Трубы из обычной углеродистой стали обладают целым рядом недостатков, ограничивающих срок их службы. Прежде всего, к таким факторам относятся подверженность коррозии и уменьшение внутреннего диаметра трубы из-за образующихся отложений. Появляющийся в результате коррозионных процессов рыхлый слой оксидов (ржавчина) не только приводит к постепенному разрушению трубы, но и изменяет состав передаваемых по ней сред. Всех этих существенных минусов полностью лишён трубопровод из нержавеющей стали, содержащей специальные добавки, способные защитить металл от коррозии. К таким легирующим элементам относится, прежде всего, хром, в количестве не менее 13%. Повышение содержания хрома в стали до 17% делает её устойчивой даже к 50%-й азотной кислоте.

Особенности и области применения трубопроводов из нержавеющих сталей

Изготовление трубопроводов из нержавеющей стали позволяет получить практически идеальную систему для передачи агрессивных сред. Такие трубы обладают устойчивостью к образованию ржавчины, прекрасными механическими характеристиками, не изменяют химический состав транспортируемых по ним жидкостей и газов.

Трубопроводы из нержавеющей стали ГОСТ 9940, 9941 стоят довольно дорого. Но сжатые условия монтажа такой системы, низкие расходы на текущее обслуживание и длительный срок службы делают устройство нержавеющего трубопровода в целом экономически оправданным.

Нейтральное отношение нержавеющих труб к кислотам и щелочам объясняет их высокую востребованность в фармацевтической индустрии, химической и нефтехимической, пищевой промышленности, медицине.

Способы монтажа нержавеющих трубопроводов

Для соединения элементов трубопровода из коррозионностойких сталей могут применяться различные способы: сварка, фланцы, резьбовые фитинги.

•      Фланцевое соединение осуществляется с помощью двух фланцев с отверстиями, между которыми устанавливают прокладку. Для стягивания фланцев используют болты или шпильки. Этот способ соединения нержавеющих труб даёт возможность ремонтировать или заменять отдельные участки трубопровода.
  
  
•      Резьбовые фитинги являются наиболее удобным способом устройства бытовых коммуникационных систем. Такие детали трубопроводов из нержавеющей стали просты в установке, позволяют получать абсолютно герметичные соединения и обеспечивают возможность замены трубопровода отдельными участками.
  
  
•      Самым распространённым способом соединения деталей нержавеющего трубопровода является сварка, основные способы которой будут рассмотрены ниже.

Сварка трубопроводов из нержавеющей стали

Особо важной задачей при монтаже нержавеющего трубопровода является получение качественного сварного шва, по прочности не уступающего телу трубы. Особенно это актуально для трубопроводов, транспортирующих агрессивные, опасные для природы и человека или передаваемые под высоким давлением вещества. Существует несколько способов сварки деталей нержавеющих трубопроводов, среди которых можно выделить три наиболее распространённых:

•      При отсутствии повышенных требований к качеству сварного шва наиболее простым и удобным способом является ручная электросварка покрытыми электродами. Подбор электродов для нержавеющих сталей различного химического состава осуществляют по ГОСТ 10052. Сварка ведётся при постоянном токе обратной полярности. Сила тока для сварки нержавеющих сталей на 15-20% ниже силы тока, достаточной для сварки чёрных углеродистых сталей. Использование слишком высоких токов приводит к перегреву покрытия электродов. Для сохранения высокой коррозионной стойкости шва его необходимо быстро охладить с помощью медных прокладок или воздушного обдува. Сварные швы на хромоникелевых сталях аустенитного класса можно охлаждать с помощью воды.
  
  
•      Сварку нерасходуемым электродом в защитной среде аргона (сварка TIG) применяют при необходимости соединения труб с тонкими стенками или при наличии особых требований к качеству шва. Этот вид сварки, чаще всего, используют для технологических трубопроводов, транспортирующих жидкости под давлением. Сварка проводится переменным или постоянным током, имеющим прямую полярность. 
  
  Присадочная проволока для сварки TIG должна иметь более высокую степень легирования, по сравнению с основным металлом.
  
  
•      Одним из наиболее прогрессивных методов создания качественного сварного шва на нержавеющем трубопроводе является плазменная сварка. Для преобразования обычной в плазменную дугу используют два процесса – сжатие дуги и введение в неё плазмообразующего газа, чаще всего, аргона. Иногда в аргон добавляют гелий или водород. Для сжатия дуги служит аппарат – плазмотрон, стенки которого интенсивно охлаждаются водой. Этот сварочный процесс, позволяющий получать высокое качество шва, к тому же, является безопасным (нет баллонов со сжиженными газами) и экологичным.

Трубопроводная арматура из нержавеющей стали

Функциональность и долговечность трубопроводов из коррозионностойких сталей во многом зависит от качественных характеристик нержавеющей трубопроводной арматуры, которая по функциональному назначению разделяется на несколько групп.

•      Запорная арматура, применяемая для полного прекращения или открытия потока движущейся по трубопроводу среды. Эти устройства могут не только полностью перекрывать, но и регулировать расход среды, но запорная функция у них является преобладающей. К этой категории относятся – краны, задвижки, поворотные затворы, запорные клапаны. Распространённая запорная арматура – это шаровые краны, которые разделяют на редуцированные, полнопроходные, со стандартным проходом. Одним из вариантов их изготовления является сталь AISI 316 L с использованием в качестве уплотнений тефлона, армированного стекловолокном. Распространённые способы присоединения шаровых кранов – резьбовое или межфланцевое.
  
  
•      Регулирующая арматура, предназначаемая для регулирования рабочих характеристик движения рабочей среды по трубопроводу в зависимости от индивидуальных требований технологического процесса. К этой группе принадлежат регулирующие клапаны, регуляторы уровня жидкости или давления.
  
  
•      При помощи распределительно-смесительной арматуры потоки рабочей среды смешиваются или разделяются в различных направлениях. К такому виду арматуры относятся краны и клапаны.
  
  
•      Назначение предохранительной трубопроводной арматуры – защита технологического оборудования от избыточного давления. Эта цель достигается сбросом из трубопровода избытка рабочей среды. К такому типу устройств относятся предохранительные и перепускные клапаны, мембранная разрывная и импульсная арматура.
  
  
•      Защитная арматура автоматически отключает поток среды при несанкционированных изменениях параметров рабочей среды или изменении направления потока без её выброса из технологической системы. К этой группе относятся клапаны – обратные и отключающие.
  
  
•      Фазоразделительная трубопроводная арматура служит для разделения сред в автоматическом режиме по их фазовому состоянию. Это – конденсатоотводчики, воздухо- и газоотделители, маслоотделители.

Нержавеющая трубопроводная арматура отличается высокой стойкостью при работе с агрессивными средами, сохраняет работоспособность в условиях высокого давления и пониженных или повышенных температур.