какое давление выдерживает труба стальная бесшовная

Стальные трубы высокого давления, их виды и характеристики

Не менее популярны следующие виды:

Ко всем вышеперечисленным видам обязательно предъявляют завышенные требования, прописанные в ГОСТах 10705-80, 10706-80, 20295-85, 8696-74, 3262-75.

Без дополнительной обработке, стальные трубы высокого давления не допускаются в продажу или производство. К примеру, любому металлу нужно придать антикоррозийное покрытие, что положительно скажется на его качестве.

На некоторые виды трубопрокатов наносят изоляционные материалы, пластмассу или лак, а так же может использоваться специальная краска.

Сталь можно обрабатывать по-разному, а значит и методов для производства труб разработано несколько. Перечислим основные.

Сварную трубу из стали можно производить по двум технологиям:

Бесшовные трубопрокаты из стали производят способом холодной или горячей катки.

Для любой их них предусмотрено 6 классов, которые еще классифицируют по:

О каждом классе более подробно

1 кл. По другому называют газовый или стандартный. Используют для подачи газа, сыпучих материалов или жидкостей.

Создание трубопроводов, прокладка подземного кабеля, систем орошения невозможна без данных изделий. Еще они подходят для опоры, всевозможных ограждений.

2 кл. Идет на любой магистральный трубопровод с высоким и низким давлением. По ним идет подача газов, транспортировка нефтепродуктов под давлением. Второй класс подходит для транспортировки продуктов нефтехимии, топлива и жидкости.

4 кл. В основном применяются на мероприятия по поиску залежей природных ресурсов в качестве бурильной, вспомогательной или обсадной трубы.

5 кл. Именуются также конструкционными трубами, которые применимы при производстве транспорта и вспомогательного оборудования. Их используют в мебельном производстве — делают мелкие стальные конструкции. Могут использоваться в буровой промышленности, в качестве опор или мачт.

6 кл. Выпускается для машиностроительной отрасли, из них изготавливают цилиндры, поршни для гидравлических устройств. Также подходит для подшипников, автомобильных валов и других комплектующих для автомобильной промышленности. Используются также при создании различных резервуаров, которые эксплуатируются под значительным давлением.

Как изготавливают стальные бесшовные трубы высокого давления

По ГОСТам определяются конкретные параметры, по которым и производят конкретный вид материала. В основе любого изделия без шва — углеродистая или нержавеющая сталь.

Еще по ГОСТу формируют диаметры для труб.

По любому методу стальные бесшовные трубы получаются надежными и прочными. Благодаря таким характеристикам чаще всего они используются в трубопроводах сжатого воздуха или система гидравлики (в последнем варианте применяют уже стальную трубу высокого давления для гидравлики).

Горячекатаная бесшовная. Выполняется за счет производственного станка из литой, кованной или горячекатаной заготовки. Их разогревают до + 1200 по Цельсию. Температурный режим связан с марками стали.

Благодаря вышеописанному процессу изготавливаются трубопрокаты с низким показателем точности, с большой толщиной стенки и низким качеством поверхности. Получается, что данное производство не предназначено для изготовления труб небольших диаметров и с тонкой стенкой.

Из основных этапов в производстве выделяют следующие.

Источник

Какое давление выдерживает стальная труба

Ресурс стальной трубы по давлению определяет сферу применения металлопроката. Для водопровода этот показатель один, для газопроводной магистрали – другой. Значение максимального давления определяется несколькими критериями, которые в основном зависят от конструктивных параметров изделия. Влияет на показатель качество используемого сырья и способ его обработки. Какое максимальное давление выдерживают стальные бесшовные и водопроводные трубы и как определить этот параметр?

Максимальное давление для трубы стальной водопроводной

Сразу отметим, что стальные трубы изготавливаются типовыми по стандартам, предусмотренным нормативами ГОСТ. И для каждого изделия значение максимального давления определено очень точно, впрочем, как и другие расчётные параметры. Все эти данные сведены в таблицы, по которым можно легко определить не только запас прочности трубы, но и вес, теплопроводность и другие характеристики.

Применительно к водопроводным трубам из стали предельное давление определяется такими критериями, как:

В ГОСТ представлены таблицы максимального давления, которое выдерживают стальные водопроводные трубы, при температуре 20 градусов по шкале Цельсия. Чтобы определить расчётное значение на заданные параметры теплоносителя, необходимо применять стандартную формулу.

В типовой таблице для труб из нержавеющей стали приведены уже готовые значения максимального давления в зависимости от диаметра трубы и толщины её стенки. Так, изделие из металла марки Aisi 304-321 316 с содержанием никеля и молибдена с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм выдерживает до 131 кг/см2, что составляет 12,8 МПа или 126,8 атмосферы. При тех же физических параметрах для стали Aisi 304L-316L (содержит 2,5 % молибдена) максимальное давление ниже – 108 кг/см2 (10,6 МПа или 104,5 атмосферы).

Параметры водопроводной трубы влияют на показатели максимального давления следующим образом:

То есть стальные трубы разного диаметра, но с одинаковым значением толщины стенки будут иметь разный запас прочности по давлению.

Какое давление выдерживает труба стальная бесшовная

Для устройства водопроводов и других магистралей широко используются бесшовные стальные трубы. Такая популярность обусловлена прежде всего высокими значениями давления, которое могут выдерживать эти изделия. Различают трубы горячекатаные и изготовленные способом холодной деформации.

Предельное давление стальной бесшовной трубы определяется по формуле: P = (2 х S хT)/(DхSF), где P – давление жидкости; T – толщина стенки в дюймах; D – наружный диаметр трубы (дюйм); SF – коэффициент безопасности; S – запас прочности металла.

Значение зависит от следующих критериев:

По условиям ГОСТ 8731-74, каждую трубу подвергают гидравлическим испытаниям при давлении до 20 МПа (более 200 атмосфер).

Потери давления в стальных трубах

При выборе изделия для определённых нужд необходимо учитывать такое явление, как потери давления в стальных трубах. Это значение определяется по формуле, учитывающей шероховатость внутренней поверхности металла, плотность и температуру транспортируемой жидкости, скорость её перемещения, длину участка трубопровода и размер его внутреннего сечения.

Потеря напора (или давления) в трубе возникает под действием силы трения, когда мельчайшие частицы жидкости задерживаются шероховатостями, выступами на внутренней поверхности. Кроме того, на процесс влияет количество изгибов, поворотов магистрали, изменение диаметра либо геометрии сечения.

Например, новая труба из стали с относительно гладкой внутренней поверхностью создаёт меньшее сопротивление потоку, нежели старая с налётом ржавчины на стенках. Результаты расчётов показывают, что в первом случае потери давления в два раза меньше при малом диаметре прохода. С увеличением размера трубы разница становится менее заметной. Так, в магистралях с внутренним сечением свыше 800 мм показатели потерь в новой и старой трубе отличаются всего на 45 %.

При выборе трубы следует учитывать такую зависимость:

Расчёт допустимого давления в трубах круглого сечения

Допустимым называют такое давление, при котором не учитываются следующие параметры:

В ГОСТах и других нормативных документах указывается условное рабочее давление, то есть значение при определённых условиях (например, при температуре 20 градусов). Для того чтобы определить допустимые значения, потребуется сложный гидравлический расчёт.

Для вычислений используют формулу из ГОСТ Р 55600-2013:

где At – коэффициент, учитывающий температуру жидкости (при 200 град. равен 1,0); δ20 – допустимое напряжение металла; С – суммарная прибавка, складывающаяся из допуска на износ и коррозию, из прибавки на технологические погрешности; t- толщина стенки рабочая; De – внутренний диаметр.

При выборе изделий для монтажа на конкретном объекте необходимо учитывать нормы рабочего давления стальной трубы при эксплуатации в разных системах:

В частных строениях при оборудовании дома паровым котлом отопления максимальное давление в стальных трубах может достигать 10 бар. Однако столь высокие значения приводят к удорожанию устанавливаемой системы подачи воды, к быстрому выходу из строя отдельных элементов системы. Поэтому рекомендуют не превышать значения давления в частных домах более 6,5 бар.

Таким образом, при проектировании водопроводной системы необходимо учитывать следующие факторы:

Правильный подход к выбору материала для устройства водопровода заключается в проведении инженерного обследования объекта с выполнением последующего гидравлического расчёта и определения оптимальных значений трубы. Только так можно создать надёжную систему водоснабжения с хорошим запасом прочности и долговечности.

Источник

Труба горячедеформированная бесшовная – технические требования и характеристики металлопроката

Чтобы подобрать подходящие горячедеформированные бесшовные трубы, да и любой другой металлопрокат, необходимо сначала выяснить все их характеристики и особенности. Лучший способ все это узнать – обратиться непосредственно к нормативной технической документации, устанавливающей требования к изготовлению данного вида трубной продукции, либо посетить сайт, заслуживающий доверия на предмет предоставляемой информации о металлопрокате.

1 Масса, размеры и другие характеристики, устанавливаемые ГОСТом сортамента 8732-78

В стандарте сортамента 8732 приведен перечень типоразмеров стальных бесшовных горячедеформированных труб, выпускаемых по нему. Для каждого изделия из этого списка, сформированного в виде таблицы, данный ГОСТ регламентирует соответствующие диаметр, толщину и массу 1 м. Также в стандарте 8732 указано какой длины должны производиться эти трубы.

Кроме того, этим ГОСТом горячедеформированные изделия классифицируются по точности изготовления. А в соответствии с этой классификацией стандарт устанавливает для труб возможные предельные отклонения по значению от их номинальных диаметров. Также, вне зависимости от классификации, ГОСТ регламентирует допуски (предельные отклонения) для толщины стенки, длины и кривизны труб. И еще в стандарте оговариваются некоторые нюансы согласования потребителем своего заказа на изготовление и отгрузку труб с их производителем.

Все эти сведения в полном объеме (кроме маркировки труб) приведены в статье сайта «Бесшовные трубы стандарта 8732 – сортамент, характеристики и особенности». Или можно ознакомиться с этими характеристиками непосредственно в самом ГОСТ 8732.

2 Основные технические требования – характеристики труб согласно ГОСТ 8731-74

Согласно требованиям этого стандарта стальные бесшовные горячедеформированные трубы должны выполняться из стальных углеродистых и легированных сплавов.

В зависимости от получаемых показателей их качества они должны выпускаться следующих групп:

Таблица 1. Механические свойства продукции группы A

Марка стали изделия

Механические свойства изделия

Временное сопротивление наступлению разрыва s_в, кгс/мм 2 (МПа)

Примечание. По соглашению заказчика труб с их производителем изделия делают из стали Cт3cп.

Таблица 2. Механические свойства продукции группы B

Марка стали изделия

Механические свойства изделия

Временное сопротивление наступлению разрыва s_в, кгс/мм 2 (МПа)

Нормируемая твердость по Бринеллю (для изделий с толщиной стенки больше 10 мм)

Диаметр отпечатка на трубе мм, не менее

Число твердости трубы НВ, не более

Согласно ГОСТ 8731 заказчик может потребовать от производителя (а тот должен это выполнить) изготовить трубы термически обработанными. Выбор режима термообработки и нормируемых значений механических свойств при этом делают по нормативно-техническим документам, которые утверждаются в установленном порядке.

3 Показатели качества и другие параметры, устанавливаемые стандартом 8731

На поверхности бесшовных труб не допускается присутствие таких дефектов как трещины, закаты, рванины и плены. Разрешается только наличие отдельных незначительных рисок, забоин и вмятин, тонкого поверхностного слоя окалины, а также мелких плен и следов зачистки имевшихся дефектов, если из-за них толщина стенки не выходит за пределы нормируемых минусовых отклонений.

Если трубы предназначены для последующего изготовления из них деталей посредством механической обработки, то могут быть установлены еще и дополнительные требования к их поверхности. Они согласовываются заказчиком с изготовителем.

Стандартом не возбраняется применение изготовителем для обрезки изделий со стенками толщиной 20 мм и больше пилы, плазменной резки либо автогена. При использовании последних двух типов оборудования припуск по длине трубной продукции на каждый рез должен быть не меньше 20 мм.

Согласно этого ГОСТа допускается по требованию заказчика производить изделия со стенкой толщиной 20 мм и больше, изготовляемые из кованой либо катаной заготовки, без выполнения обрезки концов. В этом случае необрезанная часть цельнотянутой трубы должна быть помечена краской и в общую длину изделия при отгрузке не включается.

Заказчик имеет право потребовать от производителя, чтобы на концах продукции, подлежащей сварке, со стенками толщиной 5–20 мм была снята фаска. В этом случае ее снимают, причем под углом к торцу трубы в 35–40°. При этом у изделий должно быть обязательно оставлено так называемое торцовое кольцо, имеющее ширину 1–3 мм.

Для всех труб, которые будут работать под давлением, стандарт 8731 устанавливает следующие требования. В формируемом заказе на поставку необходимо оговорить условия работы этих изделий. А сами готовые трубы должны выдержать испытательное гидродавление, вычисляемое по формуле, указанной в стандарте 3845, где параметр R – это допускаемое напряжение. Его значение при расчетах должно быть принято равным 40 % от величины временного сопротивления наступлению разрыва для той марки стали, из которой сделано изделие.

Способность труб ГОСТов 8732 и 8731 выдерживать оказываемое на них гидравлическое давление должно обеспечиваться технологией их производства.

По требованию заказчика продукция должна выдерживать гидродавление в соответствии с теми требованиями, которые устанавливает стандарт 3845, но не выше 200 кгс/см 2 (20 МПа). А при согласовании с производителем ее испытывают гидродавлением свыше 200 кгс/см 2 (20 МПа).

В рамках данной статьи были приведены наиболее важные характеристики и требования из ГОСТ 8731. С остальными можно ознакомиться в самом этом стандарте.

Источник

Какое давление выдерживают стальные трубы?

Редакция E-metall Опубликовано 2021-03-07

При проектировании любой трубопроводной системы производят расчет ее номинального давления, предусматривают дополнительный запас прочности для ситуаций, в которых нагрузки могут повышаться, например: гидравлические удары или аварии. В зависимости от полученных величин подбирают трубный прокат и арматуру, которые могут эксплуатироваться в данных условиях на протяжении всего нормативного срока.

Для организации трубопроводов с небольшими гидравлическими нагрузками и самотечных систем подходят пластиковые трубы. Их применяют для ливневок, канализации, части внутридомовой разводки ХВС и ГВС в температурном режиме до 70 С⁰. Во всех остальных случаях самым надежным материалом является сталь.

Среди эксплуатационных характеристик стальных труб можно выделить основные:

В различных трубопроводных системах устанавливают нормативы давления. В коммунальных сетях оно невысокое, но неправильный подбор трубы может привести к разрывам или протечкам. В промышленных и магистральных трубопроводах нагрузки гораздо выше, а транспортируемые вещества опаснее, каждая протечка наносит значительный финансовый и экологический ущерб.

Виды стальных труб

Способность выдерживать нагрузки зависит от вида трубного проката. Стальные трубы изготавливают по типовым параметрам с заданными свойствами, соответствующими их типу и классу. За исключением профильных изделий, которые применяют в строительстве, весь сортамент проходит гидравлические испытания. Максимальное давление, которое выдерживает стальная труба, зависит от ряда характеристик:

Механический запас прочности зависит от сочетания таких факторов как давление, температура и агрессивность транспортируемого вещества. Например, в тепловых сетях износ оборудования происходит быстрее. Подбор изделий осуществляют с учетом действующих нагрузок, как правило, это толстостенные горячекатаные изделия. В газопроводах давление рассчитывают исходя из постоянного сжатия и расширения среды.

Какое давление выдерживают стальные трубы

Предельное давление стальной бесшовной трубы определяется по формуле: P = (2 х S хT)/(DхSF)

В зависимости от назначения изделий устанавливают нормативы допустимого давления, например для ВГП (ГОСТ 3262-75) предусмотрено три норматива Рр: 25 кгс/см², 32 кгс/см² и 50 кгс/см² по требованию потребителя. Этого достаточно для организации распределительных коммунальных сетей.

Допустимое давление складывается из нескольких величин:

Параметры Рр, допустимого напряжения в слоях металла указывают в технической документации каждого вида изделий. Гидравлические испытания проводят согласно регламенту ГОСТ 3845-2017. Каждый экземпляр герметизируют, наполняют испытательной средой (водой или другой жидкостью) и выдерживают в течение установленного времени. При появлении протечек, продукция выбраковывается.

Сварной шов является наиболее уязвимым местом трубы, его прочность меньше показателей основного металла, кроме этого он быстрее подвергается коррозийный изменениям. Для сетей с высокими внутренними нагрузками выбирают бесшовные изделия.

Кроме этого, действует следующее правило:

В нормативных документах обычно указывают условные значения, например, действительные при температуре 20 С⁰. Но трубопроводы редко прокладывают в подобных условиях, поэтому дополнительно производят ряд вычислений.

Термические воздействия для трубопроводов с Рр 100-320 МПа вычисляют согласно ГОСТ 55600-2013 с учетом на износа, технологических погрешностей, минимальной толщины стенок согласно допускам по разностенности.

Со временем напор внутри сети падает. Это связано с увеличением сопротивления потоку. Новая и гладкая труба обладает высокой пропускной способностью, но по мере накопления осадочных отложений, формирования корродирующих слоев возрастает трение, а гидравлические потери растут. При увеличении давления среды, сопротивление растет в прогрессии.

Таблица максимального давления нержавеющих труб

Как правильно подобрать трубы

При выборе изделий следует учитывать давление, поддерживаемое в системе. Например для внутридомовых сетей ХВС действует норматив до 6 бар, ГВС — до 4,5 бар. В частных домах нормативы рассчитывают индивидуально, оно может достигать 10 бар, но большая часть оборудования предназначена для максимальных нагрузок не более 6,5.

В проекте инженерной сети учитывают ряд других показателей:

Для повышения технических характеристик трубного проката применяют специальные сплавы, например легированные молибденом, антикоррозийные покрытия, предотвращающие формирование отложений. проектирование и подбор материалов согласно действующим стандартам обеспечивает максимальный срок службы и ремонтопригодность трубопроводных систем.

Источник