Отводы стальные крутоизогнутые бесшовные
Отводы стальные крутоизогнутые бесшовные: конструкция, стандарты, применение
Отводы стальные крутоизогнутые бесшовные (также известные как штампосварные, цельнотянутые или hot formed elbows) представляют собой соединительные детали трубопроводов, предназначенные для изменения направления магистрали. Их ключевая особенность — радиус изгиба, равный 1-1.5 условного прохода (DN), что классифицирует их как «крутоизогнутые». Изготовление методом горячей штамповки или протяжки из цельной стальной трубы-заготовки обеспечивает отсутствие сварных швов в теле изделия, что определяет их высокую механическую прочность и надежность в эксплуатации.
Технология производства и материалы
Производственный цикл начинается с отрезка бесшовной горячекатаной (ГОСТ 8732, DIN 1629) трубы. Заготовка нагревается в печи до ковочной температуры (для углеродистых сталей около 900-1200°C). Далее применяется один из двух основных методов:
- Горячая штамповка в закрытых штампах: Разогретая заготовка помещается в пресс-форму, где под высоким давлением приобретает форму отвода. Это наиболее распространенный метод, обеспечивающий высокую точность геометрии и качество внутренней поверхности.
- Горячее протягивание на оправке (дорнование): Заготовка протягивается или проталкивается через специальную форму с оправкой, что также позволяет получить плавный изгиб.
- Углеродистые стали: Ст20, 09Г2С, A234 WPB, P235GH.
- Низколегированные стали: 13ХФА, 15Х5М, A335 P5, P9, P11, P22.
- Коррозионно-стойкие стали: 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, A403 WP304/304L, WP316/316L.
- Условный проход (DN/Dy): Номинальный внутренний диаметр, определяющий присоединительный размер.
- Условное давление (PN/Rating): Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором возможна длительная работа. Ряд: PN 2.5, 6, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250.
- Толщина стенки: Определяется по сортаменту труб (например, ряд по ГОСТ 8732) или как «Стенка по заказу». Ключевое понятие — толщина стенки по внутренней (вогнутой) стороне изгиба, которая в процессе формовки утоняется. Стандарты задают минимально допустимое утонение (обычно не более 12.5-17.5% от исходной).
- Радиус изгиба (R): Для крутоизогнутых отводов R = 1.0DN или 1.5DN. Например, для отвода DN 100 с R=1.5D радиус осевой линии составит 150 мм.
- Энергетика: Магистрали пара высокого и сверхвысокого давления (до 28 МПа и выше), питательная вода, линии промперегрева ТЭС и АЭС.
- Нефтегазовая промышленность: Магистральные и промысловые трубопроводы, системы подготовки и транспортировки нефти и газа, установки гидрокрекинга и каталитического риформинга.
- Химическая и нефтехимическая промышленность: Технологические трубопроводы, транспортирующие агрессивные, токсичные и взрывоопасные среды.
- Судостроение: Системы высокого давления судовых энергетических установок.
После формовки изделия проходят термообработку (нормализацию или отпуск) для снятия внутренних напряжений, механическую обработку торцов, контроль геометрии и неразрушающий контроль (чаще ультразвуковой или вихретоковый). Основные марки сталей регламентированы стандартами и подбираются исходя из параметров рабочей среды:
Ключевые стандарты и технические характеристики
Геометрия, допуски, технические требования и методы испытаний отводов регламентированы рядом национальных и международных стандартов. Выбор стандарта является фундаментальным для проектирования.
| Стандарт | Область регулирования | Углы поворота | Ряд условных проходов (DN) |
|---|---|---|---|
| ГОСТ 17375-2001 | Детали трубопроводов бесшовные. Отводы крутоизогнутые. Технические условия. | 30°, 45°, 60°, 90°, 180° | 15 — 800 мм |
| ГОСТ 30753-2001 (ИСО 3419) | Отводы бесшовные из ковкого чугуна и стали для трубопроводов. Размеры. | 45°, 90°, 180° | 15 — 600 мм |
| ASME/ANSI B16.9 | Factory-Made Wrought Buttwelding Fittings (Промышленные сварные фитинги). | 45°, 90°, 180° | ½» — 48″ (15 — 1200 мм) |
| EN 10253-2 | Butt-welding pipe fittings — Part 2: Non-alloy and ferritic alloy steels with specific inspection requirements. | 45°, 90°, 180° | DN 15 — DN 1000 |
| DIN 2605-1 | Steel butt-welding pipe fittings; bends and returns, dimensions. | Различные, включая 90° | DN 10 — DN 1000 |
Важнейшими техническими параметрами являются:
Области применения и критерии выбора
Бесшовные крутоизогнутые отводы применяются на ответственных участках трубопроводных систем, работающих в условиях высоких нагрузок.
Критерии выбора отвода для конкретного проекта включают: параметры рабочей среды (давление, температура, химический состав), диаметр трубопровода, требования стандарта/технических условий (ТУ), марку стали (на основе расчета на прочность и коррозионную стойкость), необходимость дополнительных испытаний (УЗК, рентген, гидроиспытания).
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами отводов
| Тип отвода | Преимущества | Недостатки | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Крутоизогнутый бесшовный (штампосварной) | Высокая прочность и надежность (отсутствие сварных швов в теле), плавный изгиб (низкое гидравлическое сопротивление), компактность, хорошее качество внутренней поверхности, широкий диапазон рабочих параметров. | Высокая стоимость, особенно крупных диаметров и из легированных сталей. Ограниченная доступность особо крупных диаметров (свыше DN800). Длительный срок изготовления. | Ответственные трубопроводы высокого давления и температуры в энергетике, нефтехимии. |
| Сварной секционный (из гнутых секций) | Возможность изготовления любого радиуса и угла поворота, доступность больших диаметров (свыше DN1000). | Наличие продольных и кольцевых сварных швов, повышенное гидравлическое сопротивление, большие габариты, требуется больше пространства для монтажа. | Магистральные трубопроводы большого диаметра, системы вентиляции, неответственные технологические линии низкого давления. |
| Гнутые (на трубогибе) | Отсутствие сварных соединений в отводе, непрерывность трубы, низкая стоимость для малых диаметров. | Ограничение по диаметру и толщине стенки (обычно до DN150, SDR не более 17), большой радиус изгиба (R=3-5D и более), риск овализации и утонения стенки. | Трубопроводы низкого и среднего давления из пластичных материалов (углеродистая сталь, медь), системы отопления, водоснабжения. |
Маркировка, упаковка, хранение и монтаж
На каждый отвод или на прикрепленную бирку наносится несмываемой краской маркировка, включающая: товарный знак/название производителя, условный проход (DN), номинальное давление (PN), толщину стенки (или обозначение сортамента), марку стали, номер партии/плавки, клеймо технического контроля, штамп стандарта. Отводы поставляются, как правило, с защитными пластиковыми или деревянными заглушками на торцах. Хранение должно осуществляться в крытых складах, штабелирование — на деревянных подкладках. Монтаж производится стыковой сваркой (встык). Критически важно обеспечить совпадение толщин стенок отвода и соединяемой трубы, а также качественную подготовку кромок (разделка под сварной шов согласно технологической карте). Для ответственных объектов сварные соединения подвергаются 100% радиографическому контролю.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается отвод крутоизогнутый по ГОСТ 17375 от отвода по ГОСТ 30753?
ГОСТ 17375 является более жестким стандартом, предъявляющим конкретные требования к технологии (горячая штамповка) и механическим свойствам после термообработки. Он чаще применяется для энергетических объектов высоких параметров. ГОСТ 30753 (аналог ISO 3419) в основном регламентирует геометрические размеры и допуски, оставляя больше свободы производителю в выборе технологии. Отводы по ГОСТ 17375 часто по умолчанию проходят более строгий контроль.
Как правильно указать параметры отвода в спецификации?
Необходимо указать: наименование (Отвод крутоизогнутый), угол (90°, 45°), условный проход (DN), условное давление (PN), толщину стенки (например, «6 мм» или «по ГОСТ 8732 гр.2»), марку материала (например, 09Г2С), стандарт (ГОСТ 17375-2001). Пример: Отвод крутоизогнутый 90° DN200 PN25 ст. 09Г2С по ГОСТ 17375-2001.
Что такое «переходной отвод» и когда он применяется?
Переходной отвод (Reducing Elbow) — это отвод, у которого входной и выходной диаметры различны. Он применяется в узлах, где необходимо одновременно изменить направление трубопровода и перейти на другой диаметр. Изготовление таких отводов сложнее, они часто выполняются по индивидуальным чертежам или спецтехусловиям.
Как контролируется качество внутренней поверхности и утонение стенки?
Качество внутренней поверхности (отсутствие задиров, трещин, расслоений) контролируется визуально с помощью эндоскопов (боороскопов). Утонение стенки на внутреннем радиусе проверяется ультразвуковым толщиномером в нескольких точках сечения. Данные заносятся в сертификат или паспорт изделия.
Каковы альтернативы бесшовному отводу для высоких параметров?
Для параметров свыше PN250 и температур выше 600°C могут применяться отводы, изготовленные методом горячего вытягивания на оправке из толстостенных труб или поковок, а также кованые сварные отводы, где отдельные сегменты выковываются, а затем свариваются между собой с последующей термообработкой всего узла. Это эксклюзивные изделия для критических применений.
Какой документ является основным при приемке партии отводов?
Основным документом является Паспорт (Сертификат) качества установленной формы, в котором должны быть отражены: результаты химического анализа, механических испытаний (предел прочности, текучести, относительное удлинение), данные по термообработке, результаты неразрушающего контроля (УЗК, цветная дефектоскопия), результаты гидравлических испытаний, данные об утонении стенки. Паспорт должен быть заверен печатью производителя и подписью ответственного лица.