1 Общие сведения о трубах большого диаметра
К трубам большого диаметра относятся трубы, наружный диаметр которых превышает 53 см (530 мм). Наибольшей популярностью среди них пользуются изделия из стали и полипропилена, реже — полиэтилена. Основная область применения стальных труб большого диаметра — прокладка магистральных трубопроводов для транспортировки воды и углеводородов (газа, нефти, продуктов нефтеперегонки). Газо- и нефтедобывающая и перерабатывающая промышленность, жилищно-коммунальное и сельское хозяйство — вот те сферы, где спрос на данную продукцию наиболее высокий. Только в 2014 году для строительства магистральных трубопроводов в России было закуплено порядка 10,61 млн тонн труб, и даже сегодня наблюдается динамичное развитие отрасли производства этого металлопроката, несмотря на сложное экономическое положение в стране. В последнее время все чаще в ЖКХ стали применяться полипропиленовые трубы, стоимость которых намного меньше, чем стальных. Возможно в скором будущем этот вид труб составит серьезную конкуренцию металлопрокату в таких отраслях, как холодное и горячее водоснабжение и канализация.
1.1 Классификация труб большого диаметра
Стальные трубы для магистральных трубопроводов по ГОСТ 20295 подразделяются на три типа:
- прямошовные, диаметр которых варьирует от 114 до 530 мм — первый тип;
- спиральношовные, с диаметром от 159 до 820 мм — второй тип;
- прямошовные, диаметр которых находится в пределах от 530 до 1420 мм, — третий тип.
Второй и третий тип изготавливается с применением электродуговой сварки, а при производстве первого используется контактная сварка током. Электросварные прямошовные трубы производятся в двух исполнениях: 1 класс — со снятием заусенцев и заторцовкой, и 2 класс — без обрезки концов и снятия заусенцев. Также существует классификация прямошовных труб по надежности — трубы в обычном исполнении, в хладостойком и специализированные, обладающие теми или иными повышенными характеристиками. Трубы третьего уровня имеют только один продольный шов.
Полипропиленовые трубы больших диаметров обозначаются аббревиатурой PPH. Они применяются в системах холодного водоснабжения и вентиляции. Номинальное давление (PN) среды в полипропиленовых трубах может быть от 10 до 25 атмосфер. Существуют полипропиленовые трубы, армированные алюминиевой фольгой, стекловолокном и встречаются даже многослойные варианты.
1.2 Особенности производства труб большого диаметра
Все стальные трубы большого диаметра производятся в заводских условиях сварным методом из листового проката, толщина которого соответствует назначению трубы. Если труба имеет диаметр до 820 мм, то можно сваривать четыре предварительно согнутых под необходимый диаметр листа, то есть будет два продольных шва (противоположных сторон) и один поперечный. Для труб, у которых диаметр предполагается делать больше, нежели 820 мм, нормативы позволяют делать один поперечный и два продольных шва. Желательно, чтобы швы располагались точно друг напротив друга, либо были смещены не более чем на 10 см. Сначала свариваются трубы с наружной стороны, а уж затем — с внутренней. Спиральношовные трубы производятся из рулонного проката, продольные края которого свариваются спирально. Сварка производится механическим способом, что обеспечивает высокую производительность процесса, и, одновременно, точность шва.
Полипропиленовые трубы большого диаметра производятся методом экструзии, то есть выдавливания разогретой полимерной массы через калибрующее отверстие экструдера шнековым прессом. Температура полипропилена в этом процессе должна быть около 260 °С, поскольку при охлаждении изначально вязкая масса затвердевает. Для получения более прочных труб используется способ производства, получивший название сдвоенной соэкструзии. При этом из экструдера выдавливается два слоя полипропилена, образующие внешнюю и внутреннюю стенку. Будучи разогретыми, они соприкасаются и слои полипропилена сливаются в один, образую сплошную стенку. Такой метод позволяет также получить армированные и гофрированные трубы. В первом случае между слоями располагается стекловолоконная сетка или алюминиевая фольга, а во втором из экструдера заготовка поступает в гофратор, который формирует выпуклые и вогнутые зоны.
1.3 Стальные трубы
Трубы больших диаметров, производимые из стальных сплавов, обладают массой достоинств. Они долговечные и прочные, способны выдерживать резкие перепады температур, стойкие к ультрафиолетовым лучам, рассчитаны на высокое давление. Сталь — один из самых ударопрочных материалов, а это весьма важно при работе с трубами, поскольку транспортировка и монтаж всегда связаны с риском возникновения деформации. Стальные трубы ремонтопригодны, причем ремонт можно производить непосредственно на месте и для этого не нужно какое-либо сложное оборудование. При наличии качественной трубопроводной арматуры стальные трубопроводы обеспечивают высокую герметичность и безопасность транспортируемых сред.
1.4 Полипропиленовые трубы
Полипропилен — материал, представляющий собой полимер пропена. Он представляет собой пластичную при температуре свыше 140 °С массу, становящуюся твердой при остывании. Полипропиленовые трубы обладают наименьшей плотностью из всех пластмасс, что позволяет им демонстрировать низкий коэффициент теплопроводности. Следовательно и вероятность замерзания воды в них намного ниже, чем в стальных. По прочности полипропилен уступает стали, но его стоимость в несколько раз меньше, что экономически выгодно при прокладке водопроводов и канализаций в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве. Внутренняя поверхность полипропиленовых труб гораздо более гладкая, чем у стали, поэтому меньше шанс возникновения засоров по причине оседания солей. Как и большинство пластмасс, полипропилен чувствителен к ультрафиолету, поэтому нуждается в защите от солнечных лучей. Вес труб из этого полимера существенно меньше, чем вес стальных труб такого же диаметра, что дает возможность облегчить и ускорить монтаж, а также позволяет экономить средства при перевозке.
2 Работа с трубами большого диаметра
Трубы большого диаметра не очень удобны в работе. Для их обработки (например, резки или сварки) требуется специальное оборудование, поскольку вручную производить эти процедуры нерентабельно в условиях серийного производства и монтажа магистральных трубопроводов. В то же время, такое оборудование снижает влияние человеческого фактора на результат и позволяет минимизировать риски возникновения аварийных ситуаций. Благодаря им повышается точность выполнения процедур резки. Для транспортировки и монтажа труб большого диаметра также необходима специальная техника, что, безусловно делает все работы более дорогими, но при этом позволяет сэкономить средства на скорости строительства трубопроводов и высоком их качестве.
2.1 Резка труб
Резка стальных труб, так же как и сварка, может быть выполнена двумя способами: вручную или посредством автоматизированной аппаратуры. Ручная резка газовым резаком это прошлый век и необходимой скорости работ она не обеспечивает. Хотя она вполне оправдывает себя в том случае, когда необходима единичная операция, например, когда нужна секция для ремонта уже смонтированного трубопровода. Если же речь идет о строительстве новой магистрали, то рабочий процесс ставится на поток и лучше автоматов с целым рядом операций человек не в состоянии справиться. Резка труб производится лазерными и плазменными аппаратами. Полимерные трубы, включая и полипропиленовые — очень мягкие, поэтому, во избежание деформаций, их режут специальными ножницами, углошлифовальной машинкой (если вручную) или с помощью тех же лазерных станков или станков с пилами.
2.2 Транспортировка труб
Для транспортировки труб большого диаметра используются длинномерные грузовики с низкой рамой. Причем эти автомобили должны быть оснащены специальными фиксаторами, с помощью которых каждая труба крепится отдельно. Разрешается также применять при транспортировке прицепы-тележки, соединяющиеся с тягачом. Но в этом случае выше риск возникновения аварий по причине снижения маневренности. Если трубы больших диаметров перевозятся в больших количествах колонной грузовиков, то в эту же колонну должен входить автокран.
2.3. Монтаж труб
Трубы монтируются в магистральный трубопровод с помощью сварки (неразъемные соединения) и трубопроводных фитингов — переходников, тройников, крестовин, отводов, муфт, заглушек, позволяющие создать разъемные соединения. Сварка труб друг с другом и с фитингами на месте монтажа осуществляется (в случае со стальными трубами) обычным способом, при соединении же пластиковых изделий применяются электромуфты, предназначенные именно для этой цели. Существуют фитинги, позволяющие осуществлять переход с пластиковых труб на стальные и на трубы меньшего диаметра.
