Энергосбережение

Внутреннее цементно-песчаное покрытие (ЦПП)труб из ВЧШГ обеспечивает не только соблюдение санитарно-эпидемиологических требований при транспортировке питьевой воды, но и улучшает гидравлические свойства трубопровода из ВЧШГ. Коэффициент шероховатости (по формуле COLEBROOK) внутренней поверхности трубы из ВЧШГ с цементно-песчаным покрытием составляет для отдельной трубы К=0,03. При проектировании системы трубопроводов из ВЧШГ, чтобы учесть все потери на трение в собранной системе трубопроводов, рекомендуется брать для расчетов: К=0,1 для DN 80 - 250 мм; К=0,08 для DN 300 - 700 мм; К=0,05 для DN 700 - 1000 мм. То есть, трубы из ВЧШГ с внутренним цементно-песчаным покрытием позволяют резко снизить гидравлические потери на трение в трубопроводе и отвечают всем современным требованиям в области энергосбережения. Кроме того, большее внутреннее проходное сечение труб ВЧШГ, по сравнению с полиэтиленовыми трубами (при одинаковом показателе условного прохода DN), позволяет значительно снизить затраты на перекачку транспортируемой жидкости.

Сравнение размеров поперечного сечения труб ВЧШГ и полиэтиленовых труб

DN, мм	Трубы ВЧШГ ЛТК «Свободный сокол», ТУ 24.51.20-037-90910065-2021				Трубы напорные из ПЭ-100 SDR 17, ГОСТ 18599-2001				Отношение площади проходного сечения трубы ВЧШГ к сечению поли- этиленовой трубы
	Наруж- ный диаметр, мм	Толщина стенки с ЦПП, мм	Внутр. диаметр, мм	Площадь проход- ного сечения,  кв. мм	Наруж- ный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Внутр. диаметр, мм	Площадь проход- ного сечения,  кв. мм
80	98	9,0	80,0	5024	90	5,4	79,2	4924	1,02
100	118	9,0	100,0	7850	110	6,6	96,80	7356	1,07
125	144	9,0	126,0	12346	140	8,3	123,40	11954	1,04
150	170	9,0	152,0	18137	160	9,5	141,00	15607	1,16
200	222	9,3	203,4	32477	225	13,4	198,20	30837	1,05
250	274	9,8	254,4	50805	280	16,6	246,80	47815	1,06
300	326	10,2	305,6	73312	355	21,1	312,80	76807	0,95
350	378	12,7	352,6	97597	400	23,7	352,60	97597	1,00
400	429	13,1	402,8	127365	450	26,7	396,60	123474	1,03
500	532	14,0	504,0	199403	560	33,2	493,60	191258	1,04
600	635	14,9	605,2	287520	630	37,4	555,20	241974	1,19
700	738	16,8	704,4	389501	710	42,1	625,80	307426	1,27
800	842	17,7	806,6	510724	800	47,4	705,20	390386	1,31
900	945	18,6	907,8	646919	900	53,3	793,40	484145	1,31
1000	1048	19,5	1009,0	7991914	1000	59,3	881,40	609840	1,31

Сравнение размеров проходного сечения труб ВЧШГ и полиэтиленовых труб из ПЭ 100

При равном показателе условного прохода (DN) труб из высокопрочного чугуна и полиэтиленовых труб проходное сечение труб ВЧШГ с внутренним ЦПП превышает проходное сечение полиэтиленовых труб из ПЭ 100 до 30% в диапазоне диаметров DN 80 - 1000 мм соответственно.

Надежность

Уникальные свойства высокопрочного чугуна обеспечивают трубопроводам:

• коррозионную стойкость в сочетании с высокими механическими свойствами, а также функциональными особенностями раструбных соединений;
• большой коэффициент запаса прочности по сравнению с другими системами трубопроводов (Кпр <3,0);
• хладостойкость (ударная вязкость труб из ВЧШГ практически не изменяется в пределах от +20 °С до -60 °С).

Трубопроводы из ВЧШГ обладают наименьшей аварийностью по сравнению с трубопроводами из других конструкционных материалов. Многочисленные испытания позволили сделать вывод, что трубы из ВЧШГ, наряду с расчетными допустимыми нагрузками, имеют достаточный резерв надежности, что идеально подходит для сложных условий прокладки трубопроводов. Данные обследования сетей водоснабжения Западной Германии «Союзом Германии по водо- и газообеспечению» (DVGW) за 1999 год. «Союзом Германии по водо- и газоснабжению» (DVGW) приведена следующая статистика повреждений сетей трубопроводов питьевой воды в Западной Германии (изучены данные 360 предприятий по водообеспечению, при этом охвачены 126000 км трубопроводов питьевого назначения и около 5 млн. км трубопроводов, подведенных к жилым домам), согласно которой трубы из ВЧШГ имеют наименьшую аварийность.

Количество аварий на 100 км. водопровода.

Данные повреждений трубопроводов водоснабжения  в результате крупных землетрясений в Японии, США, Китае, Индии, повреждений на 100 км Протяженность трубопроводов водоснабжения на примере некоторых сейсмоопасных районов Японии, США, Китая, Индии, в зависимости от материала труб, км

Статистика данных повреждений трубопроводов водоснабжения в результате крупных землетрясений в Японии, США, Китае и Индии с 1989 по 2009 годы показывает, что трубопроводы из ВЧШГ в сейсмоопасных районах вышеуказанных стран, имеющие наибольшую протяжённость (6637 км), наименьшим образом пострадали (4,4 повреждения на 100 км) от землетрясений с амплитудой свыше 7 баллов по шкале Рихтера.

Статистика повреждений Московского водопровода аналогична (протяженность сетей составляет свыше 10 тыс. км. Стальные трубопроводы составляют 72 % от общей протяженности сетей, 26 % - чугунные (в том числе 1450 км из ВЧШГ), 2 % - железобетонные трубы и трубы из полиэтилена).

Максимально допустимое давление Расчетное давление на разрыв Измеренное давление на разрыв

Трубы и фасонные части из ВЧШГ имеют высокий запас прочности относительно максимально допустимого давления. Давление, при котором происходит разрыв,значительно превышает максимально допустимое значение.

Источники

1. Japan Water Works Association « Damage to water Pipelines at the 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake».
2. Iain Tromans Department of Civil and Environmental Engineering Imperial College of Science, Technology and Medicine London,« Behaviour of buried water supply pipelines in earthquake zones», January 2004.
3. Kuraoka S., Rainer J.H.«Damage to water distribution system caused by the 1995 HyogoKen Nanbu earthquake» Canadian Journal of Civil Engineering, 23, (3), pp. 665-677, June 01, 1996.
4. M. Nakano, S. Katagiri and S. Takada «Anexperimental study on the antiseismic performance of a U-PVC water supply pipeline with enlarged expansion joints» ASIAN JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING (BUILDING AND HOUSING) VOL. 10, NO. 5 (2009).
5. Eidinger, J. M. (1998). «Water Distribution System.» The Loma Prieta, California, Earthquake of October 17, 1989.
6. Anil Kkumar Sinha, Senior Technical Advisor, Asian Disaster Reduction Center «THE GUJARAT EARTHQUAKE 2001».
7. V. Thiruppugazh, Joint Chief Executive Officer Gujarat State Disaster Management Authority, India «WHAT HAS CHANGED AFTER GUJARAT EARTHQUAKE 2001».
8. «DAMAGE BEHAVIOR OF LARGE-DIAMETER BURIED STEEL PIPELINES UNDER FAULT MOVEMENTS» LIU Ai-wen(1) , HU Yu-xian(1) , LI Xiaojun(1) , ZHAO Fen-xin(1) , TAKADA Shiro(2) (1. Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China; 2. Kobe University, Japan).

Экологическая безопасность

Трубопроводы из ВЧШГ с внутренним цементно песчаным покрытием гарантируют качество транспортируемой воды, отвечающей всем требованиям санитарно-экологической безопасности (PH воды до 12,0). Трубопроводные системы из ВЧШГ непроницаемы для углеводородов и органических химикатов, находящихся в почве. Возможность полной утилизации труб после окончания срока службы.

Экономическая эффективность

Минимально короткие сроки окупаемости капиталовложений, инвестированных в строительство трубопровода из ВЧШГ.

Стоимость чугунных труб уменьшается относительно стоимости труб из полиэтилена с увеличением диаметра. Экономия на стадии проведения монтажных работ достигается за счёт отсутствия необходимости в электроэнергии, высококвалифицированном персонале, специальной технике. Трубы ВЧШГ возможно укладывать непосредственно в грунт без подготовки ложа из песка. Простота и неприхотливость процесса сборки раструбных соединений из ВЧШГ, в том числе и при минусовых температурах, обеспечивают высокую скорость монтажа. Это - сокращение временных затрат, которые в ряде случаев имеют реальную стоимость в денежном выражении.

  

 Кроме того, больший внутренний проходной диаметр труб ВЧШГ по сравнению, например, с полиэтиленовыми трубами (при одинаковом условном диаметре) позволяет значительно снизить затраты на перекачку транспортируемой жидкости вследствие экономии электроэнергии.

Уменьшение и сокращение до нуля затрат на эксплуатацию сетей и систем водоснабжения и канализации из ВЧШГ.

Снижение затрат на устранение аварий и их последствий. По статистическим данным трубы ВЧШГ имеет самый низкий показатель аварийности, которая подтверждена как российской, так и зарубежной статистикой (аналитическое агентство Германии DVCW).

Долговечность

Безаварийный срок службы трубопроводных систем из ВЧШГ при применении раструбных труб с уплотнительной манжетой:

• в сетях водоснабжения в условиях почвенной коррозии, воздействия блуждающих токов и отсутствия катодной защиты составляет от 100 лет и более (согласно СВОДУ ПРАВИЛ СП 66.13330.2011);
• в самотечных сетях канализационных сточных вод с сероводородом составляет 50 - 60 лет.

Коррозионная стойкость труб из ВЧШГ в 5 - 10 раз выше, чем у стальных труб.

Скорость общей коррозии, мм/год
	ВЧШГ	Сталь 20
Морская вода	0,01-0,06	0,1-0,8
Трубопроводы пара и горячей воды	0,011	0,048
Нефтесодержащие жидкости	0,013	0,053

Простота монтажа

Не требуются затраты электроэнергии, специальное оборудование и высококвалифицированный персонал при укладке трубопроводов из ВЧШГ. Возможна укладка непосредственно в грунт на глубину 8 - 10 м без подготовки ложа. Допускается ведение монтажных работ при отрицательных температурах.