Чугунные трубы используются в трубопроводах самотечных систем водоотведения и канализации с XIX века наряду с железобетонными и керамическими трубами, а в системах напорного водоснабжения с начала прошлого века и пока продолжают сохранять свои позиции в России, где производство чугунных труб активно развивалось в советское время и во Франции с монополистом напорных чугунных труб для водоснабжения с мировым именем – промышленной группой Saint-Gobain. Хотя в локальных сетях внутренней канализации в нашей стране, а также в системах напорного водоснабжения и наружных подземных сетях канализации и водоотведения ряда стран Европы и в Америке чугунные трубы постепенно заменяются полимерными трубами из полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида (в системах канализации и сточных системах – хлорированными поливинилхлоридными трубами ХПВХ).

Основными причинами перевода самотечных и напорных систем из чугунных труб на полимерные трубопроводы считают:

- склонность к коррозии чугунных труб из-за блуждающих токов в электромагнитных полях, создаваемых кабелями подземной прокладки систем электроснабжения, токоведущими элементами метрополитенов и железных дорог, генераторами тока и электродвигателями;

- повышенную коррозионную активность внутренней поверхности чугунных труб без дополнительной защиты при транспортировке хлорированных вод бытового назначения, слабоагрессивных сред и канализационных стоков с сероводородом, в то время, как наружная поверхность чугунной трубы даже при прокладке в кислых грунтах по данным Американской ассоциации по изучению труб из высокопрочного чугуна (Ductile Iron Pipe Research Association - DIPRA) не имеет сколь значимых изменений на протяжении 150 лет;

- склонность чугунных труб к наслоениям на внутренней поверхности из-за большой шероховатости, что не только сужает условный проход, но и загрязняет транспортируемую среду (в случае систем водоснабжения);

- высокую жесткость чугунных труб, которая позитивна в отношении сопротивляемости разрушению одной трубы, но смещает суммарные нагрузки от грунтов в область стыков, где и происходит нарушения целостности трубопровода;

- предельную техническую сложность врезок и ремонта эксплуатируемого трубопровода из чугунных труб;

- изготовление унифицированной и нестандартной фасонины, как литой, так и сварной исключительно на заводах, выпускающих чугунные трубы.

Вместе с тем, эксперты самотечных и напорных систем разных стран, в том числе и российские не склонны к категоричности в преимуществах полипропиленовых труб перед чугунными, поскольку:

- даже выполнение полимерных труб в два и более слоев с наружной гофрой для увеличения кольцевой жесткости не способно полностью решить проблему нарушения целостности гибких трубопроводов из полиэтилена, полипропилена или ПВХ в случаях подземной прокладки в подвижных грунтах, что может стать критичным в условиях предельно высоких давлений, оказываемых на грунт многомиллионным мегаполисом;

- овализация полимерных труб под внешним давлением грунтов далеко не всегда соответствует теоретическим предположениям – тело полимерной трубы вспучивается по мало предсказуемой схеме, что может привести к появлению критических напряжений и нарушениям целостности;

- гофрированные двухслойные полимерные трубы для систем водоотведения и напорного водопровода при подземной прокладке требуют масштабных работ по приготовлению «постели», разных в различных грунтах и засыпки фракциями, не превышающими размер впадины гофры;

- полимерные трубы ограничены по прочности на разрыв, сдвиг и сжатие, зависящей от диаметра, толщины стенки, температуры окружающей среды.

Устранение эксплуатационных недостатков чугунных труб.

Проблемы больших наслоений на внутренней поверхности чугунных труб и склонности чугуна к коррозии при транспортировке насыщенных ионами хлора или сероводорода сред начали решать еще в начале прошлого века. Внутреннюю поверхность чугунных труб покрывали специальным цементно-песчаным составом, в котором при впитывании воды происходила гидратация непрореагировавшего цементного камня во флоккулах с закупоркой эксплуатационных макро и микротрещин и подщелачиванием среды цементно-песчаного слоя, что дополнительно пассивировало поверхность чугуна.

Улучшение гидравлических характеристик чугунной трубы определялось качеством поверхности защитного цементно-песчаного слоя, но в целом эксплуатационная шероховатость снижалась благодаря отсутствию коррозионных наслоений на инертной к агрессивным средам цементно-песчаной оболочке.

Большинство производителей чугунных труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) для напорных систем водоснабжения продолжает использовать технологию цементации внутренней поверхности труб, дополнительно усиливая коррозионную стойкость наружной поверхности оцинкованной оболочкой из фольги с лаковым слоем на основе эпоксидных смол.

Некоторые чугунные трубы выпускают с внутренним покрытием эпоксидными составами, наносимыми на готовые трубы с помощью распыляющих головок и заметно снижающими шероховатость внутренней поверхности в сравнении с цементно-песчаными растворами.