Использование различных типов стальных отводов

Для транспортировки различной рабочей среды используются трубопроводы. Трубопроводы необходимы для подведения тепла и воды к домам, а также на предприятиях различных отраслей хозяйства. Важным элементом трубопровода являются стальные отводы, позволяющие изменить направление движения рабочей среды.

Виды стальных отводов

Стальной отвод – это отрезок трубы, изогнутый под необходимым углом. Стальные отводы подразделяются на типы в зависимости от материала, диаметра, угла загиба, а также способа производства.

В качестве материала для отводов может служить сталь различного типа:

• углеродистая;
• нержавеющая (легированная);

По способу изготовления отводы делятся на такие виды:

• крутоизогнутые бесшовные;
• штампосварные;
• сварные секторные;
• гнутые.

Гнутые изгибы бывают холодногнутыми и горячегнутыми.

Материал отвода

Для правильного выбора материала, из которого будет сделан отвод, необходимо учитывать условия его эксплуатации, необходимую надежность этого элемента, а также агрессивность рабочей среды, в которой он работает.

Например, в трубопроводах общего назначения используются отводы, выполненные из углеродистой стали.

При наличии агрессивной среды, которая может вызвать коррозию материала, используются легированная и нержавеющая стали. Отводы из таких сталей используются в трубопроводах для нефтегазовой, химической, пищевой или фармацевтической промышленности.

Например, отводы из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т могут быть использованы в трубопроводах, транспортирующих пар, горячую воду, щелочные, кислотные и другие рабочие среды, склонные к вызыванию коррозии металла. Отводы из легированной стали 3ХФА могут работать при температурах окружающей среды от -60 ºС до + 40 ºС, температуре рабочей среды до +40 ºС и давлении до 7,4 МПа. Такие отводы обладают повышенной устойчивостью к коррозии на холоде и используются в нефтегазовых системах в условиях Севера.

По словам специалистов компании СмартИнокс для правильного выбора материала, из которого будет сделан отвод, необходимо учитывать условия его эксплуатации, необходимую надежность этого элемента, а также агрессивность рабочей среды, в которой он работает.

Конструктивные особенности

Крутоизогнутых отводов

Основные характеристики крутоизогнутых отводов приведены в ГОСТ 17235-2001, ГОСТ 17235-83 и других документах, в том числе различных ведомственных ТУ.

Крутоизогнутые бесшовные отводы изготавливаются путем протяжки отрезка трубы через специальную форму. Такой метод позволяет получить отвод высокого качества. Отводы такого типа производятся как из углеродистой (типа сталь 20), так и из нержавеющей стали (типа 10Х18Н10Т). При этом отводы могут иметь радиус изгиба от одного Ду до полутора Ду (Ду — условный диаметр трубы), с углами 30º, 45º, 60º и 90º. Диаметр такого отвода может быть от 18 до 426 мм и он должен выдерживать давление до 16 МПа.

Штампосварных отводов

Штампосварные отводы изготавливаются из штампованных стальных листов с помощью сварки. Такой метод позволяет создавать отвод с толстой стенкой и диаметром до 1420 мм. Эти отводы используются в магистральных трубопроводах нефтегазовой промышленности. Материалом для таких отводов является конструкционная, нержавеющая или легированная стали. Нормативным документом в данном случае являются ведомственные ТУ (например, ТУ 102-988-95).

Секционных отводов

Сварные секционные отводы состоят из отдельных секторов труб, которые свариваются между собой. Такая конструкция более дешевая, но она является менее надежной. Обычно отводы данного типа используются в трубопроводах, работающих при низком (до 2,5 МПа) давлении и температуре не выше +425 градусов. Допустимый диаметр лежит в пределах от 108 до 1620 мм. Отводы такого типа выполняются из углеродистой или низколегированной стали и применяются в тепловых электростанциях.

Гнутых отводов

Гнутые отводы обычно используются в случае невозможности применения крутоизогнутых отводов. Отличие первых от вторых состоит в том, что вторые имеют гораздо больший радиус изгиба и прямолинейный участок. Гнутые отводы могут иметь радиус изгиба от 2 до 20 Ду, а угол изгиба 2º — 90º. Такие отводы делаются по ГОСТ 24950-81 и ТУ и могут применяться в трубопроводах с давлением до 100 МПа и температуре от -50 до +510 ºС.

Гнутые отводы могут гнуться в холодном или горячем состоянии на специальных трубогибочных станках. Наличие прямого участка в таких отводах увеличивает их вес, что является недостатком.

Сварка отводов

Сварка отводов с трубами — довольно ответственная операция. Выполнять ее должны сварщики высокой квалификации.

При этом могут применяться различные типы сварок – газовая сварка, ручная электродуговая (РДС), автоматическая под флюсом, в защитных газах и тому подобные.

При сваривании труб и отводов должны выполняться ряд требований, которые изложены в соответствующих инструкциях, например ВСН-006-89.

Перед сваркой надо проверить свариваемые поверхности отвода и трубы. Все обнаруженные наружные и внутренние дефекты должны быть устранены.

Необходимо контролировать смещение внутренних кромок. Например, при соединении элементов с равными диаметрами такое смещение не должно быть более 2 мм.

Центровка свариваемых изделий производится с помощью центраторов или вращателей.

При РДС, сварку первого корневого шва производят постоянным током. При этом в случае перерыва сварки в этом месте необходимо поддерживать температуру предварительного прогрева.

После сварки и шлифовки корня шва производится второй проход, который должен производиться по неостывшему корневому шву. Время между этими двумя процессами не должно превышать 5 минут.

Далее выполняются заполняющие швы и облицовочный шов. При этом необходимо обеспечивать температуру шва не ниже +5 ºС. Облицовочный шов должен перекрывать основной слой трубы на 2,5-5 мм иметь высоту на 1-3 мм больше уровня стенки трубы или отвода.

Для приварки отводов в производственных условиях используются различные приспособления и целые комплексы.

Наиболее распространенными являются вращатели труб. Принцип действия такого вращателя состоит в том, что элементы трубопровода зажимаются в специальных зажимах и вращаются вокруг своей оси. Благодаря этому облегчается и делается более качественной ручная сварка или осуществляется автоматическая сварка.

Особенностью сварки трубы с отводом является то, что система должна работать с учетом неравномерного распределения масс. Для решения этой проблемы во вращателе используются сервоприводы и специальные поддерживающие стойки с роликами.

Преимущества использования такого вращателя состоят в следующем:

• работа с трубами больших диаметров;
• благодаря автономному приводу возможность менять скорость вращения трубы;
• точная центровка свариваемых деталей. При этом в качестве центратора выступают сами зажимные ролики;
• возможность работать как с прямыми трубами, так и со сложными деталями труб (отводы, тройники, фланцы).

Вращатель труб

В продаже имеется большое число моделей трубных вращателей производства Китая, Германии, России.

Например, средний трубный вращатель из серии U500 (Германия) предназначен для вращения свариваемых деталей труб на 360º. Он позволяет также наклонять заготовку, что полезно при сварке таких сложных деталей как отводы.

Этот агрегат имеет следующие характеристики:

• регулируемая скорость вращения заготовки – 0-130 см/мин;
• диаметр зажимаемых труб – 20-400 мм;
• момент наклона — до 7500 кг-см;
• грузоподъемность по вертикали – до 500 кг;
• вращающий момент роликов -2000 кг-см;
• потребляемая от сети мощность – 750 ВА.

Трубный вращатель U500 может быть укомплектован блоком управления полуавтоматической сваркой. При этом горелка крепится на суппорте, позволяющем перемещать горелку в необходимое место.

Благодаря блоку управления синхронизируется работа вращателя и сварочного агрегата:

• зажигание дуги;
• вращение заготовки;
• перекрытие шва.

Выводы:

1. Для изменения направления транспортировки рабочей среды в трубопроводе используются стальные отводы.
2. В зависимости от условий работы и технических требований трубопровода в нем могут использоваться отводы различных конструкций, изготовленные из разных марок стали.
3. Сварка отводов с трубами в производственных условиях осуществляется с помощью трубных вращателей разных производителей.