Чугунная труба - Cast iron pipe
 | Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. (Июль 2012 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Чугунная труба является трубка сделано преимущественно из серый чугун Исторически он использовался как напорная труба для передачи воды, газа и сточных вод, а также как водосточная труба в 17, 18, 19 и 20 веках.
Чугунные трубы часто использовались без покрытия, хотя более поздние покрытия и футеровки уменьшили коррозию и улучшили гидравлику. В чугунной трубе графит образует чешуйки в процессе литья, если рассматривать его под микроскопом. Чугунная труба была заменена труба из ковкого чугуна, что является прямым развитием большинства существующих заводов-производителей, перешедших на новый материал в 1970-х и 1980-х годах. Труба из ковкого чугуна отличается от чугуна, потому что введение магния в процессе литья заставляет графит образовывать сферы (графитовые включения), а не хлопья. Хотя это позволяет материалу оставаться литейным, конечный продукт намного жестче, чем чугун, и обеспечивает эластичность при более низких уровнях напряжения.[1] В настоящее время производится небольшая чугунная труба, поскольку труба из высокопрочного чугуна широко признана в качестве превосходного продукта. Многие коммунальные предприятия, муниципалитеты и частные предприятия до сих пор используют чугунные трубы.
История
Самые старые чугунные водопроводные трубы относятся к 17 веку и были установлены для распределения воды по садам Версальского дворца. Это около 35 км труб, обычно длиной 1 м с фланцевыми соединениями. Чрезвычайный возраст этих трубок придает им значительную историческую ценность. Несмотря на обширную реконструкцию в 2008 г. Сен-Гобен PAM, 80% остаются оригинальными.
Чугун оказался полезным материалом для изготовления водопроводных труб и был использован вместо прежних трубопроводов из вяза, использовавшихся ранее. Эти водопроводы состояли из отдельных литых секций труб, часто называемых стержнями, соединенных между собой различными соединительными механизмами. Фланцевые соединения состояли из плоских обработанных поверхностей, которые были плотно скреплены болтами с прокладкой между ними для предотвращения утечки. Этот тип трубного соединения все еще используется сегодня, как правило, для наземных трубопроводов на водоочистных и производственных предприятиях.
В раструбном соединении[2] один конец стержня трубы развальцован, называемый раструбом или гнездом, чтобы можно было вставить противоположный конец следующего стержня, гладкий конец, для создания соединения. Щели в этих стыках были заполнены дуб или пряжа для удержания расплавленного свинца, который затвердел в водонепроницаемом соединении. Это была трудоемкая операция, и качество печати зависело от навыков рабочего.
Механические соединения выполнялись путем прикручивания подвижного следящего кольца к втулке рядом с соответствующим раструбом, которое сжимало прокладку между ними. Многие водопроводные трубы сегодня используют механические соединения, так как они легко изготавливаются и не требуют специальных навыков для установки. Этот тип соединения также допускает некоторый прогиб без ущерба для целостности соединения, так что во время установки можно вносить незначительные корректировки соосности, а соединения сохраняют свою целостность при воздействии ограниченного проседание. Типичный прогиб механических соединений в настоящее время составляет от 3 до 5 градусов.
В шарнирно-шарнирных соединениях представлены более «закругленные» гнезда, допускающие относительно большой прогиб каждого соединения. Этот тип соединения, который используется до сих пор, считался узлом специального назначения и использовался в основном как в подводной, так и в горной местности. Этот тип соединения обычно допускает отклонение на 15 градусов на каждом соединении, что делает возможным «изгиб» трубы.[3] Преимущество этого типа соединения заключалось в том, что он работал быстрее, чем раструбные и гладкие соединения, и не требовал специальных навыков или инструментов для установки.
Вставные соединения, разработанные в середине 1950-х годов, позволили использовать более быстрый и относительно неквалифицированный метод соединения труб. Это соединение состояло из раструба с углубленной канавкой, в которой находилась прорезиненная прокладка. Смазанную секцию со скошенной втулкой можно осторожно вставить в это соединение, чтобы не скатить прорезиненную прокладку, и после установки она становится водонепроницаемой. Этот тип системы соединения сегодня популярен для труб из высокопрочного чугуна и поливинилхлорида (ПВХ).
Производство
По горизонтали
Первая чугунная труба производилась в горизонтальных формах, сердцевина которой поддерживалась небольшими железными стержнями, которые становились частью трубы. Горизонтальное литье привело к неравномерному распределению металла по окружности трубы. Обычно шлак собирается на вершине трубы, создавая гораздо более слабое сечение.
Вертикально брошенный
В 1845 году первая труба была отлита вертикально в яме, и к концу века все трубы были изготовлены этим методом. При использовании этого метода весь шлак будет собираться в верхней части отливки, и его можно будет удалить, просто отрезав конец трубы. Трубы, отлитые с использованием этого метода, часто страдали от смещения центра отверстий, вызванного смещением сердечника формы смещением от центра, в результате чего одна сторона трубы была толще другой.
Центробежно литье
После его изобретения Димитри Сенсо де Лаво, франко-бразильцем, в 1918 году, производство чугунных труб в значительной степени перешло на совершенно иную технику: центробежное литье. Современное пластичный При производстве железных труб по-прежнему используется этот общий метод литья.
Исторически сложилось так, что для центробежного литья чугунных труб использовались два различных типа форм: металлические формы и песчаные формы. В металлических формах расплавленное железо вводили в форму для равномерного распределения металла по внутренней поверхности формы за счет создаваемой центробежной силы. Внешняя форма обычно защищалась от повреждений с помощью регулируемой водяной бани или системы водяного орошения. Когда труба остыла достаточно остыла, чтобы с ней можно было обращаться и она сохранила свою форму, пресс-форму останавливали и трубу вынимали. Трубы, сформированные в металлических формах, обычно после литья отжигали для устранения любых напряжений в трубе, а затем очищали, проверяли, испытывали, измеряли (для определения размеров), покрывали внутреннее и / или внешнее покрытие и хранили для использования. Стандарты для чугунных труб, центробежно разливаемых в металлических формах для воды, были установлены и опубликованы Американской ассоциацией водопроводных сооружений.[4]
При отливке в песчаных формах использовались два типа производственных процессов. В первом методе металлический узор обычно помещался в металлическую опоку, а формовочный песок утрамбовывался в кольцевое пространство между колбой и узором. Затем образец был удален для отливки трубы из расплавленного серого чугуна. Второй метод не предполагал металлического рисунка, но требовал центробежного формования формы путем покрытия нагретой колбы отмеренным количеством термореактивной смолы и песка. В любом случае литейная машина была остановлена после того, как труба затвердела, и колба была удалена. Чугунную трубу, сформированную с помощью этой процедуры, обычно охлаждали в печи в контролируемых временных и температурных условиях. Как и в случае с металлическими формами, трубу обычно отжигают для устранения любых напряжений в трубе, а затем очищают, проверяют, испытывают, измеряют (для определения размеров), покрывают изнутри и / или снаружи и хранят для использования.[5] Стандарты для чугунных труб, центробежно отлитых в песчаных формах для воды, были установлены и опубликованы Американской ассоциацией водопроводных сооружений.[6]
Внутренняя коррозия
Коррозия чугунной трубы может происходить как на внутренней, так и на внешней поверхности. При электрохимической коррозии внутренние аноды образуются там, где чистое железо подвергается воздействию агрессивной воды, что способствует переходу железа в раствор. Утюг соединяется с различными компонентами воды, образуя бугорок на внутренней стороне трубы. Этот процесс образования бугорков в конечном итоге может привести к значительным ограничениям площади поперечного сечения трубы. Поскольку бугорки имеют неправильную форму, на поверхности вероятно скопление бактериального разрастания. По мере того, как все больше железа переходит в раствор, результатом является потеря структуры трубы с течением времени, что может повлиять на целостность трубы. В шторм и санитарный канализационные системы, образование кислых газов (таких как сероводород ) под действием микробов может еще больше вызвать коррозию внутренних стенок трубы, но наиболее ярко проявляется на внутреннем «потолке» трубы.
Начиная с 1922 года была введена внутренняя цементная футеровка, которая служила барьером для минимизации внутренней коррозии. В 1929 году секционный комитет Американской ассоциации стандартов (ASA) выпустил предварительный стандарт для облицовки из цементного раствора, который был опубликован в 1932 году. В 1939 году был опубликован Американский стандарт A21.4, который определял цементное покрытие типа I на внутренней стороне труба водопровода, которая будет использоваться. Когда в 1953 году стандарт был обновлен, цемент Типа I был заменен на цемент Типа II, так как считалось, что Тип II является более контролируемым продуктом. Стандарт был дополнительно пересмотрен в 1964 году, который включал использование цемента типа I или типа II, а также доступность раствора двух разных толщин.[7]
Стандартизация
Первая стандартизация чугунных водопроводных труб в Великобритании произошла в 1917 году, когда был опубликован BS 78. Этот стандарт определял безразмерный номинальный размер, который приблизительно соответствовал внутреннему диаметру трубы в дюймах, и четыре класса давления: класс A, класс B, класс C и класс D, каждый с указанной толщиной стенки и наружным диаметром. Следует отметить, что внешний диаметр идентичен между классами, за исключением размеров от 12 до 27, где классы A и B имеют один общий диаметр, а классы C и D имеют другой, больший диаметр.
| Номинальный размер | Учебный класс | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| А и Б | А | B | CD | C | D | |||||
| Наружный диаметр [дюйм (мм)] | толщина стенки [дюйм (мм)] | Внутренний диаметр [дюйм (мм)] | толщина стенки [дюйм (мм)] | Внутренний диаметр [дюйм (мм)] | Наружный диаметр [дюйм (мм)] | толщина стенки [дюйм (мм)] | Внутренний диаметр [дюйм (мм)] | толщина стенки [дюйм (мм)] | Внутренний диаметр [дюйм (мм)] | |
| 3 | 3.76 (95.504) | 0.38 (9.652) | 3.00 (76.200) | 0.38 (9.652) | 3.00 (76.200) | 3.76 (95.504) | 0.38 (9.652) | 3.00 (76.200) | 0.40 (10.160) | 2.96 (75.184) |
| 4 | 4.80 (121.920) | 0.39 (9.906) | 4.02 (102.108) | 0.39 (9.906) | 4.02 (102.108) | 4.80 (121.920) | 0.40 (10.160) | 4.00 (101.600) | 0.46 (11.684) | 3.88 (98.552) |
| 5 | 5.90 (149.860) | 0.41 (10.414) | 5.08 (129.032) | 0.41 (10.414) | 5.08 (129.032) | 5.90 (149.860) | 0.45 (11.430) | 5.00 (127.000) | 0.52 (13.208) | 4.86 (123.444) |
| 6 | 6.98 (177.292) | 0.43 (10.922) | 6.12 (155.448) | 0.43 (10.922) | 6.12 (155.448) | 6.98 (177.292) | 0.49 (12.446) | 6.00 (152.400) | 0.57 (14.478) | 5.84 (148.336) |
| 7 | 8.06 (204.724) | 0.45 (11.430) | 7.16 (181.864) | 0.45 (11.430) | 7.16 (181.864) | 8.06 (204.724) | 0.53 (13.462) | 7.00 (177.800) | 0.61 (15.494) | 6.84 (173.736) |
| 8 | 9.14 (232.156) | 0.47 (11.938) | 8.20 (208.280) | 0.47 (11.938) | 8.20 (208.280) | 9.14 (232.156) | 0.57 (14.478) | 8.00 (203.200) | 0.65 (16.510) | 7.84 (199.136) |
| 9 | 10.20 (259.080) | 0.48 (12.192) | 9.22 (234.188) | 0.49 (12.446) | 9.22 (234.188) | 10.20 (259.080) | 0.60 (15.240) | 9.00 (228.600) | 0.69 (17.526) | 8.82 (224.028) |
| 10 | 11.26 (286.004) | 0.52 (13.208) | 10.22 (259.588) | 0.52 (13.208) | 10.22 (259.588) | 11.26 (286.004) | 0.63 (16.002) | 10.00 (254.000) | 0.73 (18.542) | 9.80 (248.920) |
| 12 | 13.14 (333.756) | 0.55 (13.970) | 12.04 (305.816) | 0.57 (14.478) | 12.00 (304.800) | 13.60 (345.440) | 0.69 (17.526) | 12.22 (310.388) | 0.80 (20.320) | 12.00 (304.800) |
| 14 | 15.22 (386.588) | 0.57 (14.478) | 14.08 (357.632) | 0.61 (15.494) | 14.00 (355.600) | 15.72 (399.288) | 0.75 (19.050) | 14.22 (361.188) | 0.86 (21.844) | 14.00 (355.600) |
| 15 | 16.26 (413.004) | 0.59 (14.986) | 15.08 (383.032) | 0.63 (16.002) | 15.00 (381.000) | 16.78 (426.212) | 0.77 (19.558) | 15.24 (387.096) | 0.89 (22.606) | 15.00 (381.000) |
| 16 | 17.30 (439.420) | 0.60 (15.240) | 16.10 (408.940) | 0.65 (16.510) | 16.00 (406.400) | 17.84 (453.136) | 0.80 (20.320) | 16.24 (412.496) | 0.92 (23.368) | 16.00 (406.400) |
| 18 | 19.38 (492.252) | 0.63 (16.002) | 18.12 (460.248) | 0.69 (17.526) | 18.00 (457.200) | 19.96 (506.984) | 0.85 (21.590) | 18.26 (463.804) | 0.98 (24.892) | 18.00 (457.200) |
| 20 | 21.46 (545.084) | 0.65 (16.510) | 20.16 (512.064) | 0.73 (18.542) | 20.00 (508.000) | 22.06 (560.324) | 0.89 (22.606) | 20.28 (515.112) | 1.03 (26.162) | 20.00 (508.000) |
| 21 | 22.50 (571.500) | 0.67 (17.018) | 21.16 (537.464) | 0.75 (19.050) | 21.00 (533.400) | 23.12 (587.248) | 0.92 (23.368) | 21.28 (540.512) | 1.03 (26.162) | 21.00 (533.400) |
| 24 | 25.60 (650.240) | 0.71 (18.034) | 24.18 (614.172) | 0.80 (20.320) | 24.00 (609.600) | 26.26 (667.004) | 0.98 (24.892) | 24.30 (617.220) | 1.13 (28.702) | 24.00 (609.600) |
| 27 | 28.70 (728.980) | 0.75 (19.050) | 27.20 (690.880) | 0.85 (21.590) | 27.00 (685.800) | 29.40 (746.760) | 1.04 (26.416) | 27.32 (693.928) | 1.20 (30.480) | 27.00 (685.800) |
| 30 | 32.52 (826.008) | 0.79 (20.066) | 30.94 (785.876) | 0.89 (22.606) | 30.74 (780.796) | 32.52 (826.008) | 1.09 (27.686) | 30.34 (770.636) | 1.26 (32.004) | 30.00 (762.000) |
| 33 | 35.66 (905.764) | 0.83 (21.082) | 34.00 (863.600) | 0.94 (23.876) | 33.78 (858.012) | 35.66 (905.764) | 1.15 (29.210) | 33.36 (847.344) | 1.33 (33.782) | 33.00 (838.200) |
| 36 | 38.76 (984.504) | 0.87 (22.098) | 37.02 (940.308) | 0.98 (24.892) | 36.80 (934.720) | 38.76 (984.504) | 1.20 (30.480) | 36.36 (923.544) | 1.38 (35.052) | 36.00 (914.400) |
| 40 | 42.92 (1,090.168) | 0.92 (23.368) | 41.08 (1,043.432) | 1.03 (26.162) | 40.86 (1,037.844) | 42.92 (1,090.168) | 1.26 (32.004) | 40.40 (1,026.160) | 1.46 (37.084) | 40.00 (1,016.000) |
| 42 | 45.00 (1,143.000) | 0.95 (24.130) | 43.10 (1,094.740) | 1.06 (26.924) | 42.88 (1,089.152) | 45.00 (1,143.000) | 1.30 (33.020) | 42.40 (1,076.960) | 1.50 (38.100) | 42.00 (1,066.800) |
| 45 | 48.10 (1,221.740) | 0.99 (25.146) | 46.12 (1,171.448) | 1.09 (27.686) | 45.92 (1,166.368) | 48.10 (1,221.740) | 1.35 (34.290) | 45.40 (1,153.160) | 1.55 (39.370) | 45.00 (1,143.000) |
| 48 | 51.20 (1,300.480) | 1.03 (26.162) | 49.14 (1,248.156) | 1.13 (28.702) | 48.94 (1,243.076) | 51.20 (1,300.480) | 1.38 (35.052) | 48.44 (1,230.376) | 1.68 (42.672) | 47.84 (1,215.136) |
BS 78 был окончательно заменен, когда Великобритания согласовала с несовместимыми европейскими стандартами, однако указанные внешние размеры продолжают оставаться в силе (хотя и в метрической форме) в качестве стандартного внешнего диаметра трубы для труб из ковкого чугуна в Австралии и Новой Зеландии в соответствии с последующими спецификациями. , В КАЧЕСТВЕ /NZS 2280.
Рекомендации
- ^ Раджани, Макар, Макдональд, Жан, Кураока, Джен и Виенс, «Исследование водопроводов из серого чугуна для разработки методологии оценки срока службы», Исследовательский фонд AWWA, 2000.
- ^ раструб и патрубок,
- ^ «Введение в водораспределение, принципы и практики операций по водоснабжению», Американская ассоциация водоснабжения, том 3, 1986.
- ^ «Американский стандарт для чугунных труб, центробежно литых в металлических формах для воды или других жидкостей», Американская ассоциация водопроводных сооружений, A21.6-1962 (AWWA C106-62), 1962.
- ^ «Справочник по чугунным трубам», третье издание, Ассоциация исследования чугунных труб, 1967.
- ^ «Американский стандарт на чугунные трубы, центробежно литые в формах с футеровкой из песка, для воды или других жидкостей», Американская ассоциация водопроводных сооружений, A21.8-1962 (AWWA C108-62), 1962.
- ^ Предисловие из «Американского стандарта для футеровки из цементного раствора для чугунных труб и фитингов для воды», Американская ассоциация водопроводных сооружений, A21.4-1964 (AWWA C104-64), 1964.
внешняя ссылка
- Примечания к трубе - гизмология
- Институт чугунных грунтовых труб - организован в 1949 г.