В процессе возведения или реконструкции зданий и сооружений обязательным элементом считается прокладка/замена трубопроводов водо-, газо- и теплоснабжения. Компания ЗАО "ТФД "Брок Инвест Сервис и К" постоянно обновляет каталоги стальных труб, используемых для этих целей.
Приводимая далее информация о характеристиках и особенностях стальных труб поможет потребителям сделать осознанный выбор типоразмеров трубного проката отечественного производства.
Классификация видов стальных труб для прокладки инженерных сетей
Основными классификационными признаками являются способ изготовления, форма поперечного сечения и материал труб. Выделяют две основные категории – бесшовные и сварные трубы. Стальные трубы различаются также наличием антикоррозионного покрытия (например, оцинкованные), а также конкретной маркой стали, что важно при эксплуатации проката в условиях высоких температур и давлений прокачиваемой рабочей среды.
Технология производства
Различают:
- Бесшовные стальные трубы. Они изготавливаются из заготовки сплошного поперечного сечения, которая нагревается, а затем экструдируется или протягивается через специализированную оснастку - матрицу или фильеру – до образования требуемой формы. Бесшовные трубы известны своей прочностью и поэтому используются в условиях высокого давления.
- Прямошовные сварные трубы. Формируются путем сворачивания стального листа в трубу с последующей сваркой стыка. Применяется электроконтактная или продольная дуговая сварка под слоем флюса. В первом случае шов образуется последовательно перемещающимся контактом, что быстро и экономично. Такие трубы применяют при низком и среднем давлении. Во втором случае сварка ведется одновременно по всей поверхности стыка, что повышает однородность и долговечность сварного шва. Такая технология используется для создания труб большого диаметра, а также в критически важных применениях, например, при транспортировке сред на большие расстояния или при высоких эксплуатационных давлениях.
- Спирально сварные трубы, непрерывный шов у которых сваривается по мере формовки трубы. Шов может быть прямым или ступенчатым.
Считается, что долговечность бесшовных труб в 2-5 раз выше, чем сварных, что объясняется повышенным риском коррозии в зоне шва.
Форма сечения
Наиболее распространенной формой считается круглая труба. Она дешевле в производстве и характеризуется меньшими потерями скорости гидравлического потока, что важно при большой протяженности напорных трубопроводов.
Профильные трубы включают квадратные, прямоугольные, шестиугольные и другие формы, которые рассчитаны на конкретные цели применения. Например, в строительстве и архитектуре из профильных труб проще изготавливать и собирать металлоконструкции или ограждения.
Материал и покрытие
Трубы для инженерных сетей производят из углеродистой стали. В частности, для трубопроводов низкого давления и с малыми значениями напоров горячей или холодной воды (либо иных неагрессивных сред) используются стали обыкновенного качества с техническими требованиями по ГОСТ 380-2006. При более высоких требованиях к механическим характеристикам применяют экономно легированные стали типа 09Г2С или 10ГС, с техническими требованиями по ГОСТ 27772-2021. Если уровень требований по прочности увеличивается, то применяют трубы, получаемые из среднеуглеродистых конструкционных сталей (пример - сталь 45 ГОСТ 1050-2013) и даже легированных сталей (ГОСТ 4543-2016).
В условиях постоянного наличия коррозионной среды (переувлажнённый грунт, высокие температуры и пр.) инженерные трубопроводы прокладывают, применяя оцинкованные трубы. Покрытые защитным слоем цинка (для коррозионной стойкости), такие изделия подходят для низкого и среднего давления.
Трубы из нержавеющей стали, в том числе, легированной, используются в специальных применениях, о которых будет рассказано ниже. Такие трубы известны своей устойчивостью к ржавчине и полированным внешним видом.
Особую группу составляют предварительно изолированные трубы. Они предназначены для применений, где контроль температуры имеет решающее значение, например, в инженерных сетях химических заводов, предприятий теплоэнергетики и т.п.
Трубы для водоснабжения
Ассортимент продукции
В отечественной практике такие изделия именуют ВГП - водогазопроводными трубами, поскольку большинство технических требований (но не все!) для трубопроводов сетей водо- и газоснабжения совпадают.
Стальные ВГП-трубы, которые предлагает своим клиентам ЗАО "ТФД "Брок Инвест Сервис и К", изготовлены из углеродистой стали. Они производятся по нормам ГОСТ 3262-75, поэтому в системах водоснабжения долговечны и прочны. К преимуществам относятся высокая прочность и долговечность, в то время как недостатками являются потенциальная коррозия (особенно для старых типов труб, в частности, чугунных) и необходимость более сложного монтажа. Высокую коррозионную стойкость благодаря цинковому покрытию, обеспечивает трубопрокат из оцинкованных сталей, в то время как нержавеющая сталь (при более высокой цене) гарантирует отличную гигиеничность и коррозионную стойкость.
Особенности выбора
Преимущества:
- Высокая прочность - стальные трубы могут выдерживать высокое давление и суровые условия окружающей среды;
- Долговечность – изделия отличаются длительным сроком службы и высокой прочностью;
- Термостойкость - ВГП-труба выдерживает высокие температуры, что является преимуществом для линий горячего водоснабжения.
Недостатки:
- Углеродистая сталь может со временем подвергнуться коррозии, если ее не защитить; цинковое покрытие на ВГП-трубах может со временем изнашиваться;
- Вес и трудоемкость прокладки сетей водоснабжения; в частности, большинство стальных труб, используемых в системах водоснабжения, требуют сварки или других методов монтажа.
Выбор типа ВГП-труб ведут с учетом необходимости защиты стальных элементов сетей от коррозионных явлений и обеспечения высокой долговечности трубопровода (при доступной цене за продукцию).
Трубы для газоснабжения
Условия эксплуатации газопроводов
Трубопроводы природного газа относятся к системам, по которым природный газ (включая попутный газ, добываемый на нефтяных месторождениях) транспортируется от мест добычи полезных ископаемых или перерабатывающих заводов к городским газораспределительным центрам или пользователям промышленных предприятий.
Газопроводы собираются из ВГП-труб путем соединения отдельных труб одна за другой. Современные газосборные и газотранспортные трубопроводы изготавливаются из стальных труб, соединенных электросваркой.
Существует множество видов стальных труб – бесшовные, со спиральным или прямым швом – которые могут использоваться в инженерных сетях для прокачки газа под давлением. Бесшовная труба подходит для изделий диаметром менее 529 мм, а спирально- или прямошовная труба - для труб большего диаметра.
Структура поперечного сечения трубы сборно-транспортного газопровода обязательно имеет внутреннее покрытие: стальная труба – наружный слой изоляции – внутренний слой изоляции. В бытовых применениях часто ограничиваются только стальной трубой и внешним изоляционным слоем, в то время как внутреннее покрытие стенок и слой теплоизоляции предусматривают только для промышленных газораспределительных инженерных сетей.
Особенности прокладки и эксплуатации
В общем случае газовая сеть - это совокупность устройств подачи, соединенная газопроводами. Характерная особенность функционирования такой системы в том, что пожаро- и взрывоопасный энергоноситель постоянно пребывает под избыточным давлением. Поскольку плотность перемещаемого продукта невелика, то изменение параметров потока практически не влияет на значение статического напора.
Другое отличие – в том, что в трубопроводах водоснабжения отсутствует риск гидравлического удара и воспламенения, в то время как в газовых инженерных сетях при разрыве трубы выделяется большое количество энергии. Длина разрыва увеличивается, а выбрасываемый газ, скорее всего, вызовет пожар (если столкнется с открытым пламенем) или взрыв.
Для безопасности эксплуатации стальные трубы газоснабжающих сетей должны рассчитываться на давление не ниже 70…80 кг/см2. Их преимущества - меньший риск утечки, отсутствие загрязнения окружающей среды, простота управления и обслуживания.
Трубы для теплоснабжения
Какие трубы используют для отопления? Выбор производится по допускаемому давлению воды – среднему или высокому. Учитывая неблагоприятные условия эксплуатации, изделия изготавливают бесшовными (сварные варианты практически не применяются). Кроме трубопроводов, такие трубы предусматривают в теплообменниках, трубчатых радиаторах, пароперегревателях и т.п.
Материалы
В зависимости от эксплуатационных условий трубы отопительных систем могут производиться из конструкционных легированных или нержавеющих сталей. В первом случае предпочтение отдается среднеуглеродистым сталям, содержащим хром, кремний, марганец, молибден и другие элементы, придающие материалу жаропрочность (например, 40ХМ, 45Г2М, 40 ГС). В ряду наиболее употребительных марок нержавеющих сталей - 12Х2М, 15Х5М, 1Х18Н9Т и др.
Помимо проверки химического состава и механических свойств, определяющих стойкость материала при повышенных температурах, проводятся гидравлические испытания, тесты на сплющивание и испытания на расширение. Стальные трубы поставляются после термообработки.
Использование в качестве отопительных труб изделий, имеющих цинковое покрытие, не допускается, поскольку в условиях высокой влажности и температуры цинковое покрытие показывает неудовлетворительную антикоррозионную стойкость.
Обеспечение работоспособности
При использовании отопительных труб в системах котлов или бойлеров долговечность изделий во многом зависит от гидродинамических условий эксплуатации. Обычно рассматривается два варианта:
- Рабочая температура энергоносителя, перемещающегося по трубопроводу, ниже 450 ℃, что характерно для бойлеров и котлов среднего давления. Здесь в основном используются горячекатаные или цельнотянутые трубы холодного волочения.
- Трубы высокого давления, которые предусматриваются конструкцией мощных котельных установок. Под действием высокотемпературных дымовых газов и пара изделия подвергаются интенсивному окислению и коррозии. Обязательными требованиями являются высокая прочность, тепловая стойкость, устойчивость к окислительной коррозии и хорошая структурная стабильность. Поэтому такие трубы производят по технологии горячей или холодной прокатки.
Микроструктуру, прочность, твердость и износостойкость отопительных труб систем высокого давления улучшают их термической обработкой. В определенных сочетаниях применяют закалку (в том числе, поверхностную), отжиг и отпуск. Выбор режима термообработки определяется химсоставом материала трубы, а также предельной температурой воды, движущейся в трубопроводе.
Основным методом удаления поверхностной ржавчины считается очистка. Используются следующие технологии:
- Применение неагрессивных растворителей или эмульсий;
- Ручное/механизированное крацевание, позволяющее удалять рыхлую или деформированную оксидную пленку и ржавчину;
- Использование кислот или электролитов.
Наименее трудоемка очистка спреями. Современные спреевые составы для отопительных труб обеспечивают не только полное удаление ржавчины, оксидов и грязи, но и позволяют достичь равномерной шероховатости поверхности.
Заключение
Суммирующая таблица геометрических и эксплуатационных параметров стальных труб инженерных сетей:
|
Тип системы |
Диапазон геометрических характеристик стальных труб |
Допустимое давление энергоносителя, МПа |
|
|
Внутренний диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
||
|
Водоснабжение |
5…150 |
1,8…5,5 |
2,4…3,1 |
|
Газоснабжение |
20…63 |
2…4 |
0,6…5,0 |
|
Теплоснабжение и отопление |
25…50 |
1.8…3,5 |
0,1…1,6 |
Компания ЗАО "ТФД "Брок Инвест Сервис и К" предлагает своим клиентам широкий ассортимент стальных труб для инженерных сетей, рассчитанных на различные условия применения. Предоставляем услуги резки и гибки металлопроката. Произведем оперативную доставку товара транспортом предприятия по всем регионам.