«Вода – крайне ограниченный ресурс,  и борьба за обладание источниками уже становится важнейшим фактором геополитики, являясь одной из причин напряженности и конфликтов на планете.

Проблема водообеспечения остро стоит и в нашей стране. Нам не хватает качественной питьевой воды. Целый ряд регионов испытывает в ней острую потребность»

(Стратегия "Казахстан-2050": новый политический курс состоявшегося государства. Послание Президента Республики Казахстан - Лидера Нации Н.А. Назарбаева народу Казахстана, г. Астана, 14 декабря 2012 года)

Как известно, великое начинается с малого, даже незаметного. Жители современных городов давно привыкли, что вода течёт из крана и за ней не нужно идти на реку или к колонке. Водопровод стал чем-то привычным, естественным. Но ведь без воды, чистой и доступной, станет невозможным развитие, движение вперёд! Какие же водопроводы нужны Казахстану, успешно идущему по пути процветания и улучшения жизни своих граждан? Надёжные, долговечные и недорогие как при строительстве, так и при последующей эксплуатации.

 

 «Необходимо выработать новую политику в отношении водных ресурсов нашей страны.

 Для сельскохозяйственных нужд нам нужны колоссальные объемы воды. В связи с этим мы должны:

Тщательно изучить передовой опыт решения проблем водообеспечения в других странах, например, в Австралии, и использовать его в наших условиях.

Внедрять самые передовые технологии добычи и рачительного использования подземных вод, запасы которых у нас значительны. <…> 

Необходимо в целом изменить мышление нашего общества. Мы должны перестать транжирить воду – наше одно из самых драгоценных природных богатств.
К 2050 году Казахстан должен раз и навсегда решить проблему водообеспечения». 

Как видно из слов Елбасы, одним из основных вопросов, на которые предстоит ответить казахстанским строителям, - каким должен быть водопровод будущего? При проектировании любого трубопровода, как для водоснабжения, так и для водоотведения, самым главным является решение проблемы выбора  конструкционного материала. В нашей статье будет уделено внимание современному, надежному и высокотехнологичному, широко применяемому во всем мире конструкционному материалу для труб – высокопрочному чугуну с шаровидным графитом (ВЧШГ).

Над усовершенствованием труб из ВЧШГ трудилось множество учёных, от инженеров до химиков. Благодаря их работе получился поистине уникальный материал. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом сочетает в себе коррозионную стойкость чугуна и механические свойства стали. Он  пластичен, прочен, благодаря особой структуре исключён любой риск образования и распространения трещин. Согласно статистическим данным, трубопроводы из ВЧШГ по стойкости к аварийным разрушениям превосходят стальные минимум в 5 раз, из серого чугуна - почти в 7 раз, из ПВХ  - больше чем в 4 раза. Опытным путём доказана способность таких труб выдерживать большие как внутренние, так и внешние нагрузки при резком изменении гидравлического давления в трубопроводах, а так же нагрузки, вызванные перемещением грунта в результате оседания, землетрясений и морозов. Особого внимания достойна экологичность трубы из ВЧШГ, ведь каждый её элемент нацелен на сохранение первозданной чистоты транспортируемой воды. Для дополнительной иллюстрации можно подробнее  рассмотреть лишь одну составляющую трубы, а именно внутреннее цементно-песчаное покрытие (ЦПП).

Особенностью цементно-песчаного покрытия является то, что оно обеспечивает пассивный и активный защитный эффект. Пассивный достигается путём механической изоляции стенки трубы слоем раствора. Активный заключается в том, что при гидратации цемента в порах возникает насыщенный раствор гидроокиси кальция. При этих условиях низколегированное железо пассивируется за счёт образования субмикроскопического покровного слоя из оксидов железа. Этот чрезвычайно тонкий слой механически изолирован цементным покрытием от протекающей воды, удерживается на месте и предотвращает дальнейшую коррозию металла.

Когда труба с ЦПП заполняется водой, немедленно начинаются две реакции. Первая - это постепенное сглаживание температурных различий между трубой и покрытием, устраняющее напряжение в покрытии. Вторая - это поглощение воды цементным покрытием, когда вода впитывается порами цемента и капиллярными каналами силиката кальция. Это вызывает разбухание покрытия с восстановлением его контакта со стенками трубы и окончательным затягиванием всех трещин. Процесс набухания сравнительно медленный и занимает несколько недель до полного восстановления покрытия. После периода контакта с водой покрытие более прочно соединяется со стенками труб, и трещины не только закрываются, но и полностью восстанавливается целостность покрытия. Этот процесс, называемый самоуплотнением или самосанацией, давно известен в строительстве. Существование этого явления на внутренних цементных покрытиях труб из ВЧШГ было неоднократно зафиксировано в результате лабораторных испытаний. В ходе одного из них труба из ВЧШГ с многочисленными трещинами в цементном покрытии была несколько месяцев заполнена водой до половины диаметра. По окончании указанного срока, покрытие как ниже, так и выше уровня воды оказалось прочным, с полным восстановлением и затягиванием трещин карбонатом кальция.

Проверка на месте трубопроводов, находившихся в эксплуатации в течение многих лет, подтверждает данные лабораторных испытаний: цементное покрытие становится более прочным и самоуплотняется, обеспечивая защиту от коррозии и высокий коэффициент потока, для чего оно и было предназначено. 

Наряду с антикоррозионным защитным эффектом нанесение покрытия улучшает  и гидравлические свойства трубопровода. Достигается это за счёт отсутствия внутренней коррозии и, как следствие, отсутствия отложений на облицованной поверхности трубы, а также за счёт образования на поверхности покрытия тонкого гелиевого слоя.

Трубы из высокопрочного чугуна (ВЧШГ) с внутренним цементно-песчаным покрытием позволяют резко снизить гидравлические потери на трение в трубопроводе и отвечают всем современным требованиям в областях  энерго-и-водосбережения.

Рассмотрим подробнее свойства, которые делают ВЧШГ-трубы материалом будущих водоводов Казахстана, в равной степени отвечающим требованиям и больших городов, и сельских регионов Республики. Начнём с предварительной оценки способности планируемого трубопровода выполнить свою основную функцию: транспортировать за определенное время на определенное расстояние необходимый объем воды при минимально возможных энергетических затратах. Больший внутренний диаметр труб из ВЧШГ, по сравнению с полиэтиленовыми трубами того же типоразмера, позволяет значительно снизить затраты на перекачку транспортируемой жидкости вследствие экономии электроэнергии и возможности прокачки по трубам ВЧШГ больших объемов жидкости. Для снижения затрат на строительство можно применять для получения того же проходного сечения трубы из ВЧШГ меньшего диаметра (например, Ду350 мм ВЧШГ вместо Д400 ПЭ).

Таким образом, мы подошли к ещё одному важному аспекту создания водовода – его стоимости. При строительстве объектов государственного значения немаловажным фактором является экономия государственных средств. Для  монтажа водоводов из ВЧШГ-труб не требуется специальное сварочное оборудование, соответственно нет затрат электроэнергии на сварку, не нужен  высококвалифицирован­ный персонал и высокотехнологичный контроль качества сварных швов.

Вот каким простым на самом деле является процесс, имеющий серьёзное название «монтаж трубопровода»:

Перед началом монтажных работ внутренняя поверхность трубы и фасонной части и наружная поверхность гладкого конца трубы и фасонной части до опускания их в траншею очищаются от посторонних предметов и загрязнений. Уплотнение при стыковке труб осуществляется с помощью уплотнительного резинового кольца за счет его радиального сжатия в раструбном кольцевом пазе. Это уплотнительное кольцо вкладывается в кольцевой паз раструба с проверкой правильности размещения гребня кольца. Наружную поверхность гладкого конца трубы до специальной метки и внутреннюю поверхность уплотнительного кольца покрывают тонким слоем смазки. Монтируемая труба подается к ранее уложенной трубе, центрируется по конусной поверхности уплотнительного кольца и, с помощью монтажного приспособления или ломика (при малом диаметре труб), вводится в раструб до специальной отметки.

Как видно, чтобы смонтировать трубопровод из ВЧШГ, нет необходимости переплачивать за оборудование или обучение, нужен только лишь усердный труд и желание сделать свою родину процветающим регионом.

Трубы из ВЧШГ используются в мире уже более 60 лет. Совокупность свойств этого материала делает его поистине уникальным. ВЧШГ-трубы нашли самое широкое применение при строительстве инженерных сетей для водоснабжения и водоотведения в любых климатических поясах и при любых температурных режимах – от тундры Финляндии и Канады до пустынь Африки и Австралии. В течение всего периода эксплуатации материал зарекомендовал себя как один из лучших. Как результат, потребление труб из ВЧШГ в мире составляет более 7 млн. т в год и продолжает набирать темпы. Более 1000 городов мира в различных климатических зонах выбрали трубопроводы из ВЧШГ. На рынке Казахстана трубы из ВЧШГ производства ЛТК «Свободный Сокол» представляет ООО «Торговый дом «Уральский стандарт».

В заключение вновь хотелось бы процитировать выдержку из «Стратегии "Казахстан-2050" Нурсултана Абишевича Назарбаева:  «Поручаю Правительству разработать долгосрочную государственную программу по воде, в которой последовательно, на первом этапе, к 2020 году решить проблему обеспечения населения питьевой водой, на втором, к 2040-му – орошения». Эти слова должны заставить задуматься специалистов разных отраслей народного хозяйства Казахстана: проектировщиков, строителей, работников ЖКХ. Чтобы в 2020 году каждый казахстанец пил чистую воду, уже сегодня нужно начинать проектирование и строительство новых водоводов. В XXI одной «угрозой» станет меньше, потому что устранить её помогут ВЧШГ-трубы!

Материалы