корпус вчшг что это
ВЧШГ трубы: особенности и преимущества высокопрочного чугуна и монтажа изделий из него
ВЧШГ трубы – оптимальный выбор для обустройства водопровода и канализационных систем. Для изготовления используют особый высокопрочный чугун с шаровидным графитом (отсюда аббревиатура ВЧШГ). Внутри изделий наносят цементно-песчаное покрытие. Такие детали отличаются по эксплуатационным характеристикам в лучшую сторону по сравнению как с обычными чугунными (из серого чугуна), так и стальными.
Трубы из высокопрочного чугуна имеют высокие эксплуатационные характеристики, отличаются прочностью и хорошо поддаются обработке
ВЧШГ: что это такое и в чем его плюсы
Патент на ВЧШГ был выдан американцу К.Д.Миллису в 1949 году. Шаровидная форма графита в расплаве чугуна позволила значительно изменить его свойства. Новый материал оказался чрезвычайно выгодным благодаря сочетанию ряда параметров:
ВЧШГ успешно потеснил серый чугун за счет большей прочности и пластичности. В отличие от стали, новый материал практически не давал трещин и слабо поддавался коррозии. Его применение вместо стали и цветных металлов позволяло значительно сэкономить на стоимости материалов. ВЧШГ оказался недорог в изготовлении. Другие достоинства, объясняющие распространение материала:
Применение труб из прочного чугуна вместо стальных позволяет существенно экономить средства
Полезно знать! Советский ГОСТ на высокопрочный чугун 7293-85 действует поныне. Он распространяется, помимо ВЧШГ, также на ВЧВГ, где графит представлен в вермикулярной форме.
Способ производства и технические характеристики ВЧШГ труб
Серый чугун применяли для прокладки трубопроводов и систем канализации с середины XIX века. Долговечность материала, как главная его ценность, снижалась хрупкостью чугуна. А хрупкость предопределялась пластинчатой формой углерода (графита). Применение литья с использованием магниевого процесса позволило придать графиту шаровидную форму (овальную, сферическую). Серый чугун разогревается до температуры 1480-1538º С. Добавление специальных магниевых присадок (лигатур) придает графиту сферическую форму. Полученные после термического отпуска отливки сохраняют достоинства обычного серого чугуна:
Помимо этого, высокопрочный чугун обрел целый ряд преимуществ, присущих стали:
Маленькие шарики графита исключили появление трещин и прочих дефектов в ходе литья. Новый материал избавился от хрупкости предшественника. Высокопрочный чугун оказался ковким, пластичным.
Технология производства позволила трубам из ВЧШГ избавиться от хрупкости, которая в значительной мере ограничивает применение таких изделий
Внутреннее покрытие трубы ВЧШГ из цементно-песчаного раствора создает активный и пассивный защитный барьер. Слой раствора изолирует внутренние стенки изделия и обеспечивает пассивную защиту. Процесс гидратации цемента представляет собой активную защиту. В порах цемента образуется насыщенный раствор гидроокиси кальция. Появляется субмикроскопический покров из оксидов железа. Он изолирован цементным раствором от водного потока и останавливает процесс коррозии.
Цементно-песчаное покрытие (ЦПП), нанесенное на внутреннюю сторону изделия, дает не только противодействие коррозии. Оно положительно сказывается на гидравлических свойствах труб. Внутренняя облицовка не позволяет образоваться отложениям и налету. В процессе эксплуатации ЦПП отмечается эффект самосонации (самоуплотнения). ЦПП становится более прочным и плотным. Оно лучше противодействует коррозии и обеспечивает высокий коэффициент проходимости потока жидкости.
Предохраняя внутреннюю поверхность от воздействия агрессивных жидкостей используют высокоглиноземистый (сульфатостойкий) цемент. ЦПП на его основе обеспечивает высокой сопротивляемостью к абразивному воздействию, истиранию. Оно проявляет значительную устойчивость к химическим составам.
Важная информация! Срок службы ВЧШГ труб составляет сто лет. Их применяют тогда, когда невозможно использовать конструкции из других материалов в силу технологических, технических или экономических показателей.
Трубы ВЧШГ используются для прокладки различных магистралей, в том числе и подземных коммуникаций
Какие технические характеристики обусловили широкое применение ВЧШГ труб? К ним следует отнести:
Условия хранения
Иногда возникает необходимость отправить чугунные ВЧШГ трубы на хранение. Перед отправкой на складирование изделия следует проверить. Обнаруженные наружные повреждения или дефекты внутреннего покрытия – устранить. Складируют в соответствии с общими правилами хранения металлопроката. Укладывают в штабели по диаметру на ровную поверхность. Штабель не должен превышать по высоте 2,5 м. Крайне важно, чтобы срок хранения чугунных труб в штабеле был минимальным. Иначе возникают трещины во внутреннем покрытии, сокращается срок службы изделия.
Особенности монтажа
Высокопрочные трубы с шаровидным графитом монтируют методом последовательного наращивания. При этом строго соблюдается запроектированный профиль трубопровода.
Трубы могут быть соединены методом последовательного наращивания, когда ровный край следующей трубы вставляется в раструб предыдущей
Важно! Если нужно укоротить трубу, то закругляют ее гладкий конец. Или выполняют фаску 5 x 30°.
Перед началом монтажа наружная и внутренняя поверхности труб и фланцевых частей очищаются от загрязнения, посторонних предметов. Приспособления для захвата и опускания в траншею монтируемых соединений должны обеспечивать сохранность частей трубопровода. Недопустимо, чтобы изделия ударялись друг о друга, по твердым предметам, дабы избежать деформаций.
Уплотнительное резиновое кольцо в раструбном кольцевом пазе позволяет осуществить уплотнение при стыковке труб. Для этого производится радиальное сжатие уплотнительного кольца. Проверяется правильность размещения его гребня.
Монтаж ВЧШГ труб под соединение «Tyton»
Удобно определять границы монтажа гладкого конца в раструб при использовании раструбного соединения «Tyton». Для этого на трубах нанесена специальная метка. Для других типов соединений специальная метка не наносится.
Внутренняя поверхность уплотнительного кольца и наружная поверхность гладкого конца чугунной трубы до специальной метки покрывается тонким слоем смазки. Важно не допустить попадания смазки между уплотнительным кольцом и внутренней поверхностью трубы.
Почему ВЧШГ лучше серого чугуна
Почему ВЧШГ лучше серого чугуна
Когда мы слышим определение «чугунная труба», первое, что приходит на ум, это канализационная система. Но сфера использования труб из чугуна значительно шире: сегодня они применяются в качестве основы для напорных водопроводов (в том числе транспортирующих питьевую воду), нефтепроводов, газовых коммуникаций, теплотрасс. Также часто используются при бурении скважин различного назначения.
Однако это справедливо только для современных вариаций трубопроводов, выполняемых из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Трубы ВЧШГ являются оптимальным продуктом, характеризующимся отличным набором потребительских характеристик.
Отличие ВЧШГ от серого чугуна
С технологией производства серого чугуна знаком в общих чертах каждый человек со средним образованием: это материал, получаемый в результате первичной переплавки железной руды. Этому металлу по причине высокого содержания углерода присущи характерные особенности: твердость, коррозионная устойчивость и хрупкость. Чтобы избавиться от последнего качества, необходимо удалять избыточное количество углерода путем варки в специальных конверторных печах, в которых осуществляется продувка через расплав атмосферного воздуха.
Результатом такой обработки является материал с другими качествами. Получается сталь — металл с повышенными показателями вязкости и пластичности, что обеспечивает устойчивость к динамическим воздействиям, ударам. Но при этом теряется коррозионная стойкость.
Чтобы получить нержавеющую сталь, необходимо добавлять в расплав легирующие компоненты, такие как хром, ванадий, титан, но итоговая стоимость готового продукта зачастую оказывается неоправданной для того, чтобы использовать его для производства коммунальных, промышленных трубопроводов, поэтому на протяжении многих десятилетий приходилось довольствоваться канализациями и другими трубными системами, выполненными из серого чугуна.
Ситуация изменилась в 1949 году, когда американский изобретатель Миллис запатентовал инновационную технологию производства особого металла, совмещающего в себе положительные качества стали и чугуна. В модифицированном металле благодаря наличию незначительного количества магния изменилась конфигурация углеродных частиц, которые из плоских превратились в шаровидные.
Трубы ВЧШГ: основные преимущества
Сегодня ВЧШГ используется в основном в качестве материала для производства трубопроводов — систем, состоящих из труб и фасонных частей — тройников чугунных, колен, отводов, патрубков, переходников, муфт. Соединяются элементы конструкций одним из трех способов: с помощью сварки, фланцев либо раструбов. При любой технологии соединения получаемые коммуникации обладают следующими достоинствами:
Если вы желаете в Екатеринбурге приобрести по ценам производителя любые элементы чугунных трубных систем, обращайтесь в компанию «Чугун-труба».
Трубы ВЧШГ: подробное описание
Прокладывание водонапорных систем и канализационных путей связано со сложностями в выборе конкретного материала. Изделия из стали заметно уступают аналогам по прочности, в основном, из-за неустойчивости к коррозии. Наилучшая замена стальных конструкций при прокладывании стальных магистралей – трубы ВЧШГ. Благодаря различным внутренним и внешним покрытиям, область применения магистралей расширяется до химической и нефтяной промышленности.
Что означает аббревиатура ВЧШГ? Как расшифровывается термин
ВЧШГ – высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Основа для конструкции – чугун, получаемый с помощью спаивания кристаллических решёток железа, тем самым, повышая прочность конструкции, а также снижая риск возможной деформации к минимуму.
В этой ситуации присутствует обратный исход. При последующей обработке сплава, спустя несколько дней после изготовления, можно получить качественную сталь с меньшим количеством углерода в составе. Достигается такой результат с помощью специальных плавильных аппаратов с порционными доступом воздуха.
В момент расплавления, конструкция насыщается кислородом, образуются молекулярные химические соединения, притягивающие углерод. Данным промышленным способом получаются 2 вида труб: стальные низкомолекулярные и высокопрочные чугунные.
Получаемый стальной сплав обладает несколькими положительными качествами:
Но у стали присутствует существенный недостаток в лице коррозии. Гидрофильность не позволяет магистралям применятся в канализациях, либо масштабных отопительных системах, что существенно снижает область применения в бытовой сфере. В этой ситуации присутствует решение в виде усиления защитного слоя специальными элементными покрытиями, не подвергающимися влиянию кислорода или водорода. Но данные операции требуют большого количества сырья и затрат, поэтому от низкомолекулярных стальных труб предпочитают отказываться при возведении канализаций или отопительных систем.
Изначально в конструкциях ВЧШГ использовалась именно эта сталь, пока в 1943 году, во время собрания Американской Промышленной Ассоциации Сталелитейщиков, учёный К. Миллис не запатентовал новый план конструкции, с использованием шаровидной формы графита, а также чугунных изделий вместо стальных. Чтобы план сработал, производители стали добавлять ионы магния в расплав, чтобы повысить прочность магистралей.
Таким образом, появился термин ВЧШГ – высокопрочный чугун с шаровидным графитом, обладающий высокой устойчивостью к коррозии.
Сориентироваться относительно цен на такие изделия можно по ссылке: chugun-truba.ru
Область применения ВЧШГ и характеристики чугунной конструкции
Высокопрочный чугун с шаровидным графитом позволяет получить качественные изделия без огромных финансовых вложений, постоянных обновлений конструкцией и индустриализации промышленности путём модернизации технологического оборудования.
Сплав ВЧШГ обладает следующими достоинствами, в сравнении со стальными или железными магистралями:
Применение материала довольно узконаправленное. Конструкции не могут использоваться в бытовой сфере ввиду своей массивности и трудности эксплуатации, поэтому их назначение определяется промышленными и транспортировочными нуждами. Первое, на что стоит обратить внимание – универсальность.
Конструкции могут с лёгкостью заменять дорогие аналоги без потери качества:
Эксплуатация высокопрочного чугуна с шаровидным графитом наблюдается в следующих элементах инфраструктуры:
Норма загрузки чугунных труб
Существует 2 способа транспортировки магистралей ВЧШГ: автомобильный транспорт, представленный огромными дальнобойными фурами, и железнодорожный, по которому перевозят продукцию большие промышленные поезда с вместительными вагонами. Отличие в системах торгового сообщения — количество материала, которое можно поставить, а также время перевозки. Немаловажный фактор также играют транспортные пути, так как не во всех местах присутствуют железная дорога, либо налаженный автомобильный маршрут.
Показатели по нормам загрузки в 2 транспортных направлениях представлены в следующих таблицах:
| Нормы погрузки в автомобильный транспорт | |||
| Диаметр трубы(мм) | Кол-во труб на один пакет(шт) | Норма производства(шт) | Вес конструкции(кг) |
| 83 | 17 | 227 | 98 |
| 103 | 11 | 188 | 114 |
| 127 | 7 | 144 | 166 |
| Нормы погрузки в железнодорожные вагоны | |||
| Диаметр трубы(мм) | Кол-во труб в пакете(шт) | Вместимость вагона(м³) | Вес конструкции(кг) |
| 86 | 16 | 530 | 99 |
| 104 | 12 | 497 | 108 |
| 133 | 6 | 388 | 129 |
Технические характеристики труб ВЧШГ
При проведении расчётов для высокопрочных чугунных труб с шаровидным графитом применяются многие разные математические и физические величины. Связано этом с тем, что в состав сплава входят соединения и металлы, обладающие проводимостью электрического тока. К тому же, разность состава при запуске новой линейки производства вынуждает производителей проводить тщательные вычисления, иначе присутствует риск порчи конструкции.
| Размеры, мм | Предел рабочего давления(МПа) | Предельный угол отклонения при укладке (градус) | Масса трубы(кг) | ||||||
| DN | D | DE | S | S1 | L1 | L=6 | L=6.4 | ||
| 454 | 556 | 492 | 9.3 | 6 | 128 | 4.9 | 3.3 | 667 | 688 |
| 713 | 854 | 755 | 10.6 | 7.7 | 165 | 3.1 | 1.98 | 1319 | 1366 |
Схема труб ВЧШГ
Наглядный чертеж высокопрочных чугунных труб с шаровидным графином
Как становится видно, конструкция состоится из некоторых внешних и внутренних элементов:
Описание:
Внешнее и внутреннее покрытие ВЧШГ
Так как конструкция представляет собой один большой высокопрочный сплав, то для защиты от внутренних и внешних воздействий наносятся определённые покрытия. Каждый имеет свой состав, назначение, условия применения и срок эксплуатации.
Внешнее покрытие
Для создания наружного защитного слоя на внешнюю поверхность трубы наносится щелочноземельное покрытие из цинка и битумного лака. Необходимость в качественном наружном оборудовании трубы проявляется в следующих сферах:
Внутреннее покрытие
Внутренний слой чугунных труб достигается путём создания активного и пассивного барьера с помощью применения цементно-песчаного раствора (сокращённо ЦПП). Причина, по которой, наносится на внутреннюю поверхность трубы – сокращение потерь и накапливания транспортируемой жидкости и повышение прочности коммуникаций.
«Тайтон», «RJ», «RJS» – главные соединения из ВЧШГ
При сборке труб ВЧШГ можно использовать много методов производства и технологий для улучшения качества продукций. Мобильность в разнообразии схем изготовления обусловлена разнообразным составом внутреннего и наружного покрытий, который можно постоянно менять, подстраиваясь под направление эксплуатации.
«Тайтон»
Данный метод сборки высокопрочных чугунных труб с шаровидным графитом наиболее простой в сравнении с остальными, к тому же, довольно действенный и эффективный. Обрёл популярность за свою устойчивость к внутреннему давлению. Одна чётко собранная конструкция может выдержать постоянное давление до 8 мПа/с.
Особенности сборки ВЧШГ типа «Тайтон» заключаются в использовании нескольких слоёв гибких резиновых колец, способных выдерживать большие внутренние нагрузки, при этом, не вызывая деформации в конструкции. В совокупности, они образуют прочный защитный слой на конце трубы.
Система сборки «Тайтон» обладает рядом преимуществ:
Ввиду вышеперечисленных свойств, “Тайтон” используется в таких направлениях, как:
Сборка конструкций происходит по следующим этапам:
«RJ»
Данная система соединений для труб ВЧШГ обеспечивает долговечность магистралей при прокладке в экстремальных рельефных условиях. Под ними подразумеваются зоны возможной просадки грунта, риски резкого повышения парциального и бесперебойного давления. Прочность соединения обусловлена тщательно детализацией стыковки. Разъединению труб препятствует буртик, расположенный на гладком конце стопора.
Соединение «RJ» обеспечивает возможность прокладки магистралей бестраншейным методом. Данная возможность достигается путём наслаивания уплотнительных колец и стопоров на места стыковки конструкции.
Среди преимуществ системы трубного соединения «RJ» можно выделить:
Сборка труб ВЧШГ по системе «RJ» происходит по следующим этапам:
«RJS»
Модификация системы «RJ» представляет собой замковое соединение, при котором раструб полностью покрывается защитным слоем. Толстые резиновые кольца, блокирующие деформацию и стороннее проникновение воздуха в конструкцию, обеспечивают наибольшую прочность трубы в сравнении с типом «Тайтон» и «RJ». Но у данной системы присутствует один существенный минус — она не применима к узким соединениям, так как для создания необходим большой условный проход.
Трубы «RJS» применяются в тех же сферах, что и «RJ», за исключением плоскогорий, так как там предпочтение отдаётся моделям с узким внутренним диаметром. Но ограниченность в характеристиках не мешает данной системе занимать ведущие места в производстве. Причина данной закономерности – дополнительная комплектация и уплотнение кольцами «Тайтон» и стопорами, фиксирующимися специальной металлической лентой.
Сборка ВЧШГ типа «RJS» проходит по следующим этапам:
Преимущество труб ВЧШГ
Тесная ковалентная полярная связь и плотность кристаллической решётки позволяют трубам ВЧШГ быть долговечными и прочными. Так как данные изделия изготавливаются при расплавке сплава чугуна и стали с добавлением примесей и нанесением внутреннего и внешнего покрытий, то свойства трубных магистралей вмещают в себе параметры стальных и чугунных конструкций.
Покрытие сплава графитом проходит в несколько стадий. Сначала в конструкцию вводится пластинчатый графит, образованный соединением электронных облаков углеродов. После чего, вводится расплав магния, тем самым превращая мягкие пластины в твёрдые шарики. Данный материал не только усиливает прочность трубы, но и позволяет спокойно выдерживать большие нагрузки.
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.
Регламентирование труб ВЧШГ
Разнообразный состав труб ВЧШГ и множество процедур перед внедрением их в эксплуатацию вызывает множество постановлений от разных контролирующих организаций, применимых для разных процессов или технических деталей.
Самый важный документ – постановление ГОСТ 9583-75 о размерах труб ВЧШГ. По нему все изделия из чугунных сплавов в комбинации со стальными делятся на 3 группы: A, Б, ЛА. Здесь начинаются сложности для производителя, так как технические данные для шаровидного графита регулируются постановлениями ТУ-14-161-183-2000 и СП 40-106-202. Данные документы представлены в следующих таблицах.
Особенности соединения и производства раструбных конструкций
Монтаж труб ВЧШГ, производимых по технологии «RJ» и «RJS», проводится 2-мя способами: с помощью кристаллической электросварки или внедрением электродов в конструкцию. Первый вариант позволяет получить качественное, прочное соединение, но вызывает трудности при управлении потоками при движении грунта. Второй способ подразумевает хорошую гибкость конструкции при влиянии большого давления на трубы.
Последовательность возведения раструбных соединений выглядит следующим образом: