Труба из ковкого чугуна
из ковкого Труба чугуна — это труба из ковкого чугуна, обычно используемая для передачи и распределения питьевой воды . [1] Этот тип труб является прямым развитием более ранних чугунных труб , которые он заменил. [1]
Описание
[ редактировать ]Ковкий чугун, используемый для изготовления труб, характеризуется сфероидальной или шаровидной природой графита внутри чугуна. [2] Обычно трубы производятся методом центробежного литья в формах, покрытых металлом или смолой. [3] Защитные внутренние и внешние покрытия часто наносятся на трубы из ковкого чугуна для предотвращения коррозии: стандартное внутреннее покрытие представляет собой цементный раствор , а стандартные внешние покрытия включают связующий цинк, асфальт или краску на водной основе . В высококоррозионных средах также можно использовать свободные полиэтиленовые рукава (LPS) для изоляции трубы.
Ожидаемый срок службы незащищенных труб из ковкого чугуна зависит от коррозионной активности присутствующей почвы и имеет тенденцию быть короче, если почва очень агрессивна. [4] Однако срок службы трубопроводов из ковкого чугуна, установленных с использованием «развитых методов прокладки», включая использование правильно установленной LPS (полиэтиленовой оболочки), оценивается более чем в 100 лет. [5] [6] Исследования воздействия труб из ковкого чугуна на окружающую среду дали разные результаты в отношении выбросов и потребляемой энергии. Трубы из ковкого чугуна, произведенные в США, были сертифицированы как экологически безопасный продукт Институтом трансформации рынка в целях устойчивого развития. [7] [8]
Размеры
[ редактировать ]Размер трубы из ковкого чугуна определяется безразмерным термином, известным как размер трубы или номинальный диаметр (известный по французской аббревиатуре DN). Это примерно эквивалентно внутреннему диаметру трубы в дюймах или миллиметрах. Однако внешний диаметр трубы остается постоянным при изменении толщины стенки, чтобы обеспечить совместимость соединений и фитингов. Следовательно, внутренний диаметр отличается, иногда значительно, от номинального размера.
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 и метрическая, и европейская, и австралийская несовместимы, а трубы одинакового номинального диаметра имеют совершенно разные размеры.
Северная Америка
[ редактировать ]В США номинальные размеры труб варьируются от 3 до 64 дюймов с шагом не менее 1 дюйма и стандартизируются в соответствии с американским стандартом 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
[ редактировать ]Европейская труба стандартизирована ISO 2531 и его производные спецификации EN 545 (питьевая вода) и EN 598 (сточные воды). Размеры европейских труб приблизительно соответствуют номинальному диаметру внутреннего диаметра трубы после внутренней футеровки. ISO 2531 сохраняет совместимость размеров со старыми немецкими чугунными трубами. Однако 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 труб произошла примерно в то же время, что и переход на ковкий чугун, поэтому почти все чугунные трубы являются британскими, а все ковкие трубы - метрическими.
| DN | Внешний диаметр [мм (дюймы)] | Толщина стенки [мм (дюймы)] | ||
|---|---|---|---|---|
| Класс 40 | К9 | К10 | ||
| 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 | 1,152 (45.354) | – | 14.4 (0.567) | 16.0 (0.630) |
| 1200 | 1,255 (49.409) | – | 15.3 (0.602) | 17.0 (0.669) |
| 1400 | 1,462 (57.559) | – | 17.1 (0.673) | 19.0 (0.748) |
| 1500 | 1,565 (61.614) | – | 18.0 (0.709) | 20.0 (0.787) |
| 1600 | 1,668 (65.669) | – | 18.9 (0.744) | 51.0 (2.008) |
| 1800 | 1,875 (73.819) | – | 20.7 (0.815) | 23.0 (0.906) |
| 2000 | 2,082 (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 ковкого чугуна. – Внутренняя полиуретановая облицовка труб и фитингов. – Требования и методы испытаний.
EN 877:1999/A1:2006 – Чугунные трубы и фитинги, 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 — Чугунные трубы и фитинги, их соединения и аксессуары для отвода воды из зданий. Требования, методы испытаний и обеспечение качества.
EN 877:1999/A1:2006/AC:2008 – Чугунные трубы и фитинги, 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 канализационных систем. Требования и методы испытаний.
EN 12842:2012 – Фитинги из ковкого чугуна для трубопроводных систем из ПВХ или ПЭ. Требования и методы испытаний.
CEN/TR 16470:2013 – Экологические аспекты трубных систем из ковкого чугуна для систем водоснабжения и канализации.
EN 14628:2005 – Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна. – Внешнее полиэтиленовое покрытие труб. – Требования и методы испытаний.
EN 15189:2006 – Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна. – Внешнее полиуретановое покрытие труб. – Требования и методы испытаний.
EN 14901:2014 – Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна. – Эпоксидное покрытие (для тяжелых условий эксплуатации) фитингов и аксессуаров из ковкого чугуна. – Требования и методы испытаний.
EN 969:2009 – Трубы, фитинги, аксессуары и их соединения из высокопрочного чугуна для газопроводов. Требования и методы испытаний.
EN 15542:2008 – Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна. – Наружное покрытие труб цементным раствором. – Требования и методы испытаний.
EN 545:2010 — Трубы, фитинги, аксессуары и их соединения из высокопрочного чугуна для водопроводов. Требования и методы испытаний.
EN 14525:2004 – Муфты и фланцевые переходники из ковкого чугуна с широкими допусками для использования с трубами из различных материалов: ковкого чугуна, серого чугуна, стали, полиэтилена из ПВХ, фиброцемента.
Австралия и Новая Зеландия
[ редактировать ]Австралийские и новозеландские трубы имеют размеры по независимой спецификации AS / NZS. [9] 2280, который не совместим с европейскими трубами, хотя используется та же номенклатура.
Австралия на раннем этапе приняла имперский британский стандарт чугунных труб BS 78, а когда он был отменен после принятия в Великобритании стандарта ISO 2531, вместо того, чтобы аналогичным образом гармонизироваться с Европой, Австралия выбрала «мягкое» преобразование британских единиц измерения в метрические, опубликованные как AS/NSZ 2280, при этом физические внешние диаметры остаются неизменными, что обеспечивает непрерывность производства и обратную совместимость. Поэтому внутренние диаметры футерованных труб сильно отличаются от номинального диаметра, а гидравлические расчеты требуют специальных знаний стандарта трубы.
| Номинальный размер (DN) | Внешний диаметр [мм (дюймы)] | Номинальная толщина стенки [мм (дюймы)] | Класс фланца | |
|---|---|---|---|---|
| ПН 20 | ПН 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
[ редактировать ]Отдельные отрезки труб из ковкого чугуна соединяются либо фланцами, муфтами, либо какой-либо формой патрубков и раструбов.
Фланцы
[ редактировать ]Фланцы представляют собой плоские кольца вокруг концов труб, которые сопрягаются с эквивалентным фланцем другой трубы, при этом они скрепляются болтами, обычно пропущенными через отверстия, просверленные во фланцах. Деформируемая прокладка, обычно эластомерная, размещаемая между выступами на ответных фланцах, обеспечивает уплотнение. Фланцы разрабатываются в соответствии с большим количеством спецификаций, которые различаются из-за различий в размерах труб и требований к давлению, а также из-за разработки независимых стандартов. В США фланцы либо нарезаются на трубу, либо привариваются к ней. На европейском рынке к трубе обычно приваривают фланцы. В США фланцы доступны со стандартной разболтовкой на 125 фунтов, а также с разболтовкой на 250 фунтов (и более тяжелые) (стальная разболтовка). Оба обычно рассчитаны на давление 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 не рекомендуется закапывать фланцевые трубопроводы в землю.
Текущие стандарты фланцев, используемые в водной отрасли, — это ANSI B16.1 в США, EN 1092 в Европе и AS/NZS 4087 в Австралии и Новой Зеландии.
Патрубок и розетка
[ редактировать ]Патрубок и раструбы представляют собой обычный конец трубы, патрубок, который вставляется в раструб или раструб другой трубы или фитинг с уплотнением, установленным между ними внутри раструба. Обычные муфтовые и раструбные соединения не допускают прямого контакта металла с металлом, поскольку все усилия передаются через эластомерное уплотнение. Следовательно, они могут изгибаться и допускать некоторую степень вращения, позволяя трубам смещаться и снимать напряжения, вызванные движением грунта. Следствием этого является то, что незакрепленные соединения патрубков и раструбов практически не передают сжатие или растяжение вдоль оси трубы и практически не передают сдвиг. Поэтому любые изгибы, тройники или клапаны требуют либо фиксированного соединения, либо, что чаще, упорных блоков, которые передают силы сжатия на окружающий грунт.
Существует большое количество различных гнезд и уплотнений. Самым современным является «нажимное соединение» или «скользящее соединение», при котором раструб и резиновое уплотнение предназначены для того, чтобы после смазки патрубок трубы можно было просто вставить в раструб. Нажимные соединения остаются запатентованной разработкой. Также доступны системы запирающих прокладок. Эти системы фиксирующих прокладок позволяют сжимать трубы вместе, но не позволяют разъединить соединение без использования специального инструмента или горелки для очистки прокладки.
Самые ранние чугунные трубы с патрубком и раструбом соединялись путем заполнения раструба смесью воды, песка, железных опилок и нашатырного спирта ( хлорида аммония ). уплотнительное кольцо, В раструб вокруг патрубка вставлялось чтобы удерживать смесь, которая ударил в розетку с помощью герметика, а затем указал в сторону. На это ушло несколько недель, и в результате получился полностью жесткий сустав. Такие системы труб часто можно увидеть в церквях девятнадцатого века в системе отопления.
Срок службы и коррозия
[ редактировать ]В конце 1950-х годов на рынок были представлены трубы из ковкого чугуна, обладающие более высокой прочностью и такой же коррозионной стойкостью по сравнению с чугуном. [10] Согласно исследованию 2004 года, ожидаемый срок службы труб из ковкого чугуна составляет 100 лет, исходя из результатов испытаний, полевых проверок и эксплуатации в течение более 50 лет. [11] В 2012 году Американская ассоциация водопроводных сооружений сообщила, что трубы из ковкого чугуна, установленные в мягкой почве или установленные в более агрессивных почвах с использованием «развитых методов прокладки», имеют расчетный срок службы до 110 лет, согласно общенациональному анализу водопроводных труб в США. [5]
Как и большинство черных металлов, ковкий чугун подвержен коррозии, поэтому срок его службы зависит от воздействия коррозии. [1] Коррозия в трубах из ковкого чугуна может возникать двумя путями: графитизация , выщелачивание содержания железа в результате коррозии, приводящее к общему ослаблению конструкции трубы, и коррозионная точечная коррозия , которая представляет собой более локализованный эффект, также вызывающий ослабление конструкции трубы. [10]
За последние 100 лет средняя толщина железных труб уменьшилась из-за увеличения прочности металла. [12] благодаря достижениям металлургии, а также усовершенствованной технике литья. [13] [14]
Методы борьбы с коррозией
[ редактировать ]На возможность коррозии, приводящей к выходу из строя труб, существенно влияет коррозионная активность почвы. Незащищенные трубы в сильнокоррозионной почве, как правило, имеют более короткий срок службы. [4] Срок службы труб из ВЧШГ, установленных в агрессивной среде без соответствующей защиты, может составлять от 21 до 40 лет. [6] [15] Внедрение методов снижения коррозии пластичных труб, включая использование полиэтиленовых трубок, может снизить коррозию за счет контроля воздействия коррозионной почвы на трубопроводы. [6]
В Соединенных Штатах Американский национальный институт стандартов и Американская ассоциация водопроводных предприятий стандартизировали использование полиэтиленовых рукавов для защиты труб из ковкого чугуна от воздействия коррозии. [3] [16] В отчете исследователей Национального исследовательского совета Канады за 2003 год отмечается, что сообщалось о «как хороших, так и плохих характеристиках» полиэтиленовых рукавов. [10] Однако исследование, проведенное на испытательном полигоне Ассоциации исследований труб из высокопрочного чугуна во Флориде, показало, что по сравнению с трубами без покрытия, подвергающимися воздействию агрессивной среды, трубы, заключенные в свободную полиэтиленовую оболочку, находились «в отличном состоянии». [6]
На основании метаанализа 1379 образцов труб, проведенного в 2005 году, было обнаружено, что свободные полиэтиленовые рукава очень эффективны в снижении коррозии. Единственная среда, для которой анализ показал, что полиэтиленовая оболочка не обеспечивает эффективный контроль коррозии, - это «исключительно суровые» среды, классификация редких, но чрезвычайно агрессивных сред. Анализ показал, что в этих «исключительно суровых» условиях можно ожидать продолжительность жизни в 37 лет. [6]
Трубы, изготовленные в соответствии со стандартами Международной организации по стандартизации (ISO), обычно покрываются цинком для обеспечения защиты от коррозии. В случае более агрессивных почв поверх оцинкованной трубы надевают полиэтиленовую оболочку для обеспечения дополнительной защиты. [10] [17]
Катодная защита также может использоваться для предотвращения коррозии, и инженеры по коррозии, как правило, рекомендуют ее для труб в агрессивных почвах в качестве дополнения к внешним диэлектрическим покрытиям. [10] [18]
Инженеры и водные органы США разделились во мнениях относительно использования различных покрытий или катодной защиты. Для всех методов защиты были получены неоднозначные результаты. Однако 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
[ редактировать ]Трубы из ковкого чугуна обладают высокой устойчивостью к внутренней коррозии в питьевой воде и менее агрессивным формам сточных вод благодаря футеровке, нанесенной при изготовлении. Туберкуляция, или отложение продуктов коррозии на внутренней стенке трубы, в значительной степени устраняется облицовкой из цементного раствора, которая обеспечивает физический и химический барьер для агрессивной воды. [19] Первая железная труба с цементной облицовкой была установлена в Чарльстоне, Южная Каролина, в 1922 году и обеспечивала 100 лет бесперебойной эксплуатации, пока в 2022 году во время плановой модернизации городской инфраструктуры не была заменена магистраль.
Полиуретан (ПУР)
[ редактировать ]Полиуретан — это вариант, предлагаемый в качестве внутренней облицовки труб из ковкого чугуна вместо цементного раствора. Однако, поскольку PUR обеспечивает только пассивную защиту, становится жизненно важным, чтобы покрытие не было повреждено во время транспортировки и установки. Производители будут указывать строгие процедуры обращения, транспортировки и установки, чтобы обеспечить защиту полиуретановых покрытий. Если трубы деформируются, эластичность полиуретана в некоторых ситуациях позволяет покрытию остаться неповрежденным. Эксперты по коррозии
Полиуретановые покрытия впервые были использованы в 1972 году. [ нужна ссылка ] По сравнению с другими покрытиями внутренняя полиуретановая облицовка обладает высокой устойчивостью к различным средам, таким как питьевая вода, сточные воды, деминерализованная вода, техническая вода и газ, а также к агрессивным растворам, таким как серная кислота.
Полиуретан — это термореактивный пластик, не содержащий растворителей, с трехмерно связанной молекулярной структурой, придающей ему механическую стабильность. Полиуретановая облицовка, используемая для внутреннего покрытия, имеет следующие стандартные свойства, стандартизованные EN 15655:2009 (Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна. Внутренняя полиуретановая облицовка труб и фитингов. Требования и методы испытаний).
Цементный раствор
[ редактировать ]Преобладающей формой футеровки для водных объектов является 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 портландцемент используется ; для сточных вод принято использовать сульфатостойкий или высокоглиноземистый цемент.
Было обнаружено, что футеровка из цементного раствора значительно снижает внутреннюю коррозию. Исследование DIPRA показало, что коэффициент Хейзена-Вильямса для цементной облицовки остается в пределах от 130 до 151 с лишь небольшим снижением с возрастом.
Внешние покрытия
[ редактировать ]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 ковкого чугуна обычно защищают одним или несколькими внешними покрытиями. В США и Австралии предпочтительны свободные полиэтиленовые рукава. В Европе стандарты рекомендуют использовать более сложную систему цинковых покрытий прямого приклеивания с отделочным слоем в сочетании с полиэтиленовой оболочкой.
Свободные полиэтиленовые рукава (LPS)
[ редактировать ]Свободные полиэтиленовые рукава были впервые разработаны компанией CIPRA (с 1979 года — DIPRA) в США в 1951 году для использования в сильнокоррозионных грунтах. Более широко он использовался 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 доказанной надежностью и эффективностью.
LPS представляет собой свободную полиэтиленовую манжету, которая полностью охватывает трубу, включая раструбы всех соединений. Втулка препятствует коррозии за счет ряда механизмов. Он физически отделяет трубу от частиц почвы, предотвращая прямую гальваническую коррозию. Обеспечивая непроницаемый барьер для грунтовых вод, гильза также препятствует диффузии кислорода к поверхности ковкого чугуна и ограничивает доступность электролитов, которые могут ускорить коррозию. Он обеспечивает гомогенную среду вдоль поверхности трубы, поэтому коррозия происходит равномерно по всей трубе. Рукав также ограничивает доступность питательных веществ, которые могут поддерживать сульфатредуцирующие бактерии , подавляя коррозию, вызванную микробами . LPS не предназначен для полной водонепроницаемости, а скорее для значительного ограничения движения воды к поверхности трубы и от нее. [20] Вода, присутствующая 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 муфта, которая продолжает обеспечивать свободный поток грунтовых вод, неэффективна для предотвращения коррозии.
Полиэтиленовые рукава доступны в различных материалах. Наиболее распространенными современными композициями являются линейная полиэтиленовая пленка низкой плотности , для которой требуется толщина 8 мил или 200 мкм, и перекрестно-ламинированная полиэтиленовая пленка высокой плотности, для которой требуется толщина всего 4 мил или 100 мкм. Последний может быть армирован или не усилен слоем холста.
Полиэтиленовые рукава имеют ограничения. В европейской практике его использование при отсутствии дополнительных цинковых и эпоксидных защитных покрытий не рекомендуется там, где естественное сопротивление грунта ниже 750 Ом/см. Там, где удельное сопротивление ниже 1500 Ом/см и где труба установлена на уровне грунтовых вод или ниже , где имеются дополнительные искусственные загрязнения почвы и особенно блуждающие токи, рекомендуется использовать трубу в дополнение к цинковому и эпоксидному покрытию. [20] Из-за уязвимости полиэтилена к УФ-деградации, рукава или трубы с рукавами не следует хранить на солнечном свете, хотя углеродные пигменты, содержащиеся в рукавах, могут обеспечить некоторую ограниченную защиту.
Полиэтиленовые рукава стандартизированы в соответствии с международными стандартами ISO 8180, AWWA C105 в США, BS 6076 в Великобритании, а также AS 3680 и AS 3681 в Австралии.
Цинк
[ редактировать ]В Европе и Австралии трубы из ковкого чугуна обычно производятся с цинковым покрытием, на которое накладывается битумный, полимерный или эпоксидный отделочный слой. EN 545/598 требует минимального содержания цинка 200 г/м. 2 (при чистоте 99,99%) и минимальной средней толщиной отделочного слоя 70 мкм (при локальном минимуме 50 мкм). AS/NZS 2280 требует минимального содержания цинка 200 г/м. 2 (при местном минимуме 180 г/м 2 чистотой 99,99%) и минимальной средней толщиной отделочного слоя 80 мкм.
Для труб из ковкого чугуна не существует действующих стандартов AWWA для покрытий со связующим (цинк, эпоксидная смола из каменноугольной смолы, системы обертывания лентой, как показано на стальных трубах), DIPRA не одобряет покрытия со связующим слоем, а AWWA M41 обычно рассматривает их неблагоприятно, рекомендуя их использование. только в сочетании с катодной защитой . [21]
Битумные покрытия
[ редактировать ]В США цинковые покрытия обычно не используются. Чтобы защитить трубу из ковкого чугуна перед установкой, вместо этого труба снабжается 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
[ редактировать ]Покрытия для труб на водной основе представляют собой экологически чистое покрытие, которое наносится на внутренний и внешний диаметр труб из ковкого чугуна. Они защищают от коррозии снаружи и изнутри, а также защищают изделие от загрязнения. Покрытие представляет собой эмульсию, изготовленную преимущественно из асфальтена и воды, а также других сырьевых материалов в соответствии со спецификациями производителя.
Они вошли в употребление 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 .
Отраслевые ассоциации и рынок
[ редактировать ]В Соединенных Штатах Ассоциация исследований труб из ковкого чугуна представляет производителей труб из ковкого чугуна. Ассоциация проводит исследования и пропагандирует использование труб из ковкого чугуна в коммунальных проектах (водоснабжение и канализация), уделяя особое внимание их прочности, возможности вторичной переработки и стоимости жизненного цикла по сравнению с альтернативными продуктами, такими как ПВХ . [22] [23] Промышленность США также представлена Национальной ассоциацией производителей труб. [24] За пределами США производство труб из ковкого чугуна поддерживается такими ассоциациями, как Европейская ассоциация трубных систем из ковкого чугуна. [25]
После финансового кризиса 2008 года в трубной отрасли США в целом наблюдалось снижение продаж из-за того, что муниципалитеты отложили замену водопроводных сетей и сократили строительство новых домов. [26] Согласно отчету, опубликованному The Freedonia Group в 2011 году, восстановление экономики после кризиса 2008 года, вероятно, приведет к увеличению доли рынка ковкого чугуна на рынке труб большого диаметра. [27]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Трубы из ковкого чугуна в развитых странах обычно производятся исключительно из переработанного материала, включая стальной лом и переработанное железо. [28] [29] После использования трубу можно утилизировать. [30]
Что касается воздействия на окружающую среду, в нескольких исследованиях сравнивалось воздействие труб из ковкого чугуна на окружающую среду с воздействием труб из других материалов. [31] Исследование Джешара и др. в 1995 году сравнили потребление энергии и выбросы углекислого газа (CO 2 ) при производстве труб из различных материалов, включая бетон, ковкий чугун, чугун и ПВХ, на основе труб номинальным диаметром от 100 до 500 мм. Энергия, потребляемая при производстве труб из ковкого чугуна, составила 19,55 МДж на кг, а объем выбросов при производстве составил 1,430 кг CO 2 на кг по сравнению с 68,30 МДж на кг энергии и 4,860 кг CO 2 на кг выбросов для труб из ПВХ и 1,24. МДж на кг и 0,148 кг CO 2 на кг для бетонных труб одинакового диаметра. [32]
Другое исследование, проведенное в следующем году Институтом химии и химии, дало аналогичные результаты. Однако при этом также учитывался срок службы труб. Это исследование показало улучшение экологических показателей труб из ковкого чугуна с точки зрения энергопотребления и выбросов во время производства благодаря более длительному сроку службы. [31] В более недавнем исследовании, опубликованном Ду и др. в августе 2012 года, был проведен анализ жизненного цикла шести типов материалов, используемых для труб для воды и сточных вод, включая ковкий чугун, ПВХ, полиэтилен высокой плотности (HDPE) и бетон. Они обнаружили, что при диаметре ≤ 24 дюйма трубы из ковкого чугуна имеют самый высокий « потенциал глобального потепления », исходя из выбросов при производстве, транспортировке и монтаже. При больших диаметрах, ≥ 30 дюймов, трубы из ковкого чугуна имели более низкий «потенциал глобального потепления», а ПВХ - самый высокий. [33]
Согласно исследованию Ку и др., проведенному в 2008 году, трубы из ковкого чугуна оказали наименьшее влияние на истощение природных ресурсов по сравнению с трубами из полиэтилена высокой плотности и трубами из ПВХ. [30]
В ноябре 2012 года трубы из ковкого чугуна, произведенные в США, получили сертификат экологически чистого продукта от Института рыночных преобразований в целях устойчивого развития. [7] [8]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Мозер, А.П. и Фолкман, Стивен Л. (2008) Проектирование подземных труб (3-е издание) McGraw-Hill, Нью-Йорк, стр. 336-337 , ISBN 978-0-07-147689-8
- ^ Романофф, Мелвин (1968). «Работа железных труб в грунтах». Журнал (Американская ассоциация водопроводных предприятий) . 60 (6): 645–655. дои : 10.1002/j.1551-8833.1968.tb03591.x . JSTOR 41265349 .
- ^ Перейти обратно: а б Общественные работы 15 апреля 1995 г. Магистрали из ковкого чугуна; Водоснабжение и очистка РАЗДЕЛ: Стр. pC34(4) Том. В126 № Н5 ISSN 0033-3840
- ^ Перейти обратно: а б Деб, Арун К.; Граблутц, Фрэнк М.; Хасит, Якир (2002). Приоритизация замены и восстановления водопровода . Американская ассоциация водопроводных предприятий. п. 54. ИСБН 978-1583212165 . Проверено 18 октября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б Американская ассоциация водопроводных предприятий (2012 г.). Больше не похоронены: решение проблемы водной инфраструктуры Америки (PDF) (отчет). Американская ассоциация водопроводных предприятий. п. 8. Архивировано из оригинала (PDF) 14 сентября 2012 года . Проверено 19 октября 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Бондс, Ричард В.; Барнард, Лайл М.; Хортон, А. Майкл; Оливер, Джин Л. (2005). «Коррозия и борьба с коррозией железных труб: 75 лет исследований». Журнал (Американская ассоциация водопроводных предприятий) . 97 (6): 88–98. дои : 10.1002/j.1551-8833.2005.tb10915.x . JSTOR 41312605 . S2CID 109690974 .
- ^ Перейти обратно: а б «Труба из ковкого чугуна» (PDF) . mts.sustainableproducts.com . Институт рыночных преобразований к устойчивому развитию . Проверено 8 января 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Ковкий чугун считается «экологичным» материалом для труб» (пресс-релиз). Общественные работы. 27 ноября 2012 года . Проверено 8 января 2013 г.
- ^ «Стандарты Австралии» . Архивировано из оригинала 30 ноября 2014 г. Проверено 17 ноября 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Раджани, Балвант; Кляйнер, Иегуда (2003). «Защита водопровода из ковкого чугуна: какой метод защиты лучше всего подходит для какого состояния почвы?» . Журнал (Американская ассоциация водопроводных предприятий) . 95 (11): 110–125. дои : 10.1002/j.1551-8833.2003.tb10497.x . JSTOR 41311262 . S2CID 109286257 .
- ^ Крун, Дэвид Х.; Линемут, Дейл Дональд; Сэмпсон, Шери Л.; Винченцо, Терри (2004). Защита от коррозии труб из ковкого чугуна . стр. 1–17. дои : 10.1061/40745(146)75 . ISBN 978-0-7844-0745-5 . Проверено 18 октября 2012 г.
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Роберж, Пьер Р. (2007). Проверка и мониторинг коррозии . Уайли. п. 173. ИСБН 978-0471742487 . Проверено 17 октября 2012 г.
- ^ «Металлургия ковкого чугуна» . НАПФ.com . Национальная ассоциация производителей труб. 2012. Архивировано из оригинала 27 января 2013 года . Проверено 28 января 2013 г.
- ^ Кэмпбелл, Флейк К. (2008). Элементы металлургии и конструкционных сплавов . АСМ Интернешнл. стр. 464–465. ISBN 978-0871708670 . Проверено 29 января 2013 г.
- ^ «Больше не похоронен: решение проблемы водной инфраструктуры Америки» (PDF) . Американская ассоциация водопроводных предприятий (AWWA). 2011 . Проверено 9 мая 2017 г.
- ^ Американская ассоциация предприятий водоснабжения и Американский национальный институт стандартов (1 октября 2010 г.). ANSI/AWWA C105/A21.5-10 Полиэтиленовая оболочка для трубных систем из ковкого чугуна (Отчет). АВВА.
- ^ Технический комитет ISO/TC 5 (2009). Международный стандарт ISO/FDIS 2531: Трубы из ковкого чугуна, фитинги, аксессуары и их соединения для водоснабжения (Отчет). Международная организация по стандартизации. п. 59.
{{cite report}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Берстолл, Тим (1997). Наливные водопроводы . Томас Телфорд Лтд. 200. ИСБН 978-0727726094 . Проверено 18 октября 2012 г.
- ^ Бондс, Ричард В. (март 2017 г.). «Облицовка из цементного раствора для труб из ковкого чугуна» (PDF) . сайт dipra.org . Ассоциация исследования труб из ковкого чугуна.
- ^ Перейти обратно: а б IGN 4-50-03 – Руководство по эксплуатации для использования устанавливаемых на месте, заводских и армированных полиэтиленовых рукавов заводского применения на трубопроводных системах из высокопрочного чугуна. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2011 г. Проверено 4 июля 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Руководство AWWA M41 - Трубы и фитинги из ковкого чугуна. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Кто мы» . сайт dipra.org . Ассоциация исследования труб из ковкого чугуна. Архивировано из оригинала 14 апреля 2013 года . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ «Исследование выявляет проблемы водной инфраструктуры» . американо-США.com . Американская компания по производству чугунных труб. 15 июня 2012 года. Архивировано из оригинала 26 июня 2012 года . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ «Главная страница» . napf.com . Национальная ассоциация производителей труб . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ «Fachgemeinschaft Guss-Rohrsysteme (FGR) e.V. / Европейская ассоциация трубных систем из высокопрочного чугуна» . Environmental-expert.com . Экологический эксперт.com . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ «Что делать с американской трубой?» . Американская водная разведка . Июнь 2011. Архивировано из оригинала 4 декабря 2012 года . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ Сотрудники Plastics Today (21 апреля 2011 г.). «Спрос на пластиковые трубы растет, но ковкий чугун и бетон работают лучше» . Пластик сегодня . Проверено 30 января 2013 г.
- ^ Руководство AWWA M41: Трубы и фитинги из ковкого чугуна . Американская ассоциация водопроводных предприятий. 2002. с. 13. ISBN 978-1583212189 . Проверено 9 октября 2012 года .
- ^ «Производство труб из высокопрочного чугуна» . PSCIPCO.com . Компания по производству чугунных труб в Тихоокеанских штатах. Архивировано из оригинала 12 мая 2012 года . Проверено 9 октября 2012 года .
- ^ Перейти обратно: а б Ку, Дэ Хён; Ариаратнам, Сэмюэл Т. (август 2008 г.). «Применение модели устойчивого развития для оценки вариантов замены магистральных водопроводов». Журнал строительной техники и менеджмента . 134 (8): 563–574. дои : 10.1061/(ASCE)0733-9364(2008)134:8(563) .
- ^ Перейти обратно: а б Фридрих, Э; Пиллэй, С; Бакли, Калифорния (июль 2007 г.). «Использование LCA в водном хозяйстве и обоснование показателя экологической эффективности» . Вода СА . 33 (4): 443–452. ISSN 0378-4738 . Проверено 5 октября 2012 г.
- ^ Джешар, Р; Шпехт, Э; Штайнбрюк, А. (апрель 1995 г.). «Потребление энергии и при изготовлении и утилизации канализационных труб из различных материалов» CO 2 выбросы . Переписка сточных вод (на немецком языке). 42 (4): 537–40, 542–4, 546–9 . Проверено 8 октября 2012 г.
- ^ Ду, Ф; Вудс, Дж; Канг, Д; Лэнси, К; Арнольд, А. (август 2012 г.). «Анализ жизненного цикла материалов труб для воды и сточных вод». Журнал экологической инженерии . 139 (5): 703–711. doi : 10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0000638 .
https://www.allplasticpipe.com/hdpe-pipes-and-fittings