Преимущества стальных труб

Труба из углеродистой стали — это труба, изготовленная из углеродистой стали. Она широко используется в промышленности, строительстве, энергетике, транспорте и других областях благодаря своей низкой стоимости, отработанной технологии и стабильной производительности. Ниже приведен анализ ее основных преимуществ и конкретных сценариев применения:
I. Основные преимущества по характеристикам
1. Отличные механические свойства
Соотношение прочности и вязкости:
Содержание углерода в углеродистой стали обычно составляет от 0,0218% до 2,11%. Путем регулировки содержания углерода можно удовлетворить различные требования к прочности:
Низкоуглеродистая сталь (C≤0,25%): например, Q235, обладает хорошей пластичностью и сварностью, подходит для выдерживания изгибающих, растягивающих и других нагрузок (например, строительные леса, водопроводы).
Среднеуглеродистая сталь (0,25% Высокоуглеродистая сталь (C>0,6%): высокая твердость, но низкая вязкость, редко используется в трубопроводах, чаще используется в инструментальной стали.
Ударная и сейсмическая стойкость: Трубы из низкоуглеродистой стали не склонны к разрушению под динамическими нагрузками (например, землетрясения и удары жидкости) и подходят для систем водоснабжения и канализации высотных зданий или трубопроводных проектов в сейсмически опасных районах.
2. Хорошие показатели обработки и сварки
Простота формования и соединения: Она может быть изготовлена в сложные формы, такие как прямые трубы, изогнутые трубы и тройники (например, отводы газопроводов и редукторы промышленных трубопроводов) с помощью гибки на холоду, горячей расшивки, сварки и других процессов.
Гибкие методы соединения: резьбовое соединение (DN≤100мм), сварка (подходит для трубопроводов большого диаметра), фланцевое соединение, что удобно для монтажа и технического обслуживания на месте (например, быстрое соединение противопожарных трубопроводов).
Высокая адаптируемость к сварке: Трубы из низкоуглеродистой стали могут быть сварены обычными методами сварки, такими как дуговая сварка и сварка в среде аргона. Прочность сварного шва может достигать более 85% от прочности основного материала, что подходит для крупномасштабных трубопроводных проектов (например, сварка при строительстве магистральных нефте- и газопроводов).
3. Широкий диапазон применимых сред и условий
Средняя коррозионная стойкость: Она обладает хорошей коррозионной стойкостью к нейтральным средам, таким как вода, пар и воздух, и подходит для гражданского водоснабжения и канализации, отопительных трубопроводов (например, водопроводные трубы в помещении).
Поверхностная антикоррозионная обработка (например, оцинкование и эпоксидное покрытие) может противостоять слабокоррозионным средам:
▶ Оцинкованная труба из углеродистой стали (белая чугунная труба): используется для противопожарных и конденсатных труб кондиционеров для предотвращения ржавчины и засорения внутренней стенки.
▶ Труба из углеродистой стали с пластиковым покрытием: внутренняя стенка облицована полиэтиленом (PE) или эпоксидной смолой (EP), подходит для транспортировки кислотных и щелочных сред в химической и очистной промышленности.
Широкая адаптируемость к температурам:
Стабильная низкотемпературная производительность: Она сохраняет вязкость при -20℃ и может использоваться для холодильных труб в холодильных камерах.
Высокая термостойкость лучше, чем у пластиковых труб: Она может выдерживать пар до 300℃ (например, трубы в котельных промышленных предприятий), но при длительном воздействии высоких температур необходимо учитывать проблемы окисления (например, использование бесшовных труб из углеродистой стали и регулярная очистка от накипи).
II. Экономические и инженерные преимущества
1. Низкая стоимость и достаточное предложение
Высокая экономическая эффективность сырья:
Процесс плавки углеродистой стали отработан, а цена составляет всего 1/3~1/2 от цены труб из нержавеющей стали и 1/4~1/3 от цены труб из алюминиевого сплава, что подходит для крупномасштабных инженерных применений (например, городские магистральные газопроводы и оросительные трубопроводы в сельском хозяйстве).
Низкая общая стоимость строительства:
При одинаковом уровне давления толщина стенки трубы из углеродистой стали меньше, чем у пластиковой трубы, единица длины легкая, а стоимость транспортировки и установки низкая (например, вес трубы из углеродистой стали DN200 примерно в два раза больше, чем у пластиковой трубы той же спецификации, но прочность на сжатие в 5-8 раз выше).
Низкая стоимость технического обслуживания: Сварное соединение имеет хорошую герметичность и низкий риск утечки; в случае повреждения его можно быстро отремонтировать сваркой (например, аварийный ремонт водопроводных труб).
2. Ответственные отраслевые стандарты и системы
Высокая степень стандартизации:
Трубы из углеродистой стали соответствуют государственным стандартам, таким как GB/T 8162 (для конструкций), GB/T 8163 (для транспортировки жидкостей) и GB 3087 (для низко- и среднетемпературных котлов). Параметры, такие как наружный диаметр, толщина стенки и допуск, унифицированы, что удобно для выбора и закупки при проектировании (например, трубы из углеродистой стали DN150 могут напрямую заменять старые трубы той же спецификации в строительстве).
Полное вспомогательное оборудование:
От трубных фитингов (отводы, тройники) до запорной арматуры (шаровые краны, задвижки) трубы из углеродистой стали имеют отработанную производственную цепочку, что позволяет быстро получать комплектующие и сокращать сроки реализации проекта (например, срочная закупка комплектующих для труб из углеродистой стали в нефтехимических проектах).
3. Характеристики и области применения различных типов труб из углеродистой стали
Тип Производственный процесс Типичный материал Преимущества Основные сценарии применения
Бесшовная труба из углеродистой стали Горячекатаная/холоднотянутая, без сварных швов Сталь 20#, 45# Высокая несущая способность под давлением (до 20 МПа), гладкая внутренняя стенка Трубопроводы высокого давления (например, нефтепереработка, водоохлаждаемые стенки котлов)
Сварная труба из углеродистой стали Стальной лист, прокатанный и сварной Q235, Q345B Низкая стоимость, высокая производительность Трубопроводы для транспортировки жидкостей под низким давлением (например, городская канализация, отопительные трубопроводы)
Оцинкованная труба из углеродистой стали Сварная труба с горячим цинкованием Q235 Коррозионная стойкость, красивый внешний вид Противопожарные трубопроводы, внутреннее водоснабжение, трубопроводы кондиционирования воздуха
Труба из углеродистой стали с пластиковым покрытием Внутренняя стенка покрыта антикоррозионным покрытием Q235 Химическая коррозионная стойкость, отсутствие накипи на внутренней стенке Химическая, пищевая и напиточная, трубопроводы для очистки сточных вод
IV. Ограничения и меры противодействия
Хотя трубы из углеродистой стали обладают значительными преимуществами, они также имеют определенные недостатки, и в зависимости от ситуации необходимо выбирать альтернативы или меры по улучшению:

Ограниченная коррозионная стойкость:
Открытые трубы из углеродистой стали подвержены ржавчине во влажной среде и нуждаются в регулярной покраске (например, антикоррозионной краской) или оцинковании, пластиковом покрытии и других антикоррозионных обработках.
В условиях высокой коррозионной активности (например, морская вода и сильные кислоты) рекомендуется использовать трубы из нержавеющей стали или трубы из стали с резиновым покрытием.
Большой вес:
Стальные трубы большого диаметра (например, DN1000 и выше) требуют механической помощи при транспортировке и установке. Для уменьшения веса можно рассмотреть трубы из алюминиевого сплава или чугунные трубы.
Высокая теплопроводность:
При использовании для труб горячей воды или пара требуется дополнительная изоляция (например, обертывание каменной ватой, пенополиуретаном), чтобы избежать потери тепла или риска ожогов.
V. Типичные сценарии применения и преимущества
1. Строительная отрасль
Система водоснабжения и канализации:
Оцинкованные стальные трубы используются для внутренних труб холодной воды, которые устойчивы к коррозии и просты в установке (например, стояки водопровода в высотных жилых домах).
Сварные стальные трубы используются для наружных канализационных труб, которые являются недорогими и выдерживают давление грунта (например, сети водосточных и канализационных труб в жилых комплексах).
Пожарная безопасность:
Оцинкованные стальные трубы горячего цинкования соответствуют стандарту GB 5135.1, устойчивы к водной коррозии и выдерживают высокое давление (например, трубы автоматических спринклерных систем пожаротушения).
2. Промышленное производство
Нефтехимия:
Бесшовные стальные трубы (например, сталь 20#) используются для транспортировки сырой и очищенной нефти, обладают высокой несущей способностью и выдерживают средние температуры (например, трубопроводы установок перегонки нефти на нефтеперерабатывающих заводах).
Машиностроение:
Стальные трубы 45# используются для механических конструктивных элементов (например, втулок шпинделей токарных станков) после закалки и отпуска, обладая как прочностью, так и износостойкостью.
3. Энергетика и коммунальные услуги
Транспортировка газа:
Заглубленные сварные стальные трубы (внешний антикоррозионный слой + катодная защита) используются для магистральных газопроводов в городах, обладают хорошей герметичностью и более низкой стоимостью, чем трубы из нержавеющей стали (например, ветка газопровода «Запад-Восток»).
Теплоснабжение:
Бесшовные стальные трубы транспортируют высокотемпературный пар (150℃~250℃), их жаростойкость выше, чем у пластиковых труб (например, трубы котельной центрального отопления).
Заключение
Стальные трубы стали «универсальными трубами» в инженерной области благодаря своим основным преимуществам, таким как надежные механические свойства, удобная обработка, низкая стоимость и широкая применимость. Их основная ценность заключается в удовлетворении потребностей большинства обычных условий работы при меньших затратах, и они особенно подходят для условий с умеренными требованиями к коррозионной стойкости, температуре и давлению. Хотя в экстремальных условиях требуется антикоррозионная обработка или альтернативные материалы, их зрелая техническая система и поддерживающая промышленная цепочка будут оставаться незаменимыми в течение длительного времени в будущем.