Сортамент сталевих труб. Способи виробництва. особливості застосування
Сталеві труби входять в категорію найпопулярнішою продукції даного сегмента ринку будматеріалів. У побуті найчастіше їх використовують для створення систем опалення і водопостачання, а також газопроводів. Сортамент і види сталевих труб визначаються, перш за все, особливостями технології виготовлення подібних виробів. А їх виробництво регламентується окремими розділами відповідного ГОСТу, в яких вказуються всі технічні характеристики труб.
Сталеві труби — це матеріал, який застосовується в самих різних системах, спорудах і конструкціях
Способи виробництва труб зі сталі
На озброєнні у сучасних металургійних комбінатів є всього лише 4 класичних технології:
- холодний прокат — виробництво безшовних труб з попередньо охолодженої заготовки;
- гарячий прокат. Таким методом виробляються безшовні труби з розігрітої заготовки;
- зварений спіральний прокат. Кінцевий продукт, вироблений за такою технологією, характеризується наявністю спірального шва. В якості сировини в даному випадку використовуються листові заготовки;
- зварений поздовжній прокат. Вихідний матеріал — ті ж листові заготовки. Відмінні риси — наявність поздовжнього прямого шва.
Використання вищезазначених технологій дозволяє виробляти сталеві труби будь-якого виду, починаючи від використовуваних у водопостачанні «сантехнічних» круглих, включаючи овальні і товстостінні, і закінчуючи «конструкційними» — квадратними і прямокутними. Крім цього, особливості технологічного процесу накладають обмеження на типорозміри трубного прокату. Торкнемося сортаменту сталевих труб трохи докладніше.
Електрозварні прямошовні вироби
У сортаменті сталевих труб даного типу присутні вироби з зовнішнім діаметром міліметрів і товщиною стінки міліметрів, що відповідає вимогам ГОСТ 10704-91.
Прямошовні труби — це популярний вид матеріалу, який використовується в водо- і газопроводах
Корисна інформація! У цьому нормативному документі містяться також вимоги до механічних властивостей прямошовних труб. Крім цього, стандарт встановлює рівномірність товщини стінок і ступінь їх овальності. Але при цьому необхідність проведення хімічного контролю не обумовлена.
Гранично допустимі відхилення розмірів труб сталевих прямошовних представлені в нижче розміщеної таблиці.
Таблиця 1
| Зовнішній діаметр, мм
|
Граничні відхилення зовнішнього діаметра в залежності від точності виробництва | |
| підвищеної | звичайною | |
| понад 1 020 | ± 6 мм | ± 0,6% |
| 426,0-1020,0 | ± 0,65% | ± 0,7% |
| 193,70 — 426,0 | ± 0,65% | ± 0,75% |
| 51,0 — 193,7 | ± 0,7% | ± 0,8% |
| 30,0 — 51,0 | ± 0,35 мм | ± 0,4 мм |
| 10,0 — 30,0 | ± 0,25 мм | ± 0,30 мм |
| 10 | 3/4 | ± 0,2 мм |
Допустимі перевищення розмірів мірних труб ви знайдете в таблиці №2.
Таблиця 2
| Довжина труб, метри | Граничні відхилення довжини мірних труб, міліметри, класів | |
| I | II | |
| до 6,0 | +10,0 | +50,0 |
| понад 6,0 | +15,0 | +70,0 |
Крім того, в сортаменті на сталеві труби прямошовні, який визначається ГОСТ 10704-91, вказані вимоги до рівномірності товщини їх стінок і ступінь овальності.
Труби зварні спіральношовні
Виробництво і сортамент даних виробів регламентує ГОСТ 8696-74.
Одним з варіантів зварних труб є спіральношовні вироби, що відрізняються від прямошовних більш високою міцністю
На відміну від прямошовних, як неважко здогадатися, заготівля в цьому випадку згортається в трубу по спіралі, після чого зварюється. Така технологія надає кінцевому продукту здатність витримувати більш високий тиск. Крім того, їй притаманні такі переваги:
- можливість застосування швидкісної технологічної зварювання забезпечує високу швидкість формування (близько 12 м / хв.);
- поліпшення точності формування (геометрії труб) за рахунок усунення перешкод, які продукуються електродугової зварюванням під флюсом. Вона виконується окремо;
- можливість повної автоматизації процесу. Це усуває «людський фактор» і забезпечує високу якість кінцевого продукту.
Такий метод виробництва дозволяє застосовувати дані вироби в якості сталевих труб високого тиску для теплотрас, магістральних нафтогазопроводів і систем водопостачання.
У вищезгаданому ГОСТі 8696-74 міститься 21 типорозмір спіральношовних труб. У визначеному ним сортаменті продукції даного типу зазначено, що мінімальний діаметр дорівнює 159, а максимальний — 2520 міліметрів. Рекомендована довжина — близько 10 і 12 метрів. Допустиме відхилення габаритних розмірів не перевищує 0,3 відсотка.
Гарячо і холоднодеформируемой безшовні сталеві труби
Гарячий і холодний прокат — це дві принципово різні технології. Кожна з них має свої переваги і недоліки.
Для виробництва гарячекатаної труби необхідна висока температура для нагріву заготовки
Холодний прокат передбачає обробку пластичного матеріалу тільки тиском. Гарячекатані труби виготовляються шляхом прокатки на безперервному стані нагрітої до заданої температури заготовки.
Холоднодеформируемой труби. Сортамент продукції даного типу визначається ГОСТ 8734-75. Повний список можливих розмірів тут досить великий. Діаметр може бути 5 … 250 міліметрів, а товщина стінок від 0,3 до 24 міліметрів. Випускаються труби мірної і немірної довжини. В останньому випадку значення цього параметра коливається в діапазоні 11,5 метрів.
Корисна інформація! Перевагою і відмінною рисою холоднодеформируемой труби є істотно збільшений (порівняно з трубою звичайної запас міцності — майже на чверть. Відповідно, на таку ж величину може бути підвищений тиск робочого середовища.
Безшовні труби гарячої деформації. Виробництво і сортамент таких виробів регламентується ГОСТ 8732-78. Таблиця розмірів теж дуже велика. У неї входять труби з діаметром 20 … 550 міліметрів і з товщиною стінок від 2,5 до 75 (!) Міліметрів. Такі типорозміри обумовлюють чималу вагу горячедеформірованних виробів. Досить сказати, що маса одного погонного метра труби 550? 75 складає без малого тонну, точніше 878 кг. Вони здатні витримати високий тиск. Навіть 16 МПа їм не страшні!
На сучасному ринку можна знайти обидва види виробів з предізоляціей. Переваг у труби ізольованою предостатньо. Це і стійкість до впливу хімічно агресивних з’єднань, і мінімізація тепловтрат при транспортуванні робочого середовища, та ін. Але, мабуть, найважливішим є те, що термін служби труби сталевий ізольованою становить близько 30 років.
Труба сталева чорна
Так називається сталева труба без будь-якого покриття.
Газову або водопровідну магістраль можна монтувати зі сталевої труби 2-го класу
У 70-90 роках минулого століття вони широко застосовувалося для створення трубопроводів водопостачання, опалювальних систем, а також в якості газової сталевої труби. Зазвичай використовувалася ВГП труба, вироблена відповідно до вимог ГОСТ 3262-75. Деталі такого типу легко зварюються будь-яким видом зварювання — це їхня незаперечна перевага. Також не варто забувати про те, що виготовляються з чорних сталевих труб відводи, вентилі, трійники, переходи та ін.
Виробництво і сортамент цієї продукції регламентується вимогами ГОСТ 3262-75. Стандартною довжиною сталевих труб без покриття вважається показник 5,5-11,7 метрів. Їх підрозділ на групи здійснюється за такими параметрами, як марка стали, зовнішній і внутрішній діаметр, товщина стінки і інші фізико-технічні характеристики. Спеціальне маркування труби сталевий наносять незмивною фарбою тільки при товщині стінки більше 3,5 мм і діаметрі від 159 мм
Залежно від сфери застосування таку продукцію трубного прокату прийнято поділяти на такі класи.
- 1-й клас. Використовуються для транспортування газоподібних або рідких сполук, при спорудженні будівельних опор і лісів, а також огороджувальних конструкцій;
- 2-й клас. Вироби цього класу застосовуються в будівництві магістральних трубопроводів, призначених для перекачування газу, нафти і нафтопродуктів під високим тиском. Крім того, їх можна використовувати в якості сталевих труб для водопостачання;
- 3-й клас. Знайшли широке застосування в самих складних умовах експлуатації. Це і висока температура, і такий же тиск. Найбільш затребувані в хімічній і харчовій промисловості;
- 4-й клас. Добре підходять для розвідки нафтових і газових родовищ, а також їх буріння і експлуатації.
- 5-й клас. Застосовуються при виробництві меблів, сходів, металоконструкцій для опор, бурових вишок, транспортного обладнання і т.д.
- 6-й клас. Відіграють важливу роль при виготовленні комплектуючих в машинобудівній сфері.
Труби діляться на два типи в залежності від товщини стінок, цей параметр впливає на міцність труб і їх інші характеристики
Залежно від товщини стінок чорні труби бувають двох видів:
- до 3 мм — тонкостінні;
- більше 3 мм — товстостінні.
При виборі труб для систем опалення та водопостачання не слід забувати про проблеми, які вас чекають при використанні продукції чорного металопрокату. По-перше, це погана переносимість контакту з водою. Іржа, окалина, шлак, а також вапняні відкладення і пісок поступово зменшують просвіт труб.
Зверніть увагу! Ця проблема більшою мірою властива водопроводам холодного водоснабженія.Однако якщо ви розкриєте елеваторний вузол, ступінь заростання труб опалення вас теж вразить.
По-друге, теоретично опалювальна система повинна бути безперервно заповнена водою. На практиці ж у літню пору року опалення відключається. Доступ кисню до внутрішніх поверхонь труб в поєднанні з вологістю викликає прискорену корозію.
Проте, трубні вироби чорного металопрокату в даний час найбільш поширені. Їх вартість визначається технологією виробництва і маркою застосовуваної стали. В аварійних випадках такі труби можуть витримувати неймовірно високий тиск. А підвищений рівень теплопровідності дозволяє створювати на їх основі променисті форми систем водяного опалення.
Звичайно ж, з естетичної точки зору, чорні труби не особливо привабливі. Однак у сталевий хромованою труби цей недолік відсутній. Крім того, хромованому виробу притаманні нові корисні властивості. Основні з них такі:
- несхильність до впливу корозії;
- окаліноустойчівость;
- блискуча поверхня.
Труби з полірованої, дзеркальної або навіть хромованою зовнішньою поверхнею відрізняються високими естетичними якостями, а за міцністю не поступаються звичайним трубах
Сукупність цих характеристик дозволяє застосовувати хромовану трубу не тільки при створенні системи водопостачання, а й, наприклад, в якості поліпшує інтер’єр ванної кімнати полотенцесушітелея, карниза для шторок, стійки для душа, держателя дзеркала та ін. І ще одна важлива деталь. Хромована продукція відрізняється високою стійкістю до атмосферного окислення. Тому труби з таким покриттям можуть встановлюватися і в інших екстремальних місцях житла: кухнях і туалетах.
овальні труби
Виробництво овальних сталевих труб регламентується вимогами ГОСТ 8642-68. Систематизація розмірів такої продукції здійснюється за наступними параметрами:
- ширина і висота. Під шириною розуміється довжина великої осі еліпса. А висота — значення цього параметра його малої осі. Причому, початкова і кінцева точки цих відрізків лежать не на внутрішній, а на зовнішній поверхні труби. При виборі виробу необхідно знати обидві ці габаритні величини. Унаслідок криволінійної форми сортамент формується на основі саме цих розмірних параметрів. Висота знаходиться в межах, а ширина мм;
- радіуси кривизни. Ці характеристики визначають рівень вигину кожного боку овальної труби. Значення меншого радіуса знаходяться в межах мм. Більший же може знаходитися в діапазоні мм.
Сталева труба з овальним профілем застосовується як в машинобудуванні, так і при декоративному оформленні житлових приміщень, будівель і під’їздів (мова, перш за все, йде про різноманітних огорожах і перилах).
Овальні та інші профільні труби частіше використовують в декоративних цілях і монтажу різних несучих конструкцій
Може виникнути питання такого плану: невже не можна обійтися в радіаторах охолодження і гідравлічних системах традиційної круглої трубою? Так ось, її гідність, що полягає в максимальному внутрішньому обсязі, не завжди є таким. Часто найбільш ефективно відведення тепла від змійовиків охолодження і радіаторів здійснюється через їх поверхню. І тут форма еліпса виручає: при однаковому внутрішньому обсязі поверхню овальної труби сталевий може бути в 2 рази більше, ніж у круглої.
Корисно знати! Труби з таким окресленням випускаються і з інших металів, що покращує експлуатаційні характеристики створюваних на їх основі трубопроводів.
Наприклад, мідна труба, має меншу, ніж у сталевої труби теплопровідністю. Це позитивно позначається на якості функціонування системи гарячого водопостачання. Труба алюмінієва характеризується, крім усього іншого, низьким опором руху води. Тому її часто встановлюють в водопровідних системах.
Відводи — що це і для чого потрібні
Це — ті ж сталеві труби, тільки гнуті, що застосовуються для з’єднання елементів трубопроводів з метою перенаправлення потоку робочого середовища під певним кутом. Для їх виробництва використовуються переважно вуглецеві і низьколеговані сталі, а в деяких випадках жаро- і корозійностійкі сорти стали. Кут вигину відводу може становити 45, 60 або 90 градусів. Діаметр виробів даного типу знаходиться в межах см. Температурний режим експлуатації сталевого відведення при умовному тиску 16 кПа становить -? С. Залежно від технології виробництва ці компоненти сталевих трубопроводів бувають наступних видів:
- Безшовні відводи;
- Відводи шовні:
- Різьбові відводи.
Безшовний виконується за технологією промислового лиття, чим і відрізняється від інших типів таких виробів. Крім того, конструкція цих відводів передбачає приварку арматури до кінців обох з’єднуються труб. Таке конструктивне рішення, по суті, є найслабшим місцем безшовних сталевих виробів, оскільки термін служби сталевих труб даного типу через те, що вони залишаються один на один в боротьбі з корозією, зменшується.
Сталеві труби не відрізняються гнучкістю, тому, щоб зробити вигин в магістралі, застосовують відводи
Найоптимальнішим варіантом є різьбові відводи. Завдяки внутрішній різьбі їх монтаж можна виконувати під прямим кутом. Таке з’єднання забезпечує трубопровід низьким ступенем пошкодження корозією, високим рівнем безпеки і здатністю перекачувати робоче середовище під підвищеним тиском.
Підприємства-виробники сталевих відводів останнім часом стали практикувати нанесення на них спеціального покриття. Така додатковий захист обумовлює збільшення терміну служби трубопроводів в цілому. Максимально безпечними є відводи з напиленням.
труба перфорована
Розглядаючи сферу застосування труби сталевий перфорованої, само собою зрозуміло, що ні про яке водопостачанні мова не може йти. Вироби даного типу використовуються:
- в автомобільних глушники. Для ефективного гасіння звуку в кожух, з улаштуванням вставляється перфорована трубка;
- з метою організації вентиляції приміщень;
- в якості елемента несучої конструкції.
Корисна інформація! Зверніть увагу на те, що наявність перфорації призводить не до істотного, а лише до деякого зниження несучої здатності. Адже контури отворів виступають в якості свого роду ребер жорсткості.
Перфоровані труби зі сталі застосовують найчастіше для відведення грунтових вод
Широке поширення перфоровані труби отримали при створенні дренажних систем. Отвори в перфорованої дренажній трубі повинні бути довгими і вузькими. Вологий грунт формує грудочки, які легко проникають в круглі отвори, а в щілиновидні немає. При цьому перфоровані дренажні труби повинні характеризуватися більшим обсягом. По суті, вони виступають в ролі водовідвідного каналу.
Найпопулярнішими є перфоровані вироби з діаметром 100-110 міліметрів. При протяжності дренажної магістралі до 25 метрів такого перетину буде вже недостатньо. Будуть потрібні перфоровані труби з великим значенням цього параметра — 150-160 міліметрів. Якщо ж довжина водовідведення перевищує 50 метрів, зупиняти свій вибір рекомендується на виробах з діаметром не менше 200 міліметрів. Благо, сучасна промисловість випускає таку продукцію з широким спектром типорозмірів. Так, максимальна довжина перфорованої труби становить 14 метрів, діаметр може знаходитися в діапазоні міліметрів, а товщина стінок коливається в межах 0,5 … 15 міліметрів.
Труба зі сталі толстостенная
Виробництво і сортамент труб сталевих товстостінних регламентується вимогами ГОСТ 8734-75. Залежно від застосовуваної технології дані вироби бувають двох видів:
- безшовні;
- зварні.
Якщо при виборі на чільне місце буде поставлено міцність, тобто здатність витримувати високий тиск, найкращим рішенням буде покупка безшовної товстостінної труби. Коли ж превалює ціновий фактор, з метою економії перевагу слід віддати звареним товстостінним виробам. Вагові характеристики труб великого діаметру з товстими стінками ГОСТ 10706-76 представлені в таблиці.
У системах з високим тиском необхідно застосовувати труби з великою товщиною стінок
Таблиця 3
| Зовнішній діаметр, мм | Вага 1 метра (кг) товстостінної труби при товщині стінки (мм) | |||||||||
| 20 | 18 | 16 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | |
| 1420 | 697,4 | 628,6 | 559,5 | 490,3 | 455,6 | 420,9 | 386,1 | 351,2 | _____ | ______ |
| 1220 | 597,8 | 538,9 | 479,8 | 420,5 | 390,8 | 361,1 | 331,3 | 301,4 | 271,5 | ______ |
| 1120 | 547,9 | 486,0 | 439,9 | 385,7 | 358,5 | 331,2 | 303,9 | 276,5 | 249,1 | 221,6 |
| 1020 | 498,2 | 449,2 | 400,1 | 350,8 | 326,1 | 301,3 | 276,5 | 251,6 | 226,6 | 201,7 |
| 920 | 448,4 | 404,4 | 360,3 | 315,9 | 293,7 | 271,4 | 249,1 | 226,7 | 204,2 | 181,7 |
| 820 | 398,5 | 359,6 | 320,4 | 281,1 | 261,3 | 241,5 | 221,7 | 201,8 | 181,8 | 161,8 |
| 720 | 348,7 | 314,7 | 280,6 | 246,2 | 228,9 | 211,6 | 194,3 | 176,9 | 159,4 | 141,9 |
| 630 | 303,9 | 274,4 | 244,7 | 214,8 | 199,8 | 184,7 | 169,6 | 154,4 | 139,2 | 123,9 |
| 530 | 254,1 | 229,6 | 204,9 | 179,9 | 167,4 | 154,8 | 142,2 | 129,5 | 116,8 | 104,0 |
З урахуванням геометричних розмірів товстостінних труб їх з’єднання виконується за особливою технологією. Стандартна газова сварка тут неефективна, оскільки їй не під силу прогріти всю стінку до температури плавлення матеріалу. В результаті вийде тільки ненадійний поверхневий шов, здатний зруйнуватися під високим тиском. Тому для монтажу товстостінних труб потрібен спеціальний інструмент.
Корисна інформація! Найкраще підходить електрозварювання. Однак працювати можна тільки з електродами, діаметр яких перевищує 4 мм і виключно на високій напрузі. Видавати такі показники протягом тривалого тимчасового інтервалу при роботі з товстостінними трубами здатний далеко не кожен апарат.
Перед початком зварювання дані вироби в обов’язковому порядку зачищають і готують. Часто на поверхню труби товстостінної сталевий наносять спеціальний склад.
Необхідно розуміти, що процес створення якісного з’єднання займе досить багато часу. Електрозварювання навіть звичайних виробів швидкої не назвеш. А тривалість роботи з товстостінними трубами збільшиться ще більше.
Сталеві труби з’єднуються тільки за допомогою зварювання, а це досить трудомісткий процес
Сортамент труби сталевий профільної
Профільовані труби — прямокутні та квадратні — використовуються в тих конструкціях, де при мінімальній масі потрібна максимальна жорсткість. Це, наприклад:
- каркаси навісів з труб і теплиць;
- стійки, а також перила поручнів;
- несучі стійки і балки металоконструкцій.
Підприємства-виробники при їх випуску повинні керуватися трьома нормативними документами:
- ГОСТ 13663-86. У ньому містяться технічні вимоги до процесу виробництва даних виробів. Цікаво: незважаючи на те, що при різній довжині труб сталевих профільних, що випускаються з корозійностійкої сталі і зі сталі нержавіючої, виготовляються за одними і тими ж стандартами — ГОСТ 8645-68 і 8639-82.
- Сортамент профільних виробів з квадратним перетином береться за ГОСТом 8639-82.
- Сортамент прямокутних труб вказано в Гості 8645-68.
Безшовний профільний сталевий прокат виробляється за такою технологією:
- спочатку виготовляється кругла труба-заготовка;
- потім вона пресується під квадрат або прямокутник;
- на заключному етапі здійснюється калібрування розігрітій труби до потрібних розмірів. Виконується ця операція на прокатному стані, точніше, на його вальцах.
Виробництво зварних профільних труб включає наступні технологічні операції:
- сталевий лист заготовки ріжеться на штріпси — мірні смуги — і згортається в стрічку;
- деформування плоскої стрічки в профільну заготівлю здійснюється на вальцях формувальної машини, куди та заправляється;
- заварювання стикувального шва виконується в заповненій інертною середовищем особливій камері.
Заготовками для сталевих труб служать штріпси — стрічки зі сталі, від ширини яких залежить діаметр майбутнього виробу
Характеристики міцності обох варіантів, практично ідентичні. Адже наявність зварного шва послаблює профіль лише до позначки 90-95% від початкової міцності. Крім того, при звареному виробництві термообробка не змінює структуру ферритного зерна.
Важливо! Забезпечується це тим, що температура, при якій виконується цей процес, не досягає критичного для конкретного сорту стали рівня.
Маркування сталевих труб будь-якого з вищевказаних типів здійснюється на основі вимог ГОСТ 10692-80. Для цього можуть використовуватися:
- гумовий штамп;
- електричний олівець;
- незмивна фарба;
- електрографом;
- спосіб клеймування.
На маркуванні повинні бути відображені: товарний знак виробника, розміри, найменування продукції і марка стали.
Уважне вивчення сортаменту сталевих труб дозволить вам ще на стадії проектування споруди оцінити доцільність застосування того чи іншого виробу для певних цілей.
