Трубы ПВХ против чугунных. Часть 5

Тем не менее заокеанские исследователи, продвигая свои продукты из ковкого чугуна, не учли один важнейший фактор, связанный с эксплуатацией трубопроводных систем холодного водоснабжения, который сводит на нет преимущества чугунных труб в прочности. Дело в том, что трубы ПВХ рассчитаны на работу 6-20 бар (в зависимости от серии труб) в постоянном режиме. Как показал уже упоминавшийся нами ранее эксперимент с изучением свойств труб ПВХ, проработавших более 50 лет, эти трубы могли бы проработать ещё целых сто лет (то есть до 2080-х — 2090 гг.), хотя немцы в 1930-х — 1940-х гг. закладывали эксплуатацию «лишь» до 2030-х — 2040-х гг. В чём же дело? Изначальный расчёт был таков, что трубы могли выдерживать постоянную нагрузку 10 бар при «комнатной» температуре, также был просчитан допуск на сезонные колебания температуры окружающей среды. Однако реальное давление питьевой воды, транспортируемой по этим трубам, оказалось в 2,5 раза ниже, то есть 4 бара. А что же чугунные трубы? Можно ли представить, что эти трубы проработают на питьевой воде 100-150 лет. Конечно, нет, даже несмотря на их запас прочности в сравнении с трубами ПВХ в 3-4 раза, а по некоторым показателям и в 7-8 раз. Получается, что даже прочности труб ПВХ с лихвой хватает в напорных трубопроводах питьевого водоснабжения, зато пластиковые трубы, в отличие от чугунных, не подвержены коррозии, а последние коррозия как раз разрушает со временем, несмотря ни на какую защиту. Вообще же складывается ощущение, что ангажированные сотрудники американской ассоциации хорошо чувствуют опасность со стороны конкурентов — производителей полимерных труб, а потому оставляют «за бортом» исследования важнейшие доводы в пользу именно ПВХ. Но идём дальше.

А далее американские специалисты обрушивают на проектировщиков очередные громкие цифры, заявляя, что трубы из ковкого чугуна в восемь раз лучше противостоят внешней нагрузке при заглублении в сравнении с трубами из ПВХ. Указывается, что различные теории проектирования заглублённых трубопроводов становятся наиболее значимыми в отношении расчёта внешней нагрузки. Трубы из ковкого чугуна и ПВХ реагируют на внешнюю нагрузку отклонением. Взаимодействие отклонённого кольца с окружающей почвой является сложным вопросом в теории проектирования. Процедура проектирования труб из ковкого чугуна основана на ограничении напряжения изгиба кольца и прогиба, в то время как единственным параметром, используемым в конструкции трубы из ПВХ, является прогиб кольца. Стандартная процедура проектирования труб из ковкого чугуна ограничивает прогиб кольца из-за внешних нагрузок до 3 процентов. Этот предел, который основан на пределе эксплуатационных характеристик для цементно-строительных растворов, обычно используемых для монтажа труб из ковкого чугуна, включает в себя коэффициент безопасности, равный 2. В этих расчётах используются те же самые консервативные допущения в отношении параметров грунта и нагрузок на землю, которые использовались при расчёте напряжения изгиба.

Обычная процедура проектирования для ПВХ ограничивает прогиб кольца до 5 процентов, и это, якобы, единственная защита от внешней нагрузки (хотя в статьях по монтажу труб Lareter мы приводили совсем иные расчёты, нежели указаны в этом исследовании американских сотрудников группы компаний, производящей чугунные трубы). В процедурах проектирования труб из ковкого чугуна и ПВХ используются специальные формулы для прогнозирования прогиба труб. В этих формулах учитываются и жёсткость трубы, и жёсткость наполнителя вокруг трубы, что способствует ограничению прогиба. Поскольку труба из ПВХ имеет меньшую жёсткость, чем ковкий чугун, важность жёсткости грунта для ПВХ выше. Это означает, что с трубой из ПВХ условия прокладывания и осмотра при монтаже на рабочем месте гораздо важнее. Испытание на раздавливание кольца с параллельными пластинами обеспечивает простое сравнение относительной прочности двух материалов труб. Далее в статье идёт схематическое сравнение жёсткости трубы, полученной в результате таких испытаний, проведённых для 6-дюймовой трубы из ковкого чугуна класса давления 350 и 6-дюймовой трубы из ПВХ 18 (C900). Аналогично, было проведено сравнение жёсткости трубы 24-дюймового класса давления 200 из ковкого чугуна и трубы DR 25 из ПВХ (C905). При этом американцы, как «мантру», повторяют, что для испытаний были выбраны чугунные трубы с минимальной прочностью. В следующей части поговорим о результатах этих испытаний и сделаем выводы.