Диаметры стальных труб: таблица, условные обозначения, формула расчета

Какие бывают толстостенные трубы: виды и материалы

Трубопровод с увеличенной толщиной стенки требуется на производствах с экстремальными условиями эксплуатации, например, на бурильных установках, где изделие должно выдерживать огромное внутренне и внешнее давление. Нередко используется продукция в качестве трубопровода при передаче особо опасных веществ или жидкостей под очень большим давлением.

Трубы с большой толщиной: размеры

Толстостенная стальная труба – понятие довольно расплывчатое, во всяком случае, одним указанием на толщину стенки здесь не обойтись. Изделие с диаметром в 1400 мм при толщине стенки в 4 мм такого звания явно не заслуживает.

Для большей очевидной при описании используют коэффициент соотношения между внешним диаметром трубопровода и величиной стенки. К толстостенным трубам относят изделия, у которых коэффициент оказывается в диапазоне от 0,5 до 1. На фото – образец продукции.

Размеры толстостенных труб регулирует ГОСТ 8732-78. В документации указываются стандартные величины сечения и возможная длина и толщина стенки.

• Колеблется она от 3,5 до 75 мм. Изделиями с повышенной толщиной стенки является металлопрокат с величиной не менее 6 мм.
• Выпускается металлическая труба немерной длины – от 4 до 12,5 м с допуском погрешности в 5 мм, а также мерной и кратной – от 1,5 до 9 м. Здесь допуск погрешности составляет 15 мм

ГОСТ 8732-78 указывает на возможную величину отклонения не только по длине, но и по массе и внешнему диаметру. Допуск зависит от общих размеров изделий.

Методы изготовления

Труба толстостенная ГОСТ 8732-78 – это бесшовное горячекатаное изделие. Отсутствие стыков на поверхности значительно увеличивает прочность и способность сопротивляться давлению, что, собственно, и является самым ценимым качеством бесшовного проката.

Получают трубопровод по следующей технологии:

• цельную цилиндрическую заготовку – штангу, нагревают до пластичного состояния, не достигая температуры плавления;
• на прошивном стане из цилиндра получают полую заготовку;
• ее подают на вальцы, где раскатывают и вытягивают до тех пор, пока не получают точно заданного сечения и толщины стенки;
• толстостенная труба охлаждается и нарезается.

Параметры трубопровода, получаемого холоднокатаным методом, описывает ГОСТ 9941-81. Этот способ сообщает стальным изделиям дополнительную стойкость к вертикальным нагрузкам и большую точность. При таких же габаритах отклонения здесь минимальны.

Холодная деформация получила свое назначение за то, что вальцовке подвергается охлажденная заготовка. Именно таким образом обеспечивают необыкновенно точные геометрические параметры и стойкость к нагрузкам.

Но при холодной деформации металла возникает остаточное напряжение, что может служить будущим ядром деформации. Поэтому готовое уже изделие отжигается, чтобы снять напряжение.

Сырьем для толстостенной трубы служит нержавеющая сталь, так как она в наименьшей степени подвержена коррозии, а также черная и другие специальные сорта стали.

Формы выпуска

В зависимости от производственных нужд изготавливаются изделия с разной формой сечения:

• круглые – используются для передачи агрессивных жидкостей под большим давлением. Также незаменимы при бурении и в машиностроении;
• овальные – являются частью производственных циклов, где требуется скорейшее охлаждение жидкости;
• профильные — квадратные и прямоугольные, служат несущими опорами в тяжелых строительных конструкциях.

В большинстве случаев для строительных работ применяют изделия из черной стали, а не нержавеющей, так как грунтовку и покраску первой выполнить дешевле.

Изделия из металла и неметалла

Гост на трубы толстостенные допускает изготовление не только трубопровода нестандартных размеров, но и применение других материалов.

• Медные – предназначены для систем горячего водоснабжения, подачи питьевой воды, так как совершенно не влияют на ее качества, а и также для систем кондиционирования.
• Алюминиевые – могут быть круглыми и профильными. Благодаря высокой инертности алюминиевые изделия получили применение в химической и пищевой промышленности, а также в строительстве, при возведении облеченных каркасов.

Номинальный и условный диаметры

Номинальный диаметр DN требуется при выборе фитингов и прочей арматуры, соединения разных видов элементов. Это округленный в большую сторону внутренний диаметр. Параметр принят для унификации типоразмеров трубопроводных соединительных элементов. Величина регулируется ГОСТ 28338-89.Ранее именовался, как условный проход.

Параметр характеризует пропускную возможность трубопровода. Размер необходим при соединении труб из различных материалов, стенки разной толщины делают внешний размер не актуальным. Подбирая элементы по условному или номинальному диаметру, обеспечиваем одинаковую величину потока на всей протяженности сети.

Как производится горячедеформированная труба (подробно)

Трубы изготавливают из круглых заготовок – слябов.

Раскатка гильзы

Самая первая операция – прошивка раскаленной заготовки в круглую полую гильзу. При горячей прокатке обычно начинают прошивать заготовку сразу после выхода из слябинга, пока она еще не успела остыть. Заготовка получается с размерами, близкими к размерам готового изделия. Затем заготовку подогревают в специальной печи и прокатывают гильзу в тонкостенную заготовку с точными размерами, затем калибруют и получают окончательные размеры трубы.

Трубопрокатный агрегат

ТПА с автоматичеким станом

Технологическая схема изготовления труб бесшовных горячекатаных на более производительном трубопрокатном агрегате с автоматическим станом:

• Нагрев круглой заготовки в кольцевой печи с вращающимся подом.
• Прошивка заготовки на прошивном стане – получается гильза с толстыми стенками.
• Прокатка гильзы на автоматическом стане – получается трубка со стенками с разной толщиной.
• Станов для обеспечения непрерывной работы комплекса обычно устанавливается два.
• Подогрев заготовки в печи.
• Раскатка изделия на раскатном стане (риллинг-стане) – исчезает разнотолщинность стенок по всей длине изделия.
• Калибровка горячей гильзы в калибровочном стане.
• Охлаждение.
• Холодная правка в косовалковом стане.

Линия с непрерывным станом

Более производительный и современный метод – прошивка заготовок на непрерывной линии с 8-9 станами. Производительность и сортамент готовой продукции при этом методе максимальны.

Заготовки нарезают, разогревают, прошивка гильзы при этом методе происходит на станах валкового типа. Прокатка выполняется на длинных оправках на ряде последовательно установленных клетей с постепенно уменьшающимися размерами калибров. Оправки снимают и охлаждают. При этом способе иногда применяют оборудование для винтовой прокатки.Трубы подогревают и калибруют, раскатывают, режут. Необходимо постоянно следить за износом оправок и точностью настройки всех клетей – иначе велик риск получения продукции с разной толщиной стенок.

При необходимости получения труб малого диаметра с тонкими стенками выполняется операция редуцирования – обжатие в большом количестве последовательно расположенных клетей до нужных размеров.

Безоправочная методика

Существует и такая методика – экономичная, относительно простая. Применяют много последовательно расположенных калибровочных и редукционных станов. На каждом стане сечение и толщина стенок трубы снижается на небольшую толщину, натяжение заготовок на каждом стане относительно небольшое. Недостаток такого способа обработки заготовок – большой риск получить готовые изделия с разной толщиной стенок. Более прогрессивным считается безоправочное редукционно-растяжное оборудование, позволяющее получать продукцию хорошего качества.

Плюсы и минусы

Нержавеющая сталь, из которой изготавливается труба, имеет следующие преимущества:

• Хорошо противостоит ржавчине.
• Имеет высокую прочность.
• Может эксплуатироваться долгий срок.
• Жаростойка.
• Отличается эстетичным внешним вид.

Недостатком считается высокая цена по сравнению с изделиями из черных металлов.

Отсутствие шва плюс или минус

Трубные изделия без сварного шва считаются более прочными. Но и технология их изготовления значительно сложней. По этим причинам бесшовный прокат существенно дороже, чем электросварной.

У шовных труб свои преимущества. Например, диапазон их типоразмеров при изготовлении гораздо шире.

И тот, и другой прокат активно используется в определенных ситуациях, исходя из условий эксплуатации. Применение электросварных труб оправдано в системах тепло- и водоснабжения. В трубопроводах с высоким давлением используют более прочные и дорогие бесшовные отводы.

Трубы стальные бесшовные горячедеформируемые ГОСТ 8732-78/8731-74

Стальные трубы бесшовной конструкции представляют собой сплошной трубный металлопрокат (без продольного сварочного стыка), получаемый методом горячей деформации с использованием специальных трубопрокатных станов. По сравнению со сварными аналогами, они отличаются большей прочностью, надежностью и стойкостью к внешнему воздействию. Такие характеристики позволяют использовать их в таких технически сложных сферах, как машиностроение, химическая, нефтедобывающая промышленность и др.

По методу трубопроката различают два основных вида:

– труба бесшовная холоднодеформированная (сортамент по ГОСТом 8734-78);

– труба бесшовная горячедеформированная (сортамент по ГОСТом 8732-78).

Стальные трубы находят широкое применение для сооружения трубопроводов воды и газа большого и малого диаметра, изготовления элементов конструкций машин и механизмов, деталей металлоконструкций, колонн, длиннопролетных ферм и балок, фундаментных свай, в дорожном строительстве и др.

Труба бесшовная по ГОСТ 8732 изготавливается из сталей различного химического состава с использованием метода горячего деформирования. Трубы по ГОСТ 8732 бывают разного размера:

– немерной длины (в пределах 4-12,5 метров),

– мерной в фиксированных размерах и кратной мерной.

Сортамент стальных труб регламентирует размеры наружного диаметра, толщину стенки согласно ГОСТ 8732-78, и технические требования согласно ГОСТ 8731-74.

Стальные бесшовные трубы подразделяются на 3 вида в зависимости от отношения размера наружного диаметра к толщине стенки:

– меньше 6 особо толстостенные;

– 12,5-40 – тонкостенные, имеющие небольшой вес погонного метра.

В зависимости от требуемых показателей качества, трубы бесшовные горячедеформированные изготовляются следующих групп:

А – нормируются механические свойства;

Б – нормируется химический состава стали;

В – контроль механических свойств стали и химического состава;

Г – с нормированием химического состава стали с контролем механических свойств на образцах;

Д – без нормирования мех. свойств и хим. состава, но с испытанием на гидравлическое давление.

Стальные трубы подразделяют на шесть классов:

Трубы 1-го класса изготавливаются из углеродистых сталей. Так называемые стандартные и газовые, используют в тех случаях, когда не предъявляются специальные требования, например, при сооружении строительных лесов, ограждений, опор для прокладки кабелей, ирригационных систем. А также для локализованного распределения и подачи газообразных и жидких веществ.

Трубы 2-го класса (изготавливаются из углеродистых сталей) применяют в магистральных трубопроводах высокого и низкого давления для подачи газа, нефти и воды, нефтехимических продуктов, топлива и твердых тел.

Трубы 3-го класса используют в системах, работающих под давлением и в условиях высоких температур, ядерной технике, в трубопроводах нефтяного крекинга, в печах, котлах и т.п.

Трубы 4-го класса используются для разведки и эксплуатации нефтяных месторождений, их применяют как бурильные, обсадные и вспомогательные.

Трубы 5-го класса — конструкционные, используются в производстве транспортного оборудования (автостроении, вагоностроении и т.д.), изготовление стальных конструкций (мостовые краны, мачты, буровые вышки, опоры), как элементы мебели и т.д.

Трубы 6-го класса применяются в машиностроении для изготовления цилиндров и поршней насосов, колец подшипников, валов и других деталей машин, резервуаров, работающих под давлением. Различают трубы малого наружного диаметра (размеры до 114 мм), среднего (размер диаметра в пределах 114-480 мм) и большого диаметра (480-2500 мм и больше).

Трубы бесшовные размеры и вес.

Процесс изготовление бесшовных труб состоит из следующих технологических операций: прошивка отверстия в металлической болванке с помощью прошивного стана, состоящего из конических валков и оправки-прошивки, нагрева полученной заготовки стали до 1200 град. С и последующей прокатки на специальном стане до требуемого размера трубы.

В результате горячедеформированного процесса производства трубного металлопроката могут быть получены:Бесшовные горячекатаные трубы (горячедеформированные) по ГОСТ 8732-78. Размеры наружного диаметра труб находятся в пределах 25-700 мм, а толщина стенки варьируется от 2,5 до 75 мм. Диапазон размеров: немерная длина – 4-12 м, мерная длина находится в пределах 9, 12 метров.

Сортамент бесшовных горячедеформированных труб общего назначения по ГОСТ 8732-78

Наружные диаметры стальных труб

Классификация металлических труб на малые, средние и большие производится именно по внешнему дм. (Dн).

Стандартные дм. приведены в следующей таблице:

Чаще всего используются трубы следующих диаметров: 426, 530, 159, 219, 720, 920, 273, 325, 1420 и 1220 миллиметров.

Трубы — таблица наружных дм. в миллиметрах и дюймах:

Условный диаметр (Ду, Dy) – это номинальный размер (в миллиметрах) внутреннего дм. трубы или его округленная величина, в дюймах.

Условный проход представляет собой округленный номинальный размер внутреннего диаметра. Округляется он всегда только в большую сторону. Определяется величина условного дм. стальных труб ГОСТом 355-52.

Условные обозначения и ГОСТы:

• DIN / EN — основной евросортамент для стальных труб по DIN2448 / DIN2458.
• Водогазопроводные — ГОСТ 3262-75.
• Стальные электросварные — ГОСТ 10704-91.
• Бесшовные ГОСТ 8734-75 ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8731-74(от 20 до 530 мм).

Как самостоятельно узнать диаметр трубы?

В большинстве случаев при покупке достаточно посмотреть маркировку или задать вопрос продавцу. Но случается, что нужно делать ремонт одной из коммуникационных систем путем замены труб, и изначально неизвестно какой диаметр имеют уже установленные.

Способов определения дм-в. есть несколько, но мы перечислим только самые простые:

1. Вооружитесь рулеткой или сантиметровой лентой. Оберните ее вокруг трубы и запишите замер. Теперь для получения искомой характеристики достаточно полученную цифру разделить на 3.1415 – это число Пи.
2. После получения наружного диметра можно узнать и внутренний. Только для этого необходимо знать толщину стенок (при наличии разреза просто измерьте рулеткой или другим приспособлением с миллиметровой шкалой).

Допустим, что толщина стенок 1 мм. Эта цифра умножается на 2 (если толщина 3 мм, то тоже умножается на 2 в любом случае) и отнимается от внешнего диаметра (18.85- (2 х 1 мм) = 16.85 мм).

Заключения

Если вам нужны максимально прочные стальные трубы, оптимальным вариантом будет приобретение бесшовной продукции колодной формовки. Первоначальные характеристики (наружного диаметра) трубы не изменяются из-за воздействия температур, что положительно отражается на прочности.