С течением времени процесс производства труб претерпел значительные изменения с XIX века. В то время использовалась только одна технология, которая включала длительные этапы, в ходе которых прокатанные стальные листы соединялись посредством сварки. Сегодня трубы изготавливаются как с швами, так и без них, что позволяет значительно расширить их функциональность и разнообразие.
Виды труб: сферa применения и разнообразие материалов
Трубы представляют собой важные элементы, используемые при установке трубопроводов различного назначения. Современный рынок предлагает огромное разнообразие труб, которые отличаются по таким характеристикам, как размеры, используемые материалы, сфера применения и многим другим параметрам.
Классификация по назначению
Водопроводные
Наименование этой группы труб говорит само за себя. Водопроводные трубы используются для монтажа конструкций, предназначенных для доставки питьевой воды к конечным пользователям. В процессе их производства компании применяют различные материалы, которые обладают множеством эксплуатационных характеристик.
В настоящее время все доступные на рынке варианты можно разделить на несколько категорий, учитывая материал, из которого они изготовлены.
Выделяют три основные группы труб:
- пластиковые;
- металлопластиковые;
- металлические.
Наибольшей популярностью и распространением пользуются именно первые две группы. Металлические изделия постепенно уступают место более современным и практичным материалам. Тем не менее, пластик не может полностью вытеснить металл с рынка и наоборот, поскольку каждый из этих вариантов обладает своими уникальными особенностями.
Металлические трубы, в свою очередь, делятся на группы в зависимости от исходного сырьевого материала, так как от этого напрямую зависят их технические характеристики.
При производстве используются:
Для изготовления пластиковых водопроводных труб применяются следующие специализированные материалы:
- полибутилен;
- полипропилен;
- полиэтилен;
- поливинилхлорид.
Качественные трубы привлекают покупателей своей выгодной ценой, простотой монтажных работ, износостойкостью, длительным сроком службы и практичностью использования.
Канализационные
Современно для обустройства различных канализационных систем используются трубы как из чугуна, так и из пластика. У каждого из этих материалов есть как преимущества, так и недостатки.
Трубы данного типа также подразделяются по прочности:
- Легкие. Эти элементы подходят для установки на незначительной глубине.
- Средние. Трубы этого типа применяются для обустройства канализации под проезжей частью, где нагрузка также невелика.
- Тяжелые. Этот класс используется на промышленных объектах и для укладки под автомобильными магистралями, где на трубы воздействуют значительные нагрузки.
Укладка канализационных труб — это процесс, требующий немало времени. Сначала необходимо выполнить предварительную разметку мест установки, затем установить крепления и собрать готовые узлы. Начинать монтаж следует только после проверки всех соединений и правильности расположения элементов. В процессе укладки нельзя использовать раструбные соединения между перекрытиями.
Верный монтаж обеспечит не только эффективное использование системы, но и облегчит процесс чистки и замены элементов в случае необходимости.
Газопроводные
Процесс газификации требует особого подхода и надежного оборудования. Использование труб низкого качества и плохих соединителей может привести к аварийным ситуациям. Из-за высокой степени риска к монтажу газопроводов могут допускаться только специалисты с высокой квалификацией.
Основным элементом, обеспечивающим безопасность и практичность газопровода, является труба.
В этой сфере применяются трубы из следующих материалов:
Стальные компоненты газификационных систем активно использовались в советские времена. Несмотря на появление более практичных и современных моделей, стальные трубы продолжают использоваться как для наружных, так и для внутренних газовых сетей. Эти изделия отлично подходят для эксплуатации в регионах с нестабильным климатом, так как обладают выдающейся стойкостью к резким изменениям температуры. Для их производства используют низкоуглеродистую сталь с минимальным содержанием фтора и серы.
Классы труб
Трубы из стали обычно классифицируются на шесть классов:
- 1 класс. Эти трубы изготавливаются из углеродистой стали и называются стандартными и газовыми. Они обычно применяются в обычных условиях, когда не требуется соблюдение специальных стандартов. Их используют для строительства строительных лесов, опор, ограждений и ирригационных систем. Также они подходят для подачи жидкостей и газов.
- 2 класс. Эти трубы также производят из углеродистой стали. Они используются для передачи газа в магистральных трубопроводах, а также могут использоваться для транспортировки воды, нефти и нефтепродуктов, топлива и твердых материалов.
- 3 класс. Данные стальные трубы предназначены для эксплуатации под давлением и при высокой температуре. Основные области применения включают ядерную энергетику, печи, котлы и нефтяные трубопроводы.
- 4 класс. Эти трубы входят в состав буровых и вспомогательных систем и используются для исследования нефтяных месторождений.
- 5 класс. Основная задача этих труб – производство транспортного оборудования (авто- и вагоностроения). Они также применяются в конструкции таких стальных объектов, как буровые вышки, мостовые краны, опоры и даже в производстве мебели.
- 6 класс. Эти трубы находят свое применение в машиностроении. Их используют для изготовления поршневых насосов, цилиндров и других компонентов автомобилей, работающих под давлением.
Часто готовые трубы проходят дополнительную обработку для улучшения их эксплуатационных характеристик. В частности, их подвергают термической обработке, покрывают пластиком, краской, цементом, а также специальными вкладышами из резины, базальта или стекла.
Виды труб
Трубы различаются по способу производства, формам и размерам. Наибольший спрос на рынке наблюдается на следующие типы стальных труб:
- Оцинкованные;
- Профильные;
- Бесшовные;
- Водогазопроводные;
- Электросварные.
Оцинкованные трубы
Защитное покрытие на основе цинка эффективно защищает стальные трубы от коррозии. Этот тип труб чаще всего используется для сооружения трубопроводов, передачи холодной воды или для эксплуатации на открытом воздухе.
Существует три разновидности оцинкованных труб:
- Водогазопроводные. Эти трубы используются для водоснабжения внутри зданий. Наиболее распространенные размеры варьируются от Ду 15х2,5 до Ду 50х3,5.
- Электросварные. Применяются для создания внешних водопроводов, а также в различных металлоконструкциях. Популярные размеры — от 20х1,5 до 219х6 мм.
- Профильные. Основная сфера применения включает изготовление металлоконструкций, которые эксплуатируются и внутри, и снаружи сооружений. Они также используются для защиты кабелей. Наиболее распространенные размеры варьируются от 15х15х1,5 до 80х80х4 мм.
Как правило, оцинкованные трубы производятся из прямошовных труб. В зависимости от типа трубы и её последующего использования выделяют несколько методов производства:
- Горячее оцинкование. Этот метод применяется уже для готовых труб и является наиболее распространенным способом цинкования. Преимущества включают относительно низкую стоимость процесса, быстроту выполнения работ и возможность обрабатывать трубы длиной до 12 метров. Однако минусы заключаются в неравномерности покрытия и возможности образования наплывов.
- Горячее оцинкование стальной ленты. Этот метод особенно подходит для труб с тонкими стенками. Рулон стали проходит через цинковый раствор, а после сушат. В результате получается равномерное покрытие с хорошим сцеплением, а толщина покрытия невелика. Но недостаток этого метода заключается в необходимости дополнительной обработки сварного шва, который образуется в процессе изготовления трубы. Также он подходит для стальных труб толщиной 3 мм, что может не соответствовать большинству современных труб.
- Термодиффузионная оцинковка. Это довольно новый способ покрытия, который базируется на помещении заряженных молекул цинка на металл. Чаще всего этот метод применяется для небольших изделий. Преимущества включают высокое качество готового покрытия, отсутствие отслоек и способность добиваться качественного покрытия труднодоступных мест. Однако есть и минусы — высокая стоимость работ, ограничения по длине изделий и трудоемкость процесса.
- Гальваническое покрытие. Этот метод является самым дорогим, поэтому чаще всего используется для обработки небольших изделий или отдельных деталей. С помощью гальванического метода наносят не только цинк, но и медь, хром, и никель. Трубы, обработанные таким способом, имеют привлекательный внешний вид и надежно защищены от коррозии. Обычно такие трубы находят применение в производстве мебели из металла, выставочных стендов, перил и других элементов конструкции. К недостаткам данного метода относятся высокие требования к качеству металла, высокая стоимость работ и низкая производительность.
Полимерные трубы
Список современных разновидностей полимерных труб обширен и продолжает увеличиваться, так как на рынок выходят все новые и инновационные материалы.
- ПВХ: трубы из поливинилхлорида считаются одним из самых доступных по цене, при этом они обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Этот материал демонстрирует высокую стойкость к многим органическим соединениям, кислотам и щелочам. Он инертен к большинству растворителей, а при нагревании ПВХ приобретает пластичность. Удельный вес ПВХ-труб весьма низкий, а диапазон рабочих температур варьируется от -15 до +65 градусов.
- ПВДФ: трубы из полифинилдифторида отличаются от обычных ПВХ-труб повышенной термопластичностью и могут выдерживать нагрев до 150 градусов без изменения своих физических свойств.
- ПНД: трубы из полиэтилена низкого давления обладают высокой экологической безопасностью и повышенной химической нейтральностью. Они также более устойчивы к отрицательным зимним температурам и могут выдерживать нагрев до 65 градусов без потери своих механических характеристик.
- РЕХ: трубы из сшитого полиэтилена разработаны для высоких механических нагрузок, имеют отличные характеристики износостойкости и инертности к агрессивным химическим средам. При резких температурах они не теряют своих свойств, а при нагреве материал становится пластичным, что позволяет создавать изделия любой формы.
- НПВХ: трубы из непластифицированного поливинилхлорида отличаются высокой прочностью и подходят для перекачивания сред под высоким давлением.
- ПП: полипропиленовые трубы отличаются твердостью и устойчивостью к износу. Они могут выдерживать нагрев до 140 градусов, а пластическая деформация начинается при температуре 175 градусов.
- ПБ: полибутеновые трубы — это сравнительно новый продукт на рынке, известный своей высокой стойкостью к износу, механической прочности и устойчивости к химически агрессивным средам, а также возможностью эксплуатации в широком температурном диапазоне.
- Фаолит: прочный и пластичный материал, обладающий устойчивостью к вибрациям и воздействию кислотных сред, включая концентрированные. Трубы из фаолита находят широкое применение в химической промышленности.
- Стеклопластик: это популярный полимерный материал, известный своей нейтральностью к большинству химических соединений, а также высокой степенью устойчивости к коррозии и износу.
- К неметаллическим трубам относится также продукция из асбоцемента, керамики и композитных материалов. Эти изделия имеют свою специфическую область применения, что и обуславливает выбор того или иного материала в каждом конкретном случае.
На этом список полимерных труб и труб из других материалов не заканчивается. В дальнейших статьях нашей энциклопедии мы поделимся множеством информации о новинках в производстве труб, о ведущих марках и производителях, а также рассмотрим все достоинства и недостатки каждого материала по сравнению с аналогичными.
Металлопластиковые трубы
Многослойные трубы из металлопластика становятся идеальным вариантом, когда высококачественные полимерные трубы не обеспечивают необходимых характеристик для конкретной ситуации, а металлические трубы оказываются непригодными из-за своих недостатков. Эти трубы представляют собой многослойные изделия, в которых несколько слоев полимеров чередуются тонкими слоями металла. Таким образом, материал приобретает уникальные свойства. Металлопластиковые трубы обладают широкой сферой применения и длительным сроком эксплуатации.
Выбор материала для труб в каждом конкретном случае является важной задачей. От правильного выбора зависит не только цена изделия, но и срок его службы, а также соответствие физико-механических свойств условий эксплуатации.
Разобраться в огромном разнообразии современных труб бывает непросто. Тем не менее, мы постараемся облегчить вам эту задачу, подробно рассказывая о каждом материале, чтобы вы могли принять взвешенное и обоснованное решение.
По возможному способу соединения
Полимерные трубы подразделяются на изделия с гладкими, резьбовыми и раструбными концами.
Гладкие трубы соединяются с помощью сварки, фланцев или термоусадочных муфт, резьбовые концы соединяются при помощи резьбовых муфт, в то время как раструбы позволяют соединять трубы, вставляя одну в другую, без применения сварки, муфт или фланцев.
По используемым полимерным и другим материалам
Для производства труб могут использоваться практически все полимеры, как термопласты, так и реактивные пластики.
Современные технологии позволяют получать трубные материалы с управляемой степенью кристалличности и вулканизации (сшивки), что дает возможность изменять физико-механические качества труб в широком диапазоне.
При изготовлении труб для систем водоснабжения и канализации широко применяются такие полимеры, как полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид, а также их композиции.
Согласно ГОСТ Р. 52134-2003 были приняты следующие обозначения материалов, которые используются в маркировке труб:
- РЕ (ПЭ) — полиэтилен;
- PVC-U (НПВХ) — непластифицированный поливинилхлорид;
- РР-Н (ПП-Г или ПП тип 1) — полипропилен гомополимер;
- РР-В (ПП-Б или ПП тип 2) — полипропилен блок-сополимер;
- PP-R (ПП-Р или ПП тип 3) — полипропилен рандомсополимер;
- РЕ-Х (ПЭ-С) — сшитый полиэтилен;
- РВ (ПБ) — полибутен;
- PVC-C (ХПВХ) — хлорированный поливинилхлорид типов PVC-C тип I (ХПВХ тип I) и PVC-C тип II (ХПВХ тип II);
- PE-RT (ПЭ-РТ) — полиэтилен повышенной термостойкости типов PE-RT тип I (ПЭ-РТ тип I) и PE-RT тип II (ПЭ-РТ тип II).
В качестве материала для барьерного слоя многослойных труб используется сополимер этилена и винилового спирта – EVOH.
Для специальных труб применяют полиамиды, полиуретаны, фторопласты, а также отверждаемые эпоксидные смолы.
Если в производстве труб используется металл, такие изделия называются металлополимерными (металлопластиковыми).
Производство бесшовных труб
Бесшовные трубные изделия получают путем плавления металла. Он загружается в конец круглой формы сосуда для расплавления, а затем под давлением проталкивается через матрицу, формируя трубу. Готовое изделие выходит из матрицы с приблизительными размерами, после чего медленно охлаждается и доводится до необходимых параметров с помощью различной обработки.
Экструзионный способ
Цельнотянутые трубы производятся с использованием экструзионных технологических процессов. Цилиндрический слиток нагревается в печи перед началом экструзии. Гидравлический таран прижимает заготовку к прокалывающей оправке, и материал протекает из цилиндрической полости между головкой и оправкой.
Этот метод дает возможность получить толстые трубы, которые сложно сгибать в процессе прокатки. Они обладают однородной структурой по всей длине и устойчивы к коррозии, что позволяет им выдерживать высокие давления в любом направлении.
Кованные бесшовные трубы
Такой метод создания бесшовных изделий применяется для труб большого диаметра. Нагретая заготовка помещается в ковочную матрицу, диаметр которой немного превышает финальный размер трубы. Цилиндрическая ковка проводится с помощью гидравлического пресса ковочного молота, который имеет соответствующий внутренний диаметр. После ковки труба дополнительно обрабатывается механически, чтобы достичь необходимых параметров.
Бесшовные горячедеформированные трубы
Эти трубы обычно изготавливаются из вращающегося нагретого стержня, температура которого составляет 900—1200 градусов. При этом высверливается отверстие, создавая полую трубу. Данный метод служит более экономичной альтернативой кованым и экструзионным бесшовным трубам горячей прокатки. У них более широкий диапазон допусков по внешнему и внутреннему диаметру, поэтому особое внимание уделяется толщине стенки при их производстве.
Главные преимущества бесшовных труб этого типа заключены в наличии толстых стенок, хорошем соотношении цены и качества, а также в широком диапазоне размеров и простоте обработки.
Бесшовные холоднодеформированные трубы
Для их производства используется технология холодной прокатки. Исходное сырьё для изготовления – горячекатаные стальные трубные изделия. Процесс холодного волочения улучшает физические свойства благодаря сокращению времени обработки.
Этот вид бесшовных трубных изделий обеспечивает более однородный внутренний и внешний диаметр по сравнению друг с другом, точность допусков и хорошее соотношение прочности к весу. Они могут быть подвергнуты различной обработке, которая проще, чем у горячедеформированных труб.
Основные области применения бесшовных труб
Бесшовные трубы широко используются в следующих областях:
♦ Авиакосмическая и военно-морская техника: для гидравлических систем и топливопроводов высокого давления.
♦ Нефтегазовая промышленность: для подводных предохранительных клапанов, систем управления и перекачке сжиженного или сжатого природного газа.
♦ Строительная отрасль: для структурных и архитектурных нужд.
