Текущий рейтинг статьи:

Статьи

Стальные трубы — ГОСТ, производство и области применения

Из статьи мы узнаем, как, по каким нормативным документам и для чего производятся стальные трубы.

Герой нашей статьи

Классификация труб

Чем различаются трубы?

Линейными размерами. Длина, диаметр и толщина стенок трубы могут быть измерены простейшими инструментами; сортамент можно посмотреть в соответствующем стандарте.
Соответствующем чему? Методу, которым была произведена труба. Отсюда и следующий пункт.
Методом производства. Различают сварные спирально- и прямошовные трубы; бесшовные горячедеформированные и бесшовные холоднокатаные;
Наличием антикоррозионного покрытия. Им обычно служит слой цинка, нанесенного на внутреннюю и внешнюю поверхности трубы.

Стандарты

Согласно какому ГОСТ трубы стальные круглые могут производиться?

Электросварные трубы

По ГОСТ 10704 91 трубы стальные электросварные производятся прямошовными.

О чем еще говорится в стандарте?

Трубы могут изготавливаться немерной длины (от 2 метров при диаметре до 30 мм, от 3 метров при диаметре 30-70 мм, от 4 метров при диаметре 70-152 мм и от 5 метров для труб диаметром свыше 152 миллиметров);
Возможно изготовление труб мерной длины (5-9 метров в диапазоне диаметров до 70 мм, 6-9 при диаметре от 70 до 219 мм и 10-12 метров при диаметре от 219 до 426 миллиметров). Трубы диаметром свыше 426 мм производятся исключительно немерными;
Трубы могут производиться и с длиной, кратной мерной. При этом кратный размер должен быть не менее 250 мм, а припуск на каждый отрез 5 миллиметров (если с заказчиком не согласованы другие параметры);
Допустимы незначительные отклонения от заданного диаметра; допуски можно увидеть в соответствующей таблице в приложении.

Полный список размеров, которые могут иметь трубы стальные ГОСТ 10704 91, тоже можно найти в приложении к статье.

Сварные трубы легко узнать, посмотрев на их внутреннюю поверхность

Обратите внимание: этот ГОСТ на трубы стальные спиральношовные не распространяется; их сортамент указан, к примеру, в ГОСТ 20295-85 и в ГОСТ 8696-74.

Горячедеформированные бесшовные трубы

Горячедеформированные трубы производятся по ГОСТ 8732 — 78. Полный сортамент можно найти в приложении к статье.

Кроме диаметра, удельного веса и толщины стенок, ГОСТ на стальные трубы горячей деформации говорит следующее:

Трубы могут производиться немерной длины от 4 до 12,5 метра или мерной в этих же пределах;
Возможно производство труб с длиной, кратной мерной, с припуском на каждый рез, равным пяти миллиметрам;
Предельные отклонения длины не должны превышать +10 миллиметров при длине труб до 6 метров и +15 для труб длиной от 6 метров или диаметром от 152 миллиметров;
Предельные отклонения диаметра и толщины стенок трубы регламентируются таблицами, которые можно опять-таки найти в приложении;
Ни разностенность, ни овальность труб не должны выводить их за пределы максимальных отклонений по диаметру или толщине стенок;
Кривизна любого произвольного участка трубы лимитирована 1,5 мм/1 метр длины для труб с толщиной стенки менее 20 миллиметров, 2 миллиметра для стенок толщиной 20-30 миллиметров и 4 мм для стенок толщиной от 30 мм.

Догадаться, каким методом произведена труба со стенками толщиной 60 мм, нетрудно

Холоднодеформированные бесшовные трубы

Их производство подчиняется стандарту ГОСТ 8734-75.

Что полезно знать об этих трубах?

Они делятся на особотонкостенные, тонкостенные, толстостенные и особотолстостенные. Критерием служит отношение внешнего диаметра трубы к толщине ее стенок; для тонкостенных и особотонкостенных труб важно еще и абсолютное значение толщины стенок.

Особотонкостенные трубы имеют отношение диаметра к стенке более 40 либо стенку тоньше 0,5 мм при диаметре до 20 мм; тонкостенные — от 12,5 до 40 или стенку 1,5 миллиметра при диаметре до 20 мм; толстостенные трубы имеют отношение диаметра к стенке в диапазоне 6-12,5; особотолстостенные — менее шести.

Трубы могут производиться мерной длины в диапазоне 4,5 — 9 метров с максимальным отклонением по длине +10 миллиметров или немерной длины от 1,5 метра до 11,5;
Возможно и производство труб с длиной, кратной мерной. Трубы могут иметь длину от 1,5 до 9 метров с припуском на каждый рез 5 миллиметров.
Согласно ГОСТ стальные трубы холодной деформации могут иметь максимальные отклонения от заданных размеров, указанные в приложении.

Толстостенка — это в любом случае бесшовные трубы

Водогазопроводные трубы

Водогазопроводная труба стальная ГОСТ 3262 75 выделена в отдельный стандарт, хотя с точки зрения производства является электросварной. Тем не менее, предназначенные для водо- и газопроводов трубы имеют собственный сортамент (он приведен в приложении).

Кроме того:

Трубы (мерной и немерной длины) производятся в диапазоне от 4 до 12 метров;
Они могут поставляться как без резьбы, так и с нарезанной или накатанной трубной резьбой;
При поставке трубы с накатанной резьбой допускается уменьшение внутреннего диаметра трубы до 10 процентов по всей длине резьбы;
Кривизна трубы не должны превышать 2 мм/метр длины при условном проходе до 20 миллиметров и 1,5 мм при условном проходе свыше 20 мм.

Важно: для оцинкованной трубы нет отдельного стандарта и своего сортамента.

Однако по этому ГОСТ трубы стальные оцинкованные изготавливаются.

Кроме того, цинкование предусмотрено для прямошовных электросварных труб.

Впрочем, ничто не мешает оцинковать абсолютно любую трубу, по какой бы технологии она не была произведена.

Для водогазопроводных труб возможность их выпуска оцинкованными оговорена в стандарте

Производство

Сварные трубы

Сырьем для любой сварной трубы служит плоский стальной лист; впрочем, чаще всего он поставляется с металлургического предприятия свернутым в рулон.

Лист нарезается на узкие продольные полосы;
Полосы свариваются в бесконечную узкую ленту;
Лента сворачивается вальцами в круглую заготовку с открытым швом;
После чего шов проваривается;
Труба калибруется в очередных вальцах;
Шов проходит проверку на герметичность. Чаще всего используется дефектоскопия вихревыми токами, однако существуют и ультразвуковые дефектоскопы;
Труба нарезается на отрезки необходимой длины и отправляется на склад.

Важно: наиболее прочными считаются трубы, сваренные TIG — вольфрамовым электродом в среде инертного газа.

Однако HF-сварные трубы, изготовленные с применением индукционной сварки токами высокой частоты, заметно дешевле. Причина — примерно в 20 раз большая по сравнению с TIG скорость сварки.

На одном конце линии можно увидеть узкий стальной лист. На другом — готовые сварные трубы. Присутствие человека нужно лишь для контроля

Бесшовные трубы

Изготовление горячедеформированной трубы в общих чертах выглядит так:

Монолитная цилиндрическая заготовка — штанга — нагревается в печи до температуры выше точки рекристаллизации стали; при этом металл делается пластичным;
На прошивном стане заготовка превращается в полый цилиндр. Внешне это уже труба, однако довольно неправильной формы и с размерами, далекими от целевых;
После чего начинается собственно прокат заготовки в вальцах — ее горячая деформация. Будущая труба приобретает необходимые диаметр и толщину стенок, затем остужается и калибруется;
Готовая труба нарезается на отрезки необходимой длины и складируется.

Все операции проводятся с горячей заготовкой

Производство холоднодеформированной бесшовной трубы отличается лишь двумя моментами:

После прошивного стана заготовка (ее называют гильзой) остужается водой и все дальнейшие операции проходит холодной;
Перед финальной калибровкой обязательным этапом производства является отжиг — нагрев до температуры рекристаллизации и охлаждение. При этом металл покидают внутренние напряжения, накопившиеся в процессе деформации; кроме того, он делается более вязким.

Обратите внимание: труба стальная толстостенная производится именно бесшовной.

Стенки горячедеформированной трубы могут достигать толщины 75 миллиметров, холоднодеформированной — 24 мм.

При необходимости возможно производство особотолстостенной трубы и вне стандартов. Оно осуществляется сверлением откалиброванной заготовки.

Цинкование

Если необходимо снабдить трубу антикоррозионным покрытием — используется так называемое цинкование.

Существует довольно много способов нанести на трубу слой цинка; в промышленных масштабах, однако, при производстве труб применяется всего два метода:

Горячее цинкование. Труба погружается в расплав цинка. Он имеет температуру плавления гораздо ниже, чем у стали; после его остывания на поверхности трубы образуется тонкая равномерная пленка;
Гальваническое цинкование. В среде раствора кислоты между цинковым электродом и трубой создается значительная разница потенциалов; электрод растворяется, и цинк оседает на поверхности трубы.
Основной недостаток метода — необходимость утилизации токсичного электролита с солями цинка.

Так выглядят ванны для гальванического цинкования

Области применения

Для чего применяются водогазопроводные трубы — сообразить нетрудно уже исходя из их названия.

Тонкостенные HF-сварные трубы чаще всего применяются в мебельной промышленности и в качестве элементов декоративных конструкций; часто трубы хромируются, что защищает их от ржавчины и делает более привлекательным их внешний вид.

Тонкостенные TIG-сварные и бесшовные трубы используются там, где нужны легкие и прочные трубопроводы: они применяются в авиации, судостроении, автомобильной промышленности; востребованы эти трубы и в химических лабораториях, и на части этапов производства в нефтегазовой промышленности.

Бесшовная толстостенка востребована там, где властвуют высокие давления: добыча и переработка нефти и газа, химическая промышленность, энергетика, создание паропроводов высокого давления, разнообразные компрессорные станции и гидравлические системы.

Такая толщина стенок позволит этим трубам выдержать огромное давление

Методы соединения труб

Наиболее распространены сварные соединения. Сваркой соединяются трубы любого размера; для удобства и надежности сварного шва трубы под сварку поставляются со снятыми фасками.

Трубы большого диаметра ( от 50 миллиметров и более; деление по диаметру довольно условно — встречаются фланцы и на трубах диаметром 40 миллиметров, и на более тонких) используют фланцевые соединения. В качестве средства обеспечения герметичности используется паронитовая прокладка.

Трубы большого диаметра могут соединяться фланцами

Трубы малого диаметра используют резьбовые соединения. То, какими производятся резьбовые фитинги для стальных труб — ГОСТ тоже регламентирует, причем не один.

Так,

ГОСТ 8966-75 регламентирует производство муфт;
Ниппели стальные производятся по ГОСТ 8967-75;
Контргайки делаются по стандарту ГОСТ 8968-75;
Сгоны должны изготавливаться с учетом требований ГОСТ 8969-75.

Материалами для резьбовых фитингов служат латунь (часто хромированная), нержавеющая сталь и чугун. Из черной стали фитинги тоже делают, однако их применение не рекомендовано: ржавея, они прикипают к трубе намертво, и разобрать такое соединение без отжига очень трудно.

Заключение

Будем надеяться, что материал этой статьи принесет вам пользу. Не забудьте заглянуть в приложение — там вы найдете таблицы сортамента и предельных отклонений для разных стандартов. Удачи!

Приложение1