Si observa el pasado reciente, puede ver que las tuberías de acero para agua y gas se usaban en todas partes, ya que no había una alternativa digna a ellas. Actualmente, las tuberías de nuevos materiales se están desarrollando e introduciendo activamente en todas las áreas. Entonces, durante la construcción de edificios modernos de gran altura, el agua se suministra a los apartamentos a través de tuberías de plástico. Este producto tiene sus ventajas, pero en muchos aspectos sigue siendo inferior a las tuberías de acero y gas tradicionales. Este tipo de tubería tiene una demanda estable hasta el día de hoy y, por lo tanto, se incluye en el rango de producción de las plantas metalúrgicas.
Clasificación y requisitos para productos tubulares
Los requisitos, el procedimiento de prueba, los métodos de producción y la composición química están establecidos por GOST 3262-75. Las tuberías de acero para agua y gas, de acuerdo con esta norma estatal, se dividen en tres grupos. La pertenencia a un determinado grupo está determinada por la tecnología de producción, por los grados de acero utilizados y su composición química, por la tecnología de termo ymecanizado, según el método de protección contra la corrosión.
Protección de tuberías contra la corrosión
De acuerdo con el grado de protección contra la corrosión, todos los productos de tubería se dividen en los siguientes tipos: una tubería sin una capa protectora anticorrosiva, una tubería de agua y gas galvanizada. El galvanizado se puede realizar de dos formas: galvánica y por difusión térmica. El segundo método requiere muchos recursos y energía, lo que significa que aumenta significativamente el precio minorista de los productos. De hecho, para obtener una capa de difusión de espesor suficiente, la tubería de agua y gas debe mantenerse en un horno a alta temperatura durante al menos un día. Dados los precios actuales de la electricidad, dicho procesamiento sería muy costoso. Es aconsejable utilizarlo únicamente en la producción de tuberías de agua y gas para instalaciones muy responsables y estratégicamente importantes.
La galvanoplastia se realiza muy rápidamente, pero la calidad de dicha protección es mucho menor que con la galvanización por difusión térmica: el más mínimo contacto descuidado de la tubería con cualquier objeto duro puede dejar un rasguño. A partir de este rasguño, el acero (si no está aleado con más de un 13 % de cromo) comienza a corroerse, provocando que toda la superficie se hinche.
El nitrógeno se puede utilizar como elemento saturante. La superficie nitrurada también resiste bien la corrosión en condiciones normales. Sin embargo, el proceso tecnológico de nitruración es bastante complejo y costoso, lo que hace económicamente inviable la producción de tuberías de agua y gas utilizando esta tecnología. Solo una limpiezalas superficies de la contaminación serán muy caras. Y sin una limpieza superficial de alta calidad, el proceso de nitruración no se llevará a cabo correctamente, ya que la suciedad impedirá la difusión de átomos o iones (en el caso de la nitruración de plasma iónico en una descarga luminiscente) de nitrógeno en el interior del metal.
Clasificación de productos de tubería según el espesor de la pared
Las plantas metalúrgicas producen una amplia gama de tuberías de agua y gas. Entonces, dependiendo del propósito y las condiciones de operación, se producen tuberías con un espesor de pared ordinario (2-4 milímetros), tuberías livianas (hasta 2 milímetros) y tuberías reforzadas. El espesor de este último no está limitado y puede ser bastante significativo. Dichos tubos, por regla general, se fabrican sin costura y están destinados a perforar pozos, operar en las duras condiciones del norte, etc.
El diámetro interno mínimo de la tubería de agua y gas es de 6 milímetros. El valor máximo del diámetro interior es de un metro y medio. Las tuberías con un diámetro máximo se utilizan en el tendido de oleoductos y gasoductos, y con un diámetro mínimo, en la producción de equipos hidráulicos para máquinas y mecanismos. Al mismo tiempo, es un error suponer que no se imponen requisitos estrictos a las tuberías de pequeño diámetro. Al contrario, deben soportar la increíble presión del cilindro hidráulico y la bomba hidráulica.
Tecnología para la producción de tubos con costura soldada
Como se mencionó anteriormente, las tuberías pueden soldarse o no.
En la producción del primero, lo habitualhoja de acero. En una prensa especial, se dobla en un tubo y, en la unión de los bordes, una máquina soldada aplica una costura a gran velocidad. La tecnología se ha desarrollado hasta el más mínimo detalle, y el rendimiento de tales tuberías es simplemente enorme. La velocidad a la que se enrolla, dobla y suelda una hoja de metal es comparable a la velocidad de una bala disparada con una pistola Makarov. Sin embargo, tales tuberías tienen un inconveniente importante: a altas presiones, la soldadura puede explotar (especialmente si se realizaron desviaciones del proceso tecnológico) y se producirá un accidente. Las consecuencias de un accidente de este tipo pueden ser catastróficas tanto para la naturaleza como para los humanos. Por lo tanto, estas tuberías no se utilizan para la construcción de carreteras críticas y la producción de productos de ingeniería de energía altamente cargados.
Después de completar el proceso de soldadura, la sección de la tubería no es redonda. Es un contorno cerrado de forma irregular. GOST 3262-75 "Tuberías de agua y gas de acero" prevé la calibración y corrección de la forma geométrica de la sección. Para alinear las paredes de la tubería, se alimenta al molino de tamaño. En él, la pieza de trabajo gira y se presiona contra los rodillos con un esfuerzo considerable. En la salida, la tubería ya tiene un círculo casi perfecto en la sección transversal.
Tecnología de tuberías sin soldadura
Relativamente recientemente (hace varias décadas) se dominó la producción de tubos sin costura. La tecnología es muy compleja, y los equipos y consumibles son caros e importados del exterior (nuestralos ingenieros aún no han aprendido cómo hacer puntas de carburo para perforar agujeros). Pero a pesar del hecho de que este tipo de producto es muy caro, tales tuberías tienen una demanda estable de las compañías petroleras y no solo.
En términos generales, el proceso de producción se puede describir de la siguiente manera. La barra inmediatamente después del tren de laminación ingresa al área para perforar agujeros. En este caso, la eficiencia es importante, ya que no se puede dejar que la barra se enfríe (esto conducirá a la necesidad de recalentarla y, por lo tanto, a costos elevados). Esta operación se realiza en una pieza de trabajo calentada a una temperatura superior a la temperatura de recristalización. Solo bajo estas condiciones, el acero se vuelve maleable (fluido) y la estructura del grano deformado se normaliza dinámicamente, lo que asegura buenas características mecánicas y operativas.
Ventajas de utilizar tuberías de acero para agua y gas
GOST regula todas las características y parámetros de los productos tubulares sin excepción. Y si comparamos el rendimiento de este tipo de tuberías con lo que ofrece el fabricante de tuberías de PVC y otros materiales, queda claro que las tuberías de metal no tienen competencia.
Por lo tanto, se pueden usar a altas temperaturas, manteniendo su resistencia. Esto es muy importante en los sistemas de calefacción donde se suministra vapor a alta presión a través de tuberías. El uso de tuberías de otros materiales simplemente no es posible. Se derretirán o rasgarán en segundos.
Aleaciones adicionales de aceropermite aumentar significativamente el umbral de fragilidad roja y la resistencia mecánica de las tuberías.
Desventajas de las tuberías de agua y gas
GOST es la principal fuente de información técnica útil. Y al estudiar la documentación para tuberías, una persona técnicamente competente no pensará durante mucho tiempo en las deficiencias que tiene este producto. En primer lugar, cabe señalar que todas las estructuras de acero (y las tuberías no son una excepción) son pesadas. Esto complica significativamente la instalación de productos y presenta ciertos requisitos para la confiabilidad de los sujetadores.
Las aleaciones metálicas y los aceros tienen una conductividad térmica muy alta. Esto significa que emiten calor. Para aumentar la eficiencia del sistema de calefacción, las tuberías de metal deben aislarse cuando se colocan en la calle. Las empresas modernas producen tuberías prefabricadas y aisladas de varios diámetros. Dichos productos son de alta tecnología y no son baratos, pero ahorrarán dinero y recursos energéticos, lo cual es especialmente importante en nuestro tiempo.
Cómo se instalan las tuberías
De acuerdo con GOST 3262, las tuberías de acero para agua y gas pueden conectarse mediante soldadura o mediante accesorios roscados.
Al soldar, se unen los extremos de dos tubos y se realiza una soldadura a lo largo de la unión. Todos los trabajos son manuales, lo que significa que requieren una alta cualificación del soldador (especialmente cuando se trata de tender un oleoducto). La costura debe ser uniforme, sin inclusiones no metálicas. Cadala unión soldada debe ser probada por ultrasonidos.
La instalación de un sistema de tuberías mediante accesorios se utiliza exclusivamente cuando se trabaja con tuberías de pequeño diámetro. Por un lado, dicho trabajo requiere menos calificación por parte del ejecutante que cuando se sueldan tuberías. Por otro lado, tendrán que jugar con más. Solo vale la pena un paso preparatorio: debe cortar manualmente los hilos con un troquel y un golpecito en cada tubo de un lado y del otro.
Procedimiento para conectar tuberías con accesorios
En el caso general, el montaje de tuberías de agua y gas (GOST 3262) con una rosca en un solo sistema se realiza en la siguiente secuencia:
- la superficie de la rosca se trata con sellador, después de lo cual se atornilla la contratuerca;
- Se enrosca un accesorio en el tubo y se presiona la tuerca contra él con la máxima fuerza de apriete;
- Se aplica sellador sobre el accesorio y la tuerca (en la unión).
Se puede usar cera en lugar de sellador. Cuando está mojado, este material se hincha y el agua deja de fluir.
Utilizando tuberías de cobre
Las tuberías de cobre se han utilizado hace relativamente poco tiempo. Anteriormente, GOST no contemplaba tal posibilidad, y los productos de cobre se producían exclusivamente con fines de instrumentación e ingeniería de precisión. Pero un poco más tarde, se apreciaron las ventajas de usar dichas tuberías y se realizaron los cambios apropiados en GOST por iniciativa de un grupo de partes interesadas.
Entonces, las tuberías de cobre son bastante fáciles de doblar,tener un diámetro pequeño. Por lo tanto, se esconden fácilmente en las puertas. Y debido a su flexibilidad, puede usar un tubo largo, doblándolo en los lugares correctos, en lugar de conectar muchos tramos cortos, lo que requiere mucho tiempo y mano de obra.
En condiciones normales, el cobre no está expuesto a los efectos corrosivos de los ambientes húmedos y el agua, lo que prolonga significativamente su vida útil y lo hace muy competitivo, a pesar de que el cobre es un metal no ferroso y es bastante caro.
Cómo reconocer productos defectuosos
GOST 3262-75 "Tuberías de agua y gas" establece los criterios por los cuales los productos deben ser clasificados como defectuosos. Dichos tubos no deben utilizarse para el fin previsto. Deben ser enviados al fabricante con el protocolo (acto) adecuado. No se permite la violación de la forma geométrica, la expansión (hinchazón) de la tubería, las rebabas en los extremos (la superficie debe estar preparada para soldar y tener chaflanes especiales), el pelado de la capa protectora. Además, no debe haber grietas en las superficies exterior e interior.
Muchas empresas llevan a cabo el control de entrada de productos entrantes. Si los medios técnicos lo permiten, entonces es necesario, de acuerdo con GOST 3262 "Tuberías de agua y gas", realizar un análisis detallado de la composición química del acero del que están hechos los productos, para exceder los niveles permisibles de nocivos (principalmente azufre y fósforo).
Pero incluso si la organización no tiene un equipo tan costoso a su disposición, el micro visual yen cualquier caso se debe realizar un macroanálisis. Para hacer esto, se corta una pequeña muestra de la tubería. En este caso, es deseable evitar su sobrecalentamiento para evitar transformaciones de fase en el metal. Una superficie (preferiblemente varias, para una evaluación objetiva) se somete a esmerilado y luego pulido con pasta GOI (desarrollada por el Instituto Estatal de Óptica, URSS). Para este propósito, el polvo de óxido de aluminio es muy adecuado. Después del pulido, la muestra debe someterse a un grabado con reactivos químicos especiales, como resultado de lo cual aparecen los límites de grano y los componentes de fase y se pueden observar en un microscopio metalográfico. Además, se pueden detectar porosidades o inclusiones no metálicas. Si el contenido de carbono e impurezas nocivas no cumple con GOST 3262-75 "Tuberías de agua y gas", y hay inclusiones y poros en el metal mismo, entonces dicho producto se reconoce como defectuoso. Además, por regla general, no se casan una o dos pipas, sino todo un lote.
