Из какой стали делают трубы: технологи производства и основные марки сплавов

Из какой стали делают трубы? Выбор подходящего сплава происходит в соответствии с назначением изделия и условиями его эксплуатации, а также рабочим давлением и температурой. Обычно выбирают углеродистую, низколегированную или легированную сталь, включая нержавеющую.

На что обратить внимание? Сталь – наиболее практичный и доступный материал для большинства видов труб. Такие изделия обладают высокой прочностью и устойчивостью к давлению. Их используют для промышленных и бытовых водопроводов, а также в качестве элементов строительных конструкций.

Из каких материалов делают трубы

Труба – это пустотелая конструкция, как правило, цилиндрической формы. Основное назначение – транспортировка жидкостей, газов, других продуктов, которые можно перемещать по таким изделиям.

Рассматриваемые изделия классифицируются не только в зависимости от материала изготовления, но и по ряду других параметров:

• малые – диаметр сечения составляет от 5 до 102 мм;
• средние – диаметр от 102 до 426 мм;
• большие – значение диаметра превышает 426 мм.

Трубопроводные магистрали оборудованы изоляционной прослойкой. Она предназначена для сокращения тепловых потерь в сетях горячего водоснабжения и отопления, а также для предотвращения образования конденсата.

Для изготовления труб используют следующие материалы:

Оцинкованная сталь

То, из какой стали делают трубы, зависит от антикоррозийных свойств материала. Ранее использовались изделия без оцинковки, однако тонкий слой цинка увеличивает срок службы трубопровода в несколько раз.

Фото: evening_tao / Freepik

Это один из самых распространенных видов покрытий. Конструкции из оцинкованной стали используют в системах с низким уровнем нагрузки, а также на различных объектах временного назначения.

Медные трубы

Трубы, изготовленные из медных сплавов, имеют достаточный уровень прочности и пластичности, а следовательно, обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Практика показывает, что срок использования медных труб составляет около сотни лет. Они выдерживают как низкие, так и высокие температуры, но стоят дорого.

Презентабельный внешний вид изделий из меди позволяет дизайнерам использовать их для воплощения своих творческих идей, например, при декорировании помещений. Соединительные элементы, фитинги, стоят недешево, и их достаточно сложно найти.

Чугунные трубы

Трубы из чугуна имеют ряд недостатков. Они хрупкие и тяжелые. По этой причине их фиксируют при помощи специальных креплений. Это, прежде всего, относится к конструкциям из черного чугуна.

Читайте также

«Дефекты металлических изделий: виды и причины появления»

Подробнее

Трубы, изготовленные из серого сплава и чугуна с шаровидным графитом, значительно надежнее. Они подходят для прокладки отопительных систем и водопроводных магистралей. Срок службы таких изделий составляет порядка пяти лет. Для повышения их надежности используют битум и лакокрасочные средства. Такая обработка повышает прочность чугуна.

Металлопластиковые трубы

Конструкции из металлопластика пользуются особой популярностью. Они легко выдерживают высокие и низкие температуры. Сборку трубопровода можно провести самостоятельно, не прибегая к услугам опытного специалиста. Крепления и фитинги всегда есть в продаже. Металлопластиковые изделия используют для прокладки систем отопления, водопровода, «теплого пола». Они не боятся химического воздействия. Срок службы таких труб составляет порядка 35 лет.

Полимерные трубы

Часто полимерные трубы называют пластиковыми. К ним относятся конструкции из различных полимеров. Это полиэтилен, ПВХ, полипропилен.

[sgInset53]

Длительность эксплуатации таких трубопроводов около пятидесяти лет. Их можно прокладывать как под землей, так и на ее поверхности. Они устойчивы к ультрафиолету, другим воздействиям. Из этого вида изделий создают водопроводные магистрали. Полимерные трубы имеют эстетичный внешний вид, не ржавеют, не требуют особых навыков в процессе монтажа. Их можно прокладывать самостоятельно.

При выборе труб учитывают место прокладки – внутри помещения или снаружи, а также рабочие характеристики среды для транспортировки.

Основные преимущества стальных труб

Трубы из стали используют не только для транспортировки сред. Они востребованы во всех сферах народного хозяйства, например, в строительстве. Если в отрасли инженерных коммуникаций все чаще стали использовать полимерные трубы, то для создания надежных и долговечных изделий применяют именно стальные конструкции.

Стальные трубы производят в соответствии с требованиями ГОСТа 10704-91. Для всех изделий характерны следующие свойства:

• Высокая прочность. По сравнению с пластиком металл имеет более высокую несущую способность. Конструкции из полимеров будут прогибаться, если длина участка составляет несколько метров. Для стальных труб опору устанавливают только на территориях большой протяженности.
• Стойкость к давлению. Для изготовления труб, работающих под высоким давлением, подойдет конструкционная сталь. Она способна выдерживать напор до 320 МПа.
• Несущая способность. Из конструкционного металла делают опорные столбы для заборов, различные элементы для детских площадок, качелей, парковых скульптур.
• Обширный сортамент. Трубы из стали классифицируют как по диаметру, так и по форме сечения. Они могут быть квадратными, прямоугольными, что позволяет успешно решать самые разные строительные и дизайнерские задачи.

Читайте также

«Чем резать трубу на производстве и в домашних условиях»

Подробнее

Конструкционная сталь считается одним из наиболее надежных и прочных материалов для изготовления труб. Однако, несмотря на достоинства, в некоторых случаях применение рассматриваемого металла имеет ряд ограничений.

Стальные трубы используют при проведении следующих работ:

• прокладка водопроводов и газопроводов, в том числе тех, которые работают под высоким давлением;
• установка опорных столбов для ворот и ограждений;
• монтаж строительных конструкций с ограниченной несущей способностью.

Конструкционная сталь позволяет обеспечить высокую надежность изделию. В остальных случаях, где требуется высокая мобильность, рассматриваемые трубы не используют.

Как изготавливают трубы из стали

При изготовлении конструкций из стали используют два вида технологий. Это изготовление бесшовных и сварных труб.

Фото: artdd / Freepik

Для первых характерна высокая прочность, устойчивость к коррозии и герметичность. Электросварные трубы делают из листовой стали. Они не имеют ограничений по размерам.

Изготовление стальных бесшовных труб

Разработано два варианта изготовления изделий этого вида. Первый – технология горячей прокатки:

• заготовку разогревают в кольцевой печи до температуры, которая должна быть немного выше границы рекристаллизации (1100-1200°C);
• прошивка заготовки;
• раскатка гильзы для придания ей цилиндрической формы;
• прокатка для получения нужных размеров;
• калибровка;

Читайте также

«Толщина оцинкованной стали: от чего зависит, стандарты»

Подробнее

• охлаждение;
• дополнительная термообработка;
• очистка от окалины, шлифовка, нанесение покрытия.

Горячая прокатка улучшает структуру и свойства металла. Она повышает его ударную вязкость, сохраняет способность гасить вибрационные нагрузки.

Холодное деформирование связано с чередованием таких процессов, как раскатка, термообработка, сушка и смазка.

Материал приобретает необходимую прочность в результате повторяющихся циклов рекристаллизации и придания структуре металла однородности. Трубу-заготовку пропускают через стан с валками. Их уклон определяет характеристики изделия.

Прокат, полученный методом холодного деформирования, классифицируют в зависимости от показателя, который определяется как отношения диаметра трубы к толщине стенки.

Цельнотянутые трубы формируют путем протягивания через систему станов. Ввиду незначительного теплового удлинения трубы, изготовленные таким способом, нашли применение в атомной промышленности и авиации. На изделия из углеродистых марок наносят антикоррозионное покрытие.

Производство электросварных труб

Из какой стали делают электросварные трубы? Для этой цели используют металлические пластины или полосы разной толщины. Для придания нужной формы их пропускают через листогибочные машины. Затем, используя присадочный материал, края изделия сваривают. Рассматриваемые трубы можно изготавливать практически любого диаметра и длины.

Есть несколько способов сваривания трубного проката из стали. Их выбор зависит от объема работ, вида металла, размеров труб. Сварка может быть высокочастотная, дуговая под флюсом с образованием прямого или спирального шва.

Читайте также

«Сортамент металлопроката: понятие, виды»

Подробнее

Поперечное сечение труб может быть круглым или профильным. К последнему варианту относят овальные, прямоугольные и квадратные изделия.

Поверхность труб шлифуют, полируют, обтачивают или покрывают защитным слоем цинка, используя при этом разные способы: термодиффузионный, гальванический, метод холодного цинкования. Защитный состав препятствует развитию процессов коррозии.

Какие марки стали используют при изготовлении труб

Ниже рассмотрим, из какой стали делают трубы, какие марки металла используют в зависимости от назначения изделий:

Сталь 09Г2С

Это низколегированная конструкционная сталь, предназначенная для изготовления строительных конструкций. Соответствует стали С345, выпускаемой по ГОСТу 27772-88.

Фото: Freepik / Freepik

Чем заменить: 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С.

Формат поставки: стальной бесшовный металлопрокат по ТУ 14-3р-1128-2007.

Сталь 13ХФА

Сталь конструкционная с легирующими компонентами.

Формат поставки: трубы из данного материала с маркировкой – 13хфа.

Область использования: изготовление заготовок для бесшовных труб с повышенной коррозионной стойкостью, предназначенных для транспортировки таких сред, как нефть и газ, имеющих температуру от +5°С до +40°С и рабочее давление до 7,4 МПа. Трубы из стали 13хфа можно прокладывать в суровых климатических условиях – от 60°С до +40°С. 

Сталь 20

Конструкционная углеродистая качественная сталь.

Чем заменить: 15, 25.

Формат поставки: труба из стали 20, изготовленная по ГОСТу 8732-78.

Область использования – для изготовления труб, работающих под высоким давлением, например, для оборудования в котельной, а также для штампованных и цементуемых деталей, рассчитанных на длительный срок службы при температуре до 350°С.

Сталь 12Х1МФ

Жаропрочная низколегированная сталь перлитного класса. Температура эксплуатации до 570-585 °С. Окалинообразование происходит при температуре 600 °C. Срок эксплуатации – более 10 000 ч.

Чем заменить: 12ХМФ.

Читайте также

«Способы сварки труб: описание технологий и правил»

Подробнее

Поставка: Трубы ТУ 14-3р-55-2001, сортовой и фасонный прокат.

Область использования: для изготовления труб, работающих под высоким давлением, например, для оборудования в котельной, деталей цилиндров газовых турбин, а также различных элементов, функционирующих при температуре 540-580°С.

Сталь 15ГС

Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Чем заменить: 12ГС, 16ГС.

Формат поставки: котельные трубы по ТУ 14-3р-55-2001.

Область использования: трубопроводы в котельной, эксплуатируемые при температуре 280°С, стойки ферм, детали вагонов, экскаваторов, сварных металлических конструкций, работающих в интервале температур от 40 до +450°С.

Сталь 17Г1С

Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций.

Фото: youranedopekin / Freepik

Чем заменить: 17ГС.

Формат поставки: трубы магистральные, изготовленные по ГОСТ 20295-85.

Область использования: сварные элементы, предназначенные для работы под давлением при температуре от 40 до +475°С.

Сталь 20ПВ

Сталь конструкционная углеродистая качественная.

Чем заменить: 20.

Формат поставки: трубы, изготовленные по ТУ 14-3р-55-2001.

Область применения: коллекторы и трубопроводы котлов высокого давления, предназначенные для длительной эксплуатации при температуре до 350°С.

Сталь 30ХГСА

Сталь конструкционная среднелегированная.

Читайте также

«Трубная резьба: способы нанесения, типы, размеры»

Подробнее

Чем заменить: 40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА, 35ХГСА.

Формат поставки: трубы бесшовные, изготовленные при высокой температуре.

Область использования: изготовление деталей, предназначенных для преобразования крутящего момента – зубчатые колеса, валы, шкивы, а также лопатки компрессорных машин, работающих при высокой температуре, ответственные сварные изделия, крепежи, используемые в условиях холода.

Часто задаваемые вопросы о стали для производства труб

Из какой стали чаще всего делают водопроводные и другие трубы?

Для производства труб, как правило, используют следующие виды стали: 20, 09Г2С, 10Г2С1, 12Х18Н10Т, 15Х5М и 17Г1С.

Как подобрать марку стали для труб?

При выборе вида учитывают следующие факторы: климатические условия, давление потока, тип транспортируемой среды и ее температура.

Какие тенденции наблюдаются в производстве стальных труб?

Для производства таких изделий используют новые марки сплавов, альтернативные источники энергии и передовые технологии.

Чтобы избежать ошибок в этом вопросе, необходимо воспользоваться услугами специалистов, которые проинформируют, из какой марки стали делают водопроводные, профильные, электросварные и другие виды труб, а также что лучше выбрать в каждом конкретном случае.

Изображение в шапке статьи: EyeEm / Freepik