Разновидности и свойства стальных труб

Разновидности и свойства стальных труб
19.05.21

Хотя с появлением пластика стальные трубы могли уступить им во многих сферах, они остаются широко распространенными и сегодня. Их используют для прокладки трубопроводов, из них возводят ограждения и навесы, различные декоративные конструкции, а также применяют при бурении, для прокладки проводов и кабелей. Также они используются для изготовления узлов и деталей в станко- и машиностроении.

Классификация

Выделяют несколько категорий стальных труб, которые отличаются друг от друга по характеристикам и свойствам, среди которых состав металла, форма и размеры, эксплуатационные качества.

Так, по поперечному сечению изделия делят на профильные и круглые, при этом к первому типу относятся как прямоугольные, квадратные, так и овальные модели. 

По наличию защитного слоя они делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Оцинкованные считаются более надежными, поскольку внешний и внутренний контуры покрываются в процессе производства тонким слоем цинка. Этот химический элемент не вступает в реакцию с водой, поэтому оцинкованные модели крайне медленно покрываются ржавчиной — соответственно, срок эксплуатации увеличивается. Также оцинкованные профили способны выдерживать большие нагрузки.

Следующая вид классификации – по способу изготовления:

  1. Сварные. Изготавливаются из листовых заготовок, которые скручиваются до определенного диаметра, после чего их концы свариваются между собой. При производстве может использоваться либо один, либо сразу несколько листов — это зависит от диаметра готового изделия. В процессе сварки могут использоваться разные технологии: газовая, газоэлектрическая, печная, электродуговая. 
  2. Бесшовные. Изделия, изготовленные таким способом, считаются более надежными. Они способны выдерживать крайне высокое давление протекающего внутри материала. Это связано с отсутствием соединительного шва, самого уязвимого участка. Процесс изготовления основан на применении стальных заготовок, которые предварительно нагреваются, после чего в них делается сквозное отверстие. Впоследствии их прокатывают через специальные станки, вследствие чего заготовки растягиваются и калибруются под нужный размер. Бесшовные модели имеют подвид — литые стальные трубы. В них отсутствует шов потому, что изготавливаются они по технологии литья стали. Расплавленный металл заливают в специальную форму, в которой изначально установлен стержень нужного диаметра. Благодаря нему и формируется отверстие в будущем изделии. Впоследствии заготовка прокатывается между роликами — так формируется и калибруется изделие. Отметим, что бесшовные модели имеют более высокую стоимость.

Классы

Изделия первого класса используются при сооружении неответственных конструкций, для прокладки кабельных сетей, а также материалопроводов с малым давлением внутри.

2-й – используется при сборке трубопроводов, в которых составы транспортируются под давлением.

3-й отличается способностью справляться и с большим давлением, и высокой температурой.

4-й используется в нефтегазовой промышленности для транспортировки нефти, газа, а также для бурения различных скважин.

5-й чаще всего применяется в машиностроении и при изготовлении различного оборудования.

6-й также используется в машиностроении, однако ему предъявляются более жесткие требования по нагрузкам.

Профильные стальные трубы

Эти виды в области газо- и водоснабжения распространения не получили. Их чаще всего применяют в строительстве в качестве стоек и несущих опор. Также их них изготавливают ограждения и навесы, гаражи и небольшие постройки. Тонкостенные модели применяются в рекламной сфере и при изготовлении мебели.

Основная масса профильных труб – это сварные изделия. Но существуют технологии бесшовных труб, изготавливаемым как горячекатаным, так и холоднотянутым способом. По прочности бесшовные выигрывают, но массово они не применяются из-за высокой стоимости. 

Главным показателем качества профилей считается их масса на один погонный метр — она зависит от плотности металла, который используется при производстве. Этот параметр устанавливается ГОСТами. Например, если плотность металла составляет 7,85 г/см³, то масса 1 пог. м. самой тонкостенной модели будет равна 0,27 кг, а самой толстостенной – 70 кг.

Упрочнение шва может осуществляется индукционными токами. Не все производители прибегают к этому способу, хотя качество соединения благодаря этому существенно повышается. При этом дополнительная упрочнительная операция на стоимость профилей практически не влияет.

В ГОСТах ничего не говорится о зачистке сварных швов, поэтому в продаже можно встретить профильные стальные трубы как с зачищенным швом, так и с незачищенным.

Что касается оцинкованных моделей, могут использоваться две технологии нанесения защитного слоя:

  • изготавливаются сразу из оцинкованного листа;
  • покрываются защитным слоем уже после изготовления. Ее несколько раз опускают в емкость с расплавленным цинком.

Сортамент изделий определяется широким ассортиментом размеров. По меньшей стороне величина может быть от 10 до 150 мм, по большей — от 15 до 180 мм. При этом наиболее распространена продукция размером по меньшей стороне 40 мм, а по большей — 60-100 мм. Профили с размером по большей стороне более 60 мм даже при небольшой толщине стенки отлично справляются с достаточно большими нагрузками на изгиб. Именно поэтому их чаще остальных применяют в строительстве и при прокладке инженерных коммуникаций.

 Круглые стальные трубы

Изделия соответствуют тем же характеристикам, что и профильные модели, однако необходимо обратить внимание на способ изготовления бесшовной продукции. В данном случае используются две технологии, которые позволяют производить как горячедеформированные, так и холоднокатаные модели. На начальных этапах производство одинаково:

  • для производства используется специальная стальная заготовка, в которой проделывается отверстие. Такой процесс называется прошивкой прессом;
  • заготовка сильно нагревается.

Далее процесс изготовления горячедеформированных и холоднокатаных моделей отличается. В первом случае прокат заготовки осуществляется с продолжительным нагревом, а во втором ее охлаждают водой, а затем прокатывают через вальцы на стане.

В обоих случаях производство бесшовных труб является сложным и затратным процессом, поэтому стоят они недешево. Однако их технические и эксплуатационные характеристики крайне высоки, что определяет способы их использования. В связи с этим продукция обоих видов применяются в системах, где требуется крайне высокая прочность конструкций и малейшая протечка транспортируемого состава может привести к опасным последствиям.

Водо-газопроводные трубы

Производство такой разновидности изделий регламентируется отдельным ГОСТом — они относятся к категории электросварных труб. Она включает две группы, среди которых прямошовные модели и со швом в виде спирали. Чаще всего они используются для трубопроводов, в которых транспортируется материал под давлением не более 25 МПа.

Технология изготовления предполагает формовку из листовых стальных заготовок путем сваривания двух торцов. После этого трубы в обязательном порядке испытываются водой на предмет прочности сварочного шва. Также проводится и проверка с помощью ультразвука. Стальная продукция такой категории производится без резьбы или с резьбой путем нарезки или накатки.

Прецизионные стальные трубы

Еще один вид изделий, который выделен отдельным ГОСТом. К ним предъявляются очень жесткие требования, поэтому их размеры очень точные. Это относится как ко внешнему, так и ко внутреннему диаметру, толщине стенки. Внимание уделяется чистоте всех поверхностей. Такие трубы изготавливают строго из чистой стали без каких-либо примесей.

Прецизионные трубы относятся к бесшовным. Сортамент по толщине стенки достаточно большой, что позволяет изготавливать из них различные детали, применяемые в машино- и станкостроении. Например, из них изготавливают поршни для насосов, гильзы для авто, амортизаторы и иные детали. Такие модели отличаются повышенной изотропной прочностью. Даже тонкостенные изделия (0,5 мм) способны выдержать большие нагрузки в гидравлических системах разного вида и в других точных и сложных конструкциях.

Стальные трубы считаются одними из самых распространенных изделий, которые используются сегодня в разных сферах: в промышленности, строительстве, быту, сельском хозяйстве. Современные технологии производства позволяют гарантировать высокое качество продукции. Как изготовлена продукция, из какой марки стали, значения не имеет: в любом случае высокая прочность и надежность, приемлемая цена будут гарантированы.