Tudo sobre tubos de aço: visão geral das características técnicas e nuances de instalação
Os tubos de aço são amplamente utilizados na indústria e na vida cotidiana. É utilizado na instalação de comunicações fechadas e abertas que fornecem gases e líquidos às estações de distribuição.Os produtos siderúrgicos são usados para proteger cabos de energia e de sinal nas indústrias aeronáutica e automotiva.
Os tubos de aço servem como elementos estruturais e decorativos em diversas áreas. Na vida cotidiana, os sistemas de abastecimento de água e aquecimento são montados a partir deles. Os produtos possuem características físicas elevadas, suportam cargas operacionais significativas e funcionam de forma confiável por muitos anos.
O conteúdo do artigo:
Classes de aço para produção
Na produção de tubos de aço na produção industrial, são utilizados os seguintes tipos de matérias-primas:
- aço carbono st 3, st 10-20, st17g1s-u – para tubos universais soldados eletricamente de uso geral;
- aço 20-10 – para produção de tubos laminados a quente sem costura;
- aço 20 – para tubos formados a frio;
- aço resistente à corrosão 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т - para tubos demandados nas indústrias de energia e química.
Os aços de baixa liga apresentam boas propriedades mecânicas e um preço acessível.Os aditivos de liga têm um efeito positivo nas características físicas do aço, melhoram a tenacidade e a ductilidade, tornam o material mais durável e resistente a altas temperaturas e à corrosão atmosférica.
Porém, o custo do aço-liga é um pouco mais alto e os tubos feitos com ele são sempre um pouco mais valorizados. De acordo com o nível de liga, o aço é dividido em três classes.
O material de baixa liga não contém mais de 2,5% de vários aditivos. Em espécies moderadamente ligadas, esse valor varia de 2,5 a 10%. Em classes altamente ligadas, a quantidade de componentes que melhoram as propriedades básicas do metal varia de 10 a 50%.
Existem um total de 14 tipos de ligas de aço de alta liga com características diferentes. Os mais populares são os materiais que apresentam boa resistência a diversos fenômenos corrosivos e são capazes de funcionar de forma eficaz sem destruir a estrutura em temperaturas extremamente altas.
Fabricação de tubos de aço: métodos básicos
Os tubos de aço são feitos de várias maneiras.
As opções de fabricação mais comuns são:
- soldado eletricamente com costura reta;
- soldado eletricamente com costura em espiral;
- formado a quente sem costura;
- laminado a frio sem costura.
A escolha de um método adequado de processamento de metal depende da qualidade das matérias-primas e dos equipamentos disponíveis ao fabricante.
Uma norma separada regulamenta as tubulações de água e gás.Porém, isso não ocorre porque exista um método especial de fabricação para esse material, mas apenas com base na área de aplicação.
Na verdade, tubos deste tipo são um produto universal soldado eletricamente com costura reta. Normalmente este tipo é usado em sistemas de comunicação com pressão moderada.
Como são feitos os produtos de costura reta soldados eletricamente?
A chapa de aço (tira) enrolada em um rolo apertado é desenrolada e cortada em tiras longitudinais com o comprimento e largura necessários. Os fragmentos resultantes são soldados numa tira sem fim, garantindo assim a continuidade da produção.
A fita é então deformada em rolos e a peça é convertida em um produto redondo com bordas abertas. A costura de conexão é soldada pelo método de arco, correntes de indução, plasma, laser ou feixes de elétrons.
Após todas as manipulações, o tubo redondo de aço é calibrado em rolos e delicados testes não destrutivos de resistência e integridade da costura são realizados por meio de ultrassom ou correntes parasitas. Se nenhum erro for encontrado durante o teste, a peça é cortada em fragmentos do comprimento planejado e enviada ao armazém.
Produção de tipos de costura espiral soldada elétrica
A produção de tubos de aço soldados em espiral segue o mesmo princípio dos tubos de aço com costura reta, apenas mecanismos mais simples são utilizados para a fabricação dos produtos.A principal diferença é que a tira de aço cortada é enrolada em espiral em vez de um tubo por meio de rolos. Isso garante alta precisão de conexão em todas as etapas.
A costura em espiral é considerada mais confiável e confere ao tubo maior resistência à tração. As desvantagens incluem o aumento do comprimento da costura, o que exige custos adicionais para soldagem de materiais e mais tempo para união.
Produção de produtos sem costura deformados a quente
Uma peça bruta cilíndrica monolítica é usada como peça bruta para criar um tubo de aço sem costura (estirado sólido) usando o método de deformação a quente.
É aquecido a altas temperaturas em um forno industrial e conduzido através de uma prensa perfurante. A unidade transforma o produto em uma luva (cilindro oco), e o processamento posterior com vários rolos confere ao elemento a espessura de parede necessária e o diâmetro adequado.
Na última etapa, o tubo de aço quente é resfriado, cortado conforme parâmetros especificados e transferido para o armazém de produto acabado.
Características da produção de tubos deformados a frio
A etapa inicial do processo de fabricação de tubos de aço sem costura por deformação a frio é idêntica à versão “quente”. Porém, após passar pelo moinho perfurante, a luva é imediatamente resfriada e todas as demais operações são realizadas em ambiente frio.
Quando o tubo estiver totalmente formado, ele deve ser recozido, primeiro aquecido até a temperatura de recristalização do aço e depois resfriado novamente. Após tais medidas, a viscosidade da estrutura aumenta e as tensões internas que inevitavelmente surgem durante a deformação a frio deixam o próprio metal.
Atualmente, o mercado oferece tubos laminados a frio sem costura com espessura de parede de 0,3 a 24 mm e diâmetro de 5 a 250 mm. Suas vantagens incluem um alto nível de estanqueidade e a capacidade de suportar altas pressões.
Tipos de seção e revestimento
De acordo com o tipo de seção transversal, os elementos de tubos de aço são divididos em redondos e perfilados. Os redondos são do tipo universal e possuem a gradação mais ampla em diâmetro do furo e espessura da parede. São produzidos apenas em condições industriais a partir de ligas de aço e diversos aditivos que melhoram as características físicas do material.
A gama de aplicações cobre quase todas as áreas industriais e domésticas. Tubos redondos de aço de diferentes diâmetros são utilizados para o transporte de petróleo e gás, para equipar isolamento confiável de sistemas de comunicação de qualquer complexidade e tamanho, para criar edifícios leves e diversos elementos de decoração externa e interna.
Os tubos perfilados são um tipo progressivo de metal de construção com seção transversal oval, quadrada ou retangular.É feito de aço carbono e de baixa liga, menos frequentemente de aço inoxidável, por deformação a frio ou a quente de um tarugo soldado elétrico de bitola redonda soldado longitudinalmente.
A conformação é realizada passando a peça por rolos, que proporcionam a seção transversal necessária.
Os tubos de aço acabados são verificados quanto à integridade da solda e submetidos a tratamento térmico adicional para aliviar o estresse mecânico interno. Em seguida, são recortados de acordo com as dimensões exigidas. Para melhorar as propriedades físicas dos tubos de aço, é aplicada uma camada protetora sobre eles.
Os tipos mais populares incluem:
- zinco (frio ou quente);
- polietileno multicamadas ou extrudado;
- epóxi-betume;
- cimento-areia.
O zinco protege os tubos da corrosão, o polietileno cria uma camada densa e impenetrável na superfície e evita a destruição da estrutura metálica, o betume-epóxi reduz a influência de correntes parasitas e o cimento-areia protege a superfície interna de incrustações biológicas.
Padrões e tamanhos de tubos de aço
Existem padrões e GOSTs especiais para tubos de aço laminado. Esses parâmetros descrevem o método de fabricação do produto, suas dimensões básicas, seção transversal e espessura da parede. Com base nessas informações, é determinada a área de utilização de uma determinada peça.
Parâmetros para soldagens de costura reta
A produção de tubos soldados eletricamente com costura reta é regulamentada pelo GOST 10704-91. Segundo suas informações, o diâmetro externo do produto é de 10 a 1420 milímetros e a espessura da parede varia de 1 a 32 milímetros.
O reforço, não superior a 426 milímetros de diâmetro, possui comprimentos medidos e não medidos. Em casos especiais, são feitos tubos com uma costura reforçada e mais forte, mas para eles existe um padrão especial separado - GOST 10706.
Tubos deste tipo são mais frequentemente utilizados para instalar sistemas de comunicação tecnológica com pressão moderada e criar estruturas metálicas práticas, convenientes e leves para diversos fins.
Regulamentos para tubos soldados em espiral soldados eletricamente
A produção de tubos soldados eletricamente com costura em espiral é realizada de acordo com GOST 8696-74. O diâmetro externo desses produtos é de 159 a 2520 milímetros, a espessura da parede varia de 3,5 a 25 milímetros e o comprimento é de 10 a 12 metros.
Os tubos feitos desta forma são mais duráveis e podem suportar altas pressões. A norma permite que sejam utilizados tanto para fins domésticos como industriais, para criar sistemas de comunicação confiáveis, selados e operacionalmente estáveis.
Requisitos para produtos moldados a quente sem costura
Os padrões para tubos sem costura deformados a quente são descritos em GOST 8732-78. A espessura de suas paredes é de 2,5 a 75 milímetros e o diâmetro varia de 20 a 550 milímetros. Em comprimento, medido e não medido, o tamanho varia de 4 a 12,5 metros.
Tubos deste tipo são utilizados para transportar substâncias altamente tóxicas para produção química. A ausência de costura garante que não haja vazamentos e que nenhuma substância nociva possa entrar no solo ou na atmosfera.
A capacidade de suportar facilmente altas pressões constantes torna os tubos sem costura relevantes para as indústrias de refino de petróleo e gás.
Padrões para tubos sem costura trabalhados a frio
Os tubos de aço laminados a frio são fabricados de acordo com GOST 8734-75. O diâmetro externo do reforço varia de 5 a 250 milímetros e a espessura da parede é de 0,3 a 24 milímetros. Os produtos são produzidos em comprimentos não medidos de 1,5 a 11,5 metros e em comprimentos medidos de 4,5 a 9 metros.
Tubos de aço sem costura criados por deformação a frio demonstram alta resistência, estabilidade operacional e confiabilidade durante todo o período de uso.
Características e características dos produtos de água e gás
As tubulações de gás e água são produzidas de acordo com os regulamentos GOST 3262-75. Este tipo de metal laminado é incluído em uma norma separada apenas devido ao seu escopo de aplicação mais restrito.
O diâmetro externo do produto é de 10,2 a 165 milímetros e a espessura da parede varia de 1,8 a 5,5 milímetros. A faixa de tamanhos para comprimentos não medidos e medidos é a mesma - de 4 a 12 metros.
A norma prevê a produção não apenas de tubos convencionais, mas também galvanizados de água e gás.
Instalação de dutos de aço: métodos básicos
O processo de montagem de um sistema de comunicação confiável, durável e funcional a partir de tubos de aço requer mão de obra significativa, muito tempo e disponibilidade de ferramentas profissionais específicas.
O material é dividido em pedaços do comprimento necessário usando cortadores de tubos. A conexão geralmente é feita de três formas: soldagem, rosqueamento e flangeamento.
Conexão de soldagem
A instalação de tubos seguida de conexão de todas as peças com gás ou qualquer outra soldagem é considerada o método de instalação mais simples, prático e acessível.
Um sistema equipado desta forma tem um alto nível de estanqueidade, pode suportar cargas operacionais e de vibração significativas, não requer medidas sérias de manutenção e pode ser facilmente reparado se ocorrer um problema.
Se a colocação das comunicações for realizada em condições difíceis ou em locais de difícil acesso e o trabalho de soldagem for fisicamente impossível, utiliza-se um método roscado (encaixe) ou flange para conectar as peças necessárias.
Ajuste de linha
Com esta opção, os tubos são aparafusados na rosca usando acessórios de diferentes tipos e compromissos. Isto permite no futuro realizar trabalhos de reparação local e eliminar avarias num determinado local, sem recorrer à desmontagem de todo o sistema de comunicação.
A principal vantagem do método encadeado instalação de sistema de aquecimento ou abastecimento de água é simplicidade e acessibilidade. Para criar a estrutura desejada a partir de tubos e conexões de aço, não são necessários equipamentos específicos, conhecimento profissional ou ampla experiência na realização de trabalhos de reparo.
Todo o trabalho é intuitivo e fácil de realizar mesmo por pessoas que não possuem as qualificações adequadas. Rosca em tubo de aço Você pode cortar sozinho. Nosso artigo recomendado irá apresentá-lo à tecnologia.
Construindo um sistema usando flanges
Outro método de conexão de tubos de aço em um complexo de comunicação comum envolve o uso de flanges de diferentes formatos e configurações (cruzes, ângulos, acoplamentos, etc.).Essas peças são soldadas nas bordas dos tubos, parafusos de calibre adequado são inseridos nos furos e porcas são aparafusadas neles, garantindo uma fixação precisa.
Um selante deve ser colocado entre a porca e o parafuso. Para o sistema responsável pelo abastecimento de água quente e fria (temperatura máxima de até 100 graus), são utilizadas gaxetas de papelão grosso (cerca de 3 mm).
Primeiramente a peça é umedecida com água e seca. Em seguida, mergulhe em óleo secante aquecido por 25-30 minutos. Após este procedimento, a gaxeta adquire a estrutura desejada e serve por muito tempo mesmo em condições de uso intensivo.
Para servir comunicações refrigerante Em temperaturas elevadas (até 450 graus) e pressão base de até 5 MPa, é utilizado material de junta de paronita. Para sistemas que transportam vapor com pressão de até 0,15 MPa, utiliza-se para vedação papelão grosso (cerca de 3-6 mm) de amianto com estrutura densa e boa flexibilidade.
Para prolongar a durabilidade da junta de amianto, ela é pré-revestida com um composto de grafite feito de óleo secante natural.
Para garantir a conexão correta do flange, as cabeças de todos os parafusos de trabalho são colocadas de um lado, garantindo cuidadosamente que as extremidades dos parafusos se projetam das porcas em não mais que metade do diâmetro do parafuso.
O aparafusamento de parafusos e porcas é feito com a chave mais comum ou com uma chave ajustável. Desmonte a estrutura utilizando as mesmas ferramentas, desapertando as porcas e parafusos um a um. Se alguma das peças estiver enferrujada e não puder ser removida, retire-a com um martelo.
Uma junta que se deteriorou durante o funcionamento é cortada com um cinzel e uma nova peça é colocada em seu lugar. Durante os trabalhos de desmontagem, atuam com muito cuidado e cautela para que a peça deixada sem fixadores não caia sobre o trabalhador e lhe cause danos.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Instruções básicas para trabalhar com tubos de aço para iniciantes. Dicas úteis e truques de instalação.
O vídeo mostra detalhadamente como soldar corretamente tubos de aço em diferentes posições. Soldadores profissionais compartilham seus segredos e princípios operacionais.
Vários métodos de conexão de tubos de aço: nuances interessantes e recomendações para artesãos domésticos.
Conhecendo exatamente a linha de tubos de aço oferecida no mercado, você poderá selecionar facilmente as opções de produtos ideais para formar o sistema de comunicação necessário.
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Na vida cotidiana, os tubos de aço estão gradualmente dando lugar aos tubos de plástico, que são muito mais convenientes de trabalhar. Mas o aço também tem suas vantagens - longa vida útil, resistência, resistência ao fogo e resistência à corrosão.
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