Стальные трубы: виды, ГОСТ, применение

Несмотря на появление на рынке огромного количества труб из полимерных материалов, стальные конструкции не сдают своих позиций. Их по-прежнему широко используют во многих отраслях промышленности, строительства и домашнего хозяйства. Стальные трубы, особенно оцинкованные, очень долговечны, прочны и достаточно просто монтируются. Сортаменты стальных труб определяются ГОСТами, регламентированными в 2003 и 2006 годах, а также некоторыми нормативными документами, сохранившимися со второй половины прошлого века.

Основные ГОСТы на стальные трубы

Технические характеристики каждого типа стальной трубы, в зависимости от метода её изготовления, определяются соответствующим ГОСТом. Ознакомиться с содержимым нормативных документов необходимо как минимум для того, чтобы знать особенности эксплуатации определенного вида труб.

ГОСТ 30732-2006. Нормативный документ под номером 30732 был принят в 2006 году, и его действие распространяется на трубы и стальные фасонные изделия с теплоизоляцией. Стальные трубы, произведенные с использованием изоляции из пенополиуретана (ППУ) с полиэтиленовой оболочкой или защитным покрытием из стали, используются для прокладки тепловых сетей под и над землей. Они рассчитаны на температуру теплоносителя, не превышающую 140 градусов (с кратковременным повышением до 150 градусов). Максимально допустимое рабочее давление для стальных труб с изоляцией по государственному стандарту 30732-2006 с наличием изоляции ППУ – 1,6 МПа.

ГОСТ 2591-2006 (88). ГОСТ, определяющий сортамент стального горячекатаного проката, действует с 2006 года. В некоторых источниках используется старый ГОСТ – 2591-81. Положения документа распространяются на квадратный стальной прокат, полученный «горячим» методом. В ГОСТ 2591-2006 (88) включены все изделия, размеры сторон которых находятся в диапазоне от 6 до 200 мм. Производство более габаритных квадратных труб возможно только при согласовании условий договора изготовителя с покупателем.

ГОСТ 9567-75. В настоящее время используется версия документа, принятая в 1975 году. Данный стандарт оговаривает положения, соблюдаемые при производстве стальных прецизионных труб. Эти изделия отличаются повышенной точностью изготовления: они могут быть как холоднодеформированными, так и горячекатаными (они же бывают оцинкованные или хромированные). Трубы повышенной точности по ГОСТу 9567-75 применяются в основном в машиностроительной индустрии.

ГОСТ 52079-2003. Документ с номером 52079-2003 определяет нормы, которым подвергаются сварные прямошовные и спиралешовные стальные изделия. Их диаметр находится в диапазоне 114-1420 мм. Такие габаритные трубы применяются в сфере устройства магистральных газопроводов, трубопроводов для передачи нефти и нефтепродуктов. ГОСТ 52079-2003 разрешает транспортировку только некоррозионно-активных продуктов.

Стальные сварные изделия крупных диаметров по ГОСТ 52079 могут служить средством для транспортировки веществ под постоянным давлением (рабочим), не выходящим за пределы 9,8 МПа. Температура окружающей среды может опускаться до -60 градусов.

Важно! ГОСТ 52079-2003 официально утратил свою силу с 01.01.2015 года. Он был заменен документом ГОСТ 31447-2012.

ГОСТ 12336-66. Нормативный документ ГОСТ 12336-66 распространяется на профильные изделия замкнутого типа, имеющие прямоугольное или квадратное сечение. С 01.01.1981 ГОСТ 12336-66 был отменен, его функции стал выполнять ТУ 14-2-361-79. Однако, положения документа 12336-66 остались актуальными и по сей день.

ГОСТ 10705-91 (80). Определяет технические условия для создания стальных электросварных прямошовных труб, диаметр которых составляет 10-630 мм. Производятся стальные трубы по ГОСТ 10705-91 (80) из углеродистых или же низколегированных сталей. Сфера применения данных конструкций разнообразна: в основном их используют при прокладке трубопроводов для транспортировки воды. Постановления стандарта не распространены на трубы из стали, используемые при изготовлении теплоэлектронагревателей.

ГОСТ 10706 76 (91). Получил распространение на электросварные стальные трубы с прямым швом, применяемые в целях общего назначения. Диаметр труб по документу 10706-76 (91) может находиться в диапазоне 426-1620 мм.

ГОСТ 10707 80. Регламентирует нормативные положения для электросварных холоднодеформированных труб различных степеней точности: обычной, повышенной и прецизионной. Изделия по документу под номером 10707-80 выпускаются с диаметром от 5 до110 мм. Для производства труб применяется нелегированная (углеродистая) сталь. Иногда производители труб стальных электросварных (прямошовных) указывают в техническом паспорте ссылку на документ ГОСТ 10707 91. Это не является ошибкой, так как в 1991 году было продлено действие стандарта 1980 года.

Более подробно основные ГОСТы мы рассмотрим ниже.

Сортамент труб стальных квадратных: ГОСТ 2591-88 (2006)

Прямоугольные и квадратные профильные трубы не получили распространения в области водного и газового снабжения, зато эффективно применяются в строительстве в качестве несущих и опорных конструкций. Тонкостенные профили используются в мебельной и рекламной сфере промышленности.

Весомым показателем, свидетельствующим о качестве стальной квадратной трубы, является её масса: это положение также оговаривается в ГОСТе 2591-88 (2006). Показатель массы на 1 погонный метр при значении плотности стали (черная сталь) в 7,85 г/см3 должен равняться от 0,269 кг — наиболее тонкостенная труба; 70,33 кг – для самой толстостенной.

ГОСТ 2591-88 на стальные квадратные трубы говорит о том, что значение кривизны квадратного проката не должен превышать 0,5% длины для изделий с диаметром 25 мм и 0,4% для изделий с длиной более 25 мм. При требовании заказчика данный показатель может быть снижен до 0,2%.

Отклонения по сторонам квадратного проката согласно ГОСТ 2591-88 могут находиться как в плюсовом, так и в минусовом диапазоне. При обычной точности проката допускается минусовое отклонение от -2,5 мм (для габаритных изделий со стороной квадрата в 200 мм) до -0,5 (тонкостенные изделия, сторона квадрата – 13-25 мм). И, соответственно, плюсовое: от +0,9 мм до +0,3 мм.

Важно! Сортамент труб стальных квадратных холоднодеформированных замкнутого типа определяет ГОСТ 12336-66.

Сортамент труб стальных прямоугольных определяется ГОСТом 8645-68. Изделия, выпускаемые согласно этому стандарту, могут быть горячетканными, холоднотянутыми и бесшовными. С точки зрения прочности выигрывают бесшовные конструкции, однако их стоимость не позволяет их использовать массово.

Профильные (и квадратные, и прямоугольные) стальные трубы по ГОСТу чаще бывают сварными. Современные технологичные методы позволяют регулировать прочность шва при помощи индукционных токов, при этом продукция будет оставаться сравнительно недорогой. Сварные швы могут зачищаться и обрабатываться или же оставаться не зачищенными: всё зависит от дальнейшего способа эксплуатации.

Таким же образом производятся и оцинкованные профильные трубы: используется стальная лента с предварительно нанесенным защитным покрытием. В некоторых случаях применяется оцинковка уже готовых изделий. Профильная труба несколько раз опускается в резервуар с расплавленным цинком.

ГОСТ на прямоугольные стальные трубы не разделяет изделия по группам в зависимости от марки стали, используемой при изготовлении. ГОСТ допускает то, что при производстве профильной стальной трубы будет применена черная сталь, уступающая более дорогим маркам в презентабельности внешнего вида и нестойкости к коррозии.

Труба стальная прямоугольная по ГОСТу 8645-68 может иметь различные размеры: самыми востребованными по меньшей стороне являются 40 мм, по большей – от 60 мм до 100 мм. Профильные трубы, чьи габариты по большей стороне превышают 60 мм, имеют высокую прочность на изгиб при сравнительно легком весе, что делает их очень популярными в сфере инженерии и строительства.

Сортамент труб стальных круглых: главные ГОСТы

Труба круглая стальная, производимая в согласии с ГОСТом, используется в основном в водогазопроводных системах. Как и профильные конструкции, круглые трубы производятся различными способами, они бывают шовные и бесшовные. Группа круглых стальных труб, на которую распространяется действие ГОСТа, является самой обширной и имеет довольно сложную систематизацию.

Сортамент, классифицирующий трубу стальную круглую по ГОСТу, главным образом зависит от метода производства изделий.

Cортамент труб стальных бесшовных: ГОСТ 8732-78 (91)

Изготовление труб стальных бесшовных горячедеформированных по ГОСТу 8732-78 (91) – достаточно длительный и сложный процесс. Этим можно объяснить высокую стоимость данных изделий. Используются горячедеформированные и холоднокатаные бесшовные трубы в специальных условиях, требующих отменной прочности системы: там, где любая протечка может повлечь за собой необратимые последствия.

В качестве сырья, из которого производятся горячедеформированные бесшовные трубы, служит металлическая заготовка. Из неё впоследствии прошивного процесса и после значительного нагревания получается полый цилиндр – гильза. Изначально она имеет неправильную форму, но после прохождения формовки на вальцах горячекатаные круглые трубы становятся ровными.

Изделие нарезается на отрезки от 4 до 12,5 метров, они могут иметь мерную или немерную длину. Трубы стальные горячекатаные, соответствующие принятому ГОСТу, могут иметь несущественные различия в толщине стенок. Допускаются и отклонения по диаметру: если их значения не превышают тех, что приводятся в таблице. Допустимые в норме отклонения по диаметру для стальных бесшовных труб по ГОСТу 8732-78 (91) представлены в таблице 1.

Таблица 1

Величина наружного диаметра	Допустимые отклонения стальных труб при точности изготовления, мм, %
	Повышенной	обычной
До 50 мм	+/- 0,5	+/- 0,5
От 50 до 220 мм	+/- 0,8%	+/- 1,0%
Сверх 220 мм	+/- 1,0%	+/- 1,3%

 

Трубы стальные бесшовные круглые также могут быть холоднодеформированными, в таком случае их нормы будут регламентироваться ГОСТом 8734-75 (91). Схема производства напоминает горячую деформацию, с разницей лишь в том, что после прохождения процесса прошивки прессом металлическая заготовка охлаждается водой.

ГОСТ на трубы стальные холоднокатаные бесшовные повторяет положения, указанные в стандарте на горячедеформированные бесшовные изделия. Документ допускает отклонения по размерам, указанным в таблице.

Таблица 2

Исходные размеры, наружный диаметр	Допустимые отклонения, мм, %
4 мм – 10 мм	+/- 0,15
11 мм – 30 мм	+/- 0,3
31 мм – 50 мм	+/- 0,4
Более 51 мм	+/- 0,8%

 

Сортамент труб стальных электросварных прямошовных: ГОСТ 10705-91

Технические условия для производства стальных прямошовных электросварных труб диктуются ГОСТом 10707-91.

Наиболее важные положения этого нормативного документа:

• кривизна круглых электросварных труб на участке в 1 погонный метр допускается в 1,5 мм для обработанных термическим способом изделий и для необработанных – 2 мм. По требованию заказчика значение кривизны может быть уменьшено в первом случае до 1 мм, во втором – до 1,5 мм.
• если труба будет проходить термическую обработку, по требования заказчика этот процесс может проходить в защитной атмосфере.
• концы прямошовной электросварной трубы по ГОСТу 10707-91 обрезаются под прямым углом, а также зачищаются от неровностей и заусенцев.

Для промышленных газовых и нефтепроводных стальных труб был отведен отдельный ГОСТ. Как было сказано выше, ГОСТ 52079-2003 распространяется на стальные электросварные прямошовные трубы с большим диаметром.

Важно! Также в особую категорию размещены стальные трубы (сварные и бесшовные), выпускаемые для мотовелопромышленности. Положения регулируются ГОСТом 12132-66. На любом участке специальных труб не допускается кривизна выше 1,5 мм. Нормативный документ 12132-66 разрешает выпуск изделий только повышенной или высокой точности.

Сортамент труб стальных водопроводных и газовых: ГОСТ 3262-75

Трубы газовые и водопроводные стальные были выделены в отдельный ГОСТ, хотя по факту они самые обычные электросварные.

Электросварные стальные трубы для водо- и газопроводов по ГОСТ 3262-75 имеются в продаже мерной или немерной длины. Диапазон отрезков при этом составляет от 4 до 12 м.

Кривизна водогазопроводных труб допускается, но её значение не должно превышать двух мм на погонный метр, если условный проход меньший, чем 20 мм. Для ВГП-труб с условным проходом, превышающим 20 мм, кривизна допускается в 1,5 мм.

Газовые и водопроводные трубы имеют резьбу, которая может быть короткой или длинной. При отправке трубы на предприятие может быть допущено уменьшение по внутреннему диаметру не более чем на 10% в местах накатанной резьбы. К резьбе на стальной электросварной трубе ГОСТ предъявляет требования, представленные в таблице.

Таблица 3

Условный проход	Количество ни­ток при условном проходе	Длины резьбы		Условный проход	Количество ни­ток при условном проходе	Длины резьбы (мм)
		длинной	короткой			длинная	короткая
6 мм	Нет	Нет	Нет	50 мм	11	24	17
8 мм	Нет	Нет	Нет	65 мм	11	27	19,5
10 мм	Нет	Нет	Нет	80 мм	11	30	22
15 мм	14	14	9,0	90 мм	11	33	26
20 мм	14	16	10,5	100 мм	11	36	30
25 мм	11	18	11,0	125 мм	11	38	33
32 мм	11	20	13,0	150 мм	11	42	36
40 мм	11	22	15,0

 

В домашнем хозяйстве чаще применяются тонкостенные ВГП-трубы. Толщина их стенки не превышает 4 мм, но и не бывает менее 1,8 мм. Тонкостенные стальные ВГП-трубы соответствуют всем техническим требованиям и без проблем выдерживают давление в системе.

Труба стальная в ППУ-изоляции по ГОСТ 30732-2006

Отдельно следует выделить стальные трубы, изолированные материалом ППУ. Они обладают особыми техническими характеристикам, отличающимися от обычных изделий из стали. ГОСТ 30732-2006 также диктует нормы и порядок изготовления фасонных изделий.

В соответствии с государственным стандартом под номером 30732-2006, данные трубы имеют многослойную конструкцию (труба в трубе):

1. Стальная труба. Непосредственно рабочая труба круглого сечения, которая может быть произведена любым способом. Согласно ГОСТу 30732-2006, стальные трубы в изоляции могут быть и оцинкованными. В таком случае, их качества будут еще более высокими. Марка стали выбирается в зависимости со способом дальнейшей эксплуатации: от этого же будет зависеть и цена изделия.
2. Слой ППУ для изоляции. Представляет собой довольно толстый слой изолирующего материала пенополиуретана, наносящегося либо методом заливки жидкой субстанции, либо путём надевания готового чехла-«скорлупы». ППУ обладает повышенной влагостойкостью и способствует сохранению тепла. ППУ-изоляция может быть обычной или усиленной, в зависимости от погодных условий региона.
3. Защитная оболочка изоляции. Для длительной сохранности ППУ-изоляции применяются специальные защитные оболочки из полиэтилена низкого давления (ПНД) или дополнительного слоя цинкованной стали. Последний вариант будет более тяжеловесным и эффективным.

Согласно ГОСТу 30732-2006, как проводники индикаторов для труб используются медные неизолированные провода. Эта технология позволяет отслеживать места протечки дистанционно.

Основными преимуществами трубы стальной в ППУ-изоляции, изготовленной в соответствии с названным ГОСТом 30732-2006, можно назвать неподверженность коррозии (изделия не требуют дополнительных противокоррозийных мер), малые тепловые потери (не более 1-2%) и относительною легковесность (трубы в ППУ-изоляции гораздо легче, чем в изоляции из ППМ или АПБ). Кроме того, стальные трубы с изоляцией по ГОСТу 30732-2006 могут прокладывать без каналов и колодцев.

Вместе с тем, у изолированных конструкций по документу 30732-2006 есть и ряд недостатков. Самыми весомыми можно назвать воспламеняемость ППУ-изоляции и достаточно быстрое распространение коррозии в случае повреждения защитной оболочки. Поэтому такие системы требуют постоянного мониторинга целостности материала. Если будет поврежден определенный заизолированный участок, будет требоваться замена всей сети: ремонт отдельного сегмента невозможен.

Сортамент труб стальных прецизионных: ГОСТ 9567-75

На эту группу стальных труб действует отдельный ГОСТ 9567-75, так как к производству изделий повышенной точности предъявляют особые требования. Сортамент включает в себя прецизионные стальные трубы, различные по способу изготовления и толщине стенки. ГОСТ регламентирует следующие типы толщин стенок стальной прецизионной трубы:

• особо тонкостенные трубы: соотношение диаметра к толщине стенке более 40; толщина стенки менее 0,5 мм.
• тонкостенные трубы: первый показатель – меньший или равен 40; толщина стенок – 1,5 мм и менее.
• толстостенные трубы: первый показатель – от 6 до 12,5.
• особотолстостенные трубы: первый показатель – менее 6.

Прецизионные трубы относятся к бесшовным. Они характеризуются повышенной изотропной жесткостью. Даже тонкостенные стальные трубы по ГОСТ 9567-75 могут использоваться в гидравлических и других достаточно сложных и точных системах.

Прецизионные трубы выпускаются оцинкованные или с фосфатированной, промасленной поверхностью.

Труба стальная тонкостенная или толстостенная прецизионная по ГОСТ 9567-75 выпускается мерной или немерной длины до 8 м. Более длинные конструкции производятся в согласии с заказчиком.

Другие ГОСТы по стальным трубам

Нормативные документы регламентируют также другие изделия и мероприятия, связанные со стальными трубами. Приведём обзор ГОСТов, регламентирующих методы и порядок проведения монтажных работ со стальными трубами, крепежные (хомуты) и соединительные элементы для изделий из стали.

Соединения стальных труб: сварка

ГОСТ 16037-80 — определяет требования для сварки стальных труб. Стандарт устанавливает основные конструктивные элементы для трубопроводов из различных типов сталей, типовые размеры сварных соединений стальных труб с другими изделиями или арматурой.

ГОСТ 6996-66 – регулирует прочность сварных соединений любых металлов. Положения документа 6996-66 актуальны, если стальные конструкции соединяются методом сварки с другими металлами.

Важно! Действие нормативного документы 16037-80 не распространяется на электросварные соединения, используемые при производстве самих стальных труб.

 Соединительные элементы для стальных труб: фитинги

Основным методом соединения стальных конструкций считается сварка, но в ряде случаев применяются и фитинги. Они бывают сварные, обжимные или резьбовые.

Фитинги – это общее название для трубопроводных соединительных деталей. На различные стальные фитинги существует несколько ГОСТов, а именно:

ГОСТ 8966-75 – диктует нормы для производства металлических прямых муфт для создания стальных трубопроводов. Фитинги-муфты могут иметь или не иметь цинковое напыление. Прочность муфтового соединения достигается за счет цилиндрической резьбы на концах изделия. Фитинги, соответствующие данному стандарту, создают условия для оптимальной работы трубопровода, транспортирующего неагрессивные среды с температурой до 175 градусов и под давлением не выше 1,6 МПа.

Фитинги-муфты по ГОСТ 8966-75 имеют внутренние диаметры от 8 до 125 мм. Допускается производство муфт с внутренним диаметром 150 мм по индивидуальному заказу потребителя.

ГОСТ 8967-75 – стандарт действует на изготовление стальных ниппелей также без покрытия или с цинковым покрытием. Фитинги-ниппели оснащены цилиндрической резьбой и применяются в основном для соединений водогазопроводных конструкций. Требования к температуре и давлению передаваемого по трубопроводу вещества остаются теми же, что и в ГОСТ 8966-75.

Размеры диаметров ниппелей находятся в пределах 8-100 мм. При этом ниппели с диаметром 65 мм и 80 мм в серийное производство выпущены не были, и изготавливаются после согласования с заказчиком.

Фитинги-ниппели, имеющие цинковое покрытие, обозначаются буквой «Ц». К примеру:

• ниппель d32 ГОСТ 8967-75 – без покрытия;
• ниппель – Ц d32 ГОСТ 8967-75 – с покрытием.

ГОСТ 8968-75 – определяет технические характеристики для стального фитинга-контргайки с антикоррозийным покрытием или без такового. Контргайки навинчиваются поверх основной гайки, предотвращая саморазвинчивание.

В массовое производство выпускаются фитинги-контргайки с диметром от 8 мм до 50 мм. Контргайки с диаметрами 65 мм, 80 мм, 100 мм изготавливаются в индивидуальном порядке.

 

ГОСТ 8969-75 – диктует нормативные правила для производства сгонов. Эти фитинги имеют резьбу разной длины на конце. Сгоны предназначены для неподвижных соединений (по прочности напоминающих сварные) элементов трубопроводов. В продаже их можно найти размерный ряд от 8 мм до 50 мм в диаметре, под заказ выпускаются фитинги-сгоны с маркировкой 65 или 80.

Элементы для крепления стальных труб: хомуты

Для крепления участков трубопроводов к стенам или арматуре используются хомуты разнообразных диаметров. Они представляют собой металлические U-образные скобы, оснащенные болтами для завинчивания в место крепления. Для стальных трубопроводов в очень редких случаях используются пластиковые хомуты, так как в основном они не могут обеспечить достаточную прочность крепления.

При установке трубопроводов могут применяться не только хомуты и скобы. Широко востребованными для крепления являются кронштейны, накладки, подвески. Обеспечение надежного крепления к поверхности – не единственная функция крепежных элементов. Хомуты также способны поглощать вибрации и несколько компенсировать тепловое расширение.

Металлические хомуты изготавливаются из стальной ленты с оцинкованным напылением. Иногда применяется резиновое покрытие, которое способствует поглощению звуков.

ГОСТ 24137-80 – распространяется на металлические хомуты для крепления стальных труб. Данный документ рассматривает крепления, а точнее хомуты диаметром от 15 до 240 мм. Эти аксессуары подходят для крепления коммуникаций как напорных, так и безнапорных. В стандарте оговариваются требования к конструкции и размерам стальных хомутов.

В нормативном документе 24137-80 также сказано о том, что стальные хомуты должны иметь значение допуска параллельности и перекоса осей не более 2 мм при любом диаметре.

ГОСТ 24137-80 – повторяет положения предыдущего нормативного документа, но рассматривает односторонние хомуты для крепления стальных труб.

При создании крепления нужно помнить, что хомуты должны располагаться между собой на расстоянии не менее 0,75 мм на горизонтальной поверхности и не менее 1-1,5 м на вертикальной. Для прочного крепления изгибов конструкции расстояние между хомутами соблюдается в 150-200 мм от угла.

Сортамент стальных труб и дополнительных элементов для них – очень широкая область, включающая совершенно разные виды изделий для всех сфер применения.