Трубный прокат: характеристики и назначение

Стальная труба в соответствии с определением, данным в ГОСТе 28548-90, — это изделие из стали кольцеобразного, овального, многоугольного или иной формы полого поперечного сечения относительно большой длины.

Описание

В более широком понимании данного термина труба имеет профиль полого цилиндра (Рис. 1), обычно, но необязательно круглого поперечного сечения, используемая, как правило, для транспортировки следующих веществ:

• жидкости и газы;
• суспензии;
• порошки;
• массы мелких твердых частиц.

Также они могут быть использованы в строительстве, так как полая труба имеет более высокую жесткость на единицу веса, чем сплошные профили.

В зависимости от применяемого стандарта, по которому произведена труба, она характеризуется номинальным диаметром с постоянным внешним диаметром и сортаментом, определяющим толщину стенки. Термин «труба» также широко применяется по отношению к нецилиндрическим профилям, таким как квадрат или прямоугольник, характеристика формы не настольно принципиально важна. Гораздо более важные критерии, определяющие технические характеристики, — материалы и изготовление.

Итак, какие бывают трубы? По способу производства их разделяют на бесшовные, сварные и литые (Рисунок 2). Как делают бесшовные трубы? В свою очередь, по методу производства бесшовные трубы подразделяются на горячекатаные, холоднокатаные и холоднотянутые. Каждый из видов имеет свои области применения в зависимости от используемых при изготовлении данного изделия типа и марки стали.

По назначению трубы бывают общего или специального применения.

Производство бывает разное — существует три способа изготовления металлических труб. важные критерии, определяющие технические характеристики, — материалы и изготовление. Центробежное литье легированных металлов является одним из самых известных процессов. Изделия из высокопрочного чугуна в основном изготовляются центробежным литьем.

Бесшовные трубы изготовляют одним из способов волочения/прокатки сплошной заготовки через прошивной дорн (иглу) для формирования в заготовке сквозного отверстия. И так как при прокатке или волочении не используется сварка, то получаемый продукт имеет высокую прочность.

Бесшовные трубы производят прокаткой (горячей и холодной деформацией) и прессованием диаметром до 820 мм, а также литьем (стальные и чугунные) диаметром до 900 мм.

По профилю различают трубы круглого и фасонного поперечного сечения: овальные, квадратные, прямоугольные, трех–, шести– и восьмигранные, ребристые, сегментные, каплевидные и прочие (Рис. 3).

По форме продольного сечения различают трубы конические, ступенчатые с высаженными концами и др. Стоит отдельно отметить биметаллические и триметаллические трубы, состоящие из двух и трех слоев металла, прочно связанных между собой посадкой, сваркой или сплавлением.

Бесшовные трубы используют:

• в промышленности (для газа и нефти);
• для трубопроводов (например, сантехнические трубы для водоснабжения);
• в строительстве;
• в машиностроении;
• для сосудов и баллонов.

Трубы изготовляют из углеродистых и легированных марок стали.

Сварные трубы изготовляют прокаткой полосы и свариванием шва. Сварной грат удаляется с внутренней и внешней сторон гратоснимателем. Сварная зона может быть термически обработана с целью скрытия сварного шва. Такая труба чаще имеет более узкие размерные допуски, чем бесшовная, и обходится дешевле при производстве.

Размеры

Круглые трубы характеризуются внешним, внутренним диаметром и условным проходом Ду. Основные размеры труб по видам приведены в таблице 1. В ней вы можете посмотреть трубы как маленького так и большого диаметра.

Таблица 1. Основные размеры труб по видам (D0 – внешний диаметр, мм; S0 – толщина стенки, мм)

.

Бесшовные трубы

Главное отличие бесшовных труб от других видов — отсутствие шва, который замыкает окружность. Горячекатаные бесшовные трубы производят на трубопрокатных станах из цельнолитой, горячекатаной или кованой трубной заготовки при температуре 900-1200 °С в зависимости от марки стали. Горячей деформацией получают трубу низкой точности размеров со значительными допусками по толщине стенки и низким качеством поверхности изделия. Основной недостаток метода горячей деформации — сложность производства малых диаметров и труб с тонкими стенками.

Бесшовные холоднотянутые трубы (БХТ) производят волочением из горячекатаной гильзы при относительно низких температурах — свыше 450 °С, в зависимости от марки стали. БХТ могут изготовляться тонкостенные малых диаметров, с высокоточными внешними размерами и толщиной, а также с высоким качеством поверхности.

Нормативные документы

.

Размеры

На практике большинство размеров, указанных в ГОСТ-ах, не производятся по причине низкой оснащенности предприятия необходимой оснасткой. Размеры бесшовных горяче- и холоднокатаных труб, предусмотренные нормативными документами и доступные на практике, сведены в таблице.

.

Марки стали

Бесшовные горяче- и холоднокатаные трубы, а также теплодеформированные производятся из марок стали, указанных в таблице.

.

Применение

.

Форма поставки

Бесшовные трубы (БТ) часто изготовляются немерной длины от 2,5 до 9 м, но можно встретить и трубы большей длины, в том числе мерной, изготовленные по спецзаказу. Обычно стоимость БТ мерной длины значительно выше.

БТ D <159 мм прочно увязывают в пакеты или плотно укладывают в деревянные ящики или решетки либо контейнеры и надежно закрепляют внутри тары, избегая свободного перемещения при транспортировании.

Пакеты БТ массой от 3 до 5 т увязывают не менее чем в трех местах, а массой от 5 до 10 т — не менее чем в четырех местах. Разрешается увязка пакетов массой до 10 т не менее чем в трех местах в поперечном направлении не менее чем в 5 витков.

БТ D <30 мм с Sст до 0,5 мм включительно, D 30-60 мм Sст до 1 мм включительно, D 60-120 мм с отношением DH / S не менее 70, с шероховатостью поверхности Ra 2,5- 1,25 мкм и Rz 20-10 мкм (ГОСТ 2789-73), а также трубы с высоким качеством поверхности и капиллярные необходимо упаковывать в деревянные ящики или решетки.

По требованию потребителя трубы D 18 мм и более Sст до 0,5 мм включительно перед упаковкой в ящики должны обертываться парафинированной бумагой по ГОСТу 9569-79 или упаковочной водонепроницаемой бумагой по ГОСТу 8828-89.

Трубы особо тонкостенные, тонкостенные, капиллярные, с шероховатостью поверхности Ra 2,5-1,25 мкм и Rz 10-20 мкм по ГОСТу 2789-73 и более высокой из углеродистых и легированных марок стали транспортируются в деревянных ящиках или обрешетке и упаковке, предохраняющей поверхность от воздействия атмосферных осадков.

Поставляются бесшовные трубы партиями до 70 тонн, упакованными и не упакованными в пачки (связки). Трубы больших диаметров от 159 мм маркируются непосредственно на теле самой трубы с указанием принципиально важных характеристик.

Электросварные трубы

Электросварные трубы производят из штрипса (стальная лента). По типу шва данные электросварные изделия разделяют на два вида:

• Труба прямошовная — один прямой шов по всей длине трубы;
• Спиральношовные с одним швом, проходящим по окружности трубы в форме спирали по всей ее длине.

Прямошовные трубы более распространены. Основное достоинство данных труб — минимальная длина шва, упрощающая контроль его качества и повышающая надежность изделия. Спиральношовные трубы изготовляют в основном только больших диаметров и исключительно в виду невозможности поставки широкой заготовки для прямошовных.

Размеры электросварных труб находятся в диапазоне D от 10 до 1420 мм и Sст от 1,0 до 16,5 мм.

Электросварные трубы производятся из низкоуглеродистых, углеродистых, качественных и низколегированных марок стали. Используются также легированные и нержавеющие марки.

Нормативные документы

.

Размеры

Электросварные трубы выпускаются наружным диаметром, указанным в таблице.

.

Марки стали

Электросварные трубы производятся из марок стали, указанных в таблице.

.

Условия испытания

.

Применение

.

Форма поставки

Электросварные трубы определенного диаметра укладывают в связки, весом от 1 до 8 тонн. Распространены связки весом 2-5 т. Трубы D от 159 мм в большинстве случаев не укладывают в связки для увеличения объема загрузки транспортного средства при транспортировке, а также упрощения производства погрузо-разгрузочных работ на строительных объектах.

Транспортировку электросварных труб производят в связках (пачках) или россыпью, открытыми транспортными средствами — грузовыми автомобилями, полувагонами, приспособленными к вертикальной погрузке и разгрузке с применением крановой техники.

Водогазопроводные трубы

ВГП трубы используют для сооружения внутренних коммунальных (небольших) водопроводов и газопроводов с использованием соединительных элементов и трубопроводной арматуры, даже с помощью резьбовых соединений.

По ГОСТу трубы ВГП проходят без нормирования параметров и хим. состава, при всем этом являются электросварными с усиленным швом.

В отличие от остальных видов изделий диаметр водогазопроводных труб всегда остается постоянным, изменяется лишь толщина стенки. В зависимости от толщины стенки трубы разделяются на:

• обыкновенные;
• легкие;
• усиленные.

Трубы стальные ВГП производятся двух видов:

• черные (неоцинкованные);
• оцинкованные.

Трубы ВГП черные легче оцинкованных на 3%. Связано это с тем, что толщина оцинкованного покрытия составляет не менее 0,3 мм.

По точности изготовления они разделяются на:

• обычной точности;
• повышенной точности — П.

По способу нанесения резьбы:

• без резьбы;
• с нарезанной цилиндрической резьбой — Р;
• с накатанной цилиндрической резьбой — Н.

По длине трубы стальные ВГП бывают:

• мерной длины — 4-12 м;
• длины кратной мерной — в ее пределах, с припуском по 5 мм на каждый рез и продольным отклонением на всю длину +10 мм;
• немерной длины в пределах мерной.

Вес трубы ВГП относительно невелик, в этой связи вес и прочность — это основные достоинства стальных труб ВГП.

Нормативные документы

.

Размеры

Трубы ВГП изготовляются с условным проходом, указанным в таблице. Условный проход приблизительно соответствует диаметру просвета детали трубопровода. У него нет единицы измерения, и указывается он, к примеру, как DN 100, Ду100. Градуировка условных проходов рассчитана так, чтобы пропускная способность трубопровода возрастала на 60-100 %. При переходе от одного прохода к следующему условный проход вычисляется при проектировании так, чтобы создать требуемую пропускную способность трубопровода. В соответствии с ГОСТом 28338-89 «Соединения трубопроводов и арматура. Номинальные диаметры. Ряды» значения условного прохода (номинального диаметра) выбираются из ряда:

.

.

Марки стали

Электросварные трубы производятся из марок стали, указанных в таблице.

.

Применение

.

Форма поставки

Стальные трубы ВГП упаковывают в связки или пачки весом от 2 до 5 тонн. Связки стягивают стальной лентой или проволокой в трех местах. На каждой связке фиксируется бирка с пометкой D, Sст, L, марки стали, № партии или плавки.

Данный вид изделия хранят на открытых ровных площадках, специально адаптированных для хранения металлопроката с твердым покрытием, за исключением тонкостенных труб с Sст — 0,7–2 мм и труб, изготовленных из холоднокатаной стали с высоким качеством поверхности. Такие трубы укладывают в закрытые ящики или хранят в теплых отапливаемых складах.

Транспортировку стальных труб осуществляют «навалом» в открытых транспортных средствах — полувагонах или автомобилях с открытым кузовом. Не разрешается транспортировать тонкостенные трубы вместе с обычными из-за риска повреждения.

Профильные трубы

Описание и виды

Главное отличие профильных труб от обычных — это форма поперечного сечения, отличная от круглого. Основные технические требования к профильным трубам приведены в ГОСТе 13663–86. Данный стандарт распространяется на профильные горячекатаные, холоднотянутые, горячепрессованные и электросварные изделия из углеродистых и легированных сталей. Наиболее распространенными типами профильных труб на данный момент остаются трубы квадратного и прямоугольного сечения, а также в некоторых случаях овального и плоскоовального сечения.

Размеры труб должны соответствовать ГОСТам, приведенным в таблице.

Классификация профильных труб по видам, производимых в настоящее время приведена также в таблице.

.

Основные способы производства профильных труб:

• Волочение;
• Холодная (теплая) прокатка на станах ХПТР, ХПТ;
• Прокатка на непрерывном стане;
• Прокатка в линии ТЭСА;
• Горячая пилигримовая прокатка;
• Прессование;
• Ротационная ковка.

Заготовкой для изготовления профильных труб служат как бесшовные, так и электросварные изделия из разных сталей и сплавов. Иногда в качестве заготовки при профилировании служит профильная труба. Так, например, коническую трубу круглого поперечного сечения профилируют в коническую квадратного, прямоугольного, овального и другого сечения.

В зависимости от назначения, профильные трубы производят из горячекатаной или холоднокатаной стали, из низкоуглеродистых, углеродистых, качественных и низколегированных марок стали.

Профильные трубы разделяются на следующие группы:

• Профильные тонкостенные из холоднокатаной стали (мебельные);
• Профильные общего назначения (рядовые);
• Профили замкнутые сварные для строительных конструкций.

Сравнение профильных труб

.

Марки стали, указанные в скобках, используются реже при производстве профильных труб, в этой связи доступность труб, изготовленных из этих марок, низкая.

На данный момент производители, выпускающие тонкостенные профильные трубы из холоднокатаной стали или профильные трубы общего назначения, разрабатывают собственные технические условия (ТУ). В них содержится расширенный сортамент труб как по толщине стенки, так и по наружным размерам. Некоторые ТУ оставляют право за изготовителем и потребителем требовать размещение сварного шва на определенной стороне трубы. Основные параметры, указанные в таблице, обычно соблюдаются всеми производителями и учтены во всех ТУ.

Размеры

Труба квадратная

Массу труб определяют по формуле: Мтруб=L·γуд, где L – общая длина труб, м; γуд – теоретическая масса одного метра трубы, определенная по номинальному размеру, с плотностью стали ρ = 7850 кг/м3.

Для обычной квадратной трубы: γуд=ρ·S·[4·A·π·S - 2·R·(4- π)] (кг/м), при R=1,5·S γуд=S·(0,0314·A – 0.044877·S) (кг/м), где А – внешний диаметр трубы, мм; S – толщина стенки, мм.

Размеры и теоретическая масса 1 м квадратной трубы

.

Масса вычислена при плотности стали 7,85 г/см3 и R=1,5S. В соответствии с требованиями стандарта R должен быть не больше 2S. Трубы размерами А=10 – 120 мм и S=1,0 – 8,0 мм изготовляют холодной деформацией, трубы размерами А=60 – 180 мм и S=4,0 – 14,0 мм изготовляют горячей деформацией, трубы размерами А=10 – 100 мм и S=1,0 – 5,0 мм изготовляют электросварными.

Раскрой квадратных стальных труб

.

Примеры условных обозначений

Трубы наружным размером 50 мм, толщиной стенки 5 мм, длиной, кратной 1250 мм, из стали марки 10 группы В ГОСТ 13663-86.

Труба (50×50×5×1250кр ГОСТ 8639 - 82) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86);

То же, мерной длиной 6000 мм

Труба (50×50×5×6000м ГОСТ 8639 - 82) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86);

То же, немерной длины:

Труба (50×50×5 ГОСТ 8639 - 82) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86).

Масса труб рассчитывается по формуле:

Мтруб=L·γуд, где L – общая длина труб, м; γуд – теоретическая масса одного метра трубы, определенная по номинальному размеру, с плотностью стали ρ=7850 кг/м3.

Для обычной квадратной трубы:

γуд=ρ·S·[2·(A+В)-π·S - 2·R·(4- π)] (кг/м), при R=1,5·S γуд=S·(0,0157·(A+В) – 0.044877·S) (кг/м), где А – внешний диаметр трубы, мм; S – толщина стенки, мм.

Размеры и теоретическая масса 1 м квадратной трубы

.

Примеры условных обозначений

Трубы наружными размерами А = 60 мм, В = 30 мм с толщиной стенки 5 мм, длиной, кратной 1250 мм, из стали марки 10, группы В ГОСТ 13663—86:

Труба (60×30×5×1250кр ГОСТ 8645 - 68) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86);

То же, мерной длиной 6000 мм:

Труба (60×30×5×6000кр ГОСТ 8645 - 68) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86);

То же, немерной длины:

Труба (60×30×5 ГОСТ 8645 - 68) / (В 10 ГОСТ 13663 - 86).

Раскрой прямоугольных стальных труб (ГОСТ 8639-82)

.

Применение профильных труб

В зависимости от исходной трубной заготовки трубы профильные применяют:

• из холоднокатаной стали: в качестве ножек, опор, каркасов, элементов механизмов трансформаций для офисной, бытовой и дачной мебели; для холодного гнутья, сварки, крепежа; с гальваническим покрытием, с порошковой окраской.
• из горячекатаной стали общего назначения: в качестве заборов, дверей, других внутренних и наружных металлических конструкций различных размеров и назначения; для сварки, крепежа; окрашенные водостойкими красками, оцинкованные.
• профили замкнутые, строительные: в качестве стальных каркасов торговых и складских комплексов, ферм и других ответственных строительных конструкций; для сварки, крепежа; окрашенные водостойкими красками, оцинкованные.

На торговых складах и заводах встречаются профильные трубы немерной длины и с не проварами сварного шва. Подобные трубы не соответствуют ГОСТу и ТУ, допускается использовать их для сооружения неответственных заборов и заборчиков.

Упаковка, маркировка, транспортировка и хранение

Профильные трубы укладывают в связки (пачки) весом от 1 – 9 т, в зависимости от размера профиля. Пачки стягивают стальной лентой или проволокой в трех местах. На каждом пакете фиксируется бирка с указанием D, Sст, L, марки стали, № партии или плавки. Тонкостенные профильные трубы из холоднокатаной стали зачастую укладывают в стальные ящики для лучшей защиты от влияния погодных условий и механических повреждений.

Хранение профильных труб осуществляют на открытых ровных площадках, специально адаптированных для хранения металлопроката, с твердым покрытием, или в теплых отапливаемых складах (преимущественно для тонкостенных труб из холоднокатаной стали).

Транспортировка тонкостенных труб осуществляется «навалом» в открытых транспортных средствах — полувагонах или автомобилях с открытым кузовом. Не допускается транспортировать тонкостенные трубы вместе с обычными трубами или другим металлопрокатом из-за высокой вероятности их повреждения.

Информационная служба plot.kz