Труба нержавейка: когда красота и прочность могут быть вместе

Эту статью мы посвятим многообразию форм и размеров, которые могут иметь  трубы из нержавейки.

Затронем и их производство, и области применения, и стандарты, по которым они производятся.

Здесь явно акцент на прочности, а не на красоте

Как всегда, вначале немного общих слов о классификации нержавеющих труб.

Трубы — нержавейка различаются по:

• Методу производства;
• Толщине стенок;
• Диаметру;
• Форме. Трубы могут быть как круглыми, так и профильными;
• Обработке поверхности. Кроме необработанной, она бывает шлифованная и полированная.

В этом порядке мы и пройдемся по основным моментам.

Способ производства и нормативные документы

В зависимости от метода производства выделяют трубы:

• Электросварные;
• Бесшовные.

Если для первых существует собственный ГОСТ за номером 11068-81, то для бесшовных труб актуальны аж два разных стандарта: 9940-81 и 9941-81, соответственно для горячедеформированных и холоднодеформированных труб.

Однако мы забегаем вперед.

Электросварные нержавеющие трубы

Начнем с того, что само определение содержит неточность. Понятие электросварных труб было закреплено в стандарте, принятом в 1983 году, когда других методов промышленной сварки просто не существовало. Однако сейчас нержавейка — трубы и другие изделия — варятся как индукционными токами, так и плазмой, лазером и даже направленными пучками электронов (правда, в вакууме).

Суть метода в том, что плоская заготовка сворачивается в трубку и проваривается. Потом шов зачищается, проверяется на прочность, труба калибруется и нарезается — и перед нами готовое изделие.

Согласно нормативному документу, сварные трубы из нержавейки производятся диаметрами от 8 до 102 миллиметров при стенках толщиной от 0,8 до 4,0 мм.

Согласно ГОСТ, электросварные трубы ограничены 4-миллиметровыми стенками

Бесшовные трубы

Бесшовные трубы получаются отливкой или прессовкой, по завершению которой мы имеем заготовку трубы на оправке — стержне, на который она надета.

Изготовление труб из нержавейки методом горячей деформации сводится к тому, что несколько разных вальцов мнут, обжимают, растягивают и калибруют трубу, пока она раскалена. Получившийся продукт должен иметь диаметр от 57 до 325 миллиметров при толщине стенок 3,5 — 32 мм.

Это нестандартные трубы. Буквально нестандартные: стенки 40 мм при максимальных по ГОСТ 32. Способ изготовления, однако, угадать нетрудно

Если такому же насилию подвергнуть ту же трубу уже после того, как она остынет — то мы получим совсем иной продукт, описанный другим стандартом. Холоднодеформированные бесшовные трубы ГОСТ 9941-81 могут производиться диаметром от 5 до 273 мм при толщине стенок 0,2 — 22 мм.

Обратите внимание: для холоднодеформированной трубы обязательным этапом производства является прогрев с последующим остыванием уже сформированной трубы. Это необходимо для того, чтобы избавиться от внутренних напряжений, неизбежных при холодной деформации. Попытка сэкономить на этом этапе производства не просто нарушает ГОСТ — она резко уменьшает срок жизни трубы под серьезной нагрузкой.

Толщина стенок

Как вы уже, наверное, заметили, этот параметр неразрывно связан с технологией производства трубы.

• Толстостенная — это чаще всего горячедеформированная бесшовная нержавеющая труба.
  Область ее применения — места, где нужна экстремальная прочность в экстремальных условиях: магистрали высокого давления у газовиков, контуры охлаждения атомных реакторов, ответственные трубопроводы химзаводов.

Толстостенные трубы для такого применения, кстати, чаще всего изготавливаются из стали  12х18н10т, что снабжает их уникальным набором характеристик. Эти трубы работают при температурах до 600 С; при температуре до 350 С они способны соседствовать под высоким давлением с растворами кислот, щелочей и солей.

Заброшенный химзавод. Сделанные из толстостенной нержавейки магистрали прекрасно сохранились

• Тонкостенные трубы из нержавейки могут оказаться как сварными, так и бесшовными. Первый вариант дешевле, второй — прочнее.
  Бесшовные тонкостенные трубы применяются там, где недопустима утечка даже нескольких атомов вещества из трубопровода. Типичные пример — лаборатории, производящие химическое оружие.
• Особотонкостенные трубы из нержавеющей стали и вовсе выделены в отдельный стандарт. Согласно ГОСТ 10498-82 они могут иметь толщину стенок от 0,12 до 1,0 мм при диаметре 4 — 120 мм. Производятся бесшовными. Допустима и горячая, и холодная деформация.

Еще о тех местах, где применяется нержавейка — труба тонкостенная и особотонкостенная очень популярны в медицине и пищевой промышленности. На трубах из нержавеющей стали не размножаются бактерии благодаря их гладкой поверхности, эти трубы не отторгаются организмом, позволяя делать из них имплантаты. Наконец, благодаря абсолютной химической стабильности нержавеющая сталь не оказывает токсического действия на организм.

У труб для пищевой промышленности поверхности уделяется особое внимание

Форма

Само слово «труба» устойчиво ассоциируется с цилиндрическим предметом. Однако ничто не мешает прогнать трубу из нержавеющей стали через вальцы и сделать ее профильной трубой.

В сечении профильная труба бывает:

• Квадратная;
• Прямоугольная;
• Овальная;
• Плоскоовальная.

Технически ничто, кроме цены, не мешает использовать профильную нержавеющую трубу в качестве материала для несущих конструкций, строить из нее стадионы, спортивные и торговые комплексы, выставочные залы и ангары. На практике, однако, там применяется старая добрая  черная сталь. Загрунтовать и покрасить ее неизмеримо дешевле, чем изготовить те же конструкции из нержавейки.

Область применения профильных нержавеющих труб — разнообразные декоративные перила и ограждения, козырьки и навесы, дорогая офисная мебель и медицинское оборудование. Скажем, квадратная труба  50 50 часто становится перилами лестниц супермаркета, а прямоугольную профильную трубу 40 20 можно увидеть в качестве каркаса медицинских кушеток.

У медиков нержавейку, включая профильную, можно видеть очень часто

Совет: при изготовлении самодельной мебели  тонкостенная нержавеющая труба с успехом может быть заменена дешевой хромированной сталью.

Нержавейка выигрывает лишь в износостойкости, так что там, где с трубой ничто не контактирует постоянно, можно сэкономить.

А вот здесь применение нержавеющей стали оправдано

Поверхность

На обработку внешней поверхности трубы влияют по большей степени эстетические предпочтения заказчика. Шлифованная и полированная нержавейка смотрится по-разному, но неизменно эффектно.

Тусклый блеск шлифованных труб дизайнеры ценят не меньше сияния полировки

Как принято в таких случаях, есть нюанс.

В пищевой промышленности и у медиков гладкая поверхность трубы внутри и снаружи важна из других соображений.

• Зеркальная поверхность — отсутствие пищи для бактерий. Есть нечего — они не размножаются. Не размножаются бактерии — рана не воспаляется, а молоко не киснет.
• Для всевозможных имплантатов и медицинского инструмента важен минимальный коэффициент трения. Чтобы понять, о чем идет речь — представьте себе медицинский шприц с поверхностью в виде напильника. Не нравится? А ведь его игла — типичная особотонкостенная трубы из нержавейки!

Способы соединения труб

Монтаж труб из нержавейки полностью определяется целевым назначением сооружения. При сборке стеллажей в магазине применяются специальные декоративные крепежи; при сборке домашнего водопровода — обыкновенные резьбовые соединения.

Для соединения особо прочных и толстых труб в контурах охлаждения ядерных реакторов используется, насколько известно, сварка в среде инертных газов.  Выберите ваш вариант сами.

Перила сложной формы, к примеру, просто свариваются

Заключение

Для бытовых областей применения перед нами очень надежный и практически вечный материал, хоть и продающийся по весьма высокой цене. В некоторых же нишах он просто не имеет разумных альтернатив.