Jaký tlak odolá elektricky svařovaná trubka?

Tato norma platí pro elektrosvařované ocelové trubky s rovným švem o průměru od 10 do 530 mm vyrobené z uhlíkové a nízkolegované oceli, používané pro potrubí a konstrukce pro různé účely.

Norma neplatí pro ocelové trubky používané pro výrobu tepelných elektrických ohřívačů.

(Změněné vydání, Rev. č. 5)

1. Sortiment

1.1. Rozměry a maximální odchylky potrubí musí odpovídat GOST 10704-91.

2. Specifikace

2.1. Elektricky svařované ocelové trubky jsou vyráběny v souladu s požadavky této normy a podle technických předpisů schválených předepsaným způsobem.

2.2. V závislosti na ukazatelích kvality se trubky vyrábějí do následujících skupin:

A – s normalizací mechanických vlastností klidných, polotichých a vroucích ocelí St 1, St2, St3, St4 podle GOST 380-94 (kategorie 4 podle GOST 16523-89, kategorie 1 podle GOST 14637-89) ;

B – s normalizací chemického složení z klidných, polotichých a vroucích ocelí St1, St2, St3, St4 podle GOST 380-94 a GOST 14637-89, z klidných, polotichých a vroucích ocelí 08, 10 , 15 a 20 podle GOST 1050 -88 a oceli třídy 08Yu podle GOST 9045-93, z nízkolegované oceli třídy 22GYu s chemickým složením uvedeným v tabulce. 1a (trubky s průměry od 140 do 426);

B – s normalizací mechanických vlastností a chemického složení klidných, polotichých a vroucích ocelí St1, St2, St3, St4 podle GOST 380-94 (kategorie 4 podle GOST 16523-89 a kategorie 2-5 podle GOST 14637-89), z klidné, polotiché a vroucí oceli třídy 08, 10, 15, 20 podle GOST 1050-88, z oceli třídy 08Yu podle GOST 9045-93, z nízkolegované oceli třídy 22GYu s chemikálií složení uvedené v tabulce. 1a (trubky o průměru od 140 do 426 mm);

D – s normalizací zkušebního hydraulického tlaku.

(Změněné vydání, dodatek č. 4, 5).

2.3. Trubky jsou vyráběny tepelným zpracováním (v celém objemu trubky nebo podél svarového spoje), redukcí za tepla a bez tepelného zpracování.

Typ tepelného zpracování v celém objemu trubky volí výrobce. Po dohodě mezi výrobcem a spotřebitelem jsou trubky tepelně ošetřeny v ochranné atmosféře.

Potrubí z oceli třídy 22GYu se vyrábí tepelným zpracováním podél svarového spoje nebo v celém objemu, trubky z oceli třídy St1 – bez tepelného zpracování.

Hmotnostní zlomek prvku, %

(Změněné vydání, Rev. č. 1, 5)

2.4. Mechanické vlastnosti základního kovu trubek z tepelně zpracované a za tepla redukované uhlíkové oceli musí odpovídat normám uvedeným v tabulce. 1. Mechanické vlastnosti tepelně zpracovaných trubek z oceli třídy 22ГУ jsou stanoveny dohodou stran.

(Změněné vydání, Rev. č. 5)

Dočasný odpor s_в, N/mm 2 (kgf/mm 2)

10, 10ps, 15kp, St2sp, St2kp, St2ps

15, 15ps, 20kp, St3ps, St3sp, St3kp

20, 20ps, St4sp, St4ps, St4kp,

Poznámka. Na žádost spotřebitele jsou trubky o tloušťce stěny 4 mm nebo více z ocelí St3sp, 15, 15ps vyráběny s mezí kluzu 235 N/mm 2 (24 kgf/mm 2), relativní tažnost 23 % ; z ocelí St4sp, 20, 20ps – s mezí kluzu – 255 N/mm 2 (26 kgf/mm 2), relativní tažnost 22%.

(Změněné vydání, dodatek č. 2, 3, 4, 5).

Dočasný odpor s_в, N/mm 2 (kgf/mm 2 ),

s vnějším průměrem trubek D, mm

Prodloužení d₅, %, s vnějším průměrem trubek

Od 10 do 60 s tloušťkou stěny

Poznámka. Na žádost spotřebitele se pro trubky všech jakostí oceli o průměru od 10 do 60 mm zvyšuje poměrné prodloužení o 3 % ve srovnání s normami uvedenými v tabulce. 2.

(Změněné vydání, dodatek č. 5)

Pevnost v tahu s_в,

Mez kluzu s_т, N/mm2

Prodloužení d₅, %, s průměrem

10, 10ps, 10kp, St2kp

St3sp, St3ps, St3kp

St4sp, St4ps, St4kp

(Změněné vydání, dodatek č. 1, 3, 4, 5).

2.5. Mechanické vlastnosti základního kovu trubek o průměru 10 až 152 mm včetně bez tepelného zpracování as tepelným zpracováním svarového spoje musí odpovídat normám uvedeným v tabulce. 2. Mechanické vlastnosti základního kovu trubek o průměru nad 152 až 530 mm včetně bez tepelného zpracování as tepelným zpracováním svarového spoje musí odpovídat normám uvedeným v tabulce. 3.

(Upravené vydání, změna č. 5).

2.6. Na povrchu trubek nejsou povoleny praskliny, skvrny, promáčkliny, kazy a rizika.

Vlnky, zářezy, promáčkliny, malé škrábance, vrstva okují a stopy po odizolování jsou povoleny za předpokladu, že nepřekročí tloušťku stěny a průměr trubky nad maximální odchylky. Je povoleno posunutí hrany do 10 % jmenovité tloušťky stěny.

Povrch trubek tepelně upravený v ochranné atmosféře by měl být zbaven vodního kamene. Přítomnost oxidového filmu je povolena.

Nedostatek průvaru ve švech musí být svařen a oblast svařování musí být očištěna. Po dohodě se spotřebitelem je u trubek o průměru 159 mm nebo větším v místech, kde se švy opravují svařováním, povoleno posunutí svařovaných okrajů nejvýše o 20 % jmenovité tloušťky stěny a výšky výztužná lišta není větší než 2,5 mm.

Opravy svařováním základního kovu trubek nejsou povoleny.

V případě opravy svařováním trubek, které prošly tepelným zpracováním, se podrobují opakovanému tepelnému zpracování (resp. v celém objemu nebo podél svarového spoje).

(Změněné vydání, dodatek č. 1, 4, 5).

2.7. U trubek o průměru 57 mm nebo více je povolen jeden příčný šev.

Po dohodě mezi výrobcem a spotřebitelem je povolen jeden příčný šev na trubkách o průměru menším než 57 mm.

(Změněné vydání, Rev. č. 5)

2.8. Vnější housenky na trubkách musí být odstraněny. V místě odjehlování může být stěna ztenčena o 0,1 mm nad mínusovou toleranci.

Na žádost spotřebitele musí být u trubek s vnitřním průměrem 33 mm nebo větším vnitřní otřepy částečně odstraněny nebo zploštěny, přičemž výška otřepu nebo jeho stop by neměla přesáhnout 0,35 mm – při tloušťce stěny menší než 2 mm; 0,4 mm – s tloušťkou stěny 2 až 3 mm; 0,5 mm – pro tloušťku stěny nad 3 mm.

Výška vnitřního lemu nebo jeho tras pro potrubí s vnitřním průměrem menším než 33 mm je stanovena dohodou mezi výrobcem a spotřebitelem.

(Změněné vydání, dodatek č. 1, 3).

2.9. Konce trubek musí být seříznuty v pravém úhlu a očištěny od otřepů. Vytvoření zkosení je povoleno. Úhel řezu pro trubky o průměru do 219 mm by neměl přesáhnout 1 mm a pro trubky o průměru 219 mm nebo více – 1,5 mm. Po dohodě mezi výrobcem a spotřebitelem jsou trubky vyráběny nařezané na válcovací lince.

(Upravené vydání, změna č. 3).

2.10. Na žádost spotřebitele by měly být konce trubek o tloušťce stěny 5 mm nebo více zkoseny pod úhlem 25-30° ke konci trubky a koncový kroužek o šířce 1,8 mm ± 0,8 mm by mělo být ponecháno. Po dohodě mezi výrobcem a spotřebitelem lze změnit úhel zkosení a šířku koncového kroužku.

2.11. Trubky musí odolat zkušebnímu hydraulickému tlaku. V závislosti na zkušebním tlaku jsou trubky rozděleny do dvou typů:

I – trubky o průměru do 102 mm – zkušební tlak 6,0 MPa (60 kgf/cm 2 ) a trubky o průměru 102 mm a více – zkušební tlak 3,0 MPa (30 kgf/cm 2 );

II – trubky skupin A a B, dodávané na žádost spotřebitele se zkušebním hydraulickým tlakem vypočteným podle GOST 3845-75, s přípustným napětím rovným 90 % standardní meze kluzu pro trubky vyrobené z této třídy oceli, ale nepřesahující 20 MPa (200 kgf / cm 2 ).

(Změněné vydání, dodatek č. 3, 5).

2.12. Tepelně zpracované trubky z ocelí jakostí St3sp, St3ps (kategorie 3-5), 10, 15 a 20 s tloušťkou stěny minimálně 6 mm musí odolat rázové zkoušce ohybem základního materiálu. V tomto případě musí normy rázové houževnatosti odpovídat normám uvedeným v tabulce. 4.

Výroba svařovaných ocelových trubek je jednodušší a levnější než výroba bezešvých výrobků. Sortiment svařovaných výrobků je navíc mnohem širší. Zahrnuje následující typy produktů:

• víceúčelové elektricky svařované trubky s rovným švem podle GOST 10704-91 s vnějším průměrem 10–630 mm;
• totéž se spirálovým švem v souladu s GOST 8696-74 s vnějším průměrem 159 – 2 520 mm;
• vodovodní a plynové potrubí v souladu s GOST 3262-75 s vnitřním průměrem 6–150 mm;
• elektrické svařované výrobky pro hlavní potrubí v souladu s GOST 20295-85 s vnějším průměrem 114 – 1 420 mm.

Hlavním účelem kruhového potrubí je instalace potrubí pro čerpání kapalin a plynů. Proto se mnozí zajímají o otázku, jaký tlak může odolat elektricky svařované trubce.

Obsah

1. Hydraulické zkoušky ocelových trubek
2. Jak se určuje zkušební tlak a na čem závisí?
3. Hlavní příčiny havárií potrubí

Hydraulické zkoušky ocelových trubek

Kruhové ocelové trubky vzhledem ke svému hlavnímu účelu podléhají povinným hydraulickým zkouškám. Hodnota zkušebního tlaku pro různé typy potrubí je stanovena příslušným regulačním dokumentem nebo je určena výpočtem podle GOST 3845-75.

Hydraulické zkoušení potrubí je nedestruktivní zkušební metoda. Hlavním účelem jejich realizace je kontrola kvality svaru pod vysokým tlakem na jeho těsnost. Hodnoty zkušebního tlaku pro různé typy svařovaných trubek jsou uvedeny v následujícím seznamu:

• GOST 10704-91 – trubky skupin A a B o průměru do 103 mm se testují pod tlakem 6 MPa, nad 103 mm – 3 MPa;
• u stejného sortimentu potrubí vyráběného na přání zákazníka s jiným zkušebním tlakem se jeho hodnota stanoví výpočtem, neměla by však přesáhnout 20 MPa;
• GOST 8696-74 – hodnota zkušebního tlaku je stanovena výpočtem, ale nesmí být větší než 3,5 MPa;
• GOST 3262-75 – zkušební tlak je 2,4 MPa pro obyčejné a světlovody; 3,1 MPa – pro zesílené sériové výrobky; 4,9 MPa – na žádost zákazníka produktu;
• GOST 20295-85 – hodnota zkušebního tlaku se stanoví výpočtem, u potrubí do průměru 273 mm včetně by neměla přesáhnout 12 MPa.

Připomeňme, že 1 MPa je o něco méně než deset atmosfér (přesněji 9,87 atm.). Ve skutečnosti jmenovitý provozní tlak elektricky svařovaných trubek nikdy nedosáhne zkušebních hodnot. Například v sítích pro vytápění a dodávku studené vody nesmí provozní tlak překročit 9,5 atm. s jeho optimální hodnotou 5–5,5 atm.

V procesních potrubích různých kategorií pro čerpání nebezpečných látek se maximální návrhový tlak pohybuje od 1,6 do 6,3 MPa. Absolvování zkušební tlakové zkoušky tedy znamená, že trubky mají vícenásobnou bezpečnostní rezervu. Doba výdrže výrobků pod zkušebním tlakem závisí na typu potrubí a je následující:

• trubky podle GOST 10704-91 – 5 sekund;
• podle GOST 8696-74 – 30 sekund;
• podle GOST 3262-75 – 5 sekund;
• dle GOST 20295-85 – 10 sekund pro trubky do průměru 530 mm a 20 sec. pro výrobky o průměru 530 mm a více.

Všechny elektricky svařované trubky ze šarže jsou podrobeny hydraulickým zkouškám. V některých případech lze po dohodě s kupujícím takové zkušební činnosti nahradit průběžnou kontrolou kvality svaru pomocí ultrazvukových, magnetických, rentgenových nebo jiných nedestruktivních metod. Pokud jsou v důsledku testování potrubí odhaleny zbytkové deformace přesahující tolerance, jsou takové výrobky vyřazeny.

Výsledky hydraulických zkoušek výrobků jsou dokumentovány protokolem, který je součástí balení průvodní dokumentace ke každé šarži potrubí. Výrobce nese plnou odpovědnost za správnost údajů uvedených v protokolech. Ještě jednou připomeňme, že tlakové zkoušky nezahrnují jejich provádění pod destruktivním zatížením.

Jak se určuje zkušební tlak a na čem závisí?

Kupující mají po dohodě s výrobcem právo objednat všechny typy potrubí s vypočteným zkušebním tlakem. Takové testy se provádějí v souladu s GOST 3845-75. Tento regulační dokument definuje požadavky na zkušební zařízení, měřicí zařízení a stanoví metodiku pro výpočet hodnoty maximálního tlaku při provádění hydraulických zkoušek pro různé typy použitých potrubí a zařízení.

Vypočítaný zkušební tlak pro elektricky svařované trubky se určuje podle vzorců uvedených v GOST 3845-75. Jeho hodnota závisí na faktorech, jako jsou:

• vnější průměr trubky;
• tloušťka stěny zohledňující úplnou mínusovou toleranci (tj. minimální přípustnou hodnotu);
• přípustné hodnoty vnitřního napětí pro kov používaný při výrobě trubek, které jsou uvedeny pro každý druh oceli a jsou jednou z hlavních kvalitativních charakteristik slitin.

S rostoucím průměrem klesá vypočtená hodnota zkušebního tlaku. Zvyšuje se s rostoucí tloušťkou stěny.

To neznamená, že hydraulické zkoušky potrubí by měly být prováděny vždy při návrhovém tlaku – pouze v případech, kdy je vypočtená hodnota nižší než mezní hodnota stanovená pro tyto typy výrobků. V těchto situacích má spotřebitel možnost koupit levnější trubky s tenčími stěnami.

Tento přístup nemá alternativu pro elektricky svařované trubky se spirálovým švem a pro hlavní potrubí. Ve vztahu ke svařovaným trubkám pro všeobecné použití a VGP se používá zřídka, protože mluvíme o objednávání velkého množství produktů od výrobce.

Hydraulické zkoušky se provádějí pro trubky stejné šarže, vyrobené ze stejné třídy oceli, stejných rozměrů v průměru a tloušťce stěny, stejné výrobní technologie a stejného způsobu zpracování. Maximální velikost šarže potrubí pro hydraulické testování nesmí překročit následující hodnoty:

• dle GOST 10704-91 – 1 000 ks. pro trubky do průměru 30 mm včetně, 600 – pro výrobky s průměrem St. 30 až 76 mm, 400 – St. 76 až 152 mm a 200 – St. 152 mm;
• podle GOST 8696-74 a GOST 20295-85 – velikost šarže není standardizována, protože mluvíme o trubkách velkého průměru s minimální velikostí 159 a 114 mm;
• podle GOST 3262-75 – velikost šarže pro testování je určena hmotností a neměla by přesáhnout 60 tun.

V každém případě je hydraulické testování potrubí odpovědností výrobce. Jiné formy kontroly kvality nejsou poskytovány. Navíc v naprosté většině případů spotřebitelé nemají možnost si výsledky testů zkontrolovat.

Hlavní příčiny havárií potrubí

Otázka, jaký tlak odolá elektricky svařované potrubí, často implikuje odpověď z pohledu rizika havarijních situací na inženýrských sítích. Případy prasknutí potrubí téměř nikdy nesouvisí s pevností ocelových trubek. Obvykle se vyskytují z důvodů, jako jsou:

• koroze potrubí po dlouhou dobu provozu a v důsledku porušení provozních pravidel;
• vady ve spojích potrubí;
• poruchy potrubních armatur atd.

Proto potrubí pro různé účely mají svou vlastní životnost. Například na hlavních ropovodech a plynovodech a na technologických sítích nebezpečných průmyslových odvětví musí být potrubí vyměněno ve stanoveném časovém rámci bez ohledu na jejich skutečný stav.

Pokud jde o trubky pro všeobecné použití, můžeme říci, že hlavní příčinou jejich prasknutí je koroze. Jeho negativní dopad lze kompenzovat pro prodloužení životnosti potrubí volbou potrubí s větší tloušťkou stěny. Toto řešení však nelze označit za nejlepší. Mnohem efektivnější je k tomu použít izolační materiály.

Nejzranitelnější částí potrubí jsou tupé spoje. To platí stejně pro svařování a mechanické spoje na závitech a těsnění. Totéž lze říci o potrubních armaturách. Jeho součástí jsou nouzové přetlakové ventily, které eliminují riziko prasknutí potrubí.

Na závěr poznamenáváme, že trubky, které splňují požadavky regulačních dokumentů, mohou odolat velmi vysokým tlakům – 3-5krát většímu než zkušební zatížení. Spotřebitelé by se proto při nákupu nových trubek neměli obávat tohoto problému. Mnohem důležitější je dodržovat pravidla pro provozování potrubí, včetně jejich pravidelných kontrol pod vysokým tlakem.