Монтаж чугунных труб

Появление на рынке пластиковых труб должно было отодвинуть чугунные трубы на дальние позиции, но этого не произошло. Некоторые виды чугунных труб перестали использоваться в быту, к примеру, канализационные. Но это не значит, что они вообще исчезли, т.к. существует несколько их видов, у которых разное назначение.

Что такое чугун?

По сути, чугун – это недоваренная сталь, т.е. некое промежуточное состояние между сталью и сырьевым материалом. В процессе плавки через жидкий металл продувается большой объем воздуха, который при высоких температурах вступает в реакцию с углеродом, являющимся неотъемлемой частью сырьевого материала, и при этом происходит выделение углекислого газа. Таким способом получается серый чугун, тот самый, который используется для производства канализационных труб.

Трубы из серого чугуна – это очень тяжелые изделия, непластичные, отсюда и очень хрупкие. Ударные нагрузки такие чугунные трубы не переносят. Эти свойства являются следствием того, что внутри материала находится тот самый углерод. В сером чугуне он представлен в виде маленьких пластинчатых графитовых частиц. Именно форма пластины и определяет не очень высокие физические свойства чугуна.

Когда в процесс варки металла добавляются такие вещества, как церий, магний и прочие, то углерод (графит) начинает модифицироваться, т.е. его частицы становятся не пластинками, а шариками. В результате он приобретает следующие свойства:

• высокая прочность – разбить такой чугун невозможно;
• долгосрочная эксплуатация – практика показала временной срок до 100 лет;
• высокая пластичность – до максимума, конечно, далеко, но такие чугунные трубы можно монтировать в виде окружности с большим радиусом.

Такой чугун получил название – высокопрочный, а его марка – ВЧШГ.

Область применения чугунных труб

Что касается труб из серого чугуна, то до недавнего времени их использовали в водопроводных сетях большого диаметра, с помощью которых организовывалось водоснабжение микрорайонов и поселков, а также в канализационных системах – здесь из них собирали стояки, лежаки, коллектора и выпуски.

Со временем от использования чугунных труб в водопроводах отказались в пользу стальных трубопроводов, потому что первые имели один существенный недостаток – слабое соединение двух элементов между собой. При подвижках грунта трубы расходились. А вот в канализации их используют до сих пор. Многие многоквартирные дома, построенные в 90-х, имеют чугунную канализацию – имеется в виду система отвода канализационных стоков в подвале.

Сфера применения чугунных труб из высокопрочного материала намного больше:

• напорная и самотечная канализационная система;
• с их помощью можно стоки поднимать на приличную высоту;
• теплотрассы и водопровод;
• центральное отопление;
• применяются а качестве обсадных труб в бурении;
• магистрали нефтегаза высокого давления.

Если сравнивать трубы ВЧШГ со стальными углеродистыми, то по прочности первые не уступают. Плюсом является тот факт, что чугун мало подвержен процессу коррозии металлов, отсюда и его долгосрочная эксплуатация.

Если производится прокладка трассы из чугунных труб под дорогой, то необходимо использовать или ВЧШГ трубы, или сначала прокладывать тоннель, а в нем уже монтировать трубопровод из серого чугуна.

В производственных отопительных котлах применяются специальные ребристые чугунные элементы, которые имеют свое название – трубы экономайзерные чугунные. Их основное назначение – предварительный подогрев воды, которая поступает в котел для нагрева до необходимой температуры отопления. По сути, экономайзер – это теплообменник, в котором ребристые трубы выполняют функции передатчика тепла.

Так как ребристое изделие обладает высокой теплоотдачей за счет большой площади нагрева, то такие чугунные трубы часто используют в качестве радиаторов отопления. Их устанавливают в промышленных и складских помещениях и соединяют с трубами подачи горячей воды фланцами на болты. Обязательно между фланцами укладывается паранитовая прокладка.

Характеристики чугунных труб

Существует три класса чугунных труб с раструбным соединением, которые отличаются друг от друга толщиной стенки: А, Б и ЛА. У всех одинаковый размер удельного прохода, который варьируется от 65 мм до 1000 мм. А вот толщина стенки разная. Основные характеристики приведены в таблице:

Класс чугунной трубы	Условный проход, мм	Толщина стенки, мм	Масса одного метра, кг
А	65	7,4	12,4
Б	65	8	13,3
ЛА	65	6,7	11,3
А	300	11,9	85,2
Б	300	13	92,7
ЛА	300	10,8	77,6
А	1000	24,8	578
Б	1000	27	627,9
ЛА	1000	22,5	525,6

На основе вышеуказанных данных можно сделать одно заключение – если чугунные трубы будут эксплуатироваться при небольшом давлении, то не стоит устанавливать изделия с толстой стенкой, т.к. они существенно дороже.

Технология монтажа чугунных труб

В настоящее время производители предлагают два вида чугунных труб: SME – с раструбом и SMU – без такового. Отсюда и разный подход к монтажному процессу. Единственное, что объединяет два вида, это подготовка к монтажу. Что необходимо сделать перед его началом? Надо проверить чугунные трубы на предмет их качества.

• Проверяется диаметр, он должен соответствовать заявленному значению.
• То же самое касается раструба.
• Края изделий проверяются на предмет чистоты и равномерности металла.
• Производится простукивание трубы, которое определит наличие в теле чугуна раковин. Звук будет не звонким, а глухим.
• Обязательно надо осмотреть изоляционный слой. Битумное покрытие должно быть гладким, его прочность проверяется нагревом до +80С, такую температуру изоляция должна выдержать без проблем.

Монтаж SME труб

Раструб находится с одной стороны трубы, и в него вставляется противоположная сторона другой трубы. При этом стык двух элементов необходимо заделать, чтобы ликвидировать возможность протечек. Так как между раструбом и вставленной в него трубой остается зазор, то его необходимо залить защитным прочным раствором. Для чего обычно используется или цементная смесь, или асбоцементная. Но раствор не придаст стыку полной герметичности, поэтому используются дополнительные материалы. Герметизация раструбного стыка проводится в следующем порядке:

• Используется пакля, которую лучше всего пропитать заранее смолой. Ее сворачивают в жгут диаметром 6-8 мм.
• Жгут наматывают на конец вставляемой трубы до начала монтажа. Обратите внимание, чтобы часть герметика не попала во внутреннюю полость трубы.
• Производится стыковка трубных элементов.
• После чего при помощи специального инструмента – конопатки, жгут забивается в зазор, т.е. уплотняется. Собой он должен занять 2/3 глубины стыка.
• Остальную глубину надо заполнить уплотняющим раствором.

Если требования к прочности соединения повышенное, то лучше использовать цементный раствор М300. Если требования не сильно жесткие, то можно применить раствор на основе цемента М400 – 70% и асбестового волокна – 30%.

Чугунные трубы очень тяжелые, поэтому их монтаж сопряжен с большим риском, касающегося устойчивости трубопровода. Поэтому при установке каждой трубы необходимо позаботиться о ее креплении. Когда дело касается укладки в траншеи, то, в принципе, ничего делать не надо. Основное требование здесь – линейность трубопровода.

Если проводится вертикальная установка или прокладка по несущим конструкциям, то наличие надежных крепежных изделий – простая необходимость. В качестве крепежа для чугунных труб можно использовать металлические хомуты, специальные консоли, крюки. Один из крепежей обязательно устанавливается под раструб, остальные равномерно по всей длине изделия.

Очень важный момент – это подвижность чугунного трубопровода. Линейное расширение металлов никто не отменял, поэтому с изменениями температуры будут меняться и размеры труб. Их крепление должно быть надежным, но не жестким.

Монтаж SMU труб

Для монтажа чугунных труб, в конструкции которых нет раструба, используется специальная муфта. По сути, это короткое трубное изделие, внутренний диаметр которого совпадает с внешним диаметром соединяемых труб. Состоит муфта из трех частей: сам соединительный элемент и два стягивающих хомута. Крепление производится болтами.

Внутри муфты прямо посередине расположен упор, который ограничивает вхождение труб внутрь. Внутри с двух краев установлены резиновые манжеты, обеспечивающие герметичность стыковки. Соединение производится следующим образом:

• муфта разбирается;
• хомуты надеваются на трубы;
• производится вставка краев труб в муфту;
• к ней устанавливаются хомуты, в которые вставляются болты;
• производится затягивание болтов, что обеспечивает стяжку хомутов.

Соединение чугунных труб с другими видами

Ситуации, когда нужно соединить чугунную трубу со стальной или пластиковой, встречаются нередко, поэтому стоит остановиться на этой проблеме и разобрать ее.

Соединение стали и чугуна производится только при помощи специальных пресс-фитингов или переходников. Переходник можно сделать своими руками из стальной трубы, внешний диаметр которой должен совпасть с внутренним диаметром раструба. С одной стороны переходника нужно нарезать трубную резьбу. Переходник может быть прямым или в виде отвода под разными углами.

Вставляется переходник в раструб, герметизируется, как было описано выше. С другого края на него наматывается фум-лента в качестве герметика, накручивается муфта, в которую после этого накручивается сгон, а уже к нему приваривается стальная труба.

Что касается соединения чугуна и пластика, то здесь 5 способов:

1. Используется специальный резиновый переходник, который в народе называют жабой. Перед установкой переходника и пластиковой трубы поверхности обоих смазывают герметиком. Жабу вставляют в раструб, а в нее пластиковую трубу.
2. Чеканка. Это, по сути, тот же вариант, что и с соединением чугун-чугун. Только в цементный раствор рекомендуется добавить клей ПВА.
3. Если зазор между стенками раструба и пластика не больше 2 мм, то можно в качестве герметика использовать сантехнический силикон.
4. Комбинация трех вышеперечисленных способов.
5. С помощью переходника, как в случае со стальной трубой.

Ремонт чугунных труб

Если в чугунной трубе образовалось отверстие, то его нужно закрыть, для этого есть несколько способов:

• Можно использовать резину, которую с силой наматывают на место дефекта вокруг трубы. Закрепить ее проволокой или хомутами.
• Можно использовать бинт, смоченный в жидком цементном растворе. Им обматывают место протечки в несколько слоев. Специалисты рекомендуют вместо воды в раствор добавить жидкое стекло. При этом варианте ремонта пользоваться трубопроводом можно только после того, как заделка подсохнет.
• Хорошо закупоривает отверстие смесь из ортофосфорной кислоты и окиси меди – 2:3. Смесь быстро застывает, поэтому работать надо быстро.

Как видите, чугунные трубы – это еще востребованный строительный материал, обладающий неплохими техническими характеристиками. Область применения их обширна, и хотя в быту пластик их выдавил, в промышленных масштабах чугунина применяется достаточно часто.

Труба чугунная канализационная безраструбная: состав, элементы и способ монтажа. Видео:

§ 3. Соединение чугунных труб

Чугунные трубы соединяются с помощью раструбного, соединения, для чего на одном конце трубы делается раструб (уширение), в который при сборке вставляется конец другой трубы. Раструбы бывают гладкие и с желобком. Зазор между трубами заполняют уплотнителем (рис. 10).

Рис. 10. Заделка раструба:
1 — цемент; 2 — уплотнитель

В качестве уплотнителя используют твердеющие и эластичные заполнители. Твердеющие заполнители — это цемент, асбестоцементная смесь, расширяющийся цемент, сера и др., они придают стыку прочность и обеспечивают герметичность. Эластичные заполнители — резиновые кольца, манжеты, шнуры, герметики — обеспечивают высокую гибкость и герметичность стыка при небольших затратах труда при монтаже.

Присоединение боковых ответвлений, изменение диаметров трубопроводов осуществляют с помощью чугунных соединительных (фасонных) частей (рис. 11).

Рис. 11. Фитинги чугунных канализационных труб:
1 — крестовина косая; 2 — муфта надвижная; 3 — прямой переходной тройник; 4 — прямой переходной низкий тройник; 5 — прямой компенсационный тройник; 6 — крестовина двухплоскостная; 7 — прямая крестовина

Раструбные соединения труб выполняют в такой последовательности: размечают и отрезают трубы, подготовляют концы труб и собирают соединение.

Отрезку труб необходимой длины производят перерубкой их. При небольшом количестве трубы перерубают вручную зубилом или ручным труборезом (рис. 12). На заводах трубы перерубают механизмом СТД-22014. Трубы можно отрезать также на электрической дисковой пиле, оборудованной абразивным, армированным диском. Плоскость отрезки или перерубки труб должна быть перпендикулярна оси трубы и на концах не должно быть трещин и сколов. Допускаются отклонение перпендикулярности торцов труб после отрубки не более 3°, трещины длиной не более 15 мм и волнистость кромок не более 10 мм.

Рис. 12. Перерубка чугунной трубы зубилом

Подготовка труб состоит в очистке концов и раструбов от грязи, осмотре и обстукивании их молотком для обнаружения сколов и трещин. Поверхность труб и раструбов снаружи и внутри должна быть чистой и гладкой, без пузырей, раковин, свищей, шлаковых включений и других дефектов, влияющих на прочность. Трубы с трещинами и отколами концов отбраковывают.

При соединении канализационных труб гладкий конец вводят в раструб до упора, а при соединении водопроводных напорных между гладким концом и упорной поверхностью раструба оставляют зазор 3—9 мм. Ширина зазора между внутренней поверхностью раструба и наружной поверхностью трубы, вставленной в раструб, должна быть одинакова по периметру трубы.

Способ заделки раструбов зависит от типа труб: канализационных или водопроводных.

При соединении канализационных труб на гладкий конец трубы навертывают смоляную прядь, скрученную в жгут диаметром 7—8 мм. Чтобы конец жгута не попал в трубу и не засорил ее, при навертывании первого витка его прижимают, захлестывая сверху очередным витком. Конопаткой жгут вгоняют в зазор раструба и уплотняют его (рис. 13). Жгут должен заполнять 2/3 глубины раструба. После уплотнения жгута приготовляют цемент. Для заделки раструба используют цемент марки не ниже 300. Цемент просеивают, увлажняют водой (10—12% по массе) и перемешивают. Оставшееся в раструбе место заполняют с помощью совка увлажненным цементом и зачеканивают чеканкой до тех пор, пока чеканка не станет отскакивать от цемента.

Рис. 13. Конопатка

Для получения менее жесткого стыка применяют асбестоцементную смесь, которую приготовляют из асбестового волокна не ниже IV группы (30% по массе) и портландцемента марки не ниже 400 (70%). За 30—40 мин до использования смесь увлажняют, добавляя воду в количестве 10—12% от массы смеси. Раструб сверху закрывают мокрой тряпкой. В жаркую погоду тряпку время от времени смачивают. В зимнее время для увлажнения цемент или смесь разводят горячей водой, раструбы подогревают, стыки после заделки утепляют.

На заводах для сборки узлов из чугунных канализационных труб диаметром 50 и 100 мм применяют стенд-карусель, который имеет шесть рабочих мест с пневмоприжимами.

При соединении водопроводных труб диаметром до 300 мм раструб заделывают пеньковой прядью на глубину 25 мм и асбестоцементной смесью на глубину 25— 30 мм. Для ускорения заделки стыка используют уширенные конопатки и чеканки, которые охватывают до 1/4 окружности трубы, а также специальные приспособления (рис. 14).

Например, приспособление А. Н. Васильева состоит из металлической плиты и шарнирно закрепленной на ней скобы для прижима трубы к плите. Скоба запирается чекой, что позволяет удерживать трубу в вертикальном положении, удобном для заделки раструба.

Приспособление К. Г. Козлова позволяет укреплять трубу в различных положениях. Труба закрепляется в приспособлении хомутом с зажимным винтом. Хомут прива- * рен к оси, которая может поворачиваться во втулке. Для ’ установки хомута с трубой в определенном положении на оси насажена и приварена звездочка, которая фиксируется защелкой, поворачивающейся на оси.

Соединения труб с заделкой раструба цементом и асбестоцементной смесью наиболее просты и безопасны, но требуют длительного времени для схватывания цемента. Герметичность соединения зависит от качества уплотнения пряди и цемента; при появлении течи такое соединение необходимо полностью переделать. Значительные затраты времени, труда, расход материала обусловили использование такого соединения при небольшом количестве стыков.

Практикуется заделка раструбов расширяющимся цементом. Соединение труб ведут в такой последовательности. Одну трубу укрепляют раструбом вверх в приспособлении. На конец другой трубы или фасонной части наматывают два витка пряди толщиной 5—6 мм, длиной 440 мм для труб диаметром 50 мм и длиной 760 мм для труб диаметром 100 мм. Конец трубы с намотанной прядью вставляют в раструб трубы, укрепленной в приспособлении, и прядь осаживают вниз конопаткой. Затем трубу, вставленную в раструб, центруют тремя металлическими клиньями так, чтобы ширина кольцевого зазора между трубой и раструбом была везде одинакова, после чего клинья вгоняют легкими ударами молотка.

Для приготовления раствора в сосуд насыпают расширяющийся цемент. Для труб диаметром 50 мм на один стык требуется 125 г цемента, для труб диаметром 100 мм — 250 г. Затем в сосуд с цементом наливают воду (55—65% от массы цемента). Раствор непрерывно перемешивают, чтобы не было комков и сухих частиц. Раствор приготовляют в таком количестве, чтобы один замес для заливки подготовленных стыков можно было использовать в течение 3—4 мин. Кольцевой зазор стыка заливают раствором за один раз и штыкуют его, чтобы не образовалось раковин и пустот. Через 40 мин после заливки трубу снимают с приспособления, залитые стыки обертывают мокрыми тряпками или укладывают на 10—12 ч в ванну с водой температурой не менее 20°С. Чем выше температура воды в ванне, тем быстрее цемент схватывается: при температуре 40°С цемент в стыке набирает прочность через 5—6 ч.

После выдержки в ванне из стыков легкими ударами молотка выколачивают клинья, а оставшиеся от них отверстия заделывают расширяющимся цементом. Заготовленные узлы трубопроводов можно отправлять на объекты не ранее чем через 20 ч после заделки стыков.

Заделка раструбов расплавленной серой. Стоимость и трудоемкость работ по заделке стыков серой ниже по сравнению с заделкой расширяющимся цементом. Однако герметичность стыка ниже из-за водопроницаемости серы. Этот способ заделки раструбов не используют при скрытой прокладке трубопровода и прокладке напорных трубопроводов.

Раструбы труб заделывают технической серой (порошковой или комовой) аналогично заливке расширяющимся цементом. Комовую серу предварительно измельчают на кусочки объемом не более 1 см 3 . Стык, заделанный серой, жесткий и хрупкий. Чтобы уменьшить хрупкость соединения, в серу добавляют 10—15% молотого каолина. Серу вместе с каолином разогревают в бачке, который установлен внутри специальной печи и омывается минеральным маслом, нагретым до температуры 130—135 °С. Сера разогревается в течение 1,5—2 ч и может храниться в расплавленном состоянии не более 2 ч.

Серу заливают в раструб ковшом вместимостью 0,5 л за один прием, не разрывая струи. Количество серы, заливаемой в один раструб трубы диаметром 50 мм, составляет 130 г, диаметром 100 мм — 205 г, диаметром 150 мм — 480 г. Процесс твердения серы после заливки раструбов труб диаметром 50 и 100 мм длится 5 мин, диаметром 150 мм — 10 мин. После затвердевания серы узлы готовы к транспортированию.

Заделка раструбов резиновым кольцом или манжетов. После очистки поверхностей соединяемых труб и уплотнителя от пыли и грязи уплотнитель вставляют в желобок раструба. Гладкий конец соединяемой трубы на расстоянии 80—100 мм покрывают графитоглицериновой смазкой. Выверяют положение труб в плане и по вертикали. Далее надевают на трубы приспособление для стяжки винтовое или реечное и с его помощью плавно сближают трубы, вводя гладкий конец в раструб.

Заделка раструбов герметиком. После осмотра и очистки поверхностей трубы и раструба от грязи их зачищают, чтобы они имели шероховатую поверхность. Потом одну трубу центруют таким образом, чтобы ширина раструбной щели в рабочей зоне была одинаковой по всей окружности раструба, и вводят виток пряди.

Герметик УТ-37А — полимерный материал вязкой пастообразной консистенции, состоящий из герметизирующей К-1 (100 мас/ч) и отвердевающей (вулканизирующей) Б-1 (9—14 мас/ч) паст. Компоненты смешивают не более чем за 1 ч до использования герметика, полученную смесь подают по шлангу в полость стыка через специальную насадку.

При вертикальном расположении стыка заполнение герметиком ведут так же, как заливку раструба серой; при горизонтальном стык заполняют снизу вверх равномерно с двух сторон трубы. После заполнения стыка к герметику по окружности прижимают накладку, которую снимают после вулканизации герметика.

Стыки, заделанные герметиком УТ-37А, эластичные и прочные, выдерживают давление до 1,5 МПа.

После того как уплотнитель затвердеет, соединение осматривают, проверяя плотность заполнения зазора между раструбом и гладким концом. Расслоение, раковины в залитых серой и цементом стыках, а также неполная их заливка не допускаются. Прочность и плотность раструбных соединений проверяют контрольной разборкой нескольких стыков.

Меры безопасности. К месту работы должно быть доставлено достаточное количество труб, заготовок, инструментов и материалов, требующихся для соединения труб. На рабочем месте не должно быть посторонних предметов, а также труб и материалов, которые не идут в дело.

Заливку стыков расплавленной серой выполняют в очках, рукавицах, резиновых сапогах.

При работе с расплавами (серой) куски опускают в разогретую серу металлическими щипцами, осторожно, не бросая их, исключая попадание влаги в расплав; заливают только сухие раструбы, пользуются для заливки расплава в раструбы ковшом небольшой вместимости, имеющим носик.

При работе на приспособлениях и механизмах для перерубки труб следует придерживать трубу на расстоянии не менее 400 мм от места рубки. При перерубке труб надо пользоваться защитными очками, рукавицами.