Труба ВГП – размеры, формы выпуска, особенности резьбового соединения

Трубопроводы из металлов благодаря своим высоким прочностным характеристикам широко используют во всех отраслях народного хозяйства для транспортировки жидких и газообразных неагрессивных рабочих сред. Один из наиболее востребованных видов трубного проката — труба ВГП (расшифровка — водогазопроводная), которая помимо промышленных сфер чаще других применяется в бытовом хозяйстве.

Стоит отметить, водогазопроводная труба — это в высокой степени универсальное изделие в отличие от большинства других разновидностей. Благодаря различным типоразмерам, широкому ряду металлов изготовления и конструктивным вариантам значительно расширены сферы ее использования.

Рис 1. Примеры бытового применения ВГП-труб

Области применения в бытовом хозяйстве

Труба стальная водогазопроводная — один из наиболее популярных строительных и трубопроводных материалов в загородных индивидуальных домах и на дачах, который многие собственники используют в следующих целях:

Из нее монтируют водопроводы в основном подачи горячей или технической воды для хозяйственно-бытовых нужд — полива огородов, использования в банях.

Как следует из фрагмента названия газопроводная, ВГП-труба используется для прокладки наружных газовых коммуникаций в домах. При этом она является основным и практически единственным изделием, разрешенным к использованию обязательными к исполнению нормативами.

Трубы водогазопроводные несмотря на повсеместное вытеснение полимерами, до сих пор удерживают позиции в системах отопления. С их помощью иногда прокладывают отопительные контура, но чаще подключают новые радиаторные теплообменники к старым стальным стоякам.

При помощи стальных ВГП-труб монтируют многие инженерные конструкции на приусадебных участках: теплицы, парники, навесы, устанавливают заборы и различного типа ограждения.

Труба ВГП стальная — важное подспорье для домашних мастеров, которые с ее помощью сооружают разнообразные механизмы.

ВГП труба больших диаметров с условным проходом (Ду) в 90, 100, 125 и 150 мм нередко используется для монтажа обсадных колонн скважин. При этом ВГП-трубы соединяют посредством резьбы или для их стыковки используют сварочные аппараты.

Также обычные стальные, оцинкованные трубы служат основой самодельных буров для гидравлического бурения, каркасов буровых установок, ударных гильз, желонок для проходки скважинных каналов или очистки их от заиливания.

Рис. 2 Трубы ВГП

Производство трубы ВГП

Следует отметить, что предлагаемые на отечественном рынке ВГП-трубы выпускают широкий ряд производителей, к которым относят крупные государственные и коммерческие предприятия, а также мелкие фирмы. Последние для организации производства приобретают за границей (в основном в Китае) простые высокопроизводительные станки. На них выпускают продукцию небольших диаметров (до 100 мм) наиболее популярных размеров в 10, 15, 20, 25, 32, 40 мм.

При изготовлении трубной продукции на вход производственной линии подают смотанную в рулон узкую ленту, уложенную в горизонтально расположенном накопительном барабане. Стальная лента, проходя через длинный ряд металлических валков различной конфигурации и поливаемая смазывающей жидкостью, скручивается в трубочку, точнее в трубу.

Сварочный аппарат осуществляет продольную сварку ее соединенных кромок, резец производит обрезку наружного и внутреннего грата с трубной оболочки, после чего процесс изготовления считается практически завершенным.

Труборезный станок нарезает непрерывную трубную ленту на отрезки нужной длины, товар упаковывается и отправляется на реализацию. Стоит отметить, что такое малое производство менее затратно, чем выпуск небольших размеров трубной продукции на заводских станах крупных предприятий.

Рис. 3 Этапы производственного процесса

Промышленное производство сварной прямошовной трубы больших диаметров намного сложнее и состоит из следующего ряда этапов:

Со склада стальные рулоны попадают на размоточный станок, где происходит правка полосы и обрезка ее на отрезки необходимой длины.

Затем полоса попадает в накопитель, представляющий собой ряд высоко поднятых горизонтальных валков, между которыми свободно провисают ее отдельные фрагменты.

Далее стальная лента поступает в линию, где происходит обрезка и фрезерование ее боковых кромок для задания одинаковой ширины и подготовке торцов к свариванию.

После полоса отправляется на формовочной стан, где длинный ряд валков постепенно сворачивает ее в трубу.

Читайте также:  Скользящая опора для трубопроводов — применение, виды, размеры

На некоторых производствах процесс выглядит намного проще — лист вдавливают полукруглым шаблоном, а затем отправляют изогнутую в форме U пластину под формообразующий пресс, который придает ей цилиндрическую форму.

Далее происходит электрическая сварка стыка токами высокой частоты.

Резцы устраняют наружной и внутренней грат (металл сварного шва, выступающий за сферический контур трубной оболочки).

Далее шов проверяют ультразвуком на наличие и равномерность сварного соединения, после чего подвергают его индукционному отжигу (метод термической закалки), повышая тем самым прочностные характеристики.

Затем термообработанные трубы охлаждают и калибруют, пропуская через ряд высокоточных валков.

Трубную магистраль разрезают на фрагменты необходимой длины, при необходимости торцуют и нарезают круговую фаску для дальнейшего сваривания.

Готовую продукцию подвергают гидравлическим испытаниям, проверяют ультразвуковым и магнитно-порошковым дефектоскопическими приборами.

После визуального контроля трубные торцы закрывают защитными полимерными заглушками, продукцию взвешивают, пакетируют и складируют.

Рис. 4 Размерные параметры и масса ВГП-труб по ГОСТ 3262-75

Разновидности, особенности резьбовых соединений

Технические условия, сортамент стальных обычных и оцинкованных труб рассмотрены в ГОСТ 3262-75. Документ действует на их следующие виды:

сварные (прямошовные) неоцинкованные;

сварные с цинковым напылением;

без резьбовой насечки;

с прорезанной или накатанной цилиндрической резьбой.

Области использования ВГП-труб — магистрали транспортировки газовых, водных сред, отопительные контура, детали машин и инженерных конструкций, рабочим телом которых является газ или вода.

Материалом для производства трубного проката, используемого в трубопроводных магистралях, служат углеродистые стали обыкновенного качества.

Детали конструкций, машин и механизмов выпускают из трубных фрагментов, произведенных из углеродистой качественной конструкционной стали.

Стоит отметить, что альтернативой продольно сваренным трубным изделиям являются трубы, полученные по технологическому процессу горячей прокатки. Их выпускают из нагретой до высоких температур цилиндрической болванки, в которой при помощи твердосплавного шаблона выдавливают сердцевину, формируя таким методом бесшовную гильзу.

Именно с технологией производства связано основное отличие горячекатаных труб от сварных – у первых помимо отсутствия шва толщина стенки намного выше.

Рис. 5 Размерные параметры и масса чугунных муфт по ГОСТ 8954-75

По требованию заказчика трубную продукцию комплектуют соединительными элементами в соответствии со следующими нормативными документами:

1. ГОСТ 8944-75 — регламентирует техусловия на соединительные муфты из ковкого чугуна с диаметрами условных проходов (Ду) от 8 до 100 мм.
2. ГОСТ 8954-75 устанавливает размеры соединительных муфт из ковкого чугуна с цилиндрической резьбой диаметрами от 8 до 100 мм и длиной от 22 до 84 мм. Данный тип муфтовых соединителей часто используют на сгонах при подключении радиаторов. Их отличительная особенность — наличие двух или четырех ребер (у изделий диаметром 50 мм и более их шесть) для заворачивания газовым ключом.
3. ГОСТ 8965-75 — регламентируют условные проходы соединительных элементов из сталей с цилиндрической резьбой, измеряемой в дюймах. Стандарт распространяется на изделия без покрытия и с оцинковкой, рассчитанные на эксплуатацию в трубопроводах, транспортирующих неагрессивные среды: холодную и горячую воду, пар, горючие и негорючие газы. При этом температура рабочего тела не должна превышать 175 °С, а его давление 16 бар (1,6 МПа).В группу соединительных частей входят:

муфты прямые (трубные фрагменты с двухсторонней внутренней резьбой);

ниппели (отрезки труб с двухсторонней наружной резьбой);

контргайки;

сгоны (трубные отрезки с двухсторонними наружными резьбами разной длины).

ГОСТ 8966-75 описывает размерные параметры прямых муфт из стали с цилиндрической резьбовой накаткой, рассчитанных на работу с неагрессивными рабочими средами (таблица на рис. 6). Температура рабочего тела при их использовании не должна превышать 175 °С, а давление в системе 16 бар. Каждому типоразмеру муфты соответствует свой дюймовый размер резьбы. К примеру, 8 мм — 1/4, 10 мм — 3/8, 15 мм — 1/2, 20 мм — 3 4, 25 мм — 1 дюйм и так далее.

Рис. 6 Размерные параметры и масса прямых стальных муфт по ГОСТ 8966-75

Материалы изготовления

Труба водогазопроводная ВГП производится из двух категорий сталей.

Читайте также:  Сварка оцинкованных труб в бытовых условиях — способы и методы

Первая группа регламентирована ГОСТ 380-94, в нее входят углеродистые стали обыкновенного качества марок от Ст0 до Ст6. Цифровой символ означает примерное содержание углерода в сплаве, исчисляемое десятыми долями процентов. Также по степени раскисления все стальные сплавы делят на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс).

Помимо углерода, в стальной сплав добавляют в относительно большом количестве марганец и кремний, содержание которых не превышает 1%.

Стоит отметить, что низкоуглеродистая сталь хорошо сваривается, но из-за более мягкой и пластичной структуры трубы из нее не рассчитаны на нарезание резьб и соединение с их помощью. При высоких нагрузках резьбовые витки могут быть деформированы или сорваны.

Рис. 7 Стальные сплавы для ВГП-труб по ГОСТ 380-94

Вторая категория сталей для ВГП-труб обозначена в ГОСТ 1050-88. В нее входят конструкционные стали с повышенным содержанием углерода (углеродистые) и высокого качества.

Из них изготавливают горячекатаный кованый сортовой прокат, которой в дальнейшем при изгибании в гильзу и продольной (прямошовной) сварке становится ВГП-трубой. Также из конструкционной стали выпускают калиброванный прокат или его разновидность со спецотделкой поверхности, толщина или диаметр которого не более 250 мм.

В группу конструкционных сталей входят сплавы от Ст08 до Ст60, а также обыкновенная марка стали Ст05кп.

Стандарт регламентирует химический состав стальных сплавов, указывая содержание в них основных легирующих добавок: углерода С, марганца Mn, кремния Si, хрома Cr. Оговорено предельное содержание вредных примесей: серы S (не более 0,04%) и фосфора P (до 0,355%).

Как следует из названия, конструкционные стали используют для изготовления сварных прямошовных труб, рассчитанных на эксплуатацию с высокими нагрузками в различных конструкциях. Резьба на данных трубных изделиях более жесткая и прочная, поэтому из Ст20 или Ст45 выпускают трубы для скважинных обсадных колонн с резьбовым (муфтовым) соединением.

Рис. 8 Стали высокопрочных ВГП-труб по ГОСТ 1050-88

Труба ВГП размеры и характеристики

ГОСТ 3262-75, регламентирующий техусловия на стальные водогазопроводные трубы, устанавливает их следующие физические и размерные параметры:

Условные проходы Ду (внутренние диаметры) от 6 до 150 мм.

ВГП-трубы разбиты на 3 класса: легкие, обыкновенные и усиленные, определяющим параметром для которых является толщина стенки труб. У легких изделий для типоразмеров от 6 до 150 мм она соответственно 1,8 и 4 мм, у тяжелых — 2,5 и 5,5 мм.

Наружный диаметр ВГП-труб — от 10,2 до 165 мм.

ВГП-трубы поставляют мерной и немерной длины от 4 до 12 м.

Классы легких и обыкновенных ВГП-труб рассчитаны на гидравлические нагрузки до 25 бар, для тяжелых категорий предельный параметр — 32 бара. Заказчик может потребовать изготовления изделий под гидравлические нагрузки в 50 бар.

Трубный резьбовой профиль может быть разной длины, его нарезают после оцинковки.

Сварные ВГП-трубы со стенкой толще 5 мм по требованию заказчика могут выпускаться со снятой под углом 35 – 40 градусов фаской и кольцевым торцом шириной 1 — 3 мм.

Также допустимо нанесение резьбовой насечки на трубах (кроме легких) диаметром свыше 10 мм с двух концов.

Трубные торцы должны быть обрезаны под прямым углом к центральной оси. Допускается их отклонение от перпендикулярной плоскости не более 2-х градусов.

Устанавливаемая толщина оцинковки — не меньше 30 мкм. Допустимо ее отсутствие на торцах и резьбовом профиле.

Рис. 9 Физические характеристики сталей для ВГП-труб по ГОСТ 1050-88

Отличительная особенность ВГП-труб помимо продольного сварного шва — невысокая толщина стенок, благодаря чему они имеют малый вес, легче монтируются и поэтому находят широкое применение в бытовом хозяйстве. Несмотря на тонкую стенку и продольный шов, трубопроводные магистрали из водогазопроводных труб способны выдержать любые гидравлические нагрузки в бытовых газовых, водопроводных и тепловых сетях с многократным запасом, поэтому с успехом там применяются.