ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве. Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб. Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными. Этого уже достаточно для того, чтобы дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.
Прямо или по спирали?
Как ни странно, но сварные трубы – это довольно «молодой» вид металлических изделий. Первые образцы сварных (точнее даже – кованых) труб появились 
менее 200 лет назад – в 1824. И только в начале ХХ века для изготовления труб начали применять т.н. «печную» сварку, при которой скрепление раскаленных краев трубы происходит за счет их обжатия валками.
И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.
Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков, которые сворачивают металл «в трубочку» - так что остается только соединить его края электросваркой.
Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:
- для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.
- переход на выпуск труб другого диаметра будет требовать переоснащения новыми деталями (прежде всего – 
валками) всей производственной линии.
- при остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.
- если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать дополнительные проблемы при ликвидации аварии.
Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:
- при изготовлении спиралешовной трубы нет необходимости пользоваться заготовками-штрипсами четко определенных размеров; трубу можно сварить из металлической ленты любой ширины
- изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.
- при сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.
- при спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции
- если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.
Плюсы и минусы сварных или электросварных труб
Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство бесшовных труб. Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.
Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.
Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и профильные трубы (прежде всего квадратные и прямоугольные).
Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть. В чем же они состоят?
Во-первых – сварные трубы выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов. Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.
Во-вторых – сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из 
сварных труб, то обязательно придется пользоваться фитингами.
В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.
Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:
- оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)
- покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией
- покрытие внешних поверхностей тепло и гидро-изоляцией
Области применения и ГОСТы
Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.
Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.
Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:
ГОСТ, наименование | ||
ГОСТ 10705-80 | ГОСТ 10706-76 | ГОСТ 20295-80 |
Трубы стальные электросварные | Трубы стальные электросварные прямошовные | Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов |
Марки стали | ||
Углеродистые Ст1-3сп/пс Качественные 08, 10, 20 | Углеродистые Ст3сп/пс Категории 3-5 | Качественные 10, 20 Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С Выбор марки стали обусловлен классом прочности К34-К60 |
Размеры (наружный диаметр) | ||
от 10 мм. до 530 мм. | от 478 мм. до 1420 мм. | от 159 мм. до 820 мм. |
Области применения электросварных труб | ||
Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа | Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс | Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления |
Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620 мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром - до 20 мм.
Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:
1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;
2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;
3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.
Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:
- 6 м до 76 диаметра
-11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.
Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.
Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.
Видео по теме:
