Wenn man in die jüngere Vergangenheit blickt, sieht man, dass überall stählerne Wasser- und Gasleitungen verwendet wurden, da es keine würdige Alternative dazu gab. Derzeit werden Rohre aus neuen Materialien aktiv entwickelt und in allen Bereichen eingeführt. So wird beim Bau moderner Hochhäuser Wohnungen über Kunststoffrohre mit Wasser versorgt. Dieses Produkt hat seine Vorteile, ist aber in vielerlei Hinsicht den herkömmlichen Wasser- und Gasleitungen aus Stahl unterlegen. Dieser Rohrtyp wird bis heute stabil nachgefragt und gehört daher zum Produktionsprogramm von Hüttenwerken.
Klassifizierung und Anforderungen für röhrenförmige Produkte
Anforderungen, Testverfahren, Produktionsmethoden und chemische Zusammensetzung werden von GOST 3262-75 festgelegt. Wasser- und Gasleitungen aus Stahl werden gemäß dieser staatlichen Norm in drei Gruppen eingeteilt. Die Zugehörigkeit zu einer bestimmten Gruppe wird bestimmt durch die Produktionstechnologie, durch die verwendeten Stahlsorten und deren chemische Zusammensetzung, durch die Technologie der thermischen undmaschinelle Bearbeitung nach Korrosionsschutzverfahren.
Rohre vor Korrosion schützen
Je nach Korrosionsschutzgrad werden alle Rohrprodukte in folgende Typen unterteilt: ein Rohr ohne Korrosionsschutzschicht, ein verzinktes Wasser- und Gasrohr. Das Verzinken kann auf zwei Arten erfolgen: galvanische und thermische Diffusion. Die zweite Methode erfordert viel Ressourcen und Energie, was bedeutet, dass sie den Verkaufspreis von Produkten erheblich erhöht. Um eine ausreichend dicke Diffusionsschicht zu erh alten, muss die Wasser- und Gasleitung tatsächlich mindestens einen Tag lang in einem Ofen bei hoher Temperatur aufbewahrt werden. Bei den derzeitigen Strompreisen wäre eine solche Bearbeitung sehr teuer. Es ist ratsam, es nur bei der Herstellung von Wasser- und Gasleitungen für sehr verantwortungsbewusste und strategisch wichtige Einrichtungen zu verwenden.
Das Galvanisieren ist sehr schnell durchgeführt, aber die Qualität eines solchen Schutzes ist viel geringer als beim thermischen Diffusionsverzinken: Die geringste unvorsichtige Berührung des Rohrs mit einem harten Gegenstand kann einen Kratzer hinterlassen. Ab diesem Kratzer beginnt der Stahl (wenn er nicht mit mehr als 13 % Chrom legiert ist) zu korrodieren, wodurch die gesamte Oberfläche aufquillt.
Stickstoff kann als Sättigungselement verwendet werden. Die nitrierte Oberfläche ist auch unter normalen Bedingungen korrosionsbeständig. Der technologische Prozess des Nitrierens ist jedoch recht komplex und teuer, was die Herstellung von Wasser- und Gasrohren mit dieser Technologie wirtschaftlich nicht durchführbar macht. Nur eine ReinigungOberflächen vor Verschmutzung werden sehr teuer sein. Und ohne eine hochwertige Oberflächenreinigung wird der Nitrierprozess nicht richtig ablaufen, da Schmutz die Diffusion von Atomen oder Ionen (beim Ionen-Plasmanitrieren in einer Glimmentladung) des Stickstoffs tief in das Metall verhindert.
Klassifizierung von Rohrprodukten nach Wandstärke
Hüttenwerke produzieren eine breite Palette von Wasser- und Gasleitungen. So werden je nach Verwendungszweck und Betriebsbedingungen Rohre mit normaler Wandstärke (2-4 Millimeter), Leichtbaurohre (bis 2 Millimeter) und verstärkte Rohre hergestellt. Die Dicke des letzteren ist nicht beschränkt und kann ziemlich bedeutend sein. Solche Rohre werden in der Regel nahtlos hergestellt und sind zum Bohren von Brunnen, zum Betrieb unter den rauen Bedingungen des Nordens usw. bestimmt.
Der minimale Innendurchmesser der Wasser- und Gasleitung beträgt 6 Millimeter. Der maximale Wert des Innendurchmessers beträgt eineinhalb Meter. Rohre mit maximalem Durchmesser werden bei der Verlegung von Öl- und Gaspipelines und mit minimalem Durchmesser bei der Herstellung von hydraulischen Geräten für Maschinen und Mechanismen verwendet. Gleichzeitig ist es ein Fehler anzunehmen, dass an Rohre mit kleinem Durchmesser keine strengen Anforderungen gestellt werden. Im Gegenteil, sie müssen dem unglaublichen Druck des Hydraulikzylinders und der Hydraulikpumpe standh alten.
Technologie zur Herstellung von Schweißnahtrohren
Wie bereits erwähnt, können Rohre geschweißt werden oder nicht.
Bei der Produktion des Ersten das ÜblicheStahlblech. Auf einer speziellen Presse wird es zu einem Rohr gebogen, und an der Verbindungsstelle der Kanten bringt eine Schweißmaschine mit hoher Geschwindigkeit eine Naht an. Die Technik ist bis ins kleinste Detail ausgearbeitet, und die Leistung solcher Pfeifen ist einfach riesig. Die Geschwindigkeit, mit der ein Blech gewalzt, gebogen und geschweißt wird, ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit einer Kugel, die aus einer Makarov-Pistole abgefeuert wird. Solche Rohre haben jedoch einen erheblichen Nachteil: Bei hohen Drücken kann die Schweißnaht platzen (insbesondere wenn Abweichungen vom technologischen Prozess vorgenommen wurden) und es kommt zu einem Unfall. Die Folgen eines solchen Unfalls können für Natur und Mensch katastrophal sein. Daher werden diese Rohre nicht für den Bau kritischer Autobahnen und die Produktion hochbelasteter Energietechnikprodukte verwendet.
Nach Abschluss des Schweißvorgangs ist der Rohrabschnitt nicht rund. Es ist eine geschlossene Kontur von unregelmäßiger Form. GOST 3262-75 "Stahlwasser- und Gasleitungen" sieht die Kalibrierung und Korrektur der geometrischen Form des Abschnitts vor. Um die Wände des Rohrs auszurichten, wird es dem Maßwalzwerk zugeführt. Auf ihr wird das Werkstück in Rotation versetzt und mit erheblichem Kraftaufwand gegen die Walzen gedrückt. Am Austritt hat das Rohr bereits einen nahezu perfekten Kreisquerschnitt.
Nahtlose Rohrtechnik
Vor relativ kurzer Zeit (vor einigen Jahrzehnten) wurde die Herstellung von nahtlosen Rohren beherrscht. Die Technik ist sehr komplex, die Geräte und Verbrauchsmaterialien teuer und aus dem Ausland importiert (unsereIngenieure haben noch nicht gelernt, wie man Hartmetallspitzen zum Stanzen von Löchern herstellt). Aber trotz der Tatsache, dass diese Art von Produkten sehr teuer ist, werden solche Rohre nicht nur von Ölgesellschaften stark nachgefragt.
Ganz allgemein lässt sich der Produktionsprozess wie folgt beschreiben. Unmittelbar nach dem Walzwerk gelangt die Stange in den Lochstanzbereich. In diesem Fall ist die Effizienz wichtig, da der Riegel nicht abkühlen darf (dies führt zu einer erneuten Erwärmung und damit zu hohen Kosten). Dieser Vorgang wird an einem Werkstück durchgeführt, das auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erhitzt wird. Nur unter diesen Bedingungen wird der Stahl biegsam (flüssig) und die Struktur des verformten Korns wird dynamisch normalisiert, was gute mechanische und Betriebseigenschaften gewährleistet.
Vorteile der Verwendung von Wasser- und Gasleitungen aus Stahl
GOST regelt ausnahmslos alle Eigenschaften und Parameter von Schlauchprodukten. Und wenn wir die Leistung solcher Rohre mit dem Angebot der Hersteller von PVC-Rohren und anderen Materialien vergleichen, wird deutlich, dass Metallrohre konkurrenzlos sind.
So können sie bei hohen Temperaturen verwendet werden und beh alten dabei ihre Festigkeit. Dies ist sehr wichtig in Heizsystemen, in denen Hochdruckdampf durch Rohre zugeführt wird. Die Verwendung von Rohren aus anderen Materialien ist einfach nicht möglich. Sie schmelzen oder reißen in Sekunden.
Zusätzliches Legieren von Stahlermöglicht eine deutliche Erhöhung der Schwelle der Rotsprödigkeit und der mechanischen Festigkeit von Rohren.
Nachteile von Wasser- und Gasleitungen
GOST ist die Hauptquelle für nützliche technische Informationen. Und beim Studium der Dokumentation für Rohre wird eine technisch kompetente Person nicht lange darüber nachdenken, welche Mängel dieses Produkt aufweist. Zunächst ist zu beachten, dass alle Stahlkonstruktionen (und Rohre sind keine Ausnahme) schwer sind. Dies erschwert die Installation von Produkten erheblich und stellt bestimmte Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Befestigungselementen.
Metalllegierungen und Stähle haben eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit. Das heißt, sie geben Wärme ab. Um die Effizienz der Heizungsanlage zu erhöhen, müssen Metallrohre bei der Verlegung auf der Straße isoliert werden. Moderne Unternehmen produzieren fertige und isolierte Rohre mit verschiedenen Durchmessern. Solche Produkte sind ziemlich hochtechnologisch und nicht billig, aber sie sparen Geld und Energieressourcen, was in unserer Zeit besonders wichtig ist.
Wie Rohre verlegt werden
In Übereinstimmung mit GOST 3262 können Wasser- und Gasleitungen aus Stahl entweder durch Schweißen oder durch Gewindefittings verbunden werden.
Beim Schweißen werden die Enden von zwei Rohren verbunden und entlang der Verbindung geschweißt. Alle Arbeiten sind Handarbeit, was bedeutet, dass sie eine hohe Qualifikation des Schweißers erfordern (insbesondere wenn es um das Verlegen einer Ölpipeline geht). Die Naht muss gleichmäßig sein, ohne nichtmetallische Einschlüsse. Jededie Schweißverbindung muss mit Ultraschall geprüft werden.
Die Installation eines Rohrsystems mit Fittings wird ausschließlich bei der Arbeit mit Rohren mit kleinem Durchmesser verwendet. Einerseits erfordern solche Arbeiten vom Ausführenden eine geringere Qualifikation als beim Schweißen von Rohren. Auf der anderen Seite müssen sie noch mehr basteln. Es lohnt sich nur ein vorbereitender Schritt: Sie müssen die Gewinde mit einem Schneideisen und einem Gewindeschneider von Hand auf jedes Rohr von einer Seite und der anderen Seite schneiden.
Verfahren zum Verbinden von Rohren mit Fittings
Im Allgemeinen erfolgt die Montage von Wasser- und Gasleitungen (GOST 3262) mit einem Gewinde in einem einzigen System in der folgenden Reihenfolge:
- die Oberfläche des Gewindes wird mit Dichtmittel behandelt, danach wird die Kontermutter aufgeschraubt;
- ein Fitting wird auf das Rohr geschraubt und die Mutter mit maximaler Anzugskraft dagegen gedrückt;
- Dichtmittel wird über dem Fitting und der Mutter (an der Verbindungsstelle) aufgetragen.
Wachs kann anstelle von Versiegelung verwendet werden. Bei Nässe quillt dieses Material auf und das Wasser fließt nicht mehr.
Verwendung von Kupferrohren
Kupferrohre werden erst seit relativ kurzer Zeit verwendet. Bisher sah GOST eine solche Möglichkeit nicht vor, und Kupferprodukte wurden ausschließlich für Zwecke der Instrumentierung und Feinmechanik hergestellt. Aber wenig später wurden die Vorteile der Verwendung solcher Rohre erkannt und auf Initiative einer Gruppe von Interessenten entsprechende Änderungen an GOST vorgenommen.
Kupferrohre lassen sich also recht leicht biegen,einen kleinen Durchmesser haben. Daher verstecken sie sich leicht in Toren. Und aufgrund ihrer Flexibilität können Sie ein langes Rohr verwenden und es an den richtigen Stellen biegen, anstatt viele kurze Längen zu verbinden, was viel Zeit und Arbeit erfordert.
Kupfer ist unter normalen Bedingungen nicht den korrosiven Einflüssen von feuchten Umgebungen und Wasser ausgesetzt, was seine Lebensdauer erheblich verlängert und es sehr wettbewerbsfähig macht, obwohl Kupfer ein Nichteisenmetall und ziemlich teuer ist.
So erkennen Sie fehlerhafte Produkte
GOST 3262-75 "Wasser- und Gasleitungen" legt die Kriterien fest, nach denen Produkte als fehlerhaft eingestuft werden müssen. Solche Rohre dürfen nicht bestimmungsgemäß verwendet werden. Sie sind mit entsprechendem Protokoll (act) an den Hersteller zu senden. Verletzung der geometrischen Form, Ausdehnung (Aufblähen) des Rohrs, Grate an den Enden (die Oberfläche muss zum Schweißen vorbereitet sein und spezielle Fasen aufweisen), Ablösen der Schutzbeschichtung sind nicht zulässig. Außerdem sollten die Außen- und Innenflächen keine Risse aufweisen.
Viele Unternehmen führen eine Eingangskontrolle eingehender Produkte durch. Wenn die technischen Mittel dies zulassen, muss gemäß GOST 3262 „Wasser- und Gasleitungen“eine detaillierte Analyse der chemischen Zusammensetzung des Stahls durchgeführt werden, aus dem die Produkte hergestellt werden, um die zulässigen Schadstoffwerte zu überschreiten Stoffe (hauptsächlich Schwefel und Phosphor).
Aber selbst wenn die Organisation nicht über eine so teure Ausrüstung verfügt, ist das visuelle Mikro- undMakroanalyse muss in jedem Fall durchgeführt werden. Dazu wird eine kleine Probe aus dem Rohr geschnitten. In diesem Fall ist es wünschenswert, seine Überhitzung zu verhindern, um Phasenumwandlungen im Metall zu vermeiden. Eine (vorzugsweise mehrere - für eine objektive Bewertung) Oberfläche wird geschliffen und dann mit GOI-Paste (entwickelt vom State Optical Institute, UdSSR) poliert. Hierfür ist Aluminiumoxidpulver gut geeignet. Nach dem Polieren muss die Probe mit speziellen chemischen Reagenzien geätzt werden, wodurch Korngrenzen und Phasenbestandteile erscheinen und auf einem metallographischen Mikroskop beobachtet werden können. Außerdem können Porositäten oder nichtmetallische Einschlüsse erkannt werden. Wenn der Geh alt an Kohlenstoff und schädlichen Verunreinigungen nicht GOST 3262-75 „Wasser- und Gasleitungen“entspricht und Einschlüsse und Poren im Metall selbst vorhanden sind, wird ein solches Produkt als fehlerhaft anerkannt. Außerdem gehen in der Regel nicht eine oder zwei Pfeifen in die Ehe, sondern eine ganze Partie.
