Чугунные трубы для отопления: особенности материала и монтаж трубопровода

Альтернативы

ВЧШГ

Первое знакомство

Под этим сокращением скрывается так называемый высокопрочный чугун с шаровидным графитом.

Чтобы объяснить смысл термина, нужно ненадолго углубиться в дебри физики.

• Все основные отличия чугуна от стали – хрупкость, низкая пластичность и высокая стойкость к коррозии – определяются наличием в нем одной из форм углерода – графита.
• Обычный графит имеет вид миниатюрных плоских чешуек. Однако при рекристаллизации, происходящей при введении в расплав серого чугуна некоторых присадок (в частности, магния и его соединений), он меняет форму на шаровидную.
• При этом физические свойства металла существенно меняются: он приобретает вязкость, пластичность и стойкость к ударным нагрузкам, сохраняя коррозионную стойкость.

Структурные изменения в ВЧШГ.

Что особенно приятно – цена тонны материала при трансформации меняется незначительно. Суммарная доля присадок, вызывающих рекристаллизацию углерода, не превышает 0,08% от массы чугуна.

Раструбные водопроводные трубы из ВЧШГ на сегодня являются основной альтернативной серому чугуну.

• Прочностью на сжатие и изгиб они превосходят чугунные, не говоря уже о всех видах полимерных труб. Соответственно, трубами ВЧШГ магистрали водоснабжения можно прокладывать под оживленными автотрассами и на нестабильных грунтах. Они обладают всеми качествами стальных, кроме их ахиллесовой пяты – низкой устойчивости к коррозии.
• Проблема трудоемкой и нетехнологичной чеканки раструбов полностью решена. Вместо чеканки используются раструбы с кольцевыми резиновыми уплотнителями. Разумеется, при значительных размерах труб сборка раструбов подразумевает использование тяжелой техники; однако масса этих труб в любом случае не даст монтировать трубопровод вручную.

На соединениях допустимы небольшие смещения и изгибы.

Нормативная документация

Производство элементов напорных трубопроводов из ВЧШГ регламентирует отдельный стандарт – ГОСТ Р ИСО 2531-2008.

Выделим его ключевые моменты.

1. Согласно документу, трубы и фасонные части могут иметь номинальные размеры от 40 до 2600 миллиметров, что позволяет использовать ВЧШГ для создания магистралей, питающих целые города.
2. Состав металла, согласно ГОСТ, не должен оказывать вредного влияния на состав воды.
3. Длина труб регламентируется стандартом в зависимости от их номинального диаметра:

DN, мм	Длина, м
40, 50	3,0
60 – 600	4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 9,0
700, 800	4,0; 5,5; 6,0; 7,0; 9,0
900 – 2600	4,0; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,15; 9,0

Трубы ВЧШГ на складе.

Максимальная допустимая кривизна составляет не более чем 0,125% от длины трубы.

В качестве внешнего покрытия трубопровода в зависимости от условий эксплуатации могут использоваться:

• Металлический цинк.
• Цинковая краска (цинковый порошок в полимерном связующем).
• Полиэтилен.
• Полиуретан.
• Фиброцемент.
• Клейкая полимерная лента.
• Эпоксидная смола.
• Битумная мастика или краска.

Для внутренней защиты труб и фасонины допустимо применение:

• Цементных растворов (портландцемента, шлакопортландцемента и глиноземистого цемента).
• Полиэтилена.
• Полиуретана.
• Эпоксидной смолы.
• Битумной краски (мастики).

Один из вариантов исполнения внутренней и внешней защиты.

В маркировке элементов трубопроводов должны указываться:

• Производитель (название или товарный знак).
• Год изготовления.
• Указание на материал (ВЧШГ).
• Номинальный размер.
• Стандарт, по которому произведено изделие.

Полиэтилен

Полиэтиленовые напорные трубы – основная альтернатива чугунному водопроводу на сегодняшний день.

Полиэтиленовый магистральный водопровод.

Детальное знакомство с ними явно выходит за рамки тематики нашего материала, поэтому уделим внимание лишь их ключевым свойствам

• Срок службы полиэтилена оценивается производителями туманным “50+” лет. На практике можно считать этот материал почти вечным.
• Отложений на стенках, снижающих просвет трубы, не может быть в принципе. Гладкая поверхность полимера с крайне низкими адгезивными качествами просто не даст засору сформироваться.
• Все соединения выполняются стыковой сваркой. Прочность стыка составляет не менее 80% прочности цельной трубы.

На фото запечатлен процесс сварки стыка.

Единственная претензия к полиэтилену, позволяющая чугунным трубам по сей день оставаться на рынке – высокая пластичность и, как следствие, весьма умеренная кольцевая жесткость. Полиэтиленовый магистральный трубопровод можно прокладывать в деформирующемся грунте лишь с защитой железобетонным желобом.

Подсоединение унитаза к чугунной трубе

Если в вашем туалете канализация выполнена из старых чугунных труб, то при покупке нового унитаза узнайте о способах его подключения. Тут все будет зависеть от направленности выпуска унитаза (та часть конструкции, откуда стоки попадают в систему канализации).

Если у вас канализация не менялась со дня постройки дома, то труба может торчать из пола, на приличном расстоянии от стены (если только это не общий стояк, идущий на верхние этажи). Для этого случая необходимо купить унитаз с вертикальным выпуском (на дне конструкции). Унитаз с вертикальным выпуском подсоединяется очень просто, достаточно вставить его в раструб трубы.

Также подсоединяется унитаз с горизонтальным выпуском. Такие конструкции можно часто встретить на изделиях импортного производства. Для подсоединения такого унитаза нужно вставить выпуск в раструб. Место стыковки лучше заделать герметиком или паклей. Так, вы не допустите течь и предотвратите появление неприятного запаха.

Более распространен вариант с косым выпуском. Чтобы подсоединить такой унитаз к чугунной трубе, можно воспользоваться отводом с нужным углом. Его вставляют в трубу, а выпуск унитаза подсоединяют к отводу. Место соединения также желательно герметизировать.

Подготовка труб для соединения Но при всех этих вариантах соединения необходимо подключать унитаз непосредственно к трубе. Это не позволяет устанавливать сантехническое устройство в удобное для вас место. Место монтажа будет зависеть от расположения канализационной трубы. Именно поэтому для соединения унитаза с системой канализации используют специальное устройство – гофру.

Пластиковая гофра легко одевается на выпуск унитаза (если он косой или горизонтальный), а другой конец вставляется в раструб трубы. Такой способ позволяет установить сантехнику в любое удобное для вас место. Гофру легко растянуть на нужное расстояние и поворачивать в любых плоскостях и на любой угол. При этом место соединения можно не герметизировать. Гофра оснащена резиновой насадкой, которая плотно входит в раструб трубы и не дает просачиваться влаге и запахам.

Монтаж

Особенность монтажа труб ВЧШГ – отсутствие сварочных процессов во время проведения операций. Вся монтажная работа осуществляется обычными строительными инструментами, без применения электронного или машинного оборудования.

Сборка из трубы и фасонных частей ВЧШГ

Материал, применяющийся для обработки конструкций – этилен-пропилен диен мономер. Сжатие металлической манжеты с нескольких концов трубы обеспечивает полную герметичность. Получаемое усиление со стороны добавления систем установки позволяет установить чёткий контроль над поступлением парциального и внутреннего давления, а случае возникновения неполадки, быстро её устранить. Получающиеся манжеты позволяют конструкции чувствовать себя комфортно при серьёзных деформациях и смещениях грунта.

С помощью эластомерных уплотнительных манжет можно добиться ещё большей прочности и гибкости трубы. При деформации конструкции, либо смещениях грунта, данная система позволяет транспортируемому веществу продолжать движение по каналам, снижая риск потери материала до минимума.

Отличным дополнением служит отсутствие необходимости в выкопке траншей на пути транспортного сообщения, позволяя использовать бестраншейную систему передачи, так как прогиб труб при сильнейшем воздействии составляет всего 4-5см.

По завершению процесса монтажа, происходит соосная стыковка труб ВЧШГ. Перед эксплуатацией производится специальная операция, именуемая угловым отклонением.

Функциональные особенности раструбных соединений

Изготовление раструбных соединений проводится с расчётом на достижение полной герметичности соединения путём установления контактного давления между уплотнительным кольцом конструкции и материалом, из которого сделана труба.

Величины углового отклонения при деформации

Так как раструбное соединение ВЧШГ гибкое, то соединительные трубы могут отклоняться на промежуток от 2 до 6 градусов по Цельсию. При этом, конструкции не наносится никакого физического вреда, так как системы соединения «RJ», «RJS», прокладываемые в местах просадки грунта, не дают стопорам разойтись.

Влияние движения грунта на трубы ВЧШГ

Угловое отклонение, возникающее при обработке конструкции системами соединения «RJ» и «RJS», позволяет трубам ни только не просаживаться, но и успешно продолжать бесперебойную поставку материала по каналам. Ещё одна положительная особенность смены радиуса — возможность поворота радиуса без помощи фитинга, промышленного оборудования и вмешательств в работу транспортной магистрали.

Качественные монтажные работы и установка манжет на противоположных концах трубы позволяют свободно регулировать маршруты прокладки без стороннего вмешательства и изменения структуры сплавов.

Проверка качества и типы соединений

Способ и вид соединения чугунных труб зависит от категории выбранного материала, но даже с учетом этого необходимо тщательно следить за качеством, чтобы в дальнейшем не возникло проблем. Необходимо обращаться к производителю, который производит качественную продукцию, например, Smart SML

Основные моменты, на которые необходимо обратить внимание:

• внешняя сторона труб должна быть чистой и гладкой — никаких пятен, бугристостей и вмятин;
• вся поверхность должна быть ровной и не допускать каких-либо деформаций;
• структура материала должна быть мелкозернистой, обязательно равномерной, что можно увидеть на срезе;
• стенки трубы должны быть одинаковыми по толщине — проверить это можно с помощью простукивания, в результате которого звук окажется чистым и однородным в любом месте.

Существует несколько способов соединения чугунных труб, которые повсеместно применяются с использованием современных технологий. Среди них можно отметить:

Трубы чугунные: водопроводные и канализационные

Чугунные трубы разделяют на водопроводные и канализационные. Водопроводные применяются для сетей водопровода, а канализационные для устройства водостоков и канализации. Сами трубы и фасонные части отливают из серого чугуна. Для того, чтобы избежать коррозии, чугунные трубы покрывают слоем нефтяного битума БНИ-1У. При этом за счет того что поверхность трубы становится более гладкой уменьшается трение воды о стенки труб. Для проверки качества водопроводных и канализационных чугунных труб их обстукивают молотком на предмет трещин. Поверхность чугунной трубы не должна иметь дефектов, которые могут повлиять на ее прочность. К таким дефектам можно отнести трещины, швы, раковины, посторонние включения, свищи. Металл чугунной трубы должен быть плотным и мелкозернистым. Обработка режущим инструментом должна происходить без усилий.

Размеры чугунных канализационных труб даны в таблице

Элемент отливки	Обозначение размеров	Размеры при диаметре, мм
50	100	150
Труба	D	58	109	160
S	4	4,5	5
Раструб	D1	65	113	168
D2	72	123	176
D3	92	145	202
L	60	65	70

Чугунные водопроводные трубы имеют диаметр от 50 до 1200 мм и длину от 2 до 7 м. Для соединения труб между собой с одной стороны имеется раструб. Ширина зазора между поверхностью трубы вставляемой в раструб и поверхностью самого раструба 6-7 мм. Для того чтобы соединить между собой канализационные трубы применяют чугунные фасонные части.

Сборка чугунных труб с заделкой раструбов цементом

Концы чугунных труб зачищают от грязи и конец одной трубы вставляют в раструб другой. Берут жгут из смоленой пряди и обертывают выступающую из раструба трубу плотными кольцами. Во избежание засорения надо следить, чтобы конец жгута не попал в трубопровод. При необходимости для лучшего уплотнения смоляную прядь законопачивают с помощью конопатки. Затем раструб заделывают при помощи цементной смеси. Обычно используют цемент марки 300 – 400 в следующей пропорции: девять частей (по массе) цемента на одну часть воды. Раствор плотно зачеканивают при помощи чеканки и молотка. Для лучшего схватывания по окончании работы раствор следует накрыть влажной тряпкой. Если в помещении жарко, то тряпку время от времени смачивают водой. Зимой цементный раствор для канализационных труб приготовливают на горячей воде, а раструбы подогревают. Стыки после заделки утепляют.

Крепление труб

Крепление труб должно осуществляться таким образом, чтобы обеспечить их перемещение в осевом направлении и в то же время удержать их в нужном положении

Особенно это важно для труб горячего водоснабжения и отопления. Существуют подвижные и неподвижные крепления

В месте контакта неподвижные крепления прочно охватывают трубу, что приводит при нагревании к вспучиванию труб, а при охлаждении к стягиванию между точками контакта. А на подвеске даже при неподвижном креплении трубопровод в целом может перемещаться. Трубы с диаметром до 40 мм укрепляют на крючьях, а трубы большего диаметра укладывают на кронштейны и подвески. Если труба имеет внутренний диаметр 15, 20, 25 мм, то при горизонтальной прокладке без использования изоляции, расстояние между креплениями должно быть соответственно 2.5, 3, 3.5 метра, с использованием изоляции – 1.5, 2, 2.5 метра. Вертикальные чугунные трубы крепят через 3 метра. Канализационные чугунные трубы при горизонтальной прокладке крепятся под раструбами через промежутки не более 2 метра, при вертикальной – 3 метра. При фиксации чугунных труб применяют различные кронштейны и хомуты.

Размеры чугунных канализационных труб даны в таблице

Виды соединения

Чтобы провести стыковку, необходимо учитывать их конструкцию. Для каждой разработан определенный вариант совмещения.

С раструбом. Чтобы состыковать изделия, применяется специальная прокладка. Ее вставляют в трубу и совместно с торцом обильно смазываются особым гелем, не растворяющимся в воде. После чего труба загоняется в раструб.Герметизация. Когда отсутствует прокладка, монтаж проводится по другой технологии. Прямой участок трубы нужно вставить в раструб установленного трубопровода. Образовавшийся зазор между раструбом и наружной поверхностью вставленной трубы зачеканивают хорошо промасленной паклей. Ее забивают вглубь деревянной лопаткой и молотком, пока она не займет 2/3 раструба.

Оставшаяся 1/3 часть наполняется уплотнителем, не имеющим пропитки.

Раструб заливается цементом (М300 – М400). Раствор приготавливается в пропорции:

• цемент – 9 частей;
• вода – 1 часть.

Цементную смесь можно заменить асбоцементным раствором. Выдерживается соотношение асбоцементных волокон к цементу 1:2.

Смесь хорошо утрамбовывается. Сверху она закрывается мокрой тряпкой. Она поможет предотвратить возникновение трещин, пока смесь полностью не высохнет.

Когда забивается пакля, нужно стараться, чтобы ее волокна случайно не оказались внутри трубопровода. Они могут стать причиной возникновения засоров.

Когда соединяются чугунные трубы, должна быть создана идеальная герметичность.

Чтобы стыковка стала более качественной, вместо цементной смеси пользуются силиконовым герметиком. Единственной отрицательной стороной такой замены считается его стоимость. Она намного выше цемента, отсюда происходит увеличение себестоимости работ.

Безраструбные трубы. Чтобы провести стыковку таких изделий, применяется переходная муфта. В нее вставляются трубы до упора и плотно стягиваются хомутами.

Пластмассовая стыковка чугунных деталей. Чтобы соединить чугунные и полимерные трубы, применяются специальные переходники и силиконовый герметик. Внутренняя поверхность раструба обильно покрывается герметиком. Он выровняет шероховатость поверхности и усилит сцепление.

После этого герметиком смазывается переходник. Подготовленную деталь вставляют в раструб.

Преимущества изделий из чугуна

Характеристики безнапорных и напорных материалов практически одинаковые:

• — гарантированный срок эксплуатации 80 лет;
• — самый маленький процент аварий трубопроводов, если сравнивать с любым другим материалом;
• — неизменность характеристик транспортируемой среды, в том числе и питьевой воды;
• — высокие показатели пластичности, устойчивости к механическим воздействиям (ударам) и износу;
• — устойчивость к гидравлическим ударам достигает 550 Н/мм²;
• — высокие шумоизоляционные показатели;
• — возможность укладки на глубину до 10-и метров;
• — способность выдерживать температуру до -60°С;
• — быстрый и несложный монтаж, возможность уложить по дуге без применения соединительных элементов;
• — низкие затраты на монтаж и обслуживание;
• — возможность полностью утилизировать.

Все вышеперечисленные качества, размеры, наличие или отсутствие антикоррозийного покрытия определяют применение:

• — напорные и безнапорные системы канализации в быту и промышленности (монтаж стояков, лежневок, выпусков, коллекторов);
• — напорные трубопроводы больших размеров для водоснабжения поселков, кварталов и микрорайонов в городах;
• — наружные отопительные сети с температурой до +150°С;
• — трубопроводы для транспортировки нефтепродуктов;
• — пожарные и мелиорационные трубопроводы;
• — установки для опреснения морской воды;
• — сваи с бетонным наполнением для фундаментов;
• — отводные каналы в сельском хозяйстве (на фермах);
• — трубопроводы для отвода подземных и атмосферных вод;
• — обсадные элементы в глубинных скважинах.

Схема труб ВЧШГ

Наглядный чертеж высокопрочных чугунных труб с шаровидным графином

Как становится видно, конструкция состоится из некоторых внешних и внутренних элементов:

1. Уплотнительное кольцо: данный защитный слой нужен для усиления прочности конструкции. Также служит в качестве предохранителя на случай, если в трубе случатся поломки или произойдёт деформация.
2. Цинковое покрытие: необходимо для существенного снижения влияния коррозии на внешнюю поверхность конструкции.
3. Цементно-песчаное покрытие: служит неким средством заземления против влияния электричества на поверхность трубы. В случае возникновения аварии с электрическим током, основной удар примет на себя именно этот защитный слой.
4. ВЧШГ: собственно главный материал, из которого изготавливается конструкция.
5. Завершающий слой: в нём находится меньше всего примесей и сплавов, так как на него приходится наименьшая нагрузка.

В данной схеме представлены физические и математические величины, на основе которых, проводятся вычисления и установка размеров конструкций

Описание:

• Раструба, D: физическая величина, характеризующая основополагающий параметр при начале производства, — нулевой цикл. Он представляет собой основание для возведения трубных конструкций.
• Условный проход, DN: номинальная величина, характеризующая проходимость транспортного вещества по внутренним каналам трубы.
• Средний диаметр, DE: условный параметр, применяемый для подсчёта пространства между внутренним, наружным и средним диаметром.
• Площадь стенки трубы, S: основополагающий параметр при подсчёте основных частей трубы.
• L и L1: протяжённость отдельных участков конструкции.

Соединяем трубы из ПВХ

Отличительной особенностью таких изделий является идеально гладкая внутренняя поверхность туб. Благодаря этому мусор и осадки не будут скапливаться на стенках магистрали.

Именно поэтому тубы ПВХ соединяют двумя способами:

Раструбное стыкование. В этом случае элементы из ПВХ оснащены с одного конца расширенным раструбом, в который после тщательного его шлифования и обезжиривания вставляют резиновый уплотнитель. После этого конец трубы, который будет состыкован с раструбом, также очищают и обезжиривают. Остается вставить конец тубы в раструб до упора, а после этого слегка потянуть его назад на 7-8 мм.

Монтаж и ремонт

Как зачеканить водопроводную чугунную трубу при монтаже? Подлежат ли ремонту трещины и сколы раструбов?

Основная стадия герметизации трубного раструба – его уплотнение каболкой, промасленным органическим волокном. Жгут укладывается в отцентрованное раструбное соединение максимально плотно, после чего дополнительно уплотняется вручную с помощью чеканки и молотка.

Стык мало герметизировать: каболку нужно защитить от биологического разложения, механических повреждений и прочих невзгод.

Как это делается?

Обычным цементом марки 400. Водно-цементная смесь, приготовленная в соотношении 1:9, максимально плотно забивается в раструб и уплотняется чеканкой до тех пор, пока она не начнет отскакивать от цементной пробки. Затем раструб укутывается мокрой ветошью на срок до суток.

Чеканка с заделкой цементным раствором.

Асбестоцементной смесью, приготовленной в пропорции 1:2 с последующим добавлением 10 – 12 объемных процентов воды. Она уплотняется аналогично цементу; волокна асбеста препятствуют возникновению трещин.

• Расширяющимся цементом. В отличие от обычного, он не требует уплотнения.
• Расплавом серы с добавкой 10 – 15% молотого каолина. По понятным причинам залить можно лишь вертикальный или наклонный раструб; как правило, серой сборки герметизируются в заводских условиях.
• Расплавом свинца.
• Наконец, свинец может быть использован для чеканки поверх каболки. Тонкий пруток из мягкого металла плотно заполняет паз, надежно защищая органическое волокно.

Ремонт чугунных труб водопровода возможен лишь при незначительных поперечных или продольных трещинах на удалении от раструба: в этом случае на участок трубопровода накладывается сборный чугунный или стальной хомут с резиновой прокладкой. В прочих случаях (сколы раструбов, продольные трещины значительной протяженности) участок трубопровода заменяется.

Замена фасонины в чугунном водопроводе.

Подсоединение кранов и последующее подключение

Краны к батарее подключаются таким образом:

• Кран нужно разобрать, после чего накрутить на радиатор штуцер и накидную гайку.
• Плотное закручивание обеспечивается применением специального ключа для «американок».

Подключение радиаторов полипропиленом, а также их последующая обвязка потребует наличия следующих материалов:

• Нити для резьбы.
• Уплотняющего соединительного материала.
• Комплекта ключей.
• Пакли и резьбовой пасты.

Качество и скорость подключения радиатора к полипропиленовым трубам увеличиться, если знать следующие подробности:

• Дистанция между батарей и подоконником выбирается не меньше, чем 10 см. Если ее уменьшить, то это повлечет за собой изменение траектории движения потока нагретого воздуха, что снижает эффект отопления.
• Между радиатором и полом должно быть 12-15 см, во избежание резких температурных колебаний.
• Расстояние между задней поверхностью обогревающего прибора и стеной – от 20 мм.

Наиболее оптимальным местом установки батареи отопления является участок под окном: это обеспечит нагревание холодных потоков, проникающих с улицы. По возможности, радиаторы оставляются в неприкрытом положении, что при соблюдении других рекомендаций по установке позволяет приблизить КПД прибора к 97%. Если поместить прибор в нишу, его КПД падает до 93%. Использование частично закрытого экрана снижает этот показатель до 88%.

Полностью закрытый декоративный экран, применяемый для украшения не очень привлекательных чугунных радиаторов, может уменьшить коэффициент вплоть до 75%. Что касается применения полипропиленовых труб для подключения радиаторов отопления, которыми все чаще заменяются традиционные металлические, то это полностью себя оправдывает. В результате значительно облегчаются монтажные и обслуживающие работы, которые можно реализовывать самостоятельно.

В жилых зданиях старого фонда, как в частном секторе, так и в многоквартирных домах, сегодня активно идут работы по переоборудованию систем отопления. Физически и морально изношенное отопительное оборудование (стальные и чугунные радиаторы, трубопроводы, запорная арматура) меняется на новые системы обогрева. На смену устаревшим приборам пришли более совершенные отопительные агрегаты, например, биметаллические радиаторы отопления, обладающие улучшенными характеристиками. Стальные трубы — материал привычный и прочный остался до сих пор востребованным при монтаже отопительных контуров, но замена изношенных стальных трубопроводов всё чаще производится новыми материалами, в частности, из полипропилена — полимера, широко используемого в производстве трубной продукции.

Несмотря на то, что трубы из полимеров используются в строительстве уже не первый десяток лет, у многих владельцев жилья, эксплуатирующих до сих пор стальные трубопроводы и планирующих модернизацию отопительного контура, возникают вопросы по технологии предстоящего монтажа — каким образом осуществляется разводка линий из полипропилена в домашних условиях, как выглядит подключение радиатора системы отопления к полипропиленовым армированным трубам? Чтобы частично на них ответить, рассмотрим подробнее, как производится подсоединение полипропиленовых трубных материалов к радиаторам отопления.