Стальная труба играет важную роль в жизни человека, поскольку используется ежедневно в быту, строительстве и промышленности. Перечислять области применения стали можно до бесконечности, ведь она присутствует повсюду — в инженерных сетях, деталях интерьера, уличных поручнях.
Прочность и надежность, продолжительный срок службы, доступная цена — все эти факторы способствовали широкому распространению материала. Существуют различные типы трубопровода из стали, что отличаются в зависимости от формы и размера сечения, толщины стенки, наличия или отсутствия изоляции.
Производятся на специальных металлургических комбинатах. Основные характеристики трубных изделий из стали включают:
Срок службы изделий из стали можно значительно увеличить при использовании защитного антикоррозийного покрытия.
Столь положительные характеристики стальных трубных изделий позволяет использовать их для газопроводов и нефтепроводов, а также водопроводных систем функционирующих в условиях высокого давления переносимой жидкости. Однако данный трубопровод помимо достоинств имеет некоторые недостатки:
Предотвратить разрушение магистралей от промерзания можно благодаря использованию качественной изоляции.
Существуют различные классификации трубопровода из стали. В частности в зависимости от того, какая толщина стенки, выделяют такие виды изделий:
По форме сечения различают такие основные виды трубопроводов:
Различают несколько классов стального трубопровода:
В зависимости от способа изготовления стальная труба бывает:
По наличию антикоррозийного покрытия различают изделия:
Высокий коэффициент теплопроводности и возможность эксплуатации в условиях рабочей среды высокого давления позволили широко применять данный трубопровод для отопительных и водопроводных систем. Также изделия из стали успешно применяются для:
Продукция из стали имеет чрезвычайно широкое распространение: прокладывание газопроводов, нефтепроводов, водопроводов высокого давления, системы отопления и орошения.
Производство стальных труб, их основные характеристики и параметры регулируются государственным стандартом ГОСТ. Нормативы по стальному трубопроводу прописаны в следующих документах:
Оцинкованные стальные трубы лучше противостоят коррозии, имеют высокий коэффициент теплопроводности и небольшое линейное расширение, поэтому именно они рекомендованы для водопроводов высокого давления и отопления.
Основные отличительные свойства, которыми обладают оцинкованные магистрали, включают:
По форме сечения оцинкованная труба бывает:
Стальной трубопровод в пенополиуретановой (ППУ) изоляции используется для газопроводов и транспортировки жидкости в условиях высокого давления рабочей среды. Изделия в ППУ изоляции производятся в соответствии с ГОСТ 30732 — 2001 в виде конструкции труба в трубе. Для тепловой изоляции могут быть использованы трубные изделия с диаметром от 25 до 1200 мм, а в качестве теплоизоляционного слоя — заливной ППУ.
Использование ППУ изоляции позволяет снизить стоимость прокладки трубопровода, ведь земляные работы можно проводить без каналов и колодцев. Благодаря использованию ППУ, стенки изделий надежно защищены от промерзания и потери тепла.
Также можно выделить такие преимущества ППУ изоляции:
За последние годы на рынке появилось много принципиально новых материалов с улучшенными характеристиками и увеличенным сроком эксплуатации. Но не от всех «старых» изделий можно легко отказаться, несмотря на их недостатки. К этой группе относится и водопроводная стальная труба, знакомая потребителям со времен появления напорных трубопроводов и водяных насосов. По сей день стальная продукция занимает существенную нишу на рынке стройматериалов и пользуется спросом благодаря своим особенностям, отличающим ее от других видов водопроводных труб.
Водопроводные стальные трубы используют:
Проще говоря, водопроводные металлические трубы из стали укладывают в тех случаях, когда требуется высокая сопротивляемость изгибающим и динамическим нагрузкам.
Для обеспечения хорошей герметизации безрезьбовые трубные стыки соединяют сваркой, а резьбовые – с помощью специальных муфт. Изделия без защитного покрытия перед укладкой изолируют антикоррозийными составами.
Также при прокладке наружных водоводов больших диаметров используют стальные водопроводные трубы по ГОСТ 10704-91, относящиеся к группе электросварных.
Следует отметить, что изделия малого диаметра применяют не только для водоводов и газопроводов. Их используют при изготовлении металлоконструкций, таких как заборы, ворота, перила, облегченные каркасы теплиц и складов. Такие трубы используют в машино-, авиа- и автомобилестроении, сельском хозяйстве, химической и мебельной промышленности. Сфера их применения обширна.
Основным отличием данной разновидности труб являются их размеры. Прежде всего – это диаметр и толщина стенки. Показатель условного прохода находится в пределах 6…150мм, а в зависимости от толщины стенки, трубы подразделяются на три группы:
Длиной трубы выпускают 4…12 метров, причем они могут быть мерными, либо немерными.
Нормативами устанавливаются отклонения изделий по кривизне, массе, а также по длине и диаметру.
Согласно стандартам, производителями выпускается водопроводная оцинкованная труба и неоцинкованная труба, без резьбы и с цилиндрической резьбой, выполненной способом нарезки или накатки. Длина резьбы зависит от условного прохода и определяется нормативами как длинная или короткая. Для 15 и 20-тимиллиметровых труб число ниток составляет 14 штук, а для остального сортамента – 11 штук. При этом, для размеров 6, 8 и 10мм резьба не предусматривается вовсе.
Благодаря своим положительным характеристикам трубы из стали лишены недостатков, присущих альтернативной продукции, используемой для монтажа водопроводных сетей и разводок. Хотя, как и любой другой материал, сталь имеет и отрицательные стороны в эксплуатации.
Металлическая водопроводная труба из стали отличается высоким показателем механической прочности. Ее можно прокладывать для транспортировки жидкости, подаваемой под давлением, под напольным покрытием в местах с интенсивной проходимостью людей. В этих случаях водоводы из стальных труб являются наилучшим выбором среди аналогов.
При работе насосного оборудования трубопроводы подвергаются вибрационным нагрузкам. К тому же, они принимают на себя перепады давления в тот момент, когда включается подкачка воды.
Преимуществом водопроводной стальной трубы считается и ее цена. Она не является самой дешевой, но относится к разряду доступных. Интересен и тот факт, что в домашней мастерской мало ли у кого найдется несколько метров пластиковой трубы, а вот полудюймовая стальная наверняка обнаружится где-то в запасниках.
Следующим важным моментом является малый коэффициент расширения стали при тепловой нагрузке. При открытой прокладке на это практически не обращают внимание, но в случае укладки водовода в стяжке данный факт имеет существенное значение.
Изделия с высоким показателем теплового расширения способны вызвать появление трещин в бетоне.
Еще одним преимуществом стальных труб считается наличие любых фитингов даже в самом небольшом магазине или торговой точке. А вот сложные соединительные части, к примеру для полипропиленовых труб, порой приходится долго искать.
Существенной уязвимостью водопроводных труб из стали принято считать их подверженность коррозионным процессам. Ржавчина способна постепенно привести к появлению свищей, а в худшем случае – к полному разрушению материала. Особенно часто трубопроводы холодного водоснабжения страдают от появления на их наружной поверхности конденсата. При его взаимодействии с кислородом труба начинает ржаветь, поэтому она нуждается в периодическом окрашивании.
Еще одна неприятность, подстерегающая владельца стального водовода. Это уменьшение пропускной способности трубы. Дело в том, что со временем она начинает «зарастать» за счет появления ржавчины и увеличения толщины ее слоя. На нем также оседают взвешенные частицы, что в конечном итоге приводит трубопровод в негодность. В этом случае он подлежит полной замене.
Немаловажную роль имеет вес стальных труб. Он намного больше показателя, относящегося к пластиковым аналогам.
Очередной недостаток, о котором следует упомянуть, относится к трудоемкости монтажных работ. Технология укладки требует привлечения высококвалифицированного сварщика со своим оборудованием. Даже резьбовые соединения с муфтами зачастую усиливают сваркой.
К счастью, методы защиты трубопроводов от коррозии существуют. После монтажа разводки из стальных труб их проверяют на отсутствие протечек. Затем неоцинкованные трубы грунтуют и окрашивают.
В случае использования для устройства водопроводной сети оцинкованных труб ржавчины опасаться не следует. Надежный цинковый слой на стальной трубе, напыленный на внутреннюю и наружную поверхность, надежно защитит от наростов и коррозийных процессов.
Оцинкованные трубы дороже обычных стальных, но для водопровода они станут наилучшим выбором. Оцинковка способна продлить срок эксплуатации трубопровода на долгие годы.
ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве. Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб. Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными. Этого уже достаточно для того, чтобы дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.
Как ни странно, но сварные трубы – это довольно «молодой» вид металлических изделий. Первые образцы сварных (точнее даже – кованых) труб появились менее 200 лет назад – в 1824. И только в начале ХХ века для изготовления труб начали применять т.н. «печную» сварку, при которой скрепление раскаленных краев трубы происходит за счет их обжатия валками.
И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.
Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков, которые сворачивают металл «в трубочку» - так что остается только соединить его края электросваркой.
Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:
Для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.
Переход на выпуск труб другого диаметра будет требовать переоснащения новыми деталями (прежде всего – 
валками) всей производственной линии.
При остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.
Если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать дополнительные проблемы при ликвидации аварии.
Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:
- при изготовлении спиралешовной трубы нет необходимости пользоваться заготовками-штрипсами четко определенных размеров; трубу можно сварить из металлической ленты любой ширины
Изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.
При сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.
При спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции
Если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.
Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство . Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.
Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.
Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и (прежде всего квадратные и прямоугольные).
Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть. В чем же они состоят?
Во-первых – выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов. Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.
Во-вторых
– сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из 
сварных труб, то обязательно придется пользоваться фитингами.
В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.
Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:
Оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)
Покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией
Покрытие внешних поверхностей тепло и гидро-изоляцией
Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.
Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.
Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:
|
ГОСТ, наименование |
||
|
ГОСТ 10705-80 |
ГОСТ 10706-76 |
ГОСТ 20295-80 |
|
Трубы стальные электросварные |
Трубы стальные электросварные прямошовные |
Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов |
|
Марки стали |
||
|
Углеродистые Ст1-3сп/пс Качественные 08, 10, 20 |
Углеродистые Ст3сп/пс |
Качественные 10, 20 Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С Выбор марки стали обусловлен классом прочности К34-К60 |
|
Размеры (наружный диаметр) |
||
|
от 10 мм. до 530 мм. |
от 478 мм. до 1420 мм. |
от 159 мм. до 820 мм. |
|
Области применения электросварных труб |
||
|
Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа |
Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс |
Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления |
Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620 мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром - до 20 мм.
Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:
1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;
2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;
3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.
Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:
6 м до 76 диаметра
11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.
Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.
Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.
Стальные трубы имеют высокую прочность, чем обусловлено их широкое применение в канализационных работах, при прокладки тепловых сетей, при строительстве промышленных или гражданских объектов, судостроении, машиностроении.
В зависимости от вида, стальные трубы отличаются между собой характеристиками материала и способом их изготовления.
Одним из достоинств стальной трубы является их относительная лёгкость, соединённая с надёжностью.
Учитывая способ, с помощью которого изготовляют стальные трубы, они подразделяются на:
Профильные - при их изготовлении материалом в основном служит углеродистая или конструкционная сталь, трубы изготавливают методом электросварки. Они могут иметь самое разное сечение. Эти трубы удобно применять при постройке конструкций промышленных или хозяйственных объектов, за счёт чего они получили очень широкое распространение. Например, хорошо зарекомендовала себя компания "Металлобаза", у которой можно купить профиль на сайте ros-met.com . Все изделия данного вида должны отвечать указанным в нормативной документации условиям (регулируется ГОСТом 8638-57, 8644-68, 8639-82, 8642-68 и 8646-68).
Оцинкованные - трубы, которые с обеих сторон пропитаны цинком в качестве защитного материала.
Бесшовные - производство включает в себя специальную температурную обработку горячедеформированных труб, за счёт чего изделие не имеет ни продольных, ни спиральных сварных швов.
Электросварные - при изготовлении используются низкогелированные и углеродистые стали, используется электросварка и формировка, в соответствии с установленными госстандартами качества(ГОСТ 10704-91, ГОСТ 20295-85, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 380-94, ГОСТ 1050-87, ГОСТ 9045-87, ГОСТ 10706-80, ГОСТ 8696-74, ГОСТ 3262-75).
Бесшовные трубы бывают:
1. Горячедеформированными (согласно ГОСТу 8732-75 и ГОСТу 8731-74) - стальные трубы, которые деформируют при температуре, которая выше температуры рекристаллизации.
2. Холоднодеформированными (ГОСТ 8734-75 и ГОСТ 8733-74) - стальные трубы, полученные способом холодной деформации.
Стальные трубы могут иметь разную длину и диаметр сечения.
В зависимости от сечения, трубы выпускают различной мерной и немерной длины:
С диаметром сечения до 70мм выпускают трубы длиной от 5 до 9 м;
От 70 до 219 мм в диаметре длиной — 6-9 м;
Трубы с диаметром 219-426 мм чаще всего выпускают длиной 10-12 метров.
Такие трубы могут быть обработаны или нет на концах, в зависимости от этого складывается их конечная цена.
По виду поперечного сечения стальные трубы подразделяют на:
С круглым сечением (ГОСТ 10704-91);
Профильные трубы.
Профильные трубы могут иметь квадратное (согласно ГОСТу 8639-82), овальное (согласно ГОСТу 8642-68) или прямоугольное (в соответствии с ГОСТом 8645-68) или другой формы сечение.
Основные достоинства стальных труб
Стальные трубы имеют свои преимущества в сравнении с аналогами из другого материала, а именно:
Их масса относительно небольшая;
Они характеризуются большой прочностью, что обуславливает прекрасные эксплуатационные характеристики;
Они имеют достаточно хорошую гибкость, что бывает очень удобно, когда трубе необходимо, например, задать нужный угол;
Монтаж таких труб очень прост;
Стальные трубы имеют высокий показатель герметичности.
Стальные трубы являются одним из самых популярных изделий из металла. Они нашли своё применение в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и в быту.
Электросварные стальные трубы чаще всего используют при прокладке магистральных тепловых сетей, разных металлоконструкций и трубопроводов.
Водогазопроводные трубы отличаются высокой степенью устойчивости к температурному режиму, давлению, неблагоприятным условиям окружающей среды. Их используют для прокладки водо- и газопроводов. Такие трубы имеют очень большой срок эксплуатации.
Применение стальных труб в зависимости от класса
Класс труб определяет области их применения:
1. Первый класс труб используют при сооружении локальных трубопроводов и кабельных систем. К ним не выдвигают никаких специальных требований.
