Cтремление человечества к новым достижениям с использованием научно-технических знаний – процесс естественный, но иногда недостаточность информированности по тем или иным разделам темы, в некоторых случаях сознательное замалчивание спорных или отрицательных результатов испытаний, искажение таких результатов в стремлении во чтобы то ни стало добиться желаемой цели в кратчайшие сроки, нередко приводили не только к приостановке поступательного развития этого процесса, но к возврату его в исходную точку.
Научно-техническая революция ХХ в. не обошла стороной и такую тему, как новые материалы для труб. И к хорошо известным к началу века чугуну, стали, глине и дереву добавились поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), стеклопластик (СП), асбоцемент и т. д. Именно многообразие полимерных материалов для труб, простота и скорость изготовления, низкая стоимость первичного сырья, энергоносителей и рабочей силы сделали возможным в 50-80-х гг. ХХ в. быстро наладить выпуск такой продукции. Это позволило решить вопросы водоснабжения и водоотведения в стремительно растущих городах и промышленных регионах во всем мире. Однако, когда прямые затраты таких производств стали расти, а запасы чистой воды сокращаться, все отчетливее обозначилась проблема создания таких водопроводных сетей, которые позволили бы при заявленном сроке эксплуатации, при целесообразной цене строительства, минимальных эксплуатационных затратах и наименьшими потерями доставить воду к потребителю.
В России эту задачу в настоящее время представители производителей полимерных и металлических труб решают в буквальном смысле в информационной «войне», зачастую не стесняясь в средствах. Совершенно другим путем пошли зарубежные специалисты. Целый ряд производителей пластиковых труб после достаточно длительных и тщательных экономических и технических консультаций приняли решение о создании в дополнение к существующим производствам подразделений по изготовлению труб и фитингов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ).
Приведем лишь два примера.
1. Группа компаний AMIANTIT (Саудовская Аравия) – крупнейший в мире производитель стеклопластиковых труб AMITECH и FLOWTITE, в 1988 году образовал собственное подразделение – завод SADIP (Saudi Arabian Ductile Iron Pipes Company Ltd.) по выпуску труб и фитингов из ВЧШГ. На сегодняшний день завод выпускает продукцию диаметром от 80 до 800 мм в количестве до 145 тыс. т в год.
2. Крупнейший производитель полимерных и металлических труб в Австралии и Океании – группа TYCO WATER – также имеет в своем составе завод по выпуску труб и фитингов из ВЧШГ диаметром от 100 до 800 мм объемом до 120 тыс. т в год.
Из приведенных примеров видно, что в регионах с наиболее агрессивными почвами (пустыни, солончаки и т. д.) возникает необходимость в использовании всей линейки материалов труб, в том числе и ВЧШГ, как это происходит по всему миру от Финляндии до Новой Зеландии. Такие же примеры можно привести по Китаю, Индии, США, Бразилии и т. д. Видимо, именно консолидация усилий, а не противостояние производителей и их представителей, позволит реализовать все положения федеральной программы «Чистая вода», реализация которой возложена на спикера Государственной Думы РФ Бориса Грызлова, а также в решении №70-1 от 15.11.2007 г. Комитета Государственной Думы РФ по экологии. Так как строительство инженерных сетей относится к долгосрочным инвестициям, то срок службы, ремонтные и эксплуатационные расходы, сопряженные со значительными затратами, напрямую влияют на стоимость системы и определяют ее выгодность, безопасность, живучесть.
Без сомнения, одним из самых известных материалов для строительства сетей водоснабжения и водоотведения, доказавшим не теоретически, а практически свою долговечность, является чугун. Хорошо известен пример работы трубопровода для подачи воды к комплексу фонтанов в Версальском дворце, где он прослужил более 330 лет. Но кроме очевидных преимуществ, тот материал обладал и существенным недостатком – хрупкостью.
И тут свою неоценимую роль сыграл все тот же научно-технический прогресс. Именно он и придал новые уникальные свойства хорошо известному на протяжении многих столетий материалу, который получил название – высокопрочный чугун с шаровидным графитом (наиболее часто применяют аббревиатуру ВЧШГ). Этот сплав получают из обычного литейного чугуна путем специальной обработки магнием и добавлением некоторых других присадок. Применение метода центробежного литья для производства труб дало возможность усовершенствовать и ускорить процесс выпуска продукции. Так почему же можно говорить о том, что такой давно и хорошо известный материал, как чугун, приобрел новые уникальные свойства? Во-первых, решена проблема хрупкости. Материал стал эластичным и при этом очень прочным. Во-вторых, материал сохранил свои традиционные качества, среди которых основным является коррозионная стойкость, сохраняющая работоспособность системы на долгие и долгие годы.
Еще одно очень важное свойство продукции из ВЧШГ – это постоянство характеристик во времени, другими словами, этот материал, в отличие от материалов на органической основе, не подвержен старению. Совокупность этих свойств и делает ВЧШГ действительно уникальным материалом, который нашел самое широкое применение при строительстве инженерных сетей для водоснабжения и водоотведения в любых климатических поясах и при любых температурных режимах – начиная от тундры Финляндии и Канады до пустынь Африки и Австралии. На сегодняшний день надежность любой конструкции при использования играет определяющую роль. По отношению к трубопроводам, это связано с тем, что именно высокая надежность позволяет системе обходиться долгий период без ремонта, уменьшив тем самым расходы на эксплуатацию, и исключить возможные влияния как на транспортируемую жидкость, так и на окружающую среду.
В вопросах, связанных с улучшением Рассматривая проблему строительства инженерных сетей для водоснабжения и водоотведения, мы видим, какое колоссальное разнообразие материалов и методов строительства предлагает сегодня рынок. Но требования, которые предъявляются к таким сетям, остаются одинаковыми и неизменными: надежность, безопасность, долговечность, стоимость. ВЧШГ – как зеркало науЧно-техниЧескоГо проГресса сПЕЦИАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ Петербургский строительный рынок WWW.STROY-PRESS.RU 19 Инженерная инфраструктура городов коррозионной стойкости изделий, научно- технический прогресс тоже сыграл свою незаменимую роль. Были разработаны различные внутренние и внешние покрытия, которые сделали возможным применение продукции из ВЧШГ в различных условиях и для транспортировки различных жидкостей.
В настоящее время широкое применение для защиты труб из ВЧШГ от воздействия окружающей среды нашла так называемая система «активной защиты». Она включает в себя нанесение на внешнюю поверхность трубы слоев металлического цинка и финишного покрытия. Такая система позволяет самовосстанавливать те незначительные повреждения, которые могут возникать при транспортировке и при укладке труб. Возможность нанесения различных внутренних защитных покрытий так же расширила область применения продукции из ВЧШГ. Механические свойства материала и особая конструкция раструбных соединений, обеспечивающая герметичность, дает возможность трубопроводу, построенному с применением продукции из ВЧШГ, работать без разрушения и протечек даже в самых экстремальных ситуациях (гидравлические удары, резкое повышение давления в сети, избыточные внешние нагрузки и т. п.).
Хотелось бы остановиться и на конструкциях раструбных соединений. Такой тип соединений дает возможность осуществить монтаж трубопровода без применения специальной техники (сварочных агрегатов, центраторов и т. п.) и без привлечения для монтажа персонала, имеющего специальную квалификацию, а также повысить темпы монтажа, что в конечном счете и приводит к экономии финансовых средств. Конструкция раструбного соединения такова, что в каждом соединении возможно относительное угловое отклонение (до 5˚ в зависимости от диаметра) при сохранении абсолютной герметичности соединения. Это позволяет во многих случаях отказаться от применения фасонных частей и превращает такой трубопровод в подвижную цепочку, подстраивающуюся под движения почвы – либо при подмыве основания трубопровода, либо при сейсмических процессах. Не случайно в столице Японии г. Токио, находящемся в зоне высокой сейсмической активности, 97% трубопроводных систем водоснабжения построено именно из ВЧШГ.
Еще одна особенность раструбных соединений труб из ВЧШГ, которая делает их наиболее универсальными для всестороннего применения, – это конструкции так называемых усиленных соединений. Они представляют собой целый ряд оригинальных конструкционных решений таких соединений. Усиленные соединения находят широкое применение в тех случаях, когда нет возможности использования упорных блоков из бетона (это весьма актуально в стесненных условиях городского строительства), когда есть необходимость прокладки трубопровода в сложных геологических условиях (сильные склоны, заболоченность, переходы водных преград и т. п.), а также при решении других задач (горизонтально направленное бурение, функционирование системы с рабочим давлением до 100 бар и пр.). Важным аспектом является срок продолжительности службы сетей из ВЧШГ.
Учитывая применение различных защитных покрытий и традиционную высокую коррозионную стойкость чугуна, на практике проверенную столетиями, можно говорить о феноменальном сроке службы таких сетей. И практика мирового и отечественного строительства инженерных сетей доказывает это. Что касается срока службы уплотнительных манжет, обеспечивающих герметичность соединений, то он сравним со сроком службы труб и значительно превышает требования международных стандартов.
Особое внимание необходимо обратить на то, что трубопровод из ВЧШГ является непроницаемым. Это гарантирует, что в транспортируемую жидкость не попадут какие-либо вещества из окружающего трубопровод грунта. Этот вопрос становится актуальным при строительстве сетей водоснабжения на урбанизированных и загрязненных территориях. Абсолютная герметичность соединений исключает вероятность утечек транспортируемой жидкости, а значит и загрязнения окружающей среды.
С точки зрения экологичности и охраны окружающей среды важным является и тот факт, что ВЧШГ является на 100% перерабатываемым материалом, причем безо всякого ущерба для природы. Здесь необходимо принять во внимание, что человечество зачастую создает такие материалы, которые очень сложно, а порой просто и невозможно утилизировать; в будущем, когда встанет вопрос о замене сетей из таких материалов это создаст серьезные проблемы для следущих поколений. Учитывая высокую прочность ВЧШГ, некоторые производители дополнили свою номенклатуру новыми линиями продукции, имеющей значительно меньший вес по сравнению с традиционной продукцией (например, французская компания SAINT-GOBAIN PAM выпустила ряд NATURAL для систем водоснабжения и TAG 32 для безнапорных систем канализации).
В то же время следует отметить, что постепенно и в нашей стране стал формироваться более взвешенный и, по мере возможности, объективный взгляд на материалы, из которых стоятся трубопроводы водоснабжения, на условия их эксплуатации и т. д. Это выражается не только в принятии стратегической федеральной программы «Чистая вода», но и в определенных действиях и решениях в регионах, а также в структурах ЖКХ. Наиболее показательным в этих вопросах, в частности по применению продукции из ВЧШГ, необходимо отметить опыт крупнейшего в России жилищно-коммунального комплекса «Мосводоканал» под руководством С. В. Храменкова.
Учитывая, что в Москве и Московской области проживает почти 10% населения всей страны и потребность в воде стремительно растет, возникает необходимость в строительстве надежных, безопасных и долговечных систем водоснабжения. И здесь широкое применение нашел именно высокопрочный чугун. Конечно, можно сказать: «Москва! Как много в этом звуке…», но если водоканалы Мурома, Беслана, Кирова, Северодвинска, Брянска и т. д. используют этот материалу, то, будем надеяться, чистая вода дойдет до потребителя без потерь как самой воды, так и финансов, которые обычно расходуются при аварийных и внеплановых ремонтах сетей. Однако нельзя не сказать и о том, что, к сожалению, на сегодняшний день в России производятся трубы из ВЧШГ лишь диаметром до 300 мм включительно, а продукция бóльших диаметров, используемая на территории РФ, – импортная. Но и здесь российская промышленность нашла, чем ответить.
Принимая во внимание необеспеченность высокого спроса на трубы и фитинги, в этом году отечественный производитель продукции из ВЧШГ, завод «Свободный сокол» (г. Липецк), приступает к выпуску труб диаметром до 1 000 мм. И пусть это только первый шаг на пути к обеспечению жилищно-коммунального и строительного комплексов России столь необходимой продукцией, несомненно то, что все последующие достижения русской инженерной мысли в этой области позволят получить такой же результат, как и в Петродворце, где трубопровод протяженностью несколько километров, построенный в 1721 г. из чугуна, успешно работает с давлением 16 атм. по сегодняшний день. Этот факт наглядно позволяет убедиться в справедливости народной мудрости – «все новое – это хорошо забытое старое».