Бесшовные стальные трубы, изготовленные методом холодной штамповки, очень прочны и долговечны и остаются надежными на протяжении всего срока службы.
Разновидности и основные регламентирующие стандарты
Как и в большинстве случаев, существует два основных процесса производства данного типа труб: горячая прокатка и холодная прокатка.
Горячекатаные бесшовные металлические трубы производятся в соответствии с:
- техническим требованиям, указанным в ГОСТ 8731-74,
- сортаменту по ГОСТ 8732-78.
Холоднокатаные изделия изготавливаются в соответствии с:
- ГОСТ 8733-74 – технические требования,
- ГОСТ 8734-75 – сортамент.
Интересные факты
При использовании стальных труб некоторые люди даже не подозревают о следующих интересных нюансах:
- Чтобы разрезать стальную трубу в домашних условиях, достаточно обзавестись банальной турбинкой и режущим кругом по металлу.
- По маркировке стальной трубы всегда можно узнать марку используемой в ее производстве стали, а также название производителя и диаметр.
- Крепление для стальных труб делается из обычного оцинкованного хомута с прокладкой из резины.
- Шероховатость трубы сильно изменяется в процессе ее использования, что связано с образованием на ее поверхности ржавчины.
И самое главное, несмотря на то, что сегодня существует множество инновационных материалов, стальная труба считается одной из самых надежных, функциональных и дорогих.
Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, как изготавливаются трубы.
Классификация стальных труб
Все стальные трубы могут классифицироваться по определенным параметрам.
По диаметру трубы делятся на:
- Малые от 5-102 мм;
- Средние от 102-426 мм;
- Большие – от 426 мм.
При выборе продукции также необходимо определить коэффициент пропускной способности, исходя из диаметра и толщины стенок трубы.
Стальные трубы могут также классифицироваться по следующим характеристикам:
- Материалы, используемые для создания сплава;
- Форма поперечного сечения;
- Габариты;
- Технология соединения;
- Способ выполнения изоляции.
Оцинковка стальных труб производится для получения достаточно высокой коррозионной стойкости.
Такие изделия бывают двух видов:
Стальные трубы можно классифицировать по специфике их изготовления:
- Оцинкованные;
- Горячекатаные;
- Профильные;
- Сварные;
- Холоднокатаные;
- Холоднотянутые.
Монтаж трубопроводных систем очень сложен из-за большого веса компонентов, входящих в состав трубопроводных систем.
По форме сечения стальные трубы подразделяются на:
- Квадратные;
- Многоугольные;
- Круглые;
- Прямоугольные.
В зависимости от формы изделия соединяются между собой специальными соединителями, сваркой или обычными болтами.
В процессе использования трубных конструкций качественные свойства материалов постепенно ухудшаются, поэтому пропускная способность постоянно снижается из-за сужения просвета. Стальные трубы также являются хорошими проводниками электричества. Если возникают проблемы с электропроводкой, возрастает риск поражения электрическим током. Срок службы стальных труб составляет около 25 лет.
Марки стали для производства
В промышленном производстве стальных труб используется следующее сырье:
- углеродистая сталь ст 3, ст 10-20, ст17г1с-у – для электросварных универсальных труб общего назначения;
- сталь 20-10 – для изготовления горячекатаных труб без шва;
- сталь 20 – для трубного материала холодной деформации;
- коррозионностойкая сталь 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т — для труб, востребованных в энергетике и химической промышленности.
Низколегированные марки стали обладают хорошими механическими свойствами и недороги. Легирующие добавки положительно влияют на физические свойства стали и улучшают ее пластичность и пластичность, делая ее более прочной и устойчивой к высоким температурам и атмосферной коррозии.
Легированная сталь, однако, несколько дороже, и трубы из такой стали всегда несколько дороже. Сталь делится на три категории в зависимости от степени легирования.
Бесшовные трубы из легированной стали обеспечивают целостность бесшовного трубопровода, не требуют длительного технического обслуживания и сводят к минимуму возможность утечки.
Низколегированный материал содержит не более 2,5 % различных добавок в своем составе. Для среднелегированных марок эта доля составляет от 2,5 до 10 %. В высоколегированных марках количество компонентов, улучшающих основные свойства металла, составляет от 10 до 50 %.
Всего существует 14 видов сплавов высоколегированной стали с различными свойствами. Среди наиболее востребованных материалов — те, которые обладают хорошей устойчивостью к различным коррозионным явлениям и способны эффективно работать при экстремально высоких температурах без разрушения структуры.
Металлические трубы
1.1. Стальные трубы
Несмотря на все более широкое применение других видов труб, стальные трубы часто используются в водоснабжении и водоотведении. Они используются для строительства напорных трубопроводов для транспортировки жидкостей (холодной и горячей воды, сточных вод) и газов. Это прочные изделия, способные выдерживать значительные нагрузки. Однако существуют ограничения в использовании стальных труб из-за коррозионных явлений и образования ржавчины в результате коррозии, даже если на них нанесены защитные покрытия.
В зависимости от технологии изготовления стальные трубы делятся на бесшовные (горячие или холодные) (рис. 1) и сварные (продольные, спиральные, водогазопроводные и фасонные). Сварные трубы изготавливаются из плоских стальных листов, которые прокатываются в зависимости от формы поперечного сечения и типа шва. Если шов прямой, то стальной прокат формируется в трубу с помощью вальцов и сваривается вольфрамовым электродом в инертном газе (сварка TIG) или током высокой частоты (сварка HF).
Для получения трубы со спиральным швом стальная полоса наматывается на спираль. Профилированные (некруглые) трубы, а также водогазопроводные трубы также производятся методом сварки. Бесшовные трубы изготавливаются из стальных прутков путем сверления, литья, горячей или холодной штамповки.
Рисунок 1: Бесшовные стальные трубы и трубки.
Трубы защищаются от коррозии различными видами покрытий: Цинк (холодное и горячее цинкование), экструдированный полиэтилен, полиэтилен (один или несколько слоев), цементно-песчаная смесь, эпоксидно-битумная смесь и т.д.
Преимущества стальных труб:
- прочность, выдерживают давление до 30 атмосфер;
- хорошая сопротивляемость динамическим нагрузкам и изгибающим усилиям;
- устойчивость к механическим повреждениям;
- негорючесть;
- термостойкость, выдерживают высокую температуру жидкости до 130 ◦С;
- возможна полная утилизация труб по истечении жизненного цикла.
Недостатки стальных труб:
- высокая масса;
- склонность к коррозии или отложениям на внутренней поверхности в зависимости от состава транспортируемой жидкости или коррозия внешней поверхности («почвенная» коррозия);
- высокая теплопроводность;
- значительная внутренняя шероховатость, увеличивающаяся в процессе эксплуатации;
- нарушение защитного покрытия (например, цинкового) при соединении труб путем сваривания.
Для характеристики труб используется несколько важных параметров:
- условный проход (DN) — условная величина, которая представляет значение фактического внутреннего диаметра трубы, округленного до ближайшего большего из стандартного ряда. Условный проход используют для подбора присоединяемых частей, например, соединений трубопроводов, фасонных частей (фитингов) и арматуры. Измеряется в мм или в дюймах;
- внутренний диаметр — фактическая величина параметра, получаемая непосредственным измерением, в мм;
- наружный диаметр — фактический диаметр трубы с учетом толщины стенки, в мм.
Более подробная информация о фитингах и другом оборудовании водопроводных и канализационных сетей приведена в главе 5.
Значения номинального диаметра водопроводных труб (мм) по ГОСТ 28338-89 «Соединения и фасонные части трубопроводов. Номинальный диаметр. Σειρές» δίνονται παρακάτω: 10–15–20–25–32–40–50–65–80–100–125–150–200–250–300–350–400–450–500–600–700–800–900–1000–1200–1400–1600.
Стандарты и размеры труб из стали
Существуют специальные стандарты и ГОСТ для стального проката труб. Эти параметры описывают процесс изготовления изделия, его основные размеры, сечение и толщину стенки. На основании этой информации определяется диапазон использования конкретной детали.
Параметры для сварных изделий с прямым швом
Производство шовно-сварных труб регламентируется ГОСТом 10704-91. Согласно ему, наружный диаметр изделия составляет 10-1420 мм, а толщина стенки — от 1 до 32 мм.
Фитинги диаметром 426 мм и менее имеют стандартную и избыточную длину. Трубы с более прочными, усиленными швами производятся в особых случаях, но для них существует отдельный стандарт — ГОСТ 10706.
Сварные стальные трубы с прямым швом — это универсальный материал с самым широким спектром применения. Благодаря хорошему качеству и низкой цене они подходят для использования как на крупных объектах, так и в частном секторе.
Трубы этого типа в основном используются для монтажа технических коммуникационных систем с умеренным давлением и для создания практичных, удобных и легких металлических конструкций различного назначения.
Регламент для электросварных спиральношовных труб
Сварные трубы со спиральными швами производятся в соответствии с ГОСТ 8696-74. Наружный диаметр этих изделий составляет 159-2520 мм, толщина стенки — от 3,5 до 25 мм, длина — 10-12 метров.
Сварные трубы со спиральными швами стоят дороже прямошовных аналогов. Однако затраты оправданы, особенно когда в системе требуется безупречный, идеальный шов.
Трубы, изготовленные таким способом, более долговечны и могут выдерживать более высокое давление. Стандарт позволяет использовать их как в бытовом, так и в промышленном секторе для создания надежных, герметичных и функционально безопасных коммуникационных систем.
Требования к бесшовным изделиям горячего деформирования
Стандарты на термообработанные бесшовные трубы описаны в ГОСТ 8732-78. Толщина их стенок составляет 2,5-75 мм, диаметр — от 20 до 550 мм. Длина, как мерная, так и немерная, составляет от 4 до 12,5 м.
Бесшовные трубы, полученные методом горячей штамповки, практически никогда не используются в частном секторе. Чаще всего они используются для промышленных установок с высокими требованиями к надежности и герметичности.
Трубы такого типа используются для транспортировки высокотоксичных веществ для процессов химического производства. Отсутствие шва гарантирует, что опасные вещества не попадут в землю или атмосферу.
Благодаря способности выдерживать постоянно высокое давление бесшовные трубы особенно подходят для нефтегазовой промышленности.
Стандарты для холоднодеформированных бесшовных труб
Холоднокатаные стальные трубы производятся в соответствии с ГОСТ 8734-75. Их наружный диаметр составляет от 5 до 250 мм, а толщина стенки — от 0,3 до 24 мм. Продукция выпускается короткой длиной от 1,5 до 11,5 м и длинной длиной от 4,5 до 9 м.
Классификация марок сталей и стальные трубы для ППУ изоляции
Стальные трубы 10 и 20 в основном используются для монтажа труб в тепловых сетях и последующего нанесения изоляции из пенополиуретана (ППУ). Основными характеристиками стали 20 являются: — заменителями этой марки стали являются стали 15 и 25, — согласно классификатору, сталь 20 относится к высококачественной конструкционной углеродистой стали, — химический состав стали 20 — индекс С составляет 0,17-0,24, Si — 0,17-0,37, Mn 0,35-0,65, Ni — до 0,25, S и P до 0,04, Cr — до 0,25, Cu — до 0,25 и As — до 0,08. Для повышения коррозионной стойкости этих труб можно использовать внешнюю и внутреннюю изоляцию. Наиболее важными являются ВУС-изоляция, ЦПС-изоляция и изоляция силикатной эмалью. Изоляция может применяться для всех типов стальных труб (сварных, бесшовных, магистральных) как для коммунального хозяйства, так и для всех основных отраслей промышленности, включая нефтегазовый сектор. Стандартные марки углеродистой стали обозначаются буквами St и цифровым обозначением (StO, St1, StZ, St10 и т.д.). Углеродистые стали стандартных марок обозначаются двузначными числами, указывающими на среднее содержание различных металлов в стали в процентах: 05, 08, 10, 25, 40 и т.д.; углеродистые стали стандартных марок обозначаются буквами St и цифровым обозначением (StO, St1, StZ, St10 и т.д.). Буква G в марке стали указывает на более высокое содержание Mn — например, 14G; 18G и т.д. Автомобильные стали обозначаются буквой A (A 12, AZO и т.д.). Углеродистые инструментальные стали обозначаются буквой U (U8 ; U10 ; U12 и т.д.). В этой маркировке содержание стали указывается в десятых долях процента. Первые цифры марки указывают среднее содержание углерода в стали (в процентах для конструкционных сталей и в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Легирующий элемент обозначается буквой. Число после буквы — это среднее содержание легирующих элементов в целых единицах. Если содержание легирующих элементов составляет менее 1,5%, соответствующая буква не указывается. Буква А в конце марки означает, что это высококачественная сталь. Буква SH означает, что сталь очень высокого качества. Углеродистая сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380-88 в зависимости от назначения подразделяется на три основные группы: 1) А — поставляется по механическим свойствам; 2) В — поставляется по химическому составу; 3) С — поставляется по механическим свойствам и химическому составу.
Полезные мелочи
В зависимости от нормативных значений сталь каждой группы вновь делится на категории по группам: 2) Группа Б-1,2 и 3) Группа В-1,2,3,4,5,6. Отечественная промышленность выпускает сталь трех групп следующих категорий: 1) группа А — СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб; 2) группа Б — БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, Встб; и 3) группа В — ВСт1, ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСт5. Обозначение марок легированной стали состоит из букв, указывающих на химические вещества, содержащиеся в легированных металлах. Цифры характеризуют средний вес в составе сплава. В России для обозначения химического состава стали используются следующие обозначения: А — азот, М — молибден, У — алюминий, Н — никель, Р — бор, Б — ниобий, Ф — ванадий, С — селен, В — вольфрам, Т — титан, К — кобальт, У — углерод, С — кремний, Р — фосфор, Г — марганец, Х — хром, Д — медь, Ц — цирконий. Важным показателем качества стали является окисление. По степени окисления сталь классифицируется и производится как (1) кипящая (KP), (2) полузакаленная (SQ) и (3) спокойная (QQ). Перечень основных стандартов для производства стали включает: — углеродистая сталь по ГОСТ 380-88, — углеродистая конструкционная сталь по ГОСТ 1050-88, — низкоуглеродистая сталь по ГОСТ 9045-80, — конструкционная сталь по ГОСТ 1414-75, — инструментальная сталь по ГОСТ 1435-90, — низколегированная конструкционная сталь по ГОСТ 19281-89, — легированная конструкционная сталь по ГОСТ 4543-71, — качественная сталь по ГОСТ 1051-73, — подшипниковая сталь по ГОСТ 801-78, — низколегированная арматурная сталь по ГО СТ 5781-82, — легированная инструментальная сталь по ГОСТ 5950-73, — высоколегированная коррозионно-стойкая, жаропрочная и жаростойкая сталь и сплавы по ГОСТ 5632-72, — легированная конструкционная сталь специального назначения по ГОСТ 11268-76.
- Срок службы стальных труб сильно зависит от условий их эксплуатации. Минимален он для черной трубы на холодной воде при отсутствии антикоррозионного покрытия. Уже через десять лет трубы существенно снижают проходимость за счет зарастания, а трубные резьбы (во впадинах резьбы толщина стенок минимальна) начинают течь.
При обсуждении стальных труб логично затронуть некоторые смежные вопросы, которые, безусловно, интересуют многих читателей.
С другой стороны, срок службы водопроводных труб из коррозионно-стойкой стали практически не ограничен, а в газопроводах, где нет влаги и агрессивных сред, черная сталь может служить веками.
- Основные производители стальных труб в России: Волжский трубный; Таганрогский металлургический; Синарский трубный; Северский трубный; Первоуральский новотрубный; Челябинский трубопрокатный и Выксунский металлургический заводы.
- Резка труб стальных в бытовых условиях чаще всего осуществляется обычной турбинкой с режущим кругом по металлу. Ножовку тоже никто не отменял. Однако ручные и электрические труборезы удобнее тем, что отрезают трубу строго перпендикулярно ее оси. Кроме того, торец трубы после трубореза уже немного завальцован, что очень удобно при ручной нарезке резьбы.
- Если вам предстоит варить трубопровод из толстостенной трубы — фаскосниматель для стальных труб тоже будет очень полезным инструментом. Он может быть и электрическим, и ручным.
Газопровод находится в благоприятных условиях и может работать очень долго
Почему это необходимо? Толстостенная труба, сваренная без фаски, не прочнее тонкостенной. Шов, сваренный не по всей толщине, неизбежно оказывается слабым местом.
- Маркировка стальных труб содержит товарный знак или название производителя, размер трубы и марку стали. Она может быть нанесена клеймлением или несмываемой краской. Не ищите, впрочем, эту информацию на водопроводных трубах малых диаметров: согласно ГОСТ 10692-80 маркируется лишь труба диаметром от 159 миллиметров с толщиной стенки от 3,5 мм.
- Крепеж заводского изготовления для стальных водопроводных труб представляет собой оцинкованный хомут с резиновой прокладкой. Применение пластиковых крепежей тоже возможно; однако если труба зафиксирована хоть немного внатяжку — проживут такие крепежи недолго.
- Коэффициент шероховатости стальной трубы очень сильно меняется за время ее эксплуатации. При гидравлических расчетах для новой и чистой стальной трубы он берется равным 6, а для сильно заросшей ржавчиной — 200.
Простейший ручной фаскосниматель имеет следующую форму
Резьбовые соединения стальных труб лучше всего заделывать сантехническим бандажом, свинцовой сурьмой и натуральной олифой; однако подходит и нитрокрашеный бандаж.
Монтаж и крепление
Сборка послесоединения с клапаном гидранта в этом случае происходит следующим образом:
Существует два метода сборки металлических конструкций: Сварка и соединение с помощью фитингов. Каждый из них имеет свои особенности. При самостоятельном монтаже системы отопления также важно правильно подключить радиаторы. Этот процесс следует выполнять поэтапно, с учетом технологии. Не забудьте правильно закрепить металлические трубы к стене.
Для изгибов и поворотов желательно использовать подходящие фитинги. Не рекомендуется сгибать металлические конструкции при помощи сварки. В результате могут ухудшиться эксплуатационные характеристики трубы.
