Корзина
Один из наиболее распространенных видов труб из-за относительной простоты технологии производства и высоких эксплуатационных характеристик — электросварные (ЭСВ). Изготавливают трубы из стального листа путем изгибания по окружности и сваривания по продольному шву. Для производства труб этого вида используют легкосвариваемые марки углеродистой стали. В зависимости от марки сплава, служащего заготовкой для трубы, изделия классифицируют на три вида:
Марки стали отличаются по степени раскисления, то есть, процентному содержанию кислорода в готовом к использованию для производства труб материале. Раскисление производится поэтапно, добавлением в расплав ряда компонентов (алюминия, титана, кремния), связывающих кислород.
Спокойная сталь (СП) получается после полного охлаждения слитков, из которых удален весь запас кислорода в результате химического взаимодействия с добавками. Отличается равномерным химическим составом, стабильной кристаллической структурой, обеспечивающей одинаковые физико-химические свойства по всем направлениям.
Сорта полукипящей стали отличаются наличием пузырьков кислорода не только на поверхности (как у СП), но и в объеме слитков. Количество газа незначительное, что позволяет удалить его при механической обработке заготовок (листов для труб, штрипсов). По химическому составу сталь менее однородна, что влияет на прочность и коррозийную стойкость.
Кипящая сталь (КП) практически не проходит процесса раскисления. Состав слитков отличается кристаллической структурой и химическим составом по объему и поперечному сечению. Во внутренней части слитка наблюдается повышенная концентрация серы, азота, фосфора и углерода, постепенно снижающаяся к периферии.
По механическим показателям марки стали отличаются:
Соединение листа для формирования трубы производится сваркой с разной конфигурацией шва. По этому признаку трубы ЭСВ подразделяют на:
Как видно из названия, кроме формы шва на классификацию влияет способ изгибания листа для получения цилиндрической формы.
Востребованность ЭСВ в разных отраслях экономики и наличие различных видов изделий по материалу, способу производства и эксплуатационным характеристикам определяет необходимость разработки нескольких стандартов для их производства. Главные из них:
Характеристики труб ЭСВ зарубежного производства регламентируются DIN: 1626:1984, EN: 10217-1:2005 и другими стандартами. Например, прямошовные трубы из низколегированных и углеродистых марок стали производятся по стандарту ГОСТ 10705-80 в диаметрах 10 – 630 мм, с толщиной стенки 4 – 8 мм. Сфера применения допускает использование во всех строительных конструкциях и трубопроводах, кроме электронагревательных систем. Марки стали — Ст1, Ст2, Ст3, Ст4 (СП, КП и ПС).
ГОСТ 20295-85 нормирует производство труб для магистральных газопроводов и нефтепроводов. Диаметр изделий — от 159 до 426 мм. Стандарт описывает характеристики прямошовных и спиральношовных труб в классах точности от К34 до К60. Стандартная длина изделий — до 12 м. Общие для всех видов сварных труб требования:
Прямошовные трубы по стандарту ГОСТ 10704-91 изготавливают в длине от 2 до 12 м при толщине стенки 4 – 8 мм и диаметре 57 - 530 мм. Ряд видов электросварных труб выпускаются металлургическими заводами согласно утвержденным ТУ, требования которых коррелируют с основными положениями ГОСТ. Это один из самых популярных стандартов для трубного проката, характеризующегося универсальностью и доступной ценой.
По назначению электросварные трубы подразделяются на четыре группы, отличающиеся физическими и химическими свойствами. Металлурги предлагают такие виды сварных стальных труб:
В продажу первичные трубы попадают в двух вариантах исполнения — со снятием заусениц с кромок, и без обработки концевых частей. Стоимость каждого из артикулов различается в зависимости от сложности и трудоемкости предпродажной подготовки.
| Наружный диаметр, мм | Теоретическая масса 1м труб, кг при толщине стенки, мм | |||||||||
| 1 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 2,8 | |
| 33 | 0,789 | 0,941 | 1,09 | 1,17 | 1,24 | 1,38 | 1,53 | 1,67 | 1,88 | 2,09 |
| 33,7 | 0,962 | 1,12 | 1,19 | 1,27 | 1,42 | 1,56 | 1,71 | 1,92 | 2,13 | |
| 35 | 1 | 1,16 | 1,24 | 1,32 | 1,47 | 1,63 | 1,78 | 2 | 2,22 | |
| 36 | 1,03 | 1,19 | 1,28 | 1,36 | 1,52 | 1,68 | 1,83 | 2,07 | 2,39 | |
| 38 | 1,09 | 1,26 | 1,35 | 1,44 | 1,61 | 1,78 | 1,94 | 2,19 | 2,43 | |
| 40 | 1,15 | 1,33 | 1,42 | 1,25 | 1,7 | 1,87 | 2,05 | 2,31 | 2,57 | |
| 42 | 1,21 | 1,40 | 1,5 | 1,59 | 1,78 | 1,97 | 2,16 | 2,44 | 2,71 | |
| 44,5 | 1,28 | 1,49 | 1,59 | 1,69 | 1,9 | 2,1 | 2,29 | 2,59 | 2,88 | |
| 45 | 1,30 | 1,51 | 1,61 | 1,71 | 1,92 | 2,12 | 2,32 | 2,62 | 2,91 | |
| 48 | 1,61 | 1,72 | 1,83 | 2,05 | 2,27 | 2,48 | 2,81 | 3,12 | ||
| 48,3 | 1,62 | 1,73 | 1,84 | 2,06 | 2,28 | 2,50 | 2,82 | 3,14 | ||
| 51 | 1,71 | 1,83 | 1,95 | 2,18 | 2,42 | 2,65 | 2,99 | 3,33 | ||
| 53 | 1,78 | 1,91 | 2,03 | 2,27 | 2,52 | 2,76 | 3,11 | 3,47 | ||
| 54 | 1,82 | 1,94 | 2,07 | 2,32 | 2,56 | 2,81 | 3,18 | 3,54 | ||
| 57 | 1,92 | 2,05 | 2,19 | 2,45 | 2,71 | 2,97 | 3,36 | 3,74 | ||
| 60 | 2,02 | 2,16 | 2,3 | 2,58 | 2,86 | 3,14 | 3,55 | 3,95 | ||
| 63,5 | 2,14 | 2,29 | 2,44 | 2,74 | 3,03 | 3,33 | 3,76 | 4,19 | ||
| 70 | 2,37 | 2,53 | 2,7 | 3,03 | 3,35 | 3,68 | 4,16 | 4,64 | ||
Главная особенность производства ЭСВ труб — невысокая трудоемкость, по сравнению с выпуском цельнотянутых труб. Электросварные разновидности проигрывают цельнодеформированным в прочности и устойчивости к внутреннему давлению. Но их себестоимость и возможность применения в системах низкого и среднего давления определяют высокий уровень востребованности в разных отраслях экономики, как новых, так и б/у.
Производство электросварных труб всех модификаций базируется на применении типового технологического процесса, отличающегося у разных производителей незначительными нюансами. Суть процесса состоит в следующем:
При производстве труб диаметром до 530 мм используются оба вида сварки, контактная и электродуговая. Для изделий большого размера, диаметр которых достигает 1420 мм, преимущественно электродуговая технология. Выбор в пользу электродуговой сварки определяется требованиями к прочности готового изделия. При сварке выполняются три шва — промежуточный, наружный и внутренний. Каждый из них усиливает стык и гарантирует герметичность соединения.
Спиральношовные трубы большого диаметра изготавливаются по несколько иной технологии. Сначала лист металла скручивается в спиральный рукав, затем стыки свариваются обычным электродуговым способом, или в атмосфере инертного газа. Для всех видов сварки (спиральной, или прямой) выбирают стали с хорошей и высокой свариваемостью, например 12Г2С, 17 ГС. Независимо от марки стали и диаметра, спиральношовные трубы получаются более дорогими. На стоимость влияют длина шва, сложность спиралевидного стыка, расход сварочных материалов.
После завершения этапа сваривания заготовок и остывания швов, трубы подвергаются испытаниям методами ультразвукового контроля и другими лабораторными способами неразрушающей проверки. Предназначенные для ответственных конструкций трубы испытывают под высоким давлением, закачивая внутрь жидкость. При выборе ЭСВ необходимо учитывать, что техническая прочность цельнотянутой трубы на 15-20% выше электросварной. В свою очередь, спиральношовные приблизительно на такой же уровень прочнее, чем прямошовные.
Современные технологии производства труб ЭСВ определяют широкую сферу использования, в том числе и в высоконапорных трубопроводах. Более 60% всех систем, где используют трубопроводы, комплектуют сварными трубами, прямошовными, или спиральными. Экономическую эффективность применения ЭСВ определяет стоимость труб — они на 20 – 25% дешевле цельнокатаных, при сравнимом уровне ресурса.
Еще один аргумент в пользу использования сварных труб — доступность стали, использующейся при их производстве. Низколегированные и углеродистые стали не требуют использования дефицитных компонентов в виде редкоземельных металлов и сложных химических соединений.
Главное достоинство электросварных труб — доступная для покупателя цена. Стоимость объясняется невысокими затратами энергии для производства, включая расходы на изготовление полуфабриката — стального листа определенной толщины и ширины. Сварная прямошовная технология позволяет выпускать не только классические круглые в сечении трубы, но и овальные и прямоугольные.
Налаженная технология производства и испытанные в разных условиях марки стали позволяют выпускать трубы огромным тиражом для любой сферы использования. В этом случае строительство газопроводов и нефтепроводов сильно удешевляется, без потери эксплуатационных свойств. Это преимущество касается как магистралей низкого, так и высокого давления.
Но ЭСВ нельзя считать универсальным прокатом для решения всех вопросов. Трубы не лишены довольно существенных недостатков. Главные их них:
По давлению ограничения объясняются нарушением структуры металла в процессе сварки. Граничные со швом структуры стали претерпевают значительные изменения, даже в случае высокотехнологичной роботизированной сварки. Остаточные термические и химические напряжения снижают предельно допустимые нагрузки и стойкость трубы к коррозии.
Эта же особенность отражается на способности трубы выдерживать изгибающие усилия. Неравномерность коэффициента упругости по окружности сечения может привести к появлению трещин и других дефектов в зоне деформации. В этом отношении цельнотянутые трубы на порядок выше.
Электросварные трубы изготавливаются из марок стали, которые хорошо свариваются. В перечне всех известных сплавов железа с углеродом, это относительно небольшой процент низколегированных составов. Отсутствие компонентов, повышающих стойкость стали к коррозии, вызывает необходимость дополнительной защиты трубопроводов и других конструкций от внешних влияний. Часто стоимость антикоррозийной защиты превышает экономию на использовании сварных труб.
Электросварные стальные трубы с полным основанием можно считать универсальными. Новые изделия используют для монтажа магистралей отопления, водоснабжения, транспортировки ГСМ, газовых сетей, канализации и внутризаводских технических контуров низкого и среднего давления. Также сварной трубопрокат активно используют в сфере строительства, машиностроении, ландшафтном дизайне в качестве несущих конструкций и каркасов всевозможных сооружений.
Трубы круглого сечения обладают идеальным соотношением площади стенки к весу, низким гидродинамическим сопротивлением и высокой пропускной способностью в перерасчете на диаметр. Доступность труб ЭСВ в продаже позволяет легко найти необходимое количество материала для ремонта любой сложности.
Учитывая широкий ассортимент трубной продукции класса ЭСВ выбрать нужный артикул достаточно сложно. При подборе трубы для конкретных условий использования необходимо руководствоваться спецификациями производителя. Если нужна труба для бытовых, или промышленных магистралей, работающий под давлением до 30 кгс/см2 до 60 кгс/см2 (30 – 60 бар), то прямошовная новая труба, на которую поставщик предоставляет сертификат, вполне подходит. Для трубопроводов, работающих под давлением выше указанных пределов, нужно покупать спириальношовную трубу из спокойной стали (индекс СП). В каждом конкретном случае марки труб должны быть прописаны в проектной документации.
