Трубы толстостенные стальные: характеристики и классы качества

Как сделать надежный нефтепровод или сложную гидравлическую систему? Во время проектирования подобных технологических схем обязательно учитывают материал изготовления труб и их характеристики. Так как в большинстве случаев в процессе эксплуатации на внутреннюю полость конструкции будет воздействовать высокое давление и температура – следует выбирать усиленные модели. Чаще всего для этого используют трубы толстостенные стальные. Они отличаются хорошими износостойкими параметрами и широкой областью применения.

Особенности изготовления

Несмотря на появившееся разнообразие полимерных изделий, стальные конструкции до сих пор остаются единственным вариантом монтажа во многих областях производства. В первую очередь это относится к толстостенным моделям.

Для их изготовления используют особую технологию. Это связано с тем, что традиционным сварным способом изготовить трубы стальные толстостенные практически невозможно. Поэтому были разработаны другие принципы производства. Они основываются на обработке стальных штанг различной конфигурации, чаще всего – прямоугольных.

Горячая деформация

Во время изготовления трубного проката таким способом на заготовку воздействуют высокими температурами. Их показатель должен превышать порог рекристаллизации вещества на 50°С. После этого расплавленную штангу помещают в прошивочный пресс. В нем формируется исходная заготовка, которая проходит дальнейшие стадии калибровки. По окончании процесса горячедеформированные трубы обрезаются согласно нужным размерам и транспортируются на склад.

Холодная деформация

Технология изготовления совпадает с вышеописанной до этапа окончательной калибровки. В этом случае изделие сначала охлаждают, а затем придают ему нужную форму с помощью валов. Таким образом холоднодеформированные трубы могут подвергаться нескольким стадиям закалки поверхности при резком охлаждении.

В качестве материала изготовления используют стали различных марок, в том числе – нержавеющих. Однако стоимость таких изделий очень высока, потому спрос на них невелик.

Характеристики

Применяя такие способы производства, в итоге получаются изделия с уникальными в своем роде характеристиками. Для стандартизации этого продукта необходимо руководствоваться определенными сводами правил, в которые входят нормативные документы и сортамент. В зависимости от выбранной технологии изготовления, трубы должны соответствовать пунктам следующих сводов стандартов:

• ГОСТ 8732-78 – горячедеформированные изделия

Согласно нему толщина стенок для этого вида продукции может быть до 75 мм. Однако это не является ограничением – в случае необходимости изготовитель и заказчик могут договориться о производстве изделий большей толщины.

• ГОСТ 8734-75 – холоднодеформированные трубы

У них верхний предел толщины несколько ниже – до 24 мм. Однако в отличие от изделий с горячей обработкой, для этой продукции существует удобная классификация.

Разделение происходит по величине соотношения диаметра (Dн) к толщине стенок (S):

• Толстостенные – Dн/S находятся в пределах от 6 до 12,5. Это наиболее востребованная группа изделий.
• Особо толстостенные - Dн/S до 6. На практике используются крайне редко, так как их производство требует наличия особого типа оборудования. Это отчасти объясняет их высокую стоимость.

Длина отрезков изделий может быть различна. Но согласно нормативным документам, для горячедеформированных она может составлять от 4,5 до 12,5 м. Ассортимент холоднодеформированных несколько меньше – от 4,5 до 9 м. Однако длина немерных обрезков может составлять от 1,5 до 11,5 м. Эти параметры зависят от технологической схемы изготовления (уменьшение неделовых отходов) и могут изменяться по взаимным договоренностям с заказчиком.

Качество

Еще одним показателем является качество трубы. Оно определяется сходным материалом изготовления. Существует разделение на определенные классы качества, которые соответствуют эксплуатационным свойствам труб.

«А»

Характеризуется повышенной механической прочностью. Для производства применяют следующие марки стали – от Спт2СП до Ст6 СП.

«Б»

Основной материал содержит химически спокойный состав стали. Чаще всего используют марки ГОСТ 380, ГОСТ 4543 и аналогичные им.

«В»

Трубы этой марки совмещают в себе свойства вышеописанных категорий – прочность и химическая инертность. Марки стали – ГОСТ 1050 и ГОСТ 19281.

«Г»

Строгое соблюдение химического состава изделий с последующим контролем их технических характеристик. Для них применяют сталь марок ГОСТ 1050 и ГОСТ 4543.

«Д»

К этой группе относятся трубы без нормирования состава, но с обязательными испытаниями на максимальную и оптимальную гидравлическую стойкость.

Состыковка

Традиционно для стальных изделий применяют два типа соединения – резьбовое и с помощью аргоновой сварки. Но для толстостенных труб они не будут действенны. Степень надежности будет крайне низка, а трудоемкость и время выполнения работ наоборот высокая. Поэтому для этих конструкций рационально использовать электросварку.

Для трубопроводов различного назначения существует индивидуальная инструкция по монтажу. В ней указаны рекомендуемые режимы работы, а также используемый инструмент. К особенностям электросварки можно отнести следующие факторы:

1. Для формирования надежного соединения процесс начинается с потолочного положения до постепенного перемещения в нижнее.
2. Так как толщина стенок большая, рекомендуется делать одновременно 2 сварные шва. Первый должен иметь стандартную величину наплавки, а второй – широкую. Специфика этой работы заключается в соприкосновении 2-х расплавленных ванн.
3. Изделие должно быть зафиксировано, так как только такое положение поможет сформировать первичный и корневой швы, соответствующие техническим требованиям.

Стоит отметить, что сварочные работы такого плана очень сложны. Поэтому должны выполняться квалифицированным персоналом с помощью специального оборудования.

Области применения

Несмотря на все свои положительные качества, применение толстостенных конструкций ограниченно. Это связано с их большим весом и высокой стоимостью. Чаще всего их используют для создания сложных гидравлических систем, у которых высокие параметры внутреннего давления. В качестве примера можно привести гидравлические цилиндры подъема кузова у карьерных самосвалов.

В этом случае корпуса цилиндров должны выдерживать многотонные нагрузки, причем с постоянной периодичностью. Именно для этих целей изготавливают толстостенные изделия.

Из-за низких показателей теплопроводности их применяют для отопительных систем в качестве температурных компенсаторов. Прежде чем попасть в квартиры к потребителям, теплоноситель должен иметь максимально высокую температуру. Для этого внутри трубопровода создается повышенное давление, которое увеличивает температуру кипения воды до 130°С. При выходе из котельного оборудования вода имеет максимальные показатели нагрева и гидравлического давления. Выдержать такие нагрузки способны только трубы толстостенные стальные.

Эти специфические конструкции могут применяться только в промышленности или коммунальном хозяйстве. Возлагаемые на них задачи требуют ответственного отношения к производству и выбору изделий с определенными техническими параметрами.