Футерованные трубы из стали 20: конструкция и применение
Футерованные трубы на основе стального несущего слоя из стали 20 представляют собой двухслойную конструкцию, в которой внутренняя поверхность защищена полимерным покрытием, устойчивым к агрессивным средам. Сталь 20 — углеродистая конструкционная сталь с содержанием углерода около 0,20%, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности, пластичности и свариваемости. В качестве футеровочного слоя чаще всего применяются полиэтилен низкого давления (ПЭ 100), полипропилен (ПП) или поливинилхлорид (ПВХ), наносимые методом наплавления или механического нанесения на внутреннюю поверхность трубы.
Основное назначение футерованных труб из стали 20 — транспортировка сред, вызывающих коррозию углеродистой стали: нефтепродуктов с высоким содержанием сероводорода, пластовых вод, кислотных растворов, сточных вод химических производств. Полимерный слой полностью изолирует металл от контакта с рабочей средой, исключая электрохимическую коррозию и образование отложений. При этом несущая способность конструкции сохраняется за счет стального каркаса, воспринимающего внутреннее давление и внешние механические нагрузки.
Технология нанесения футеровки
Для труб из стали 20 применяются два основных способа футерования:
- экструзионное нанесение — расплав полимера выдавливается на разогретую внутреннюю поверхность трубы с последующей калибровкой и охлаждением;
- вставка полимерной гильзы — предварительно изготовленная полимерная труба меньшего диаметра вводится внутрь стальной с последующей термофиксацией и раздачей под давлением.
Толщина футеровочного слоя составляет от 2 до 8 мм в зависимости от диаметра трубопровода и агрессивности транспортируемой среды. Адгезия полимера к стали обеспечивается предварительной пескоструйной обработкой поверхности до степени Sa 2,5 и нанесением адгезионного подслоя.
Эксплуатационные характеристики
Футерованные трубы из стали 20 сохраняют рабочие параметры исходной стальной трубы по давлению и температуре, ограниченные лишь термостойкостью полимерного слоя. Для ПЭ 100 максимальная рабочая температура составляет +60 C, для ПП — +90 C, для ПВХ — +60 C. Нижний предел температуры эксплуатации ограничен хладостойкостью стали 20 и составляет –40 C.
| Параметр | ПЭ 100 | ПП | ПВХ | Сталь 20 (несущий слой) |
|---|---|---|---|---|
| Максимальная рабочая температура, C | 60 | 90 | 60 | 425 |
| Толщина футеровки, мм | 2–6 | 2–8 | 2–5 | — |
| Химическая стойкость к кислотам | Высокая | Высокая | Средняя | Низкая |
| Предел текучести стали, МПа | — | — | — | 245 |
Области применения
Футерованные трубы из стали 20 востребованы в отраслях, где требуется сочетание механической прочности стального трубопровода и химической стойкости полимерного покрытия:
- нефтегазодобыча — сбор и транспортировка пластовой жидкости, закачка сточных вод в пласт;
- химическая промышленность — трубопроводы для перекачки кислот, щелочей и соленых растворов;
- жилищно-коммунальное хозяйство — напорные трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, системы отопления;
- горнодобывающая отрасль — гидротранспорт пульпы и шламов с абразивными частицами;
- энергетика — трубопроводы технического водоснабжения с повышенным содержанием агрессивных примесей.
Монтаж и соединение
Соединение футерованных труб из стали 20 выполняется преимущественно сваркой с последующей заделкой стыка. При сварке полимерный слой в зоне шва удаляется на участке 20–30 мм от торца, после сварки и контроля шва внутренняя полость восстанавливается с помощью муфт из термоусаживаемого полимера или наплавлением полимерной ленты. Для фланцевых соединений используются специальные футерованные фланцы, обеспечивающие герметичность по полимерному слою.
Вопросы и ответы
Какое давление выдерживают футерованные трубы из стали 20?
Рабочее давление определяется толщиной стенки стального несущего слоя и для труб из стали 20 составляет от 1,6 до 10 МПа в зависимости от диаметра и категории трубопровода. Полимерная футеровка не участвует в восприятии давления, а выполняет только защитную функцию.
Какой диаметр футерованных труб из стали 20 доступен?
Стандартный диапазон диаметров — от 57 до 1020 мм. Для труб малого диаметра (до 159 мм) применяется преимущественно экструзионное нанесение, для крупных диаметров — вставка полимерной гильзы.
Чем отличается футерованная труба от трубы с внутренним эмалевым покрытием?
Полимерная футеровка обладает более высокой стойкостью к ударным нагрузкам и перепадам температуры, не скалывается при механических воздействиях. Эмалевое покрытие имеет более высокую термостойкость, но чувствительно к ударам и вибрации.
Возможен ли ремонт футеровки в процессе эксплуатации?
Локальные повреждения полимерного слоя устраняются с помощью заплат из термопластичного полимера с последующей опрессовкой участка. При значительных повреждениях выполняется замена участка трубопровода с восстановлением футеровки на стыках.
