Сварные трубы – технология, применение, достоинства

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.

Стандартизация изделий

Различие здесь обусловлено разными типами ГОСТов, где ВГП-трубы регламентируются государственным стандартом №3262-75, а второй вариант №10705-80 и №10704-91. Именно благодаря этим указаниям, в документах относительно товарной единицы уже можно найти назначение изделия.

Более того, каждый такой сборник требований позволяет сделать изделие качественнее, а срок службы хозяину дольше.

Параметры сварных труб

Размеры и допуски отклонения нормируются ГОСТ 10704-91. В зависимости от качественных характеристик сварные трубы подразделяются на четыре класса, в каждом из которых указываются:

• А — механические характеристики;
• Б — химический состав;
• В — механические и химические свойства;
• Г — величина гидравлического давления.

Толщина стенки в зависимости от диаметра:

• не меньше 2 мм при диаметре до 3 см;
• от 3 мм при 3 — 7 см;
• не менее 4 мм, если диаметр 7 — 15,2 см;
• от 5 мм, когда размер больше 15,2 см.

В зависимости от внешнего диаметра в диапазоне 10 — 620 мм толщина стенки должна быть 2 — 20 мм.

Длина также зависит от диаметра. Для немерной длины она равна:

• не меньше 2 м при диаметре до 30 мм;
• от 3 м — 30 — 70 мм;
• не менее 4 м — 70 — 152 мм;
• от 5 м при размере свыше 152 мм.

Для сварных стальных труб мерная длина нормируется в пределах:

• 5 — 9 м, если диаметр 7 см;
• 6 — 9 м до 21,9 см;
• 10 — 12 м до 42,6 см;
• при диаметре больше 42,6 см устанавливается немерная длина.

Для прямошовных труб указано 2 класса точности:

• 1 — обрезные с удаленными заусенцами, несоответствие по длине не более 15 мм;
• 2 — без обработки торцов, несовпадение длины до 10 см.

Габариты и технические характеристики

Основное сходство между трубами здесь одно и заключается оно в наружном диаметре. Остальные компоненты у ВГП и ЭСВ-труб полностью различные, вплоть до диаметра проходного отверстия.

Сортамент ВГП-изделий сильно ограничен и в основном товарные единицы представлены толщиной от 2 до 5,5 миллиметров, а наружный диаметр до 165 мм. В то же время электросварные трубы могут предоставить до 1420 миллиметров в диаметре – им крайне важно выдерживать мощнейшее давление относительно себя.

Характеристики, область применения труб электросварного типа

Качеством, надежностью, за которые особенно ценятся электросварные трубы, обуславливается универсальность их применения. Это касается в первую очередь видов, имеющих круглое сечение — они используются строительными организациями, промышленными предприятиями, применяются при монтаже трубопроводов, производстве мебели, различных металлоконструкций, при разработке интерьеров жилых и коммерческих помещений. Также электросварные трубы используются как расходные материалы при изготовлении разных типов изделий.

О том, насколько популярна продукция, можно судить по тому, что встречается она практически повсюду: в ограждениях территорий и зданий, перилах лестниц, навесах, козырьках, остановках, скамейках и проч. О качестве говорит то, что они широко применяются для монтажа трубопроводов, по которым транспортируют агрессивные жидкости, которые нагреты до высокой температуры.

Производство, материалы и способ сборки

Хотя поначалу и кажется, что оба типа оборудования изготавливаются по одинаковому принципу с одними и теми же материалами, а именно углеродистой сталью, но для водогазопроводных труб лучше всего подойдут разновидности с аббревиатурами СП, ПС, КП и так далее. ЭС же вариации задействуют твёрдые сорта стали, устойчивые даже к максимальному механическому воздействию.

По технологии изготовления изделия схожи – ВГП-трубы формируются из листового металла посредством сварки, с добавлением усиленного сварного шва. Аналогичная методика работает и с электросварными конструкциями.

Прямо или по спирали?

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.

Плюсы и минусы изделий

Для больше понимания представим плюсы и минусы в виде списков. Итак, преимущества ВГП-конструкций в следующем:

• Защита от биологических и химических раздражителей;
• Повышенная прочность;
• Легкость.

Из недостатков можно отметить разве что повышенную пропускную способность металла к электричеству.

ЭС-трубы здесь проигрывают по всем параметрам:

1. Восприимчивость к коррозии.
2. Пониженная прочность.
3. Узконаправленная специализация – при задействовании таких труб в неподходящем месте они быстро приходят в негодность.

Но даже так данные изделия имеют повышенную устойчивость к механическим воздействиям и химически инертны, а потому при должном подходе смогут прослужить хозяину долгие десятилетия.

Технология изготовления

Технологический процесс, по которому изготавливаются электросварные трубы, включает ряд операций. Он сложен, отличается трудоемкостью, а потому занимает много времени. Чтобы электросварная труба приобрела законченный вид, она сворачивается из штрипса, то есть полосы легированной стали. Она предварительно изготавливается — способом либо горячей, либо холодной деформации.

Для изготовления надежных, прочных изделий разного диаметра в большинстве случаев используется радиочастотная сварка, которая позволяет соединить металл с достаточно высокой скоростью. При таком способе сварку через свернутую заготовку пропускаются токи высокого напряжения, которые способствуют быстрому разогреванию кромок. Чтобы на месте разогретых и уже расплавленных кромок образовался надежный шов, их прижимают друг к другу под высоким давлением. Чтобы из стальной полосы (штрипса) получилась заготовка нужного диаметра, используются специальные обжимные станы.

Технология, по которой изготавливаются прямо- и спиралешовные электросварные трубы, позволяет не только получать надежную продукцию, но и обеспечивать ее привлекательный вид. Сварной шов практически незаметен на изделиях.

Труба бесшовная и прямошовная разница: выбираем, какая лучше

Вопрос разницы между трубой бесшовной и прямошовной в большей мере интересует неискушённых потребителей, которые выбирают материалы для индивидуального строительства. В целом бесшовная труба превосходит по своим характеристикам сварные изделия аналогичных типоразмеров. Основные преимущества бесшовных труб перед прямошовными аналогами состоят в следующем:

• в большинстве случаев у них выше показатели механической прочности на изгиб, сплющивание, ударную вязкость и т. д.;
• бесшовные трубы обладают повышенной стойкостью к коррозии;
• они менее склонны к образованию отложений внутри;
• толщина стенок бесшовных труб гарантирует возможность сборки на резьбовых соединениях;
• они надёжнее и долговечнее.

Поэтому, если вам нужны стальные трубы для устройства системы отопления, следует предпочесть бесшовные изделия. В любом случае ими можно заменить электросварные аналоги, но обратная замена возможна не всегда. Напоминаем ещё раз, что эти виды труб несовместимы между собой из-за разной толщины стенок изделий одинакового диаметра. Например, у бесшовных труб диаметром 20 мм она составляет 2,5‒4 мм, а у электросварных прямошовных того же типоразмера – 0,8‒2 мм. Больший вес и более высокую стоимость бесшовных труб трудно назвать недостатками.

Какой вариант выбрать

Главное отличие сварных и бесшовных труб заключается в предельно допустимом давлении. Согласно государственному стандарту 10705, шовные могут выдержать до 160 атм. В ГОСТе для бесшовных труб содержится максимальное значение в 200 атм. При этом норма для коммуникаций многоэтажного здания составляет 16 атмосфер. В частных домах – всего 2–3 атм. Этим объясняется главное различие в использовании сварных и бесшовных труб. В большинстве случаев тратиться на более дорогой цельнометаллический прокат просто нет смысла.

Плюсы сварного трубного материала

Трубопрокат, созданный при помощи сварки, имеет важные положительные качества.Объясним их детально:

1. Экономность — новейшие технологии дают возможность выполнять по максимуму надежные сварные соединения. Благодаря им труба, созданная при помощи сварки, никак ни в чем не уступает цельнометаллическим образцам. Это дает возможность устанавливать ее там, где раньше могла использоваться лишь бесшовная продукция. Это ведет к большой экономии, потому как стоимость сборных изделий намного меньше, чем у их литых заменителей;
2. Малый вес – сварные конструкции если сравнивать с цельнометаллическими образцами имеют намного тонкие стены, что прекрасно уменьшает вес изделия. Вследствии этого становится проще процесс транспортировки и будущей установки компонентов. Ведь это потребует меньшего участия техники и людей;
3. Меньшая значение отклонений по толщине – это можно объяснить тем, что сварная продукция создается из стали на основе листа, которая считается одинаковой по всей собственной длине. Чёткость форм делает легче задачу по процессу установки сварного изделия.

Вывод

Сварные магистрали из труб используются при разработке разных инженерных сетей, трудных инновационных систем и сооружении строений. Если сравнивать с цельнометаллическими подобиями они имеют малый вес, более недорогую стоимость и менее существенные несоответствия по толщине.Обозначать сварной трубопрокат можно по самым разным параметрам, но наиболее общим считается его зонирование по направлению. В согласии с данным выделяют конструкционные, трубопроводные и магистральные изделия. Первые из них применяют для строительства, вторые – при разработке инженерных сетей и инновационных систем, третьи – в газо- и нефтепроводах.При изготовлении сварного проката применяются технологии печной сварки, электрической сварки, а еще применяется проведение работ по сварке в защитном газе. Достаточно популярным считается первый метод, потому как он наименее затратен и дает возможность выполнять тонкостенную продукцию.Наиболее качественное соединение гарантирует сварка в защитном газе

, он к тому же, она считается наиболее расходным способом. Добавочные сведения по данной теме у вас получится узнать, посмотрев видео в данной публикации.

Требования к внешнему виду электросварной трубы.

На продукции, произведенной по регламенту 10704-91 не допустимы трещины, рванины, плёны и фрагменты закатов. При термообработке на поверхности допустимо появление пленок окисных, при этом присутствие окалин строго запрещено.

В тех случаях если следы подчистки, небольшие риски, мелкие забоины, рябь на поверхности, примятости не выводят за регламентированные допуски по геометрии трубной продукции и за размеры ее стенки, то они могут присутствовать в готовом изделии.

Сварочный шов и зона вокруг шва должны обязательно проходить зачистку. В случае непровара шва у трубы необходимо устранить такую недоработку.

Для кромок продукции допустимы смещения к толщинам стенок, но не свыше десяти %. Для электросварных изделий диаметров свыше 159 мм смещение возможно до двадцати процентов по отношению к величине стенки

По регламенту 10705 на прямошовной электросварной продукции диаметром свыше 57мм разрешено присутствие одного поперечного шва. По согласованию с покупателем допускается присутствие одного поперечного шва на продукции d < 57 мм. Если предварительно термообработанные изделия подверглись сварочным ремонтным работам, то следует вторично провести обработку аналогичной методикой. Наружный грат на поверхности изделия необходимо полностью удалять. При тщательной зачистке все заусеницы удаляются с поверхности трубы. Трубы обрезаются под прямым углом.