Виды стальных отводов и их применение

Назначение

Отводы из стали применяют для изменения направления потока рабочей среды в трубопроводах различного назначения:

Обслуживание жилищно-коммунального хозяйства: обустройство водопровода, газопровода, канализационных систем, обеспечение обогрева от ТЭЦ.
Химическое, пищевое, машиностроительное производство: транспортировка жидкостей и газов между участками производственной линии.
Нефтегазовая отрасль: нефтепровод, газопровод.

Типоразмеры стальных отводов зависят от технических требований системы трубопровода. Сечение, длина, угол изгиба, толщина стенки отвода, наличие оцинковки — все это зависит от особенностей транспортируемого вещества и конструктивных особенностей трубопровода.

Материалы изготовления

Виды отводов стальных в первую очередь различают по материалам. На рынке трубопроводных металлоизделий в данный момент представлены отводы из следующих типов стали:

Легированная конструкционная сталь 3ХФА — применяется для экстремальных условий эксплуатации от -60 °C до +40 °C.
Углеродистая сталь — из нее производят отводы по ГОСТ 17375-2001. Данные металлоизделия стоят недорого и востребованы в разных сферах.
Стойкая к коррозии сталь 12Х18Н10Т, а также другие марки стали с добавлением хрома, никеля, титана и других легирующих компонентов — применяются для изготовления трубопроката для машиностроения, химической, пищевой промышленности.
Оцинкованная сталь — обладает повышенной устойчивостью к механическим повреждениям и сложным условиям эксплуатации.

Способы изготовления

Виды отводов различают по методу изготовления. Сталь в силу своих физических и химических свойств обладает пластичностью при нагреве и механическом воздействии. Также сталь может принимать определенную форму посредством литья в специальных заготовках. Дифференциация стальных отводов по методу изготовления:

Штампосварные. Область применения — трубопроводы в химической, нефтегазовой отрасли, в машиностроении. Для производства штампосварных отводов используют листы стали заданной толщины. Готовое изделие получают путем сгибания листа и сварки для изготовления металлоизделия необходимой формы. В качестве исходного сырья используют сталь легированную, с добавками хрома, никеля, с высокой устойчивостью к коррозии. Штампосварные изделия могут иметь внутренний диаметр до 1420 мм. Каждое изделие должно соответствовать отраслевым нормативам ГОСТ для нормального функционирования трубопровода.
Сварные секционные. Сфера использования — магистральный трубопровод ТЭЦ, а также другие системы, где требуется доставлять рабочую среду под высоким давлением. Температура рабочей среды в трубопроводе со сварными секционными отводами может достигать 425 °C. Методика изготовления состоит в сварке заготовок. Основной недостаток — относительно низкая надежность конструкции, поскольку швы находятся на месте сгиба. Для производства этого типа отводов применяют недорогую углеродистую сталь, а также сталь с низким количеством легирующих элементов.
Точеные. Применяются там, где нужны металлоизделия нестандартного размера и с высокой степенью устойчивости к особо тяжелым условиям эксплуатации. Производство изделий происходит путем вытачивания готового отвода на станке из заготовки определенного размера. Этот метод самый дорогой, зато нет ограничений по форме и размерам готового металлоизделия.
Гнутые. В качестве заготовки при производстве берут прямой отрезок трубы и на специальном станке изгибают ее под определенным углом. Сгибание осуществляют холодным или горячим способом. Для гнутого отвода угол сгибания составляет от 2 до 90°, радиус изгиба может варьироваться от 2 до 20 Ду. По прочности гнутые отводы стальные превосходят другие варианты. Гнутые изделия устанавливают в системах с нагрузкой до 40 МПа. Гнутые отводы из коррозионно-стойкой стали применяют на ТЭЦ.
Крутоизогнутые. Этот тип металлоизделий находит применение в трубопроводах, где не подходят обычные гнутые изделия с углом изгиба до 90°. При производстве отрезок трубы-заготовки протягивают сквозь подготовленный шаблон, где обеспечивается изгибание под заданным углом. Крутоизогнутые металлоизделия делают из углеродистой, низколегированной и высоколегированной стали.

Отвод должен соответствовать отраслевым требованиям и обладать достаточным запасом прочности с учетом химико-физических свойств транспортируемой среды. Для передачи по трубам агрессивных жидкостей и газов используют более дорогие и долговечные гнутые отводы из легированной стали.

Способы отцентровки стальных отводов при сварке

Сварной шов на деталях трубопровода должен быть сплошным и равномерным, без непроплавленных мест и отверстий. Сваркой отводов и других деталей трубопровода занимаются сварщики с подтвержденной квалификацией, поскольку любой дефект шва грозит утечкой в системе при первом же запуске. При сваривании стальных отводов применяют разнообразные методы: ручную дуговую сварку, автоматическое сваривание под флюсом, газовую сварку.

При сваривании отвода с трубопроводом важно соблюдать точность совмещения кромок деталей и внутренних поверхностей. Согласно отраслевым стандартам, допустимо смещение сечений в пределах 2 мм. Чтобы сечения отвода и привариваемой трубы совпадали, требуется выполнить отцентровку деталей перед началом сварки. Для фиксации металлоизделий применяют специальные тиски.

Когда речь идет о соединении крупногабаритных металлоизделий большой массы, применяют вращатели труб. В таком устройстве труба фиксируется с помощью зажимов, и вращается в процессе ручной или автоматической сварки. В результате сварные швы получаются герметичными и качественными. Главная конструктивная сложность вращателей — детали необходимо равномерно поворачивать с учетом сложной конфигурации отвода и трубы в условиях неравномерного распределения массы. С помощью вращателя удается решить несколько сложностей, связанных с процессом сварки отводов и труб:

Сварка труб большого диаметра.
Выставление скорости поворота металлоизделия с помощью автоматического привода.
Точность центровки с обеспечением совпадения сечений труб.
Можно сваривать изделия любой формы.

Существуют различные вращатели, которые отличаются техническими характеристиками. Каждый вращатель характеризуется определенной грузоподъемностью, моментом зажима, настраиваемой скоростью вращения металлоизделия и другими параметрами.

Правила монтажа стальных отводов

В зависимости от отрасли и требований ГОСТ для каждого типа трубопровода существуют специфические рекомендации относительно установки гнутых металлоизделий и сварки их с остальными частями системы. Однако есть общие моменты, которые требуется соблюдать при монтаже стальных отводов:

Выполнение работ должно соответствовать технологическому порядку инструкции.
К сварке трубопровода допускаются сварщики с удостоверением и профессиональной квалификацией.
Участок, где происходят сварные работы, должен быть оборудован противопожарным инвентарем и исправной вентиляцией. Предметы, которые не задействуются в процессе сварки, не должны мешать проведению работ.
Во время сварки сотрудник должен носить спецодежду и защитную маску для соблюдения техники безопасности. Отсутствие специальной маски может привести к ожогам роговицы глаз.
Перед непосредственным выполнением сварки необходимо тщательно осмотреть поверхности металлоизделий. Если имеются дефекты, их следует устранить перед началом выполнения сварки.
Режим выполнения сварочных работ должен соответствовать физическим и химическим параметрам материала, из которого изготовлены детали.

Соединение стальных отводов с другими частями трубопровода обычно происходит по методу ручной дуговой сварки. Для обеспечения качественного проваривания корня шва сварку выполняют в 2–3 приема. Сваривание выполняется с поворотом стыков трубы, либо без поворотов стыков. При проведении работ важно правильно выбрать электроды и соблюдать рекомендованную температуру для получения герметичных соединений.

Стальные отводы являются неотъемлемой частью каждого трубопровода. Чтобы конструкции соответствовали требованиям ГОСТов и сохраняли герметичность при интенсивной эксплуатации, материал отвода должен соответствовать металлоизделиям самого трубопровода. Качество сварных швов также имеет важное значение для обеспечения надежности отдельных участков труб и системы в целом.