Листовые конструкции. Трубопроводы

1.

Лекции по дисциплине
“Сооружение линейной части
магистрального трубопровода”
Тема 1.2. Строительные
конструкции.
Лекция 2.5. Листовые
конструкции. Трубопроводы.

2.

Металлические трубы. Стальные трубы для
ГНП.
1.Общие сведения и классификация металлов и
сплавов.
2.Стали применяемые для труб, резервуаров и
газгольдеров. Примеси.
3.Легированные стали. Свариваемость стали.
Маркировка трубных сталей.
4. Стальные трубы для газонефтепроводов.
Классификация труб. Маркировка.

3.

4.

1.Общие сведения и классификация металлов и
сплавов.
Металлы – кристаллические вещества, характерными
свойствами которых являются высокие значения :
прочности,
пластичности,
теплопроводности,
электропроводности,
особый металлический блеск.
Все
эти
свойства
обусловлены
наличием
в
кристаллической решетке металлов большого числа
свободно перемещающихся электронов.
Металлы составляют 75% всех химических элементов.

5.

В строительстве металлы применяются в виде
металлопроката и металлических изделий. Обычно
не в чистом виде, а в виде сплавов.
95% производства металлопродукции относится к
«черным» металлам (5% - к «цветным»).
Металлические
сплавы
–
вещества,
образовавшиеся в результате затвердевания жидких
расплавов, состоящих из двух или нескольких
компонентов.

6.

2.
Стали
применяемые
для
резервуаров и газгольдеров. Примеси.
Классификация сталей
По способу получения:
•Мартеновские;
•Конвертерные;
•Электростали.
По назначению:
•Конструкционные;
•Специальные;
•Инструментальные.
труб,

7.

По химическому составу:
•Углеродистые;
•Легированные.
Углеродистые стали – сплав железа с
углеродом в количестве 0,04…2%, в состав
которых входят постоянные (обычные) примеси
– Si (до 0,4%) и Mn (до 1%), и вредные примеси
S и P.

8.

Основные свойства сталей
•Средняя плотность 7850 кг/м3;
•Прочностные свойства σу(σпц), σт(σ02), σв,
•Модуль упругости Е=2,1·106 МПа;
•Пластические свойства δ, ψ;
•Твердость HB, HV, HRc;
•Ударная вязкость KCU, KCV, KCT;
•Трещиностойкость KС, KIС, KIIС, KIIIС;
•Температура плавления 1300…1500 °С;
•Температуроустойчивость 500…600 °С
•Теплопроводность ≈ 70 Вт/(м·°С);

9.

• Коэффициент линейного температурного
расширения αt=1,2·10-5 1/(°С);
• Основные технологические испытания:
свариваемость,
холодный загиб,
сплющивание (трубы),
выдавливание (листы),
перегиб.

10.

Влияние примесей и легирующих элементов на свойства сталей
Увеличение
% элемента
Углерод (С)
Возрастает
Снижается
Прочность. Температура порога
хладноломкости**
Пластичность.
Коррозионная стойкость.
Свариваемость.
Сера (S)
Фосфор (P)
Марганец (Mn)
Красноломкость*
Хладноломкость**
Прочность. Твердость. Износостойкость
Пластичность. Вязкость
Пластичность. Вязкость
Медь (Cu)
Кремний (Si)
Хром (Cr)
Никель (Ni)
Стойкость к атмосферной коррозии
Прочность. Твердость. Коррозионная стойкость.
Упругость. Жаростойкость. Кислотоупорность
Неоднородность
структуры
Коэффициент линейного
расширения
Вязкость, Электросопротивление.
Вольфрам (W) Прочность. Твердость. Температуроустойчивость Размер зерна
Размер зерна
Молибден (Mo)

11.

*Красноломкость
–
хрупкость
стали
(склонность
к
образованию
трещин)
при высоких температурах.
**Хладноломкость
–
хрупкость
стали
при комнатной и отрицательных температурах.

12.

3. Легированные стали. Свариваемость стали.
Маркировка трубных сталей.
Легированные стали – стали, в которых кроме
обычных примесей, содержатся специальные,
вводимые в определенных сочетаниях, легирующие
элементы (хром, никель, молибден, вольфрам,
титан, алюминий, ванадий и др.), а также марганец
и кремний в количествах выше их обычного
содержания (более 1%).

13.

По содержанию легирующих элементов
стали подразделяются:
• Низколегированная (менее 2,5%);
• Среднелегированная (2,5–10%);
• Высоколегированная (более 10%).
Для МТП и РВС широко применяют
низколегированные стали, например 09Г2С.

14.

Преимущества низколегированных сталей
по сравнению с малоуглеродистыми сталями
обыкновенного качества:
•Выше значения предела текучести;
•Выше коррозионная стойкость;
•Хорошая свариваемость;
•Высокие значения ударной вязкости, в том числе при
отрицательных температурах;
•Меньше чувствительность к старению;
•Меньше склонность к хладноломкости.
Свариваемость сталей оценивается по значению [С]э.

15.

4. Стальные трубы для ГНП. Классификация труб.
Маркировка.
Величина [С]э для трубных сталей не должна превышать
0,46.
Фактическую величину эквивалента углерода следует
включать в сертификат и обозначать на каждой трубе.
Трубы должны иметь сварное соединение, равнопрочное
основному металлу трубы.
Сварные швы труб должны быть плотными, непровары и
трещины любой протяженности и глубины не допускаются.

16.

Все профили делятся на два вида: открытые и закрытые
(замкнутые).
К замкнутым профилям относятся трубы.
Стальные
трубы
это
полые
(пустотелые)
цилиндрические или профильные изделия, имеющие
большую по сравнению с сечением длину, при относительно
небольшой массе трубы обладают большим моментом
сопротивления изгибу и скручиванию.
Металлические трубы из стали изготавливают
преимущественно круглого сечения, а так же квадратного,
прямоугольного, овального и др.

17.

По способу производства трубы делятся на: бесшовные и
электросварные.
Бесшовная стальная труба - стальная труба, не имеющая
сварного шва или другого соединения, изготовленная одним
из способов ковки, прокатки, волочения или прессования.
Горячедеформированная бесшовная стальная труба стальная труба, деформированная при температуре выше
температуры рекристаллизации, поэтому напряжения текучести
и уровень деформационного упрочнения уменьшаются, требуются
меньшие усилия, чем при холодной обработке. ГОСТ 8732-75
«Трубы стальные бесшовные горячедеформированные».

18.

Холоднодеформированная бесшовная стальная труба стальная труба, заданный размер которой получен способом
холодной деформации. ГОСТ 8733-74 «Трубы стальные
бесшовные холоднодеформированные».
Электросварная стальная труба - труба, изготовленная из
или листового проката путем формовки и электросварки.
Прямошовная электросварная стальная труба - труба,
изготовленная путем сварки прямого стыка, параллельного
оси трубы. ГОСТу 10704-91 «Трубы стальные
электросварные прямошовные».

19.

Спиралешовная электросварная стальная труба - труба,
изготовленная из листового проката путем формовки по
спирали и непрерывной сварки стыка спиральным
швом. ГОСТ 20295-85 «Трубы стальные сварные для
магистральных трубопроводов».
Однако, ГОСТ 20295 распространяется только на трубы
820 мм диаметра, а магистральные трубы для
газонефтепроводов таких как: труба 1020, труба
1220 и труба 1420 изготавливаются по специальным
заводским ТУ.

20.

Для СМТП должны применяться:
трубы
стальные
бесшовные,
электросварные
прямошовные, спиральношовные и других специальных
конструкций, изготовленные из спокойных и полуспокойных
углеродистых сталей Ø ≤ до 500 мм,
• из спокойных и полуспокойных низколегированных сталей
Ø ≤ 1020 мм;
• из низколегированных сталей в термически или
термомеханически упрочненном состоянии для труб
диаметром Ø ≤ 1420 мм.
Допускается
применение
импортных
соответствующих требованиям СНиП 2.05.06-85*.
труб,

21.

Еще одним распространенным вариантом являются
изделия, выполненные из стали.
К их преимуществам относятся:
1.Высокая прочность, позволяющая легко переносить
механические нагрузки.
2.Низкий температурный коэффициент линейного
расширения, благодаря чему длина деталей остается
неизменной даже при высоком нагреве.
3.Высокая
теплопроводность,
позволяющая
эффективно производить теплоотдачу.

22.

К недостаткам, прежде всего, относится склонность к
коррозии, разрушающей металл, из-за чего подобные
элементы
требуется
покрасить
или
покрыть
антикоррозионным составом.
Недостатком стальных элементов является сложность в
укладке,
требующая
специального
оборудования
и
профессиональных умений. Изготовление конструкций из
подобных элементов необходимо доверять специалистам.
При выборе лучше отдать предпочтение стальным трубам
из нержавейки: они стоят дороже, однако демонстрируют
большую устойчивость к воздействию окружающей среды и
лучшие рабочие характеристики.

23.

24.

На каждую партию труб Производитель выдает сертификат качества,
удостоверяющий их соответствие установленным требованиям со
следующими данными:
• номинальные размеры (диаметр, толщина, длина) и вес трубы;
• номер стандарта или технических условий, по которым изготовлены трубы;
• марка или тип стали, номер плавки и номер партии;
• результаты механических испытаний:
• химический состав стали по данным анализа ковшевой пробы
контрольной пробы металла трубы;
• эквивалент углерода;
• результаты неразрушающего контроля с указанием каждого вида контроля;
• результаты гидравлических испытаний.

25.

Сталь для резервуаров и
газгольдеров.