Обзор водопроводных труб из нержавейки

Черная сталь

Сталь ржавеет. Особенно быстро она ржавеет при длительном контакте с водой. Именно поэтому заложенный в нормативные документы ресурс стальных стояков и подводок, прямо скажем, не поражает длительностью.

Нормативный срок службы

Главный документ, устанавливающий нормативные сроки службы инженерных коммуникаций в жилом здании — ВСН (ведомственные строительные нормы) за номером 58-88, принятые в 1988 году. Они регламентируют сроки техобслуживания, реконструкции и ремонта зданий.

Документ регламентирует порядок ремонта и реконструкции зданий

В приложении №3 к документу приводятся следующие цифры:

Деструктивные факторы

Какие факторы ограничивают срок службы ВГП труб без антикоррозионного покрытия:

Химическая промывка способна преобразить старый водопровод

Реальный срок службы

На памяти автора минимальный срок беспроблемной службы стального водопровода ХВС в новом здании составил всего 10 лет. Дом строился и сдавался незадолго до распада Союза, в условиях жесткой экономии на стройматериалах и фактической неработоспособности советских норм и стандартов. Облегченные ВГП трубы, закупленные из соображений экономии, быстро и массово начали течь на сварных соединениях и резьбах.

На фото — типичное состояние стояка холодного водоснабжения после 20 лет службы

Старейшие инженерные системы из черной стали служат уже более полувека.

Помимо большой толщины стенок труб, их долгожительству способствуют:

• Низкий уровень влажности;
• Отсутствие конденсата на трубах ХВС;
• Периодическая покраска стояков и подводок;
• Низкое содержание минеральных солей в воде.

Производство

Для сооружения трубопроводов водоснабжения и отопления применяют бесшовные изделия из меди. Они изготавливаются по трём технологиям:

• холодная прокатка — деформация заготовки металла происходит при прохождении между вращающимися валками. Сквозное отверстие создаётся способом прошивки. Затем гильза калибруется до нужных размеров;
• холодное волочение — основан на протягивании заготовки через волочильный инструмент (волоку) со специальным каналом, сужающимся по длине. В процессе волочения металл обжимается до необходимых геометрических параметров и вытягивается по длине;
• горячее прессование — получение трубы методом экструзии (выдавливания)через выходное отверстие матрицы.

При промышленном производстве может применяться одна из этих технологий или их комбинация. Состав оборудования и технологические операции могут иметь некоторые различия, но основной процесс изготовления всегда состоит из следующих этапов:

• подготовки заготовки;
• холодной прокатки или волочения, либо горячего прессования;
• термообработки;
• смазки труб и инструмента;
• обработки готовых и промежуточных изделий;
• резки на мерные части или намотки в бухты;
• контроля качества готовой продукции.

Нержавеющая сталь и ее неоспоримые преимущества

Нержавеющей сталью называется сплав, содержащий в своем составе не менее 13% хрома. Такая сталь является коррозионностойкой в обычной или слабоагрессивной среде. Если же содержание хрома увеличивается до 17%, то такой металл противостоит коррозии даже в 50%-ной азотной кислоте.

Нержавеющая сталь является коррозионностойкой в обычной или слабоагрессивной среде.

И это вполне объяснимо, ведь она не только способна прослужить без замены не менее 400 лет, но и обеспечивает высокую гигиену при контакте с питьевой водой. Благодаря индифферентному отношению к кислотам и щелочам и отличной механической прочности, трубопроводы из нержавейки – это оптимальный вариант и для использования на предприятиях пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

Несмотря на более высокую стоимость исходных материалов, затраты на прокладку коммуникаций отопления и водопровода из нержавейки, в конечном итоге, сопоставимы с расходами на комплектацию трубопроводов из другого материала, с учетом отсутствия расходов на техническое обслуживание и минимальные сроки компоновки при применении системы опрессовки.

Технические характеристики стальных водопроводных труб

Государственные стандарты ВГП касаются и таких технических характеристик, как длина и вес.

Согласно ГОСТу 3262 75, длина готовой продукции может варьироваться в пределах 4-12 м

Принимая во внимание данный параметр, этот вид продукции делят на 2 категории:

• мерная длина или кратная мерной — вся продукция в партии имеет один размер (допустимо отклонение величиной 10 см);
• немерная длина — в партии могут быть изделия разной длины (от 2 до 12 м).

Срез изделия для водопровода следует выполнять под прямым углом. Допустимым скосом торца называют отклонение на 2 градуса.

К оцинкованным изделиям предъявляют особые требования. Это цинковое покрытие должно быть сплошным толщиной не менее 30 мкм. На резьбе и торцах готового продукта могут быть области, не покрытые цинком. Места с пузырчатым покрытием и различные включения (окислы, гартцинк) категорически запрещены — такая продукция считается браком.

По толщине стенки изделия делятся на 3 вида:

• легкие;
• обыкновенные;
• усиленные.

Легкие трубы

Особенностью легких труб является малая толщина стенки. Из всех возможных разновидностей ВГП легкие виды этого сортового металлопроката обладают наименьшей толщиной. Этот показатель варьируется от 1,8 мм до 4 мм и напрямую зависит от наружного диаметра изделия.

Вес 1 метра в этом случае также характеризуется наименьшими показателями. Изделия с наружным диаметром 10,2 мм в количестве 1 м весит всего 0,37 кг. Выбирать тонкостенные изделия следует в том случае, если к объекту предъявляют повышенные требования в вопросах веса. Однако водоснабжение с применением такого металлопроката обладает ограниченной сферой применения. Давление жидкости в таких трубах должно быть не более 25 кг/кв.см. При маркировке изделия с легким весом обозначают буквой “Л”.

Обыкновенные трубы

У металлопроката этого типа обыкновенная толщина стенки. Этот показатель варьируется в пределах 2-4,5 мм. Основное влияние на эту характеристику оказывает диаметр изделия.

Обыкновенные стальные трубы считаются наиболее распространенными, их следует выбирать в тех случаях, когда к прокладыванию водопровода не предъявляют каких-либо особых требований.

В списке преимуществ этого сорта металлопроката следует назвать:

• оптимальный вес — в сравнении с толстостенными такие изделия позволяют сократить общий вес готовой конструкции;
• допустимое давление имеет такой же показатель, как и для тонкостенных (25 кг/кв.м), однако здесь допустимы гидравлические удары;
• средняя стоимость — достигается за счет весового показателя.

При маркировке специального обозначения трубы обыкновенной нет. Буквенное обозначение присвоено только легкой и усиленной продукции.

Усиленные трубы

К изделиям такого типа относят те стальные трубы, которые обладают повышенной толщиной стенки — от 2,5 мм до 5,5 мм. Вес такой готовой конструкции будет сильно отличаться от весовой категории конструкции из легких и даже из обыкновенных изделий.

Однако у таких водогазопроводных систем есть и преимущество — они подходят для объектов с высоким давлением (до 32 кг/кв.см). При маркировке таких труб используется обозначение “У”.

Трубы под резьбу

Качество стальных труб с резьбой контролируется ГОСТом 6357 и должно полностью соответствовать классу точности B.

Для достижения высокого качества изделий резьба должна отвечать нескольким важным требованиям:

• быть четкой и чистой;
• не допускается присутствие заусенцев и рванин;
• на нитках резьбы может присутствовать небольшое количество черноты (если профиль резьбы уменьшается не более чем на 15%);
• согласно ГОСТу, на резьбе могут быть сорванные или неполные нитки (их общая длина не должна превышать 10% от общей);
• газоводопроводная труба может обладать резьбой, полезная длина которой сокращена на 15%.

Нормативные требования

Выделяют два типа труб из нержавейки: шовные (сварные) и бесшовные. К каждому из них предъявляются свои нормативные требования — государственный стандарт (ГОСТ).

Шовные трубы в документах называются электросварными. Для их изготовления лист стали скручивают и сваривают кромки между собой. Шов тянется вдоль всей трубы. Чем больше изделие, тем больше листов требуется, и тем больше получится швов.

При изготовлении нержавеющих труб производители опираются на требования стандарта 11068-81. Они определяют размер стенки и правильный диаметр. Чтобы труба соответствовала заданным параметрам, используют формование, калибровку и др.

Бесшовные трубы производят методом проката. Для придания изделию необходимых форм применяют специальный стержень, на который надевают заготовку. Производство регулируется следующими ГОСТами:

• для масло- и топливопроводов – 19277-2016;
• для горячедеформированных труб — 9940-81;
• для холодно- и теплодеформированных — 9941-81.

Их отличает температура обработки заготовок. Также стандарт определяет минимальные и максимальные отклонения по длине, толщине стенки, кривизне.

Особенности каждого этапа изготовления бесшовных труб

Помимо всех сложностей технологии, по которой производится бесшовная труба-нержавейка, стоит учитывать еще и огромный расход ресурсов и энергии. Чтобы получать изделия высокого качества обязательно нужно при производстве использовать соответствующие материалы. В первую очередь речь идет о металле, который должен быть очищен от любых примесей. Производство осуществляется на автоматических станках высокой точности.

Выполняются работы в определенной последовательности:

1. Заготовка раскаляется в печи.
2. Раскаленный металл подается на прессовочно-прошивной стан, где специальные штамповочные головки воздействуют на него механически для придания определенной формы. В процессе обработки раскаленного металла не появляются разрывы, а материал деформируется в правильном направлении. Форма остывшего изделия остается неизменной всегда.
3. На следующем этапе трубу раскатывают, придавая ей соответствующие линейные размеры: длина, внутренний и внешний диаметры, толщина стенок.
4. Остывание и калибровка изделий происходят в ходе их погружения в ванну с водой. Если нужна особенно прочная и качественная бесшовная коррозионностойкая труба, то ее дополнительно закаляют путем прогрева и мгновенного охлаждения.
5. В конечном итоге трубу режут на отдельные куски, исходя из стандартов для конкретного изделия, и на них наносят маркировку.

Критерии выбора

Стальные гибкие водопроводные трубы выбирают по таким критериям:

Внутреннее сечение. Должно полностью совпадать по диаметру с показателями системы, на которую планируется установка гофрированного элемента. На рынке представлены трубы диаметром 1,5 см, 2 см, 2,5 и 3,2 см.
Тип изготовления туб. Отожженные и неотожженные. Вторые менее прочные и при изгибе еще в магазине показывают некоторые изменения в структуре материала.
Наличие уплотнений для фитингов. Они должны быть обязательно. Качество должно отвечать установленным нормам: ровность, гладкость, толщина, диаметр.
Длина изделия. Особенно важна, если покупается отрезок гофрированной трубы для подключения стиральной машины, унитаза, биде и др. Можно купить материал бухтами по 50 и более метров.
Количество витков гофры на 100 мм тубы. Чем меньше сечение изделия, тем их больше.
Производитель. Самой востребованной считается продукция KOFULSO

Она отличается хорошей толщиной уплотнительных колец и внушительным весом фитингов, что немаловажно для стального элемента. Еще один вариант надёжной продукции — бренд Meibes

Но здесь покупателя часто отпугивает цена при почти тех же технических характеристиках, что и у других более дешевых товаров.

Разновидности изделий

Нержавеющая продукция применяется во многих отраслях, поэтому при ее выборе следует отталкиваться от множества параметров. Например, при помощи антикоррозийных видов прокладываются внутренние и внешние трубопроводы, возводятся монументальные и легкие конструкции, а также они используются для оформления дизайнерских проектов. Выбирая подходящий материал, нужно знать, каким нагрузкам он будет подвергаться в ходе эксплуатации.

Различаются трубы формой сечения. К примеру, водопроводы, по которым транспортируется жидкость, собираются из изделий с привычным круглым сечением. А несущие элементы каркаса рекомендуется монтировать с применением продукции квадратного или прямоугольного сечения.

Нержавеющий металл различается также поверхностью, что зависит от особенностей финишной обработки абразивами или от электрохимической реакции. Как итог, изготавливаемая трубопроводная продукция имеет гладкую или шероховатую, матовую или глянцевую поверхность.

Существует 2 способа производства нержавеющих труб:

1. Горячий прокат. Данный метод сводится к двум основным операциям: сперва круглая заготовка прогревается, пока не станет пластичной, далее ее обрабатывают на прошивном стане. Полученную полую гильзу обжимают, вытягивают и вальцуют. Далее готовая продукция нарезается на отрезки, в соответствии с ГОСТом 9940 81.
2. Холодный и теплый прокат. Технология схожа, но сразу после окончания прошивки изделие охлаждают водой. Минимальный параметр длины – 300 мм, максимальный – 12,5 м.

Профильные водопроводы изготавливаются из листовых заготовок. Их нарезают и вальцуют в формировочном стане, где форма сечения меняется с круглой на квадратную или прямоугольную. На этом же этапе сваривается шов.

Холодноформированная продукция

Нержавеющие

Трубы из нержавейки для водоснабжения имеют гофрированные стенки. Кольцевое гофрирование выполняет несколько функций:

Делает трубу гибкой (она сгибается с радиусом, равным собственному диаметру);

Гибкость нержавейки позволила обойтись без уголков на поворотах водопровода

• Увеличивает ее кольцевую жесткость при внешних деформирующих нагрузках, несмотря на незначительную толщину стенки (0,3 мм);
• Увеличивает прочность трубопровода по отношению к гидростатическому давлению.

В России наиболее известны отечественные трубы Нептун, южнокорейские Лавита и Кофулсо.

Особенности

• Поскольку трубы гибкие — водоснабжение можно монтировать с минимальным количеством фитингов;
• По той же причине они поставляются в бухтах, что сильно упрощает монтаж длинных участков водопровода и опять-таки уменьшает количество фитинговых соединений;

Бухта нержавеющей трубы Нептун

• Нержавейка обладает неограниченным сроком службы. Указанные в описании труб Нептун 20-30 лет эксплуатации относятся исключительно к уплотнителям фитинговых соединений;
• При долговременном рабочем давлении в 15 кгс/см2 разрушающее давление достигает 210 атмосфер;
• Максимальная долговременная рабочая температура равна 150 градусам, однако пресловутая компания Нептун допускает кратковременный нагрев трубопровода до 400°С;

Минутка сарказма: на водоснабжении последняя характеристика не дает особых преимуществ. Даже в аварийной ситуации максимум температуры, достижимый в системе ГВС дома с открытой схемой теплоснабжения — 150 °С.

Максимальная температура подачи теплосети — 150 градусов

Нержавеющие трубы благодаря гофрированию обладают большой площадью поверхности, что в сочетании с достаточно высокой теплопроводностью металла приводит к большим теплопотерям на ГВС и к интенсивному образованию конденсата на ХВС;

Полиэтиленовая оболочка уменьшает теплопроводность стенок

Гофрирование заметно увеличивает потери напора в водопроводе по сравнению с гладкой трубой.

Соединение

Нержавеющие трубы соединяются с арматурой и оборудованием двумя способами:

1. Посредством компрессионных фитингов с силиконовым уплотнителем. Этот способ привлекает простотой монтажа соединения своими руками: достаточно вставить конец трубы в фитинг с ослабленной накидной гайкой и затянуть гайку разводным ключом;

Устройство фитинга для нержавейки

1. С установкой накидной гайки и развальцовкой конца трубы.

Соединение с вальцовкой и накидной гайкой

3 Дымовая труба из нержавеющей стали – достоинства и недостатки

Многие столетия традиционным материалом для сооружения дымовых труб являлся кирпич. Сегодня такое исполнение остается одним из наиболее экономичных, но по практичности и эффективности существенно уступает другим вариантам. Дымоходная труба из нержавеющей стали наилучшим образом отвечает предъявляемым требованиям:

• круглое сечение способствует почти беспрепятственному, быстрому отводу дыма. Превосходные аэродинамические свойства обеспечивают оптимальное движение потока воздуха вместе с дымовыми газами (нет локальных завихрений, уменьшающих тягу);
• практически идеально гладкая внутренняя поверхность – минимальные отложения сажи на стенках (эффективность дымоотвода почти не снижается, чистить трубу надо редко);
• печные трубы из нержавеющей стали весят значительно меньше, чем кирпичные – для возведения не требуется фундамент;
• высокие антикоррозионные свойства – стойкость к воздействию агрессивных кислот, конденсата, атмосферных явлений;
• более простой монтаж, не сравнимый с устройством кирпичного дымохода;
• металлические трубы универсальны – легко подгоняются под отопительные приборы любого типа;
• пожарная безопасность;
• механическая прочность.

В последнее время на отечественном теплотехническом рынке дымовые трубы из металла практически полностью вытеснили все прочие виды дымоходов. Причем 90 % этого оборудования изготовлено из нержавейки. Дымовая труба из нержавеющей стали пользуется большой популярностью благодаря, в первую очередь, значительной стойкости к воздействию агрессивных веществ, которые выделяются в процессе горения. За счет широкого ассортимента комплектующих дымоотводы из нержавейки удобны как в установке, так и в эксплуатации.

Долговечность системы отвода дыма, выполненной из металлических труб, напрямую зависит от правильного выбора марки стали. Для дымовых труб и дымоходов применяют следующие типы нержавейки:

• 430 – применяют для изготовления кожухов и иных частей дымоходов, на которые нет химического воздействия.
• 409 – содержит титан и используется для внутренних труб отводящих систем отопительного оборудования на твердом топливе (камины, топки, печи и так далее), практически неприменима для дымоходов оборудования на жидком топливе;
• 316, 316L – эти марки оптимальны под нержавеющие трубы для дымохода жидкотопливного оборудования (высокая кислотоустойчивость и повышенная термостойкость благодаря добавкам молибдена и никеля);
• 304 – по характеристикам аналогична 316, но с пониженным содержанием никелевых и молибденовых добавок (трубы стоят дешевле);
• 321, 316Ti – эти марки универсальны, позволяют выпускать трубы, рассчитанные на температуры до 850 °С (за счет высоких кислотостойкости, термостойкости, пластичности дымовые трубы из 321 и 316Ti являются одними из наиболее востребованных);
• 310S – из нее производят наиболее прочные, долговечные, термостойкие (более 1000 °С) трубы.

Дымоходы из обычной стали имеют срок службы до 5 лет, а из нержавейки – свыше 10 (при правильном подборе марки металла длительность эксплуатации практически не ограничена). Единственный недостаток систем дымоотвода из нержавейки – более высокая стоимость, чем у аналогов из обычной углеродистой стали и конструкций из кирпича. Важный параметр, влияющий на функциональность системы дымоотвода – толщина стенки трубы. Согласно европейским нормам этот показатель должен иметь следующие значения или превосходить их:

• 0,5 мм – для отопительных систем на газообразном топливе;
• 0,8 мм – отопительные агрегаты на жидком топливе;
• 1 мм – твердотопливное оборудование.

Полиэтиленовые

Полиэтиленовая труба водоснабжения — черная, иногда с продольными синими полосками. Желтые продольные полосы указывают на назначение труб для подземной прокладки газопроводов.

Трубы для воды — черные с синими полосами

Материал труб характеризуется маркой полиэтилена : трубы напорные ПЭ 100 для водоснабжения при той же толщине  стенок будут прочнее на разрыв, чем ПЭ 80. При одном и том же SDR 11 (стандартном размерном отношении, результате деления диаметра на толщину стенки) трубы ПЭ 100 для водоснабжения имеют рабочее давление PN 16 (16 кгс/см2), а из полиэтилена марки 80 — PN 12,5.

Назначение труб указывается в маркировке: труба для технического водоснабжения маркируется словом «техническая»,  для питьевого — «питьевая».

Назначение указано в маркировке

Особенности

• Полиэтилен — идеальный материал для улицы: он сохраняет эластичность в холода и не боится разморозки. Полиэтиленовый летний водопровод на даче, в котором замерзла вода, незначительно увеличит свой диаметр, а с наступлением тепла вернется к прежнему размеру;
• Трубы ПЭ для водоснабжения ГОСТ 18599-2001 могут иметь размер от 10 до 2000 миллиметров и применяются не только в качестве летних водопроводов для дачи, вводов водоснабжения в частные дома и магистральных водопроводов, но и в роли ливневой канализации и канализационных коллекторов;

На фото — прокладка канализационного коллектора из ПЭ трубы

Полиэтилен нестоек к высоким температурам и начинает размягчаться уже при 80°С. Механическая прочность снижается гораздо раньше, поэтому полиэтиленовая труба для наружного водоснабжения и внутренних водопроводов может эксплуатироваться при долговременной температуре до 40 градусов с возможностью кратковременного нагрева до 60°С.

Соединение

Полиэтиленовые напорные трубопроводы монтируются на соединениях трех типов:

1. На компрессионных фитингах. При диаметре до 32 мм их установка выполняется вручную, без применения инструмента. Герметичность обеспечивается пластиковым или резиновым уплотнителем;

Полиэтиленовые трубы для станции водоснабжения соединяются компрессионными фитингами

1. На электромуфтовых фитингах: они свариваются с трубой при подаче питания на встроенную в фитинг нагревательную спираль. Сварка выполняется в автоматическом режиме, после считывания сварочным аппаратом штрих-кода с параметрами изделия, что полностью исключает ошибки при выборе тока и продолжительности сварки;

Электромуфтовое соединение

1. Встык. Стыковая сварка практикуется при толщине стенки трубы от 4 мм. После торцовки трубы оплавляются плоским нагревательным элементом с антиадгезивным покрытием и прижимаются друг к другу с усилием 1,5 кгс/см2. После охлаждения шов зачищается от грата (выдавленного расплава пластика).

Стыковая сварка трубы ПНД (из полиэтилена низкого давления)