводных сооружений) . 60 (6): 645–655. DOI : 10.1002 / j.1551-8833.1968.tb03591.x . JSTOR 41265349 .
- ^ a b Общественные работы 15 апреля 1995 г. Магистрали из высокопрочного чугуна; РАЗДЕЛ «Водоснабжение и очистка»: Стр. pC34 (4) Vol. V126 № N5 ISSN 0033-3840
- ^ а б Деб, Арун К .; Grablutz, Frank M .; Хасит, Якир (2002). Приоритетная замена и реабилитация водопроводных магистралей . Американская ассоциация водопроводных сооружений. п. 54. ISBN 978-1583212165. Проверено 18 октября 2012 года .
- ^ a b Американская ассоциация водопроводных сооружений (2012). Больше не похоронены: противостояние вызову водной инфраструктуры Америки (PDF) (Отчет). Американская ассоциация водопроводных сооружений. п. 8. Архивировано из оригинального (PDF) 14 сентября 2012 года . Проверено 19 октября 2012 года .
- ^ a b c d e Облигации, Ричард В .; Барнард, Лайл М .; Хортон, А. Майкл; Оливер, Джин Л. (2005). «Коррозия и контроль коррозии железных труб: 75 лет исследований». Журнал (Американская ассоциация водопроводных сооружений) . 97 (6): 88–98. DOI : 10.1002 / j.1551-8833.2005.tb10915.x . JSTOR 41312605 .
- ^ a b "Труба из ковкого чугуна" (PDF) . mts.sustainableproducts.com . Институт рыночной трансформации к устойчивости . Проверено 8 января 2013 года .
- ^ a b «Ковкий чугун считается« экологически безопасным »материалом для труб» (пресс-релиз). Общественные работы. 27 ноября 2012 . Проверено 8 января 2013 года .
- ^ «Стандарты Австралии» . Архивировано из оригинала на 2014-11-30 . Проверено 17 ноября 2014 .
- ^ a b c d e f Раджани, Балвант; Кляйнер, Иегуда (2003). «Защита водопроводной сети из ковкого чугуна: какой метод защиты лучше всего подходит для каких условий почвы?» . Журнал (Американская ассоциация водопроводных сооружений) . 95 (11): 110–125. DOI : 10.1002 / j.1551-8833.2003.tb10497.x . JSTOR 41311262 .
- ^ Крун, Дэвид Х .; Линемут, Дейл Дональд; Sampson, Sheri L .; Винченцо, Терри (2004). Защита от коррозии труб из ковкого чугуна . Коррозия (2004 г.) - Конференция . С. 1–17. DOI : 10.1061 / 40745 (146) 75 . ISBN 978-0-7844-0745-5. Проверено 18 октября 2012 года .
- ^ Роберж, Пьер Р. (2007). Контроль и контроль коррозии . Вайли. п. 173. ISBN. 978-0471742487. Проверено 17 октября 2012 года .
- ^ "Металлургия ковкого чугуна" . NAPF.com . Национальная ассоциация производителей труб. 2012. Архивировано из оригинального 27 января 2013 года . Проверено 28 января 2013 года .
- Перейти ↑ Campbell, Flake C. (2008). Элементы металлургии и инженерных сплавов . ASM International. С. 464–465. ISBN 978-0871708670. Проверено 29 января 2013 года .
- ^ «Больше не похоронены - Противостояние вызову инфраструктуры водоснабжения Америки» (PDF) . Американская ассоциация водопроводных сооружений (AWWA). 2011 . Дата обращения 9 мая 2017 .
- ^ Американская ассоциация водопроводных сооружений и Американский национальный институт стандартов (1 октября 2010 г.). ANSI / AWWA C105 / A21.5-10 Полиэтиленовая оболочка для трубных систем из ковкого чугуна (отчет). AWWA.
- ^ Технический комитет ISO / TC 5 (2009). Международный стандарт ISO / FDIS 2531: Трубы, фитинги, аксессуары и их соединения из высокопрочного чугуна для водоснабжения (Отчет). Международная организация по стандартизации. п. 59.
- ^ а б Берстолл, Тим (1997). Наливные водопроводы . Thomas Telford Ltd. стр. 200. ISBN 978-0727726094. Проверено 18 октября 2012 года .
- ^ a b IGN 4-50-03 - Руководство по эксплуатации устанавливаемых на месте, заводских и армированных заводских полиэтиленовых рукавов на трубопроводных системах из ковкого чугуна «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 23 июля 2011 года . Проверено 4 июля 2009 . CS1 maint: archived copy as title (link)
- ^ Руководство AWWA M41 - Трубы и фитинги из высокопрочного чугуна [ постоянное мертвое звено ]
- ^ "Кто мы" . dipra.org . Ассоциация исследований труб из ковкого чугуна. Архивировано из оригинального 14 апреля 2013 года . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ «Исследование выносит на поверхность проблемы водной инфраструктуры» . american-usa.com . Американская компания по производству чугунных труб. 15 июня 2012 . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ "Домашняя страница" . napf.com . Национальная ассоциация производителей труб . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ "Fachgemeinschaft Guss-Rohrsysteme (FGR) e. V. / Европейская ассоциация систем труб из ковкого чугуна" . environmental-expert.com . Environmental Expert.com . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ "Что делать с трубой США?" . Американская водная разведка . Июнь 2011 года Архивировано из оригинала 4 декабря 2012 года . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ Plastics Today Staff (21 апреля 2011 г.). «Спрос на пластиковые трубы будет расти, но высокопрочный чугун и бетон лучше» . Пластмассы сегодня . Проверено 30 января 2013 года .
- ^ Руководство AWWA M41: Трубы и фитинги из высокопрочного чугуна . Американская ассоциация водопроводных сооружений. 2002. с. 13. ISBN 978-1583212189. Проверено 9 октября 2012 года .
- ^ "Производство труб из ковкого чугуна" . PSCIPCO.com . Компания по производству чугунных труб в Тихоокеанском регионе. Архивировано из оригинального 12 мая 2012 года . Проверено 9 октября 2012 года .
- ^ а б Ку, Дэ-Хён; Ариаратнам, Сэмюэл Т. (август 2008 г.). «Применение модели устойчивости для оценки вариантов замены водопровода». Журнал строительной инженерии и менеджмента . 134 (8): 563–574. DOI : 10.1061 / (ASCE) 0733-9364 (2008) 134: 8 (563) .
- ^ a b Фридрих, E; Пиллэй, S; Бакли, Калифорния (июль 2007 г.). «Использование LCA в водном хозяйстве и аргумент в пользу индикатора экологической результативности» . Вода SA . 33 (4): 443–452. ISSN 0378-4738 . Проверено 5 октября 2012 года .
- ^ Jeschar, R; Specht, E; Штайнбрюк, А (апрель 1995 г.). "Energieverbrauch und CO2-Emission bei der Herstellung und Entsorgung von Abwasserrohren aus verschiedenen Werkstoffen" [Энергопотребление и выбросы CO2 при производстве и утилизации канализации из различных материалов]. Korrespondenz Abwasser (на немецком языке). 42 (4): 537–40, 542–4, 546–9 . Проверено 8 октября 2012 года .
- ^ Du, F; Вудс, G; Канг, Д; Lansey, K; Арнольд, А (август 2012 г.). «Анализ жизненного цикла материалов для водопроводных и канализационных труб». Журнал экологической инженерии . 139 (5): 703–711. DOI : 10.1061 / (ASCE) EE.1943-7870.0000638 .
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный веб-сайт Ассоциации исследований труб из ковкого чугуна
- Официальный веб-сайт Ассоциации водоснабжения Австралии
