Все про стальные трубы: обзор технических характеристик и монтажных нюансов

Инструкции по монтажу стальных труб

На создание системы из стальных труб потребуется время, специальные инструменты, человеческие ресурсы. Чаще всего отрезки труб соединяют одним из 3 способов: фланцами, нарезкой резьбы, сварочными швами.

Соединение методом сварки

Чаще для стыковки труб используют сварку, так как это наиболее простое, удобное и бюджетное решение.

Трубопровод получается герметичным, высокоустойчивым к эксплуатации и вибрации. Он не требователен в обслуживании и ремонте. Коммуникации собранные сварочными швами прослужат полвека и больше.

Посадка на резьбу

Если использование сварки невозможно, то можно использовать винтовой способ крепления.

Благодаря разнообразию фитингов на рынке, можно собрать систему любой сложности. Да собирать такую систему несложно. Справится даже новичок после пары обучающих видео.

Монтаж системы с помощью фланцев

Также вариантом соединения без сварки являются фланцы. Они могут быть разной формы и размера. Чаще такой метод применяется для труб большого диаметра, которые могут укладываться как на поверхности земли, так и под ней.

Между болтами и гайками помогающими скрепить фланцевое соединение обязательно укладываются прокладки. Для её долговечности стоит сначала промыть прокладку, затем высушить и после этого пропитать полчаса в тёплой олифе.

В зависимости от условий эксплуатации прокладка может быть из картона, асбестового картона, паронита.

• Так как гайки фланцевого крепления необходимо тщательно затягивать, то следует смотреть, чтобы вся конструкция оставалась ровной. Чтобы добиться этого было проще лучше затягивать противоположные гайки.
• Если не хотите терять пространство при использовании асбестового картона, делайте прокладку на пару миллиметров меньше размеров фланца.
• Чтобы соединения было проще корректировать лучше располагать гайки с одной стороны.

Для монтажа и демонтажа используются самые обычные инструменты, которыми закручиваются болты и гайки. Если же элемент подвергся коррозии, то его можно просто выбить. Для сохранения резьбы, под выбиваемый болт подкладывается деревяшка.

При замене прокладки, старую необходимо тщательно, но аккуратно удалить.

Виды сечения и покрытия

По типу поперечного сечения стальные трубные элементы подразделяются на круглые и профильные. Круглые относятся к универсальному виду, имеют широчайшую градацию по диаметру отверстия и толщине стенок. Производятся только в промышленных условиях из стальных сплавов и различных добавок, усиливающих физические характеристики материала.

Из полированной стальной трубы с круглым сечением можно сделать практичный и красивый навес, который надолго сохранит привлекательный внешний вид и защитит вход от выпадающих осадков

Спектр применения охватывает почти все промышленные и бытовые области. Круглые стальные трубы разных диаметров применяют для транспортировки нефти и газа, для оборудования надежной изоляции коммуникационных систем любой сложности и размера, для создания легких строений и различных элементов внешнего и внутреннего декора.

Профильные трубы – это прогрессивный вид строительного металлопроката с овальным, квадратным или прямоугольным сечением. Производится из низколегированной и углеродистой стали, реже из нержавейки, путем холодной или горячей деформации прямошовной круглокалиберной электросварной заготовки.

Формовка осуществляется путем прохождения детали через валки, которые и обеспечивают необходимое сечение.

Из труб с профильным сечением строят металлоконструкции разных видов и назначения, монтируют каркасы зданий, опоры, сложные межэтажные и пролетные перекрытия. Конструкции выдерживают значительные физические, вибрационные и механические нагрузки, надежно служат многие годы и подходят для интенсивной эксплуатации в любых атмосферных условиях

Готовые стальные трубы проверяют на предмет целостности сварного шва и подвергают дополнительной термической обработке, позволяющей снять внутреннее механическое напряжение. Потом раскраивают в соответствии с требуемыми габаритами. Для улучшения физических свойств стальных труб на них наносят защитное покрытие.

Галерея изображенийФото из Оцинкованные трубы ВГП производят в соответствии с регламентом ГОСТ 3262-75. Их можно не использовать для прокладки труб отопления и газоснабжения, но водопроводную ветку с питьевой водой следует собирать из оцинкованной трубы Оцинковку стальных труб производят с наружной и внутренней стороны. Этот вид покрытия значительно увеличивает срок службы трубопровода и обеспечивает его экологическую чистоту, но и повышает себестоимость трубопроката Бесшовные оцинкованные трубы используют в устройстве газовых сетей высокого, среднего и низкого давления Из сварных оцинкованных труб сооружают все виды внутренних коммуникаций, если позволяет бюджет строительства. Рекомендовано собирать воздуховоды климатических систем и воздушного отопления из оцинкованной трубы с любым видом шва Оцинкованные водогазопроводные трубыСтальные трубы со спиралевидным швомТрубы с оцинковкой для газовых сетейСооружение воздуховодов из оцинкованной трубы

К самыми востребованным видам относятся:

цинковое (холодное или горячее);
полиэтиленовое многослойное или экструдированное;
эпоксидно-битумное;
цементно-песчаное.

Цинковое предохраняет трубы от появления коррозии, полиэтиленовое создает на поверхности плотный, непроницаемый слой и предотвращает разрушение структуры металла, битумно-эпоксидное снижает влияние блуждающих токов, а цементно-песчаное защищает внутреннюю поверхность от биологического обрастания.

Виды труб по способу производства

Различают следующие способы производства трубопроводов: горячедеформированные, холоднодеформированные, электросварные. Размеры и предельные отклонения изделий, материалы изготовления регламентируются сортаментами на трубы стальные круглые, разные сортаменты для каждого способа производства:

Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732

Изготовление труб происходит в три этапа. В начале в нагретой до 900-1200 градусов круглой заготовке на специальных станках делают прошивку отверстия, в результате получается гильза. Дальше гильзу раскатывают в черновую трубу, и последний этап, это калибрование, прокатка с окончательными размерами по толщине и диаметру.

Размеры получаемых изделий по этому способу производства могут быть: наружный диаметр 16-630 мм, толщина стенки 1,5-50 мм. Заготовки изделий разделяются на несколько групп, в зависимости от применяемого материала изготовления:

• А –механические свойства изделия нормируются.
• Б – химический состав регламентируется при изготовлении.
• В – одновременно регламентируются механические свойства и химический состав;
• Г – нормируется химический состав и проверяются механические свойства на опытных образцах;
• Д – регламентируется значение испытательного давления при проверке.

Производство горячедеформированных труб

Трубы стальные бесшовные холодно деформированные по ГОСТ 8734

Для прокатки используют круглые стальные заготовки. Заготовка нагревается в специальных печах до температуры начала кристаллизации для получения необходимой пластичности. Затем прошивается и попадает в прокатный стан, где с помощью вальцов формируются черновые размеры изделия. Последняя операция, это калибровка и нарезка определенной длины.

В отличие от горячедеформированной трубы, холоднодеформированная во время калибровки получает дополнительную термообработку, что делает такие изделия устойчивыми и долговечными.

Холоднодеформированные изделия делятся на следующие категории, где главным критерием является отношение диаметра D к размеру стенки S:

1. Особотонкостенные, при отношении D/S больше 40. Если размер D=20 мм и меньше, размер S=0,5 мм и меньше.
2. Тонкостенные, при отношении D/S от 12,5 и меньше 40. Кроме того трубы при D=20 мм. и меньше, при S=1,5 мм, и меньше.
3. Толстостенные, при отношении D/S от 6 до 12,5.
4. Особотолстостенные при отношении D/S меньше 6.

Тонкостенные и особотонкостенные трубы применяются в различных гидравлических системах, автомобильных моторах, промышленных холодильных установках, а также в медицинской и пищевой отрасли. Основное применение толстостенных труб – это нефтяная и газовая промышленность.

Тонкостенные холоднокатаные изделия

Трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704

Технология изготовления включает в себя несколько этапов, которые объединены в один непрерывный процесс:

1. Резка листовой заготовки. Она выполняется на высокоточных станках и позволяет получать заготовки одинаковых размеров.
2. Для получения бесконечной ленты полоски свариваются между собой, предварительно пропущенные через систему валиков для устранения дефектов поверхности.
3. Полученную заготовку пропускают через систему горизонтальных и вертикальных вальцов, с помощью которых формируется изделие.
4. Сварка кромок производится с помощью высокочастотной сварки. Кромки заготовки нагреваются индуктором до температуры плавления, а потом сдавливаются обжимными роликами. Другой способ, когда кромки нагреваются с помощью высокочастотного генератора, ток подается на кромки с помощью контактов.

   Высокочастотная сварка

5. Калибровка и снятие грата. Заготовку охлаждают, а потом пропускают через калибровочные валики, для устранения овальности и обеспечения необходимых размеров.
6. Резка изделия. Заготовки разрезаются в необходимый размер.
7. Контроль качества изготовляемых изделий производят тремя способами: контроль сварного шва, испытание с помощью повышенного давления воды и сплющивание. Для контроля сварного шва, в основном применяют ультразвуковой способ. Дефектоскоп расположен непосредственно на линии после сварочной операции. Контролю подвергаются 100% изделий. Гидроиспытанию подвергаются 15% изделий из партии. А проверку на сплющивание проходят два изделия из партии.

Схема изготовления электросварных труб Электросварные трубопроводы широко применяются при прокладке инженерных сетей, которые выдерживают большие нагрузки и давления. Изделия диаметром 1200 мм. используют при монтаже почти всех магистральных газопроводов и нефтепроводов.

Скачать ГОСТ 10704-91 в PDF и что нужно знать о нем

Стандарт был
разработан в 1991 году, но в обычную практику его ввели только в 1993 году.
Изменения, вносимые в него, касались в основном сортамента, габаритов и
технических характеристик.

Труба стальная электросварная оцинкованная ДУ65 — чрезвычайно востребованный продукт. Если она используется на каком-либо объекте народного хозяйства, то все работы будут ориентированы на содержание ГОСТа 10704.

Из нержавеющей стали

Возможно,
какая-то строительная организация уже использовала данный продукт несколько
лет назад. Но появляющиеся новые технологии сразу же находят отражение в
ГОСТах.

Внимание!

Нельзя начинать новый цикл работ без ознакомления с актуальными поправками, которыми был дополнен стандарт. О них необходимо знать «до», а не «после» начала работ.

Как правило,
все технические нюансы группируются и выпускаются в форме отдельного
приложения. Но иногда новшества вносятся непосредственно в текст. В этом
случае издание должно сопровождаться особыми информирующими ремарками.

Если вовремя не принять к сведению все поправки,
то велик риск работы с информацией, утратившей актуальность.

Почему важна
информация, отраженная в ГОСТе? В нем прописываются базовые данные: перечень
типоразмеров, разрешенные отклонения и так далее. Технические же требования к
производству отражены в 10705-80 и
10706-76. К ним относятся: механические свойства, марка стали, используемая
при изготовлении и др.

Причем все
технические требования должны обязательно соотноситься с нормативами стандарта
10704. Поэтому до начала любых строительных, монтажных или реставрационных
работ необходимо тщательное изучение всех вышеназванных ГОСТов.

В этих трех
стандартах постоянно встречаются ссылки друг на друга. Дело в том, что базовые
характеристики конечного продукта часто определяются тем, какие технические условия предписываются для
его изготовления.

Овальные трубы

Производство овальных стальных труб регламентируется требованиями ГОСТ 8642-68. Систематизация размеров такой продукции осуществляется по следующим параметрам:

• ширина и высота. Под шириной понимается длина большой оси эллипса. А высота — значение этого параметра его малой оси. Причём, начальная и конечная точки этих отрезков лежат не на внутренней, а на внешней поверхности трубы. При выборе изделия необходимо знать обе эти габаритные величины. По причине криволинейной формы сортамент формируется на основе именно этих размерных параметров. Высота находится в пределах , а ширина мм;
• радиусы кривизны. Эти характеристики определяют уровень изгиба каждой стороны овальной трубы. Значения меньшего радиуса находятся в пределах мм. Больший же может находиться в диапазоне мм.

Стальная труба с овальным профилем применяется как в машиностроении, так и при декоративном оформлении жилых помещений, зданий и подъездов (речь, прежде всего, идёт о разнообразных ограждениях и перилах).

Овальные и прочие профильные трубы чаще используют в декоративных целях и монтажа различных несущих конструкций

Может возникнуть вопрос такого плана: неужели нельзя обойтись в радиаторах охлаждения и гидравлических системах традиционной круглой трубой? Так вот, её достоинство, заключающееся в максимальном внутреннем объёме, не всегда является таковым. Часто наиболее эффективно отвод тепла от змеевиков охлаждения и радиаторов осуществляется через их поверхность. И здесь форма эллипса выручает: при одинаковом внутреннем объёме поверхность овальной трубы стальной может быть в 2 раза больше, чем у круглой.

Например, медная труба, обладает меньшей, чем у стальной трубы теплопроводностью. Это положительно сказывается на качестве функционирования системы горячего водоснабжения. Труба алюминиевая характеризуется, помимо всего прочего, низким сопротивлением движению воды. Поэтому её часто устанавливают в водопроводных системах.

Как правильно выбрать металлические трубы для водопровода?

Водопроводные трубы выбирают, учитывая их характеристики и эксплуатационные условия

Принимаются во внимание максимальные данные рабочего давления и рабочая температура, которую они смогут выдержать. Необходимые параметры должны соответствовать принятым законом стандартам и быть документально отражены нормативными актами

Водопровод — это разводка труб, доставляющая воду к потребляющему ее оборудованию. Трубы и фитинги из пластика не могут использоваться любыми сетями. Условия эксплуатации таких изделий могут существенно различаться. Поэтому при монтаже пластик во избежание риска повреждений монтируют в каналах и шахтах. Ограничений в применении нет по отношению к водопроводным трубам из цветных металлов и стали. Они могут работать под давлением, служить для транспортировки любой воды.

Для магистралей каждого типа и размера определено значение предельного напора в сети, который трубы способны выдержать. Желательно, чтобы оно превышало максимально возможную величину давления сети. К примеру, давление централизованной системы снабжения дома водой может испытывать колебания от 2,5 до 7,5 бар, а его нормативное значение — 4 бар. Иногда наибольшие показатели могут составлять 10 бар. Чтобы водопровод остался целым, его тестирование проводят при давлении 12 бар.

Выбор диаметра металлической трубы для водопровода нужно делать с учетом следующих факторов:

• Давление воды. При слабом напоре диаметр водопровода должен быть больше. Слишком тонкая труба давление не увеличит, а выдаст лишь струйку воды.
• Длина водопроводной системы. При увеличении ее протяженности уменьшается давление в сети. Следовательно, придется использовать трубы большого диаметра.
• Количество поворотов трубопровода. Каждый из них снижает давление.

Если купить для водопровода металлическую трубу значительного диаметра, можно увеличить количество подающейся в дом воды. Кроме факторов, зависящих от свойств трубопровода, при подборе диаметра труб принимаются в расчет температура воды, характеристики насосного оборудования. Точное определение диаметра можно выполнить с помощью специальных формул, однако главное правило при выборе трубы — не экономить на ее диаметре.

Узкий трубопровод обладает большим количеством гидравлических потерь. Их в дальнейшем потребуется компенсировать более производительным насосом и увеличением количества электроэнергии, которая будет нужна для работы такого оборудования. Это приведет к дополнительным расходам.

Чаще всего общий трубопровод, прокладываемый до ввода в дом или квартиру, имеет Dy=32 мм, а для разводки применяют трубы, Dy которых составляет 15-20 мм. Труба ввода всегда стальная. Разводку можно выполнять полимерными трубами, если условия эксплуатации системы позволяют это сделать.

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.

Материалы и физические характеристики изделий

Физические свойства горячедеформированных бесшовных труб напрямую зависят от свойств стали из которой они выпускаются. Для производства изделий предприятия применяют углеродистую или легированную сталь.

Углеродистая сталь

Материал отличается повышенным содержанием углерода (> 0.12 %) в сплаве. Производство этого вида стали характеризуется относительно небольшими затратами, поэтому стоимость изделий меньше, чем из легированной стали.

ГОСТ допускает вхождение в состав сплава неметаллических примесей. По своим характеристикам и назначению, углеродистая сталь подразделяется на группы:

1. Группа А. Из сплавов этой группы изготавливают изделия без горячей обработки с сохранением механических свойств.
2. Группа Б применяется для прокатки горячедеформированных продуктов. В зависимости от химического состава стали применяются различные методы производства изделий, при этом изменяются некоторые механические свойства и структура.
3. Группа В используется при производстве труб со сварным швом.

Изделия из средне углеродистых сталей обладают высокой степенью жёсткости, прочности, износостойкости.

Легированная сталь

Такое наименование получил сплав железа с содержанием углерода < 0.12 %, имеющий в составе легирующие элементы. Компоненты позволяют достигать заданных параметров механических, химических свойств, определяющих дальнейшее назначение сталей и изготовляемой из них продукции. Требования к содержанию легирующих элементов и характеристика нормируются ГОСТ 5632-72.

Основные элементы, относящиеся к легирующим — хром, ванадий, медь, марганец, никель, кремний. В зависимости от процентного содержания компонентов в формуле сплава, получают жаропрочные, корозионно-стойкие высоколегированные (10—50 % легирующих элементов) или хромистые низколегированные стали.

Трубы, получаемые из легированных сталей обладают улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками:

1. Прочность — достигается более низкой температурой, увеличенной длительностью термического отпуска чем у углеродистой стали, высоким содержанием в формуле сплава углерода, кремния.
2. Твёрдость, износостойкость достигается повышенным содержанием хрома, ванадия, марганца.
3. Кислотостойкость определяется количеством кремния, специальной обработкой сплава.
4. Коррозионную стойкость, низкую хладноломкость получают добавлением никеля в хромистую сталь.
5. Добавление в формулу до 7 % вольфрама, молибдена, бора позволяет применять горячедеформированные трубы при температурах до +1100 градусов.