Wszystko o rurach stalowych: przegląd właściwości technicznych i niuansów instalacyjnych

Rury stalowe mają bardzo szerokie zastosowanie w przemyśle i życiu codziennym. Stosuje się go przy układaniu komunikacji zamkniętej i otwartej dostarczającej gazy i ciecze do stacji dystrybucyjnych.Wyroby stalowe stosowane są do ochrony kabli zasilających i sygnałowych w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.

Rury stalowe służą jako elementy konstrukcyjne i dekoracyjne w wielu obszarach. W życiu codziennym montowane są z nich systemy zaopatrzenia w wodę i ogrzewania. Produkty charakteryzują się wysokimi właściwościami fizycznymi, wytrzymują znaczne obciążenia eksploatacyjne i niezawodnie służą przez wiele lat.

Gatunki stali do produkcji

Przy produkcji rur stalowych w produkcji przemysłowej stosuje się następujące rodzaje surowców:

• stal węglowa st 3, st 10-20, st17g1s-u – do rur uniwersalnych ogólnego przeznaczenia spawanych elektrycznie;
• stal 20-10 – do produkcji rur walcowanych na gorąco bez szwu;
• stal 20 – do rur zimnogiętych;
• stal odporna na korozję 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т - do rur poszukiwanych w przemyśle energetycznym i chemicznym.

Stale niskostopowe charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi i przystępną ceną.Dodatki stopowe korzystnie wpływają na właściwości fizyczne stali, poprawiają wytrzymałość i ciągliwość, czynią materiał trwalszym i odpornym na wysokie temperatury i korozję atmosferyczną.

Jednak koszt stali stopowej jest nieco wyższy, a rury z niej wykonane są zawsze wyceniane nieco wyżej. W zależności od poziomu stopu stal dzieli się na trzy klasy.

Rury bez szwu ze stali stopowej zapewniają gazociągowi nienaganną integralność, nie wymagają żmudnych prac konserwacyjnych i minimalizują potencjalne wycieki

Materiał niskostopowy zawiera nie więcej niż 2,5% różnych dodatków. W gatunkach średniostopowych liczba ta waha się od 2,5-10%. W gatunkach wysokostopowych ilość składników poprawiających podstawowe właściwości metalu waha się od 10 do 50%.

W sumie istnieje 14 rodzajów stopów stali wysokostopowych o różnych właściwościach. Najpopularniejsze są materiały, które wykazują dobrą odporność na różne zjawiska korozyjne i są w stanie efektywnie pracować nie niszcząc konstrukcji w ekstremalnie wysokich temperaturach.

Wykonywanie rur stalowych: podstawowe metody

Rury stalowe wykonuje się na kilka sposobów.

Najczęstsze opcje produkcyjne to:

• zgrzewane elektrycznie z prostym szwem;
• zgrzewane elektrycznie ze szwem spiralnym;
• formowane na gorąco bez szwu;
• walcowane na zimno bez szwu.

Wybór odpowiedniej metody obróbki metalu zależy od jakości surowców i sprzętu, jakim dysponuje producent.

Odrębna norma reguluje rury wodociągowe i gazowe.Nie dzieje się tak jednak dlatego, że istnieje specjalna metoda wytwarzania tego materiału, a jedynie w oparciu o obszar zastosowania.

W rzeczywistości rury tego typu są uniwersalnym produktem spawanym elektrycznie z prostym szwem. Zwykle ten typ jest stosowany w systemach komunikacyjnych o umiarkowanym ciśnieniu.

Jak powstają produkty zgrzewane elektrycznie ze szwem prostym?

Blacha stalowa (taśma) zwinięta w ciasną rolkę jest rozwijana i cięta na podłużne paski o wymaganej długości i szerokości. Powstałe fragmenty zgrzewane są w niekończącą się taśmę, zapewniając w ten sposób ciągłość produkcji.

Następnie taśma jest odkształcana na rolkach, a obrabiany przedmiot przekształcany jest w okrągły produkt z otwartymi krawędziami. Szew łączący spawa się metodą łukową, prądami indukcyjnymi, plazmą, laserem lub wiązkami elektronów.

Szew na rurze stalowej, wykonany w środowisku gazu obojętnego za pomocą elektrody wolframowej (aktywny element spawania łukiem elektrycznym), jest dość mocny i trwały. Jednak przetwarzanie zajmuje dużo czasu. Spawanie rur prądami indukcyjnymi o wysokiej częstotliwości odbywa się prawie 20 razy szybciej, dlatego cena takich produktów jest zawsze znacznie niższa

Po wszystkich manipulacjach okrągłą stalową rurę kalibruje się w rolkach i przeprowadza delikatne nieniszczące badanie wytrzymałości i integralności szwu za pomocą ultradźwięków lub prądów wirowych. Jeśli podczas badania nie zostaną wykryte żadne błędy, przedmiot jest cięty na fragmenty o zaplanowanej długości i wysyłany na magazyn.

Produkcja typów szwów spiralnych zgrzewanych elektrycznie

Produkcja rur stalowych ze szwem spiralnym odbywa się na tej samej zasadzie, co rury stalowe z prostym szwem, do wytwarzania produktów stosuje się jedynie prostsze mechanizmy.Główna różnica polega na tym, że cięta taśma stalowa jest zwijana w spiralę, a nie w rurkę za pomocą rolek. Zapewnia to wysoką dokładność połączenia na wszystkich etapach.

Na rurach ze szwem spiralnym w sytuacji awaryjnej nie tworzy się główne pęknięcie podłużne, co eksperci uznają za najniebezpieczniejsze odkształcenie każdego systemu komunikacyjnego.

Szew spiralny jest uważany za bardziej niezawodny i zapewnia rurze zwiększoną wytrzymałość na rozciąganie. Wady obejmują zwiększoną długość szwu, co wymaga dodatkowych kosztów materiałów spawalniczych i więcej czasu na łączenie.

Produkcja wyrobów bez szwu odkształcanych na gorąco

Monolityczny półfabrykat cylindryczny służy jako półfabrykat do tworzenia bezszwowej (ciągnionej) rury stalowej metodą odkształcania na gorąco.

Jest podgrzewany w wysokich temperaturach w piecu przemysłowym i przepuszczany przez prasę przebijającą. Jednostka zamienia produkt w rękaw (pusty cylinder), a późniejsza obróbka kilkoma walcami nadaje elementowi wymaganą grubość ścianki i odpowiednią średnicę.

Grubość ścianki materiału rury stalowej powstałej w wyniku odkształcenia na gorąco sięga 75 mm. Rury tej jakości stosowane są w trudnych warunkach eksploatacyjnych oraz w instalacjach komunikacyjnych, gdzie najważniejsza jest wytrzymałość i niezawodność.

Na ostatnim etapie gorąca rura stalowa jest schładzana, cięta według zadanych parametrów i przekazywana do magazynu wyrobów gotowych.

Cechy produkcji rur odkształcanych na zimno

Początkowy etap procesu wytwarzania rur stalowych bez szwu metodą odkształcania na zimno jest identyczny jak w wersji „na gorąco”. Jednakże po przejściu przez młynek do przebijania tuleja jest natychmiast schładzana, a wszystkie pozostałe operacje przeprowadzane są w zimnym otoczeniu.

Po całkowitym uformowaniu rurę należy ją wyżarzić, najpierw podgrzać do temperatury rekrystalizacji stali, a następnie ponownie ochłodzić. Po takich środkach wzrasta lepkość konstrukcji, a naprężenia wewnętrzne, które nieuchronnie powstają podczas odkształcania na zimno, opuszczają sam metal.

Rury stalowe formowane na zimno mogą być stosowane do układania systemu komunikacyjnego o wysokiej niezawodności, w którym ryzyko wycieków zostanie zminimalizowane

Obecnie na rynku dostępne są rury bez szwu walcowane na zimno o grubościach ścianek od 0,3 do 24 mm i średnicy od 5 do 250 mm. Do ich zalet należy wysoka szczelność i odporność na wysokie ciśnienie.

Rodzaje przekroju i powłoki

W zależności od rodzaju przekroju elementy rur stalowych dzielą się na okrągłe i profilowane. Okrągłe są typem uniwersalnym i mają najszerszą gradację średnicy otworu i grubości ścianki. Produkowane są wyłącznie w warunkach przemysłowych ze stopów stali i różnych dodatków poprawiających właściwości fizyczne materiału.

Z polerowanej stalowej rury o okrągłym przekroju można wykonać praktyczny i piękny baldachim, który na długo zachowa swój atrakcyjny wygląd i ochroni wejście przed opadami atmosferycznymi.

Zakres zastosowań obejmuje prawie wszystkie obszary przemysłowe i domowe. Okrągłe rury stalowe o różnych średnicach służą do transportu ropy i gazu, do wyposażenia niezawodnej izolacji systemów komunikacyjnych o dowolnej złożoności i wielkości, do tworzenia lekkich budynków oraz różnych elementów wystroju zewnętrznego i wewnętrznego.

Rury profilowe to postępowy rodzaj metalu konstrukcyjnego o przekroju owalnym, kwadratowym lub prostokątnym.Wykonuje się go ze stali niskostopowej i węglowej, rzadziej ze stali nierdzewnej, poprzez odkształcenie na zimno lub na gorąco kęsa spawanego elektrycznie o przekroju okrągłym, spawanego wzdłużnie.

Formowanie odbywa się poprzez przepuszczenie części przez rolki, które zapewniają wymagany przekrój.

Z rur o przekroju profilowym buduje się konstrukcje metalowe różnego rodzaju i przeznaczenia, montuje się szkielety budynków, podpory, skomplikowane stropy międzykondygnacyjne i przęsłowe. Konstrukcje wytrzymują znaczne obciążenia fizyczne, wibracyjne i mechaniczne, służą niezawodnie przez wiele lat i nadają się do intensywnej eksploatacji w każdych warunkach atmosferycznych

Gotowe rury stalowe są sprawdzane pod kątem integralności spoiny i poddawane dodatkowej obróbce cieplnej w celu złagodzenia wewnętrznych naprężeń mechanicznych. Następnie są wycinane zgodnie z wymaganymi wymiarami. Aby poprawić właściwości fizyczne rur stalowych, nakłada się na nie powłokę ochronną.

Do najpopularniejszych typów należą:

• cynk (zimny lub gorący);
• polietylen wielowarstwowy lub wytłaczany;
• epoksybitum;
• cementowo-piaskowy.

Cynk chroni rury przed korozją, polietylen tworzy na powierzchni gęstą, nieprzepuszczalną warstwę i zapobiega zniszczeniu konstrukcji metalowej, bitum-epoksyd ogranicza wpływ prądów błądzących, a cementowo-piasek chroni wewnętrzną powierzchnię przed zanieczyszczeniem biologicznym.

Normy i rozmiary rur stalowych

Istnieją specjalne standardy i GOST dla rur stalowych walcowanych. Parametry te opisują sposób wykonania wyrobu, jego podstawowe wymiary, przekrój i grubość ścianki. Na podstawie tych informacji określany jest obszar zastosowania konkretnej części.

Parametry połączeń spawanych ze szwem prostym

Produkcja rur spawanych elektrycznie z prostym szwem jest regulowana przez GOST 10704-91. Według jego informacji średnica zewnętrzna produktu wynosi 10–1420 milimetrów, a grubość ścianki waha się od 1 do 32 milimetrów.

Zbrojenie o średnicy nieprzekraczającej 426 milimetrów ma długości mierzone i niezmierzone. W szczególnych przypadkach wykonane są rury z mocniejszym, wzmocnionym szwem, ale dla nich istnieje osobny specjalny standard - GOST 10706.

Rury stalowe zgrzewane elektrycznie ze szwem prostym są materiałem uniwersalnym o szerokim zastosowaniu.Przyzwoita jakość i niska cena sprawiają, że można je stosować zarówno w dużych obiektach, jak i w życiu codziennym

Rury tego typu są najczęściej używane do układania systemów komunikacji technologicznej o umiarkowanym ciśnieniu i tworzenia praktycznych, wygodnych i lekkich konstrukcji metalowych o różnym przeznaczeniu.

Przepisy dotyczące rur spawanych elektrycznie spiralnie

Produkcja rur spawanych elektrycznie ze szwem spiralnym odbywa się zgodnie z GOST 8696-74. Zewnętrzna średnica takich produktów wynosi 159–2520 milimetrów, grubość ścianki wynosi od 3,5 do 25 milimetrów, a długość 10–12 metrów.

Rury zgrzewane elektrycznie ze szwem spiralnym są droższe niż ich odpowiedniki ze szwem prostym. Jednak koszty są w pełni uzasadnione, szczególnie jeśli system wymaga idealnie precyzyjnego, idealnego połączenia

Rury wykonane w ten sposób są trwalsze i wytrzymują wysokie ciśnienie. Norma pozwala na ich wykorzystanie zarówno do celów domowych, jak i przemysłowych, do tworzenia niezawodnych, szczelnych i stabilnych operacyjnie systemów komunikacyjnych.

Wymagania dotyczące bezszwowych wyrobów formowanych na gorąco

Normy dotyczące rur bez szwu odkształcanych na gorąco opisano w GOST 8732-78. Grubość ich ścian wynosi 2,5-75 milimetrów, a średnica waha się od 20 do 550 milimetrów. Długość, zarówno mierzona, jak i niezmierzona, wynosi od 4 do 12,5 metra.

Rury bez szwu wykonane metodą odkształcania na gorąco praktycznie nie są używane w życiu codziennym. Najczęściej stosowane są w instalacjach przemysłowych o podwyższonych wymaganiach dotyczących niezawodności i szczelności.

Rury tego typu służą do transportu substancji silnie toksycznych do produkcji chemicznej. Brak szwu gwarantuje brak wycieków i przedostawanie się szkodliwych substancji do ziemi lub atmosfery.

Zdolność do łatwego wytrzymywania stałego wysokiego ciśnienia sprawia, że ​​rury bez szwu są odpowiednie dla przemysłu rafinacji ropy naftowej i gazu.

Normy dla rur bez szwu obrabianych na zimno

Rury stalowe walcowane na zimno produkowane są zgodnie z GOST 8734-75. Zewnętrzna średnica zbrojenia waha się od 5 do 250 milimetrów, a grubość ścianki wynosi 0,3-24 milimetrów. Wyroby produkowane są w długościach niezmierzonych od 1,5 do 11,5 metrów oraz w długościach mierzonych od 4,5 do 9 metrów.

Grubościenne rury stalowe bez szwu walcowane na zimno stosuje się w taki sam sposób, jak rury formowane na gorąco. Natomiast cienkościenne są najczęściej stosowane tam, gdzie konieczne jest połączenie nienagannej wytrzymałości i niskiej masy (przemysł lotniczy, stoczniowy itp.)

Rury stalowe bez szwu powstałe w wyniku odkształcenia na zimno charakteryzują się dużą wytrzymałością, stabilnością działania i niezawodnością przez cały okres użytkowania.

Cechy i właściwości produktów wodnych i gazowych

Rury gazowe i wodne produkowane są zgodnie z przepisami GOST 3262-75. Ten rodzaj walcówki objęty jest odrębną normą jedynie ze względu na węższy zakres zastosowania.

Zewnętrzna średnica produktu wynosi 10,2-165 milimetrów, a grubość ścianki wynosi 1,8-5,5 milimetra. Zakres rozmiarów dla długości niezmierzonych i zmierzonych jest taki sam - od 4 do 12 metrów.

Rury wodociągowe i gazowe są wykorzystywane głównie zgodnie z ich przeznaczeniem: do organizacji systemów komunikacji wodno-gazowej.Czasem wykorzystuje się je do tworzenia lekkich konstrukcji lub wykorzystuje się je w przemyśle meblarskim do wykonania stylowych elementów wyposażenia wnętrz.

Norma przewiduje produkcję nie tylko konwencjonalnych, ale także ocynkowanych rur wodociągowych i gazowych.

Montaż rurociągów stalowych: podstawowe metody

Proces montażu niezawodnego, trwałego i dobrze działającego systemu komunikacyjnego z rur stalowych wymaga znacznego nakładu pracy, dużej ilości czasu i dostępności określonych profesjonalnych narzędzi.

Materiał jest podzielony na kawałki o wymaganej długości za pomocą obcinaków do rur. Połączenie zwykle wykonuje się na trzy sposoby: spawanie, gwintowanie i kołnierzowanie.

Połączenie spawane

Montaż rur, a następnie połączenie wszystkich części za pomocą spawania gazowego lub innego, jest uważany za najprostszą, najbardziej praktyczną i niedrogą metodę instalacji.

Tak wyposażony system charakteryzuje się dużą szczelnością, wytrzymuje znaczne obciążenia eksploatacyjne i wibracyjne, nie wymaga poważnych zabiegów konserwacyjnych, a w przypadku wystąpienia problemu można go łatwo naprawić.

System komunikacyjny utworzony z rur stalowych połączonych spawaniem będzie niezawodnie służyć przez co najmniej 40 lat i zapewni idealną integralność strukturalną, która nie pozwoli na przedostawanie się płynów ani nieprzyjemnych zapachów przez szwy

Jeżeli układanie komunikacji odbywa się w trudnych warunkach lub trudno dostępnych miejscach, a prace spawalnicze są fizycznie niemożliwe, stosuje się gwintowaną (montażową) lub kołnierzową metodę łączenia niezbędnych części.

Pasowanie gwintu

Dzięki tej opcji rury są nakręcane na gwint za pomocą armatury różnych typów i spotkania. Pozwala to w przyszłości na przeprowadzanie lokalnych prac naprawczych i eliminowanie awarii w określonej lokalizacji, bez konieczności demontażu całego systemu komunikacyjnego.

Złączki przyłączeniowe są dostępne w szerokiej gamie kształtów i konfiguracji. Umożliwia to zamontowanie za ich pomocą systemu o dowolnej złożoności z dużą liczbą zwojów i rozgałęzień

Główna zaleta metody gwintowanej instalacja systemu grzewczego lub zaopatrzenie w wodę to prostota i dostępność. Aby stworzyć pożądaną konstrukcję z rur i kształtek stalowych, nie jest wymagany żaden specjalistyczny sprzęt, profesjonalna wiedza ani duże doświadczenie w przeprowadzaniu prac remontowych.

Wszystkie prace są intuicyjne i łatwe do wykonania nawet przez osoby nie posiadające odpowiednich kwalifikacji. Gwint na rurze stalowej Możesz go wyciąć sam. Nasz polecany artykuł wprowadzi Cię w tę technologię.

Budowa układu z wykorzystaniem kołnierzy

Innym sposobem łączenia rur stalowych we wspólny kompleks komunikacyjny jest zastosowanie kołnierzy o różnych kształtach i konfiguracjach (krzyżaki, kątowniki, złączki itp.).Części te są przyspawane do krawędzi rur, w otwory wkładane są śruby odpowiedniego kalibru i nakręcane są na nie nakrętki, co zapewnia precyzyjne mocowanie.

Pomiędzy nakrętką a śrubą należy umieścić środek uszczelniający. W układzie odpowiedzialnym za dostarczanie ciepłej i zimnej wody (maksymalna temperatura do 100 stopni) stosuje się uszczelki wykonane z grubej (ok. 3 mm) tektury.

Podczas kołnierzowania rur stalowych bardzo ważne jest, aby mocno dokręcić nakrętki, nie powodując zniekształcenia całej konstrukcji. Aby uniknąć tego problemu, konieczne jest ostateczne dokręcenie nie w kolejności umieszczania śrub na okręgu, ale w celu dokręcenia nakrętek po kolei naprzeciw siebie

Najpierw część zwilża się wodą i suszy. Następnie namoczyć w rozgrzanym oleju suszącym przez 25-30 minut. Po tym zabiegu uszczelka uzyskuje pożądaną strukturę i służy przez długi czas nawet w warunkach intensywnego użytkowania.

Do obsługi komunikacji płyn chłodzący W podwyższonych temperaturach (do 450 stopni) i ciśnieniu podstawowym do 5 MPa stosuje się materiał uszczelniający paronitowy. W przypadku systemów transportu pary o ciśnieniu do 0,15 MPa do uszczelniania stosuje się gruby (około 3-6 mm) karton azbestowy o zwartej strukturze i dobrej elastyczności.

Aby zapewnić dłuższą trwałość uszczelki azbestowej, jest ona wstępnie pokryta związkiem grafitowym wykonanym z naturalnego oleju schnącego.

Aby uszczelka azbestowa nie „pochłonęła” powierzchni użytkowej wewnątrz rury i nie opierała się o krawędź zewnętrznych śrub, jej średnica zewnętrzna i wewnętrzna powinna być o 2-3 milimetry mniejsza niż średnica zewnętrzna i wewnętrzna rury używany kołnierz

Aby zapewnić prawidłowe połączenie kołnierzowe, łby wszystkich śrub roboczych umieszcza się z jednej strony, upewniając się, że końce śrub wystają z nakrętek nie więcej niż o połowę średnicy śruby.

Dokręcanie śrub i nakrętek odbywa się za pomocą najzwyklejszego klucza lub klucza nastawnego. Zdemontuj konstrukcję za pomocą tych samych narzędzi, odkręcając po kolei nakrętki i śruby. Jeżeli którakolwiek część jest pokryta rdzą i nie da się jej usunąć, należy ją wybić młotkiem.

Podczas wybijania zardzewiałych elementów łączących młotkiem należy umieścić pod śrubą mocną drewnianą okładzinę, aby nie uszkodzić integralności gwintu.

Uszczelkę, która uległa zniszczeniu podczas pracy, wycina się za pomocą dłuta i na jej miejsce umieszcza nową część. Podczas prac demontażowych zachowują się bardzo ostrożnie i ostrożnie, aby część pozostawiona bez elementów złącznych nie spadła na pracownika i nie wyrządziła mu krzywdy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Podstawowe instrukcje pracy z rurami stalowymi dla początkujących. Przydatne wskazówki i triki instalacyjne.

Film szczegółowo pokazuje, jak prawidłowo spawać rury stalowe w różnych pozycjach. Profesjonalni spawacze dzielą się swoimi sekretami i zasadami działania.

Różne metody łączenia rur stalowych: ciekawe niuanse i zalecenia dla rzemieślników domowych.

Znając dokładnie asortyment rur stalowych oferowanych na rynku, z łatwością można wybrać opcje produktowe, które idealnie nadadzą się do stworzenia niezbędnego systemu komunikacji.

Chcesz porozmawiać o tym jak wybrałeś rury ze stopów stali do budowy instalacji komunikacyjnych we własnym domu/mieszkaniu? Czy posiadasz informacje, które będą przydatne dla osób odwiedzających witrynę? Prosimy o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zadawanie pytań, zamieszczanie zdjęć na temat artykułu.