Оцинкованные стальные трубы: разновидности, способы производства, характеристики, технологии соединения

Долговечность систем водо-, газо- и теплоснабжения определяется химическим составом и качественными характеристиками материала, из которого сделаны трубы. Стальные трубы – классический вариант, в последнее время утрачивающий популярность из-за необходимости постоянного ухода за наружной поверхностью, зарастания внутреннего пространства остатками пищи и сложности сварного соединения конструкции. Один из вариантов сохранения преимуществ стального трубопровода – монтаж системы из оцинкованных труб.

Назначение современных стальных труб сварного типа

Даже быстро развивающиеся технологии не позволяют представить, что когда-то появится подходящая замена стальным трубам, которые используются при строительстве разных строений и конструкций или проведении коммуникационных сетей.

Сварные трубные изделия современного изготовления могут быть как универсального назначения (доставка различной всевозможной рабочей среды потребителю), а могут иметь узкую специализацию (газопроводы и нефтепроводы).

Прокладку коммуникационных сетей над землей и под землей невозможно представить без стальных трубных изделий разного диаметра. Они входят в состав сложнейших технологических устройств, различных приспособлений и механизмов. Строительные процессы предполагают использование прочных, но легких элементов армирования, в качестве которых используется стальной трубопрокат. К тому же такие изделия могут выступать в качестве основы при строительстве каркасных конструкций.

Также стоит сказать о трубных изделиях сварного типа, для изготовления которых использовалась нержавеющая сталь. Этот материал характеризуется уникальными эксплуатационными свойствами, благодаря которым предоставляется возможность применения труб в пищевой и химической отрасли, энергетике и фармации. Эстетическая привлекательность поверхности труб из «нержавейки» делает их популярными у современных архитекторов в качестве элементов оформления помещений разного типа.

Материалы для изготовления

Сварной трубопрокат делается из листовой стали толщиной до 5 см или ленты свернутой рулонами. Для изготовления производителями используется углеродистое или низколегированное железо. В зависимости от процентного содержания углерода сталь подразделяется на низко, средне и высокоуглеродистые сорта. Чем его больше, тем прочнее металл. Однако при отрицательных температурах высокоуглеродистая сталь становится хрупкой, что ограничивает область применения.

У низколегированного металла, содержащего не больше 2,5% легирующих добавок, высокая прочность сохраняется в широком диапазоне температур. Это дает возможность снизить вес за счет уменьшения толщины стенок. Такие сварные трубы дороже, чем из простой стали. Однако за счет уменьшенного износа и повышенной стойкости к коррозии увеличивается срок эксплуатации. Поэтому расходы окупаются с лихвой. Сварные трубы из нержавейки делают из холоднокатаной (толщина 0,4 — 5 мм) или горячекатаной (2 — 50 мм) листовой стали.

Трубы производятся несколькими методами – это зависит от сферы применения, а также вида, качества и особенностей исходного материала.

Деформирование. Цельную цилиндрическую болванку раскаляют в печи до высокого нагрева и прогоняют через прошивной стан, преобразуя в полую гильзу. Во время обработки вальцами изделие получает необходимую толщину и требуемый диаметр. Горячедеформированные детали охлаждают на последнем этапе, а холоднодеформированные – сразу же после прогонки через прошивной пресс. Сформированное изделие для увеличения вязкости состава прогревают до рекристаллизации материала, а затем остужают. Это позволяет избавить изделие от неизбежных внутренних напряжений в процессе деформирования.
Прессование. Это метод воздействия давлением, осуществляемый на гидравлических прессах – материал выдавливают из закрытого пространства через особое отверстие. При прямом прессовании нагретый цилиндрообразный слиток помещают в контейнер, с обратной стороны которого закреплена матрица с отверстием нужной конфигурации. При давлении металл течет через отверстие в шайбе. Обратное прессование заключается в том, что шайба с отверстием находится с противоположной стороны, и материал течет в обратном прессовке направлении.
Прокат. Заготовку преобразовывают в толстостенный полый цилиндр и обкатывают его на трубопрокатном стане. Такой метод используется в производстве бесшовных труб.
Ковка. Технология заключается в механическом воздействии на заготовку при помощи гидравлического пресса, молота и ковочной машины. Сам процесс происходит в несколько этапов, во время которых при свободном течении металла меняется конфигурация заготовки.
Свертывание. Предварительно термически обработанные стальные листы скручиваются в трубу. Труба образуется в процессе продольного изгиба полосы или путем сворачивания в винтовую спираль. Ее кромки свариваются электросваркой или печной сваркой под высоким давлением.
Центробежное литье. Используется при крупносерийном производстве водопроводных и канализационных труб, заготовок цилиндров электродвигателей, энергетического машиностроения. Металл заливают в постоянно вращающуюся форму, от чего он подвергается воздействию центробежной силы. Частота вращения формы оказывает воздействие на плотность отливки, прочность изделия, однородность состава и правильность поверхности.

Читать еще: Виды и особенности сварочных электродов по алюминию

Плюсы и минусы стальных труб

Стальные трубы обладают как достоинствами, так и недостатками, которые следует учитывать, выбирая данный материал. Рассмотрим основные преимущества труб из стали.

Это свойство очень выгодно для трубопроводов жилых помещений, поскольку обогрев воздуха осуществляется, в том числе, трубами.

Небольшое тепловое расширение.

Поскольку мы говорим о теплоснабжении, это свойство играет для нас большое значение. При нагреве у стальных труб не происходит линейного расширения, а это значит, что трубы можно применять не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, при этом нет необходимости выбирать толстостенный материал или делать трубопровод с компрессионными петлями. Стабильность в размерах позволяет монтировать стальные трубы в пол или стены.

Сталь устойчива к механическим нагрузкам, выдерживает экстремальные температуры, гидроудары, повышенное давление. Благодаря этому свойству, магистрали высокого давления создаются только на основе металлических труб.

Срок службы труб, по литературным данным, примерно 20 лет, но на практике мы видим трубы функционирующие 50 и более лет.

Стальные трубы — это оптимальный вариант по соотношению цена/качество. Несомненно, стоимость играет большое значение при выборе материала. Полипропиленовые трубы дешевле металлических, чем и обусловлен высокий спрос на эту продукцию и быстрое, широкое распространение. Но при этом стальные трубы большого диаметра, которые могут использоваться в системе отопления с естественной циркуляцией, стоят меньше аналогичных труб из других материалов. Медные трубы, обладающие высоким качеством и сроком службы имеют самую высокую цену на рынке труб. К плюсам стоит отнести, то что стальные трубы обладают обширным сортаментом.

Все эти качества позволяют использовать стальные трубы для газо- и нефтепроводов, водопроводных систем высокого давления. Стальной трубопровод можно вести внутри помещений, и снаружи, ведь этот материал, в отличие от остальных, не боится ультрафиолетового света.

Стальная труба широко применяется в строительстве при прокладке различных коммуникаций. Но не стоит забывать о недостатках стали.

Во-первых, это подверженность коррозии. «Черная» сталь плохо переносит воздействие агрессивных сред, подвержена окислительным процессам, что уменьшает время эксплуатации трубопровода. Оцинковка стальных труб поможет решить эту проблему.
Во-вторых, металлические трубы имеют высокий коэффициент шероховатости. От этого внутренняя поверхность накапливает отложения, уменьшается пропускная способность труб.
В-третьих, жёсткость материала. Изогнуть трубу возможно только термическим нагревом, а при создании трубопровода требуются специальные соединительные элементы.

Стоит принимать во внимание высокую стоимость монтажных работ. При соединении можно использовать резьбовые соединения, фитинги, но без сварочных работ обойтись очень сложно. Для этого необходим опытный специалист и соответствующие оборудование, что увеличивает стоимость монтажа трубопровода. К тому же большой вес стальной трубы осложняет работу с ней. В итоге процесс получается грязный и трудоемкий.

Использование сварных труб

Сварная трубная продукция представлена отдельной категорией.

Своими уникальными эксплуатационными характеристиками она завоевала широкое распространение в таких промышленностях, как:

химическая;
фармацевтическая;
пищевая;
энергетическая.

Производители сварных труб используют в качестве сырьевого материала нержавеющие стальные листы. К тому же эстетическая привлекательность продукции способствует использованию сварных труб при оформлении помещения различного направления, а также в современной архитектуре и инженерии.

Основные виды сварных соединений и швов

размер шрифта уменьшить размер шрифта увеличить размер шрифта

Приветствую вас, уважаемые читатели. В сегодняшней статье мы расскажем вам об основных видах сварных соединений и швов. Многие специалисты сварочного производства называют данные соединения сварными, некоторые – сварочными, хотя от этого смысл не меняется.

В этой статье они так же будут упоминаться по разному, в зависимости от оборота речи, но помните: сварной и сварочный по отношению к соединениям и швам – это одно и то же.

Сварные соединения и швы классифицируются по нескольким признакам

Существует ряд типов сварных швов в зависимости от вида соединения:

— шов стыкового соединения
— шов таврового соединения
— шов нахлесточного соединения
— шов углового соединения

Стыковое соединение

Стыковое соединение представляет собой соединение двух листов или труб их торцевыми поверхностями. Данное соединение является самым распространенным, благодаря меньшему расходу металла и времени на сварку.

Стыковое соединение может быть, в зависимости от расположения шва:

— Односторонним
— Двусторонним

Читать еще: Проверка непроницаемости сварных швов и соединений

По подготовке соединения под сварку, в зависимости от толщины свариваемых изделий:

— Без скоса кромок
— Со скосом кромок

Одностороннее соединение без скоса кромок предполагает сварку листов толщиной до 4 мм (исключение — процесс Laser Hybrid Weld). Двусторонне соединение бес скоса кромок рекомендуется выполнять при сварке толщин до 8 мм. В обоих случаях для обеспечения качественного провара, необходимо делать небольшой зазор при соединении листов под сварку, оклоло 1- 2 мм.

Скос кромок при одностороннем сварном соединении рекомендуется делать при толщинах от 4 до 25 мм. Наиболее популярным является соединение со скосом кромок V-образного типа. Менее популярными, но также применяются односторонние скосы кромок и скосы U-образного типа. Для предотвращения возможностей прожогов во всех случаях делается небольшое притупление кромок.

При толщинах от 12 мм и более при двусторонней сварке рекомендуется делать X-образную разделку, которая имеет ряд преимуществ перед V-образной разделкой. Эти преимущества заключаются в уменьшении объема требуемого металла для заполнения разделки (почти в 2 раза), и соответственно увеличении скорости сварки и экономии сварочных материалов.

Тавровое соединение

Тавровое соединение представляет собой два листа, когда между ними образуется соединение в виде буквы «Т». Как и в случае со стыковыми соединениями, в зависимости от толщины металла выполняется сварка с одной или с обеих сторон, с разделкой или без. Основные типы таврового сварного соединения представлены на рисунке.

Некоторые советы по сварке таврового соединения:

1. При сварке таврового соединения тонкого металла с более толстым, необходимо, чтобы угол наклона электрода или сварочной горелки был около 60° к более толстому металлу. Как это показано ниже:

Сварка «в лодочку» используется также при автоматической и роботизированной сварке, где изделие кантуется при помощи специального кантователя в нужное для сварки положение.

3. В настоящее время существуют специальные сварочные процессы для увеличенного проплавления. Применяя их, можно добиться односторонней сварки достаточно толстого металла с гарантированным проваром и формированием обратного валика с другой стороны. Подробнее о сварочном процессе Rapid Weld можно ознакомиться здесь. О сварочном оборудовании для односторонней сварки таврового шва с обратным вормированием валика можно узнать в разделе «сварочный полуавтомат QINEO TRONIC PULSE»

Соединение внахлестку

Данный тип соединения рекомендуется применять при сварке листов толщиной до 10 мм, причем сваривать листы требуется с обеих сторон. Делается это из-за того, чтобы не было возможности попадания влаги между ними. Так как сварочных швов при этом соединении два, то соответственно увеличивается и время на сварку и расходуемые сварочные материалы.

Угловое соединение

Угловым сварочным соединением называют тип соединения двух металлических листов, расположенных друг к другу под прямым или другим углом. Данные соединения также могут быть со скосом кромок или без, в зависимости от толщин. Иногда угловое соединение проваривается и изнутри.

Классификация по другим признакам

Сварные соединения и швы также классифицируют по другим признакам.

Типы соединений по степени выпуклости:

— нормальные
— выпуклые
— вогнутые

Выпуклость шва зависит как от применяемых сварочных материалов, так и режимов сварки. Например, при длинной дуге шов получается пологим и широким, и, наоборот, при сварке на короткой дуге шов получается более узким и выпуклым. Так же на степень выпуклости влияет скорость сварки и ширина разделки кромок.

Типы соединений по положению в пространстве:

— нижнее
— горизонтальное
— вертикальное
— потолочное

Наиболее оптимальным для сварки является нижнее положение шва. Поэтому при проектировании изделия и составлении технологии сварочного процесса следует это учитывать. Сварка в нижнем положении способствует высокой производительности, является наиболее простым процессом с получением качественного сварного шва.

Горизонтальное и вертикальное положение сварного соединения требует от сварщика повышенной квалификации, а потолочное является наиболее трудоемким и не безопасным.

Типы сварных соединений по степени протяженности:

— сплошные (непрерывные)
— прерывистые

Читать еще: Аргонная сварка цветного и черного металла

Прерывистые сварные швы применяются в соединениях, где не требуется герметичности.

Надеюсь, данная информация по типам сварных швов и соединений будет полезна вам и поможет увеличить качество и производительность ваших сварных конструкций при проектировании. А так же поможет сделать сам сварочный процесс безопасным и наиболее оптимальным. Спасибо за внимание, читайте также другие статьи.

Виды сварки труб ПЭ

Мы говорим о правильной технологии и не берём в расчёт кустарные методы, вроде разогрева феном или открытым огнём. Подобные эксперименты часто заканчиваются дорогим ремонтом, т.к. повышенные температуры разрушают молекулярную структуру ПНД, превращая его в воскообразную массу. Назовём 4 цивилизованных способа сварки полиэтиленовых труб:

стыковой
электромуфтовый
раструбный
экструдерный

Первые два вида наиболее распространены в строительстве и ремонте наружных сетей водоснабжения и водоотведения. Раструбное соединение довольно экзотическое, но вполне применимо для небольших диаметров и использования в домашних условиях. Сварка экструдером в основном относится к монтажу объёмных конструкций из листовых материалов.

Производство труб

Трубы сварные изготавливаются из штипса либо листового проката/ленты. В случае качественной заводской работы шов на изделии может быть практически не виден. Кроме того, если диаметр стальной трубы позволяет, шлифовка шва осуществляется не только по внешней, но и по внутренней стороне изделия, если осуществить такие работы не представляется возможным, внутреннюю сторону оставляют без обработки.

Сварка, используемая при изготовлении, определяется по диаметру трубы: до 530 мм – контактная, от 428 до 1420мм – электродуговая.

Электросварка

Данный способ является наиболее распространенным. Это легко объяснить тем, что электрическая сварка дает возможность изготавливать продукцию с минимальной толщиной стенки при большом диаметре. Кроме того, обработка шва производится с особой тщательностью, что, в свою очередь, положительно сказывается на качестве внутренней и внешней поверхности. Как правило, трубы, применяемые в магистральных системах, производятся электродуговой сваркой с использованием флюса. В данном случае основной принцип работ – сваривание двух концов листа проката в стык, с последующей обваркой по обеим сторонам. Данный способ применим как для прямошовных, так и для спиралешовных труб.

Процесс изготовления довольно прост: сталь, поставляемую в виде листового проката «прогоняют» через формовочные станки, после чего из исходного материала получаются трубные заготовки. Формовка прямошовных заготовок бывает двух видов: валковая, прессовая; спиралешовные трубы формуются посредством валково-оправочных станков. Прессовая формовка предназначена для изготовления труб с двумя швами, т.е. для производства ТБД, валковая универсальна и способна формировать круглые заготовки любого диаметра.

Сварив по шву заготовку, ее охлаждают. После этой процедуры изделие попадает в калибровочный цех. Здесь труба обретает свой диаметр, неточность форм выравнивается, изделие приобретает конечный вид.

Финальной ступенью производства сварной трубы является тестирование, включающее проверку качества шва ультразвуком, а также гидроиспытания. Если дефекты выявлены не будут, изделие маркируют и труба поступает на реализацию. Готовое изделие относится к холоднодеформированным.

Печная сварка

Сварка с использованием специальных печей предназначена для изготовления труб из штрипс. Способ печной сварки характерен тем, что порядок проводимых операций здесь совершенно иной, чем при электросварке, а само изделие дважды проходит термообработку. Первый раз заготовка отправляется в печь, где раскаляется до 1300°C, на выходе кромка полосы обдувается для большего раскаливания. Параллельно с обдувкой производится сбивка окалины, которая могла бы негативно сказаться на качестве шва.

До сварки шва производится подгонка заготовки под нужный диаметр, для этого изделие прогоняется через специальный стан. Края заготовки обдуваются вновь и, наконец, свариваются. Полученное изделие повторно отправляется в печь, после чего снова протягивается по формовке. Полученная труба будет называться горячедеформированной.

Сварка в инертном газе

Для труб из нержавейки, а также для изделий из высоколегированных сталей применяют исключительно данный способ производства. Защитные газы, применяемые в процессе сварки, позволяют избежать карбидизации легирующих элементов, что противостоит ухудшению качества шва. Для этого используют углекислый газ, а также аргон или гелий. Все возможные преимущества газовой и электрической сварки сочтены в данном способе: газы тяжелее воздуха, соответственно из сварочной зон у шва они его вытесняют – контакта с атмосферой нет никакого. При этом качество шва остается высоким за счет типичной электросварки. Готовое изделие относится к холоднодеформированным.