Курс лекций по дисциплине "Материаловедение"

Фосфор придает стали хладноломкость (хрупкость при пониженных температурах).

Феррит — железо с объемноцентрированной кристаллической решеткой и сплавы на его основе — является фазой мягкой и пластичной.

Цементит — карбид железа, химическое соединение с формулой Fe3C, наоборот, предоставляет стали твердость и хрупкость.

Перлит — эвтектоидная смесь двух фаз — феррита и цементита, содержит 1/8 цементита и поэтому имеет повышенную прочность и твердость по сравнению с ферритом. Поэтому доэвтектоидные стали гораздо более пластичны, чем заэвтектоидные.

Бесшовные стальные трубы

Бесшовная стальная труба - стальная труба, не имеющая сварного шва или другого соединения, изготовленная одним из способов ковки, прокатки, волочения или прессования;

Различают бесшовные трубы :

 А) Горячедеформированная бесшовная стальная труба - бесшовная стальная труба, деформированная при температуре выше температуры рекристаллизации.

- Горячекованая бесшовная стальная труба;

- Горячекатаная бесшовная стальная труба;

- Горячепрессованная бесшовная стальная труба;

Б) Теплодеформированная бесшовная стальная труба - бесшовная стальная труба, деформированная при температуре до температуры рекристалли­зации;

- Теплокатаная бесшовная стальная труба;

- Теплотянутая бесшовная стальная труба;

В) Холоднодеформировапная бесшовная стальная труба - бесшовная стальная труба, заданный размер которой получен способом холодной деформации;

- Холоднокатаная бесшовная стальная труба;

- Холоднотянутая бесшовная стальная труба;

Сварные стальные трубы 

Сварная стальная труба - стальная труба, изготовленная из штрипсов или листового проката путем формовки и сварки;

Электросварная стальная труба - сварная стальная труба, изготовленная из штрипсов или листового проката путем формовки и электросварки;

Прямошовная электросварная стальная труба - электросварная стальная труба, изготовленная путем сварки прямого стыка, параллельного оси трубы;

Горячедеформированная прямошовная электросварная стальная труба - прямошовная электросварная стальная труба, подвергнутая после сварки горячей деформации;

Холоднодеформированная прямошовная электросварная стальная труба - прямошовная электросварная стальная труба, подвергнутая после сварки холодной деформации;

Холоднокатаная прямошовная электросварная труба;

Холоднотянутая прямошовная электросварная стальная труба;

Спиральношовная электросварная стальная труба - электросварная стальная труба, изготовленная из штрипсов или листового проката путем формовки по спирали и непрерывной сварки стыка спиральным швом;

Стальная труба печной сварки - стальная труба, изготовленная из разогретых штрипсов путем формовки и сварки, заключающейся в использовании способности к молекулярному сцеплению сдавливаемых поверхностей металлов, нагретых до высокой температуры в печи.

Паяные стальные трубы 

Паяная стальная труба - стальная труба, изготовленная из штрипсов путем формовки и пайки;

Свертная двухслойная паяная стальная труба - паяная стальная труба, изготовленная путем свертывания штрипса в два слоя и последующей пропайки медью по всей поверхности соприкосновения слоев.

Стальные трубы с покрытием 

Стальная труба с неметаллическим покрытием - стальная труба, покрытая внутри и (или) снаружи неметаллическим слоем;

Стальная труба с металлическим покрытием - стальная труба, покрытая внутри и (или) снаружи металлическим слоем.

Стальные трубы с обработанной поверхностью 

Обточенная стальная труба - стальная труба, обточенная внутри и (или) снаружи;

Шлифованная стальная труба - стальная труба, шлифованная внутри и (или) снаружи;

Полированная стальная труба - стальная труба, полированная внутри и (или) снаружи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Занятие 8. (2 часа!)

Оцинкованные трубы.  Электросварные трубы.  Холодно- и горячекатанные трубы.

Оцинкованные трубы – трубы, покрытые слоем цинка в целях предохранения их от коррозии.

Предназначение: - монтаж систем питьевых водопроводов холодного и горячего водоснабжения.

Требования:

- поверхность труб должна  быть ровной и гладкой, без  наплывов и трещин;

- на поверхности оцинкованных  труб не должно быть непокрытых  цинком участков и пузырчатости  цинкового покрытия;

- допускаются небольшие шероховатости и наплыв цинка;

- допускаются небольшие  окалины, мелкие вмятины и риски, а в зоне шва – пологое  утолщение высотой не более 0,5 мм;

- резьба на концах труб  должна быть чистой, без заусенцев, полной и не рваной (допускается  общая длина повреждённых ниток, – срыв, неполнота ниток, - до 10% всей  длины резьбы)

- концы труб должны  быть обрезаны под прямым углом (допускаются величина скоса не  более 20 и закругление кромок. Величина заусенцев должна быть не более 0,5мм.

Условное обозначение труб: Труба Ц-Р-М-25х2,8 ГОСТ 3262-75 (Труба оцинкованная, Р- с резьбой, М – с муфтой, 25 – диаметр условного прохода в мм, 2,8 – толщина стенки в мм)

Электросварные трубы

Электросварные трубы делятся на:

• прямошовные;
• трубы со спиральным швом;

Электросварные трубы прямошовные предназначены:

– для наружных сетей теплоснабжения  с рабочим давлением до Рр=1,6МПа при температуре до Т=1500С;

- для паровых сетей  с рабочим давлением до Рр=1,3МПа при температуре до Т=3000С;

- для газовых и непитьевых водопроводов с рабочим давлением  до Рр=1,6МПа;

Наружный диаметр сварных труб колеблется от 8 до 1420мм, толщина стенки от 0,8 до 20мм.

Требования:

- кривизна труб не должна превышать 1,5мм на 1м длины;

- фаска на концах труб  должна быть под углом 25-300 к концу трубы;

- не допускаются трещины, раковины и закаты на поверхности  труб;

- допускаются незначительные  вмятины, забоины, мелкие риски, тонкий  слой окалины, следы зачистки  и заварки дефектов, если толщина  стенки при этом не выходит  за предельные отклонения.

В зависимости от показателей качества трубы подразделяют на группы А, Б, В, Д и т.д.

Размеры труб и предельные отклонения по ним должны соответствовать ГОСТ 10704—91.

• А — по механическим свойствам из углеродистой стали марок Ст2, Ст3 (всех степеней раскисления) по ГОСТ 380—94, категории 1 по ГОСТ 14637—89;

• Б — по химическому составу из углеродистой стали марок Ст2, Ст3, (всех степеней раскисления) с химическим составом по ГОСТ 380—94 и ГОСТ 14637—89;

• В — по химическому составу и механическим свойствам из углеродистой стали марок Ст2 (всех степеней раскисления) по ГОСТ 380—94, категории 2 по ГОСТ 14637—89, Ст3кп по ГОСТ 380—94, категории 2 и 3 по ГОСТ 14637—89, Ст3пс, Ст3сп по ГОСТ 380—94, категорий 2, 3, 4 и 5 по ГОСТ 14637—89, а также из низколегированной стали, углеродный эквивалент которой не превышает 0,48 %;

Д — без нормирования механических свойств и химического состава, но с нормированием гидравлического испытательного давления.

Условное обозначение электросварной прямошовной трубы общего назначения:

Труба (25 – наружный диаметр трубы в мм, 2 – толщина стенки трубы в мм, 2000кр – кратность трубы в мм, 1 – класс точности по длине (чем больше номер класса точности, тем ниже точность; В – группа, гарантирующая химический состав; Ст3сп – марка стали (при увеличении цифры, увеличиваются прочностные характеристики и уменьшается относительное удлинение).

Электросварные трубы со спиральным швом предназначены:

- для наружных сетей  теплоснабжения с рабочим давлением  до Рр=1,6МПа при температуре до Т=1500С;

- для паровых теплопроводов  с рабочим давлением до Рр=1,3МПа при температуре до Т=3000С;

Длина таких труб до 12м, наружный диаметр колеблется в диапазоне от 159 до 1420мм, толщина стенок от 3,5 до 14 мм.

Требования:

- концы труб должны  быть обрезаны под прямым углом  со снятием притупляющих фасок;

- общая кривизна труб не должна превышать 0,2% их длины;

- сварные швы должны  быть плотными, без непроваров и свищей;

- трещины, подрезы и поры  в швах недопустимы.

Условное обозначение электросварных труб со спиральным швом:

Труба 630х7-Б Ст3кп ГОСТ 8696-74*,

где 630 – наружный диаметр, мм;

7 – толщина стенки. мм;

Б – группа изготовления;

Ст3кп – марка стали.

Труба бесшовная холоднокатаная (х/к, холоднодеформированная, "бесшовка", "холодняк") - это вид трубного металлопроката, представляющий собой замкнутый профиль круглого сеченния, не имеющий сварного шва.

Бесшовная холоднодеформированная труба, согласно ГОСТу 8734-75, производится с наружными диаметрами от 5 до 250 мм с толщинами стенок от 0,3 до 24 мм по техническим требованиям по ГОСТу 8733-74. Тем не менее, стоить отметить, что более широкое распространение получили трубы диаметром от 10 до 83 мм и толщиной стенок от 1 до 6 мм.

Готовая бесшовная холоднокатаня труба подвергается строгому контролю. Ее тестируют на правильность выполнения размеров, контролируют механические свойства холоднодеформированной трубы и испытывают гидравлическим давлением согласно ГОСТ 3845-78. Кроме этого трубы по ГОСТу 8734-75 тестируют на изгиб по ГОСТу 3728-78 и на сплющивание по ГОСТу 8695-77.

Предприятия автомобильной промышленности, авиастроения, химического машиностроения, производители криогенной техники выступают наиболее активными покупателями холоднодеформированных бесшовных труб. Для таких предприятий производят трубы по специальному заказу из самых разных марок стали (конструкционных, легированных и специальных).

Использование бесшовных горячекатаных труб на объектах, где требуется большая надежность, связано с их повышенной прочностью. Именно поэтому они применяются в нефтяных и подводных трубопроводах, деталях машин и котельных установках.

По толщине стенки горячекатаные бесшовные трубы подразделяются на толстостенные и тонкостенные. 

Толщина стенок горячедеформированных толстостенных труб - 12,5-40 миллиметров, горячедеформированных тонкостенных - составляет 6-12,5 миллиметров. Кроме того, трубы различают по точности изготовления наружного диаметра. Она бывает повышенной и обычной. 

Длина трубы бесшовной: - немерная - в пределах от 4 до 12,5м; - мерная - в пределах немерной; - кратная мерной, в пределах немерной длины с припуском на каждый рез по 5 мм; - приблизительная длина - в пределах немерной длины.

Горячедеформированные бесшовные трубы изготавливаются из углеродистой и легированной стали. Поэтому такая продукция обладает повышенной устойчивостью к коррозии и может применяться в условиях воздействия химически активных сред.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Занятие 9. (2 часа!)

Чугунные трубы и фасонные части к ним.

Несмотря на широкое внедрение современных материалов, традиционным материалом для производства труб канализации остается чугун.

Отливают чугунные канализационные трубы и фасонные части к ним из серого чугуна, который поддается обработке режущим инструментом. Защита от коррозии – покрытие из нефтяного битума или слой забеленного чугуна повышенной прочности.

Стандартные диаметры водопроводных или канализационных труб — от 100 до 300 миллиметров.

По способу соединения чугунные изделия могут быть:

• С раструбом — с одной стороны у них имеется готовая муфта, в которую вставляют уплотнитель из резины.

• Без раструба — труба ровная со всех сторон, а соединение выполняют при помощи отдельного хомута из нержавеющей стали также с уплотнителем.

Чугунная канализационная труба имеет следующие положительные характеристики:

- высокая прочность и надежность (Чугун после специальной обработки весьма прочен, слабо уступая в механических свойствах углеродистым сталям. Его можно укладывать под оживленные дороги с движением тяжелого транспорта, не боясь, что водопроводные трубы чугунные будут раздавлены)

- возможность использования для транспортировки химически активных веществ

- устойчивость к высокой температуре и ее перепадам

- долговечность

- приемлемые цены

- экологичность

- коррозионная стойкость. Уложенная в сырой грунт стальная труба через десяток лет будет представлять собой прогнившее решето. Чугунные водопроводы в некоторых городах служат уже под сотню лет.

- отсутствие отложений на внутренних стенках. Шлак, песок и окалина никуда не пропадают. Но они не превращаются в твердокаменные наросты на внутренней поверхности труб.