Стальная труба: область применения и разновидности

Содержание статьи
Стальная труба повсеместно применяется в промышленности, строительстве и при обустройстве инфраструктурных объектов. Сталь обладает близким к оптимальном соотношением прочности, износостойкости и гибкости, методы изготовления и соединения труб из этого материала позволяют получать хороший экономический эффект от применения продукции.
Преимущества и возможности применения стальных труб
Свойства стали и существующие разновидности стальных труб позволяют применять их, используя широкий спектр преимуществ:
- изделия хорошо переносят механические нагрузки, имеют хорошо известные характеристики деформационной прочности;
- нержавеющая, оцинкованная, углеродистая и конструкционная сталь длительное время проявляет устойчивость к коррозии;
- трубы из стали можно использовать в системах с высокими давлениями и перепадами давления;
- трубопроводы могут работать при температурах среды 130 градусов;
- трубы имеют низкий коэффициент линейного расширения при нагревании, что делает трубопроводы устойчивыми к колебаниям температуры, дает возможность использовать их в системах отопления и ГВС.

Стальные трубы
Стальная труба в зависимости от вида и марки металла может прослужить от 5 до 15 лет. Увеличенный срок службы имеют нержавеющие и оцинкованные трубы, изделия, изготовленные из специальных сплавов, стойких к температурным и деформирующим воздействиям.
Характеристики стальных труб делают их особо ценными при устройстве коммуникаций для нефтепродуктов, транспортировки и переработки газа, активных веществ и сред под давлением. Несмотря на это, следует учитывать и ограничения:
- внутренняя поверхность трубы подвержена абразивному износу;
- большинство сортов стали плохо переносит температуры ниже -50 С;
- при появлении коррозии пятно быстро распространяется, повреждает всю стенку, в жидкость поступают твердые осадочные частицы, способные испортить запорное оборудование;
- у стальной поверхности высокая шероховатость, при скоростной напорной транспортировке она оказывает сопротивление потоку;
- стальной трубопровод сложно монтировать из-за большого веса труб и отсутствия гибкости.
Для предотвращения разрушения труб на морозе применяются современные методы теплоизоляции и защиты от влаги. Для ветвления трубопроводов и изменения направления используются специальные вставки, компенсация расширения и деформации обеспечивается упругими подвижными компенсаторами.

Трубы из стали
Классификация стальных труб и трубопроводов
Наиболее важными критериями при подборе стальных труб к проекту трубопровода считаются:
- внутренний диаметр (просвет) внешний монтажный диаметр;
- тонкостенность — показатель, измеряемый отношением внешнего диаметра и толщиной стенки (тонкостенная, нормальная, толстостенная труба);
- характеристики стали по прочности на изгиб, сжатие, растяжение;
- способность стали сохранять свойства под воздействием давления и температур в определенном диапазоне;
- свариваемость — способность металла образовывать на месте соединения герметичный и прочный шов.

Трубопровод из стали
Эти и другие требования регламентированы ГОСТ для каждого вида труб. На основе общего стандарта изготовители разрабатывают ТУ для изготовления определенных видов труб. Например, труба с отношением толщины стенки к диаметру менее 6 относится к толстостенным, от 6 до 12,5 к нормальной, более 12,5 — тонкостенная. При малом диаметре тонкостенной считается любая труба с толщиной стенки менее полутора миллиметров.
По форме сечения трубы принято классифицировать как круглые, квадратные, овальные, шестигранные, каплевидные. Для транспортировки жидкостей и сред в подавляющем большинстве случаев применяются трубы круглого сечения.
При проектировании стального трубопровода необходимо отнести его к определенному классу по эксплуатационным требованиям:
- по трубопроводам первого класса транспортируются газы и жидкости под нормальным давлением, этот вид коммуникации подходит для монтажа кабелей, безнапорного и напорного орошения;
- ко второму классу относят трубопроводы для транспортировки нефтепродуктов и магистральные системы прокачки газа в условиях высокого и низкого давления, под действием распирающих и сминающих сил;
- трубопроводы третьего класса представляют собой системы транспортировки и циркуляции продукта с высоким давлением и в условиях контакта внутренней поверхности с агрессивными веществами, в химической и пищевой промышленности.

Прямоугольные стальные трубы
Классификация по методу изготовления и степени защиты
Стальная труба изготавливается бесшовной деформации (проката) как горячедеформированная и холоднодеформированная. Метод изготовления влияет на прочность и свариваемость металла, так как при нагревании он может пройти порог закаливания и последующего отпуска.
Электросварная труба может быть изготовлена с прямыми и спиральным швами методом соединения половинок или накатки по спирали. Это оказывает воздействие на деформационную прочность изделия. Паяльная труба производится по технологии нагревания материала с заполнением шва припоем.
Защита стальной трубы обеспечивается нанесением слоя цинка методом гальванизации. Таким образом создаются трубы:
- стойкие к коррозии;
- стойкие к агрессивным средам;
- с особо гладкой и чистой внутренней поверхностью;
- для транспортировки сред и продуктов, требующих особых условий защиты от загрязнения.
По области применения стальные трубопроводы распространены:
- в коммунальном хозяйстве и промышленности как транспортные части систем отопления, водопровода, ГВС;
- в промышленности как части систем циркуляции и подачи продуктов;
- в производстве как конструктивные элементы для сборки металлоконструкций;
- в сельским хозяйстве для транспортировки оросительных жидкостей, отведения стоков, организации перетока зерновых масс в вертикальных транспортных системах элеваторов.
ГОСТы на производство и применение стальных труб
- ГОСТ 10704 — 91 — Круглая прямошовная магистраль;
- ГОСТ 8639 — 82 — Квадратные изделия;
- ГОСТ 8642 — 68 — Овальный трубопровод;
- ГОСТ 8651 — 57 — Шестигранная стальная продукция;
- ГОСТ 8645 — 68 — Прямоугольные магистрали;
- ГОСТ 10705 — 80, ГОСТ 10706 — 76 — Прямошовная труба из стали;
- ГОСТ 10692 — 80 — Круглая металлическая труба. Сортамент;
- ГОСТ 3262 — 75 — Стальные трубы для водоснабжения и газопроводов;
- ГОСТ 20295 — 85 — Сварные изделия для нефте- и газопроводов.
Трубы стальные оцинкованные
Используются в системах высокого давления, подачи горячей воды и перегретого пара, циркуляции продуктов под давлением. Изделия проявляют серьезную устойчивость к коррозии, обладают низким коэффициентом линейного расширения — незначительно удлиняются при нагревании.
На поверхности оцинкованных труб появление ржавчины происходит до 10 раз медленнее, чем без защиты, что позволяет увеличить срок службы магистрали до 50 лет. Трубу этого типа можно варить и резать почти без ограничений. Незначительное увеличение внешнего диаметра за счет слоя цинкования практически не сказывается на весе и монтажных свойствах трубы. Форма выпуска оцинкованной трубы по сечению может быть овальной, круглой квадратной, шести- и восьмигранной.

Оцинкованные стальные трубы
Трубы стальные ППУ (изолированные)
ППУ или пенополиуретан, нанесенный на внешнюю поверхность трубы в качестве теплоизоляции позволяет использовать трубопровод для транспортировки жидкости под высоким давлением. Качество регулируется ГОСТ 30732 — 2001, изделие производится как труба стальная в трубе ППУ. Слой может быть нанесен заливным методом, диаметр изделий в пределах 25 - 1200 мм. При использовании стального трубопровода ППУ можно отказаться от прокладки в каналах и лотках, так как теплоизоляция хорошо предотвращает теплопотери и проникновение влаги к стальной части трубы. Это упрощает прокладку и позволяет сэкономить средства.

Трубы стальные ППУ
Гофрированная стальная труба
Стальные гофрированные трубы можно использовать в трубопроводах с высоким давлением, для подачи горячих продуктов и сред, воздуха в системах кондиционирования, монтажа кабельных систем. Деформационная устойчивость и прочность обеспечивается гофрированной внешней и гладкой внутренней поверхностью. В просвете трубы не возникает вихревых явлений и дополнительного сопротивления потоку. Главным преимуществом стальной гофротрубы считается возможность изгибать ее при монтаже. Прочность на гидроудар достигает показателя 65 атм. Гофротруба выпускается как отожженная, неотоженная, в полиэтиленовой оболочке.
Простота монтажа и высокие деформационные качества существенно упрощают монтаж трубы и позволяют надежно защитить среду или кабель от внешних воздействий. Части трубопровода соединяются фитингами или хомутами, допускается использование стыковочных муфт. Трубопровод устойчив к вибрации и не требует использования компенсаторов деформации.

Гофрированная стальная труба