Характеристика и сферы применения сортового металлопроката
Под металлопрокатом в металлургии понимается продукция, которая получается после пропуска металла через прокатные станы. На предварительном этапе сырье подогревается до определенных температур, приобретая необходимую податливость. В результате формируется прокат разной толщины, который подвергается дальнейшей холодной обработке для получения нужных профилей.
Сортовой прокат
К сортовому прокату относятся изделия с простой формой сечения. Выпускаемая продукция бывает следующих видов:
- Арматура. Круглый цельный прокат, имеющий гладкую или ребристую поверхность. В качестве исходного материала используются низкоуглеродистые или закаленные стали. Толщина выпускаемых прутков может колебаться от 4 до 80 мм. Основное предназначение материала состоит в усилении железобетонных конструкций. С этой целью из арматуры изготавливается металлический каркас, который заливается бетоном. В результате плиты или фундамент приобретают повышенную прочность за счет того, что прутки воспринимают на себя возникающие изгибающие напряжения.
- Катанка. Это проволока круглого сечения, изготавливаемая из марок сталей Ст1, Ст2, Ст3 или цветного металла. Стальная продукция имеет диаметр от 5 до 9 мм и поставляется в мотках. Цветная катанка выпускается диаметрами от 1 до 16 мм. Изготавливают изделия методом последовательного пропуска кубических заготовок через ряд валов до формирования нужного диаметра.
- Уголок. Изделия в сечении имеют г-образную форму. На основании существующего ГОСТа высота полок может быть одинаковой или отличаться по размеру. Длина выпускаемых изделий составляет пределы от 4 до 12 м. В последнем случае максимальная величина кривизны достигает 0,4%. Продукция нашла широкое применение в строительстве при укреплении стен и перекрытий.
Все виды изделий могут изготавливаться горячим и холодным методом прокатки.
Листовой прокат
Получение листового проката ведется горячекатаным и холоднокатаным способами. При этом формируют следующие виды изделий:
- Листы и рулоны горячекатаные. После нагревания металла до высоких температур, достигающих порядка 1100⁰, он приобретает повышенную пластичность, что позволяет изготавливать листы толщиной от 0,5 до 160 мм. Чтобы избавиться от сформировавшейся окалины, металл подвергается травлению. Это обеспечивает ему повышенную чистоту. В результате изделия находят применение в промышленности, где к данному показателю предъявляются повышенные требования. Примером может служить необходимость нанесения покрытия в виде оцинковки. Также важным преимуществом проката является его пониженная стоимость.
- Листы и рулоны холоднокатаные. В качестве основного вида сырья для получения такого вида продукции служит горячекатаный металл. На специальных станах он прокатывается в холодном виде до требуемой толщины с высокой степенью точности. Изготавливаемая продукция бывает листовой и рулонной. Основное применение находит для изготовления деталей методом холодной штамповки. Работа проводится на прессах больших усилий, в которых установлена специализированная оснастка. Такие изделия требуются во множестве сфер промышленности, включая автомобилестроение и судостроение.
- Листы с полимерным покрытием. В качестве базы используется оцинкованная холоднокатаная сталь. В состав покрытия входит полимерный порошок и ряд наполнителей. В окончательном виде они могут представлять жидкий материал, органзоли и пластизоли. Полученный состав наносится на профнастил, черепицу и различные виды строительных металлоконструкций. Нанесенное покрытие придает поверхности высокую декоративность, при этом оно обладает прочностью и пластичностью. В результате срок службы изделия значительно возрастает.
- Листы и рулоны рифленые. Это листовой прокат, с одной стороны которого нанесено рифление, а вторая поверхность остается гладкой. Присутствующий рисунок имеет строгие параметры на основании разработанной стандартизации. Основная его потребность заключается в обеспечении надежного сцепления полотна с обувью человека или покрышками автомобиля. Часто такой материал прокладывается на дорогах в районах пешеходных переходов, где требуется обеспечить высокие противоскользящие характеристики. Иногда на поверхность наносится дополнительный декор для повышения эстетичности внешнего вида.
- Листы и рулоны оцинкованные. Для повышения стойкости материала, изготовленного холоднокатаным способом, на его поверхность наносятся оксид цинка, что придает изделиям защиту от влияния внешних факторов. При этом оцинкованный слой в зависимости от условий применения изделий может отличаться глубиной проникновения. Используется такой материал в автомобилестроении, металлургической области и строительстве. Оцинкованная холоднокатаная продукция идет на изготовление автомобильных кузовов и кровельных элементов.
- Профнастил. Это материал, который изготавливается из оцинкованного металла. Его характерной особенностью является наличие на поверхности ребер жесткости, выполненных в виде волн. В результате при относительно невысокой толщине металла, которая может составлять от 0,5 до 1 мм, изделиям обеспечивается высокая прочность. В отдельных случаях используемый металл может достигать толщины 2 мм. Профнастил характеризуется универсальностью, поскольку может применяться в различных сферах деятельности. При небольшой толщине металла и высоте волн он идет на строительство заборов или обустройство фасадных частей зданий. При увеличенных параметрах изделия применяются для кровли крыш.
Выпускаемый листовой прокат имеет наиболее массовое применение.
Электросварные трубы и профили
Отличительной особенностью электросварных труб является наличие сварного шва, проходящего вдоль всей длины изделия. Продукция изготавливается следующих видов:
- Круглые трубы. Это цилиндрические изделия, производимые из углеродистой и низколегированной стали. Благодаря круглой форме трубы отличаются универсальностью и могут применяться во множестве отраслей промышленности. В первую очередь они используются при монтаже трубопроводов, по которым может протекать жидкая или газообразная среда. Кроме того, изготавливаются элементы строительных конструкций, такие как перила лестниц или ограждения для зданий.
- Квадратные трубы. Изготавливаются изделия гибкой листовой стали с последующим выполнением продольного сварного шва. В качестве исходного материала применяются стали Ст2сп,Ст4сп. Все параметры квадратных труб нормируются ГОСТом. Продукция используется в строительстве и машиностроении.
- Прямоугольные трубы. Отличительной особенностью является наличие в сечении не квадрата, а прямоугольника. Выпускаемая продукция обладает высокой сопротивляемостью на изгиб. Как и квадратная труба, данный профиль металлопроката не применяется для транспортировки различных сред.
Весь производимый промышленностью металлопрокат выпускается в большом ассортименте, и каждый вид пользуется спросом. Связано это с высокими функциональными и качественными характеристиками сортового проката.
На чем не стоит экономить во время ремонта?
Юлия Курова, руководитель продуктового направления компании «Теплолюкс» поделилась советами, на чем лучше не экономить во время ремонта и рассказала, как продукты Теплолюкс позволят избежать незапланированных трат.
Комплексный ремонт обычно всегда подразумевает большие финансовые и временные затраты, поэтому многих интересует вопрос, на чём же можно сэкономить, сохранив при этом достойное качество.
В первую очередь важно понимать, что экономить не стоит на тех вещах, которые, во-первых, влияют на безопасность, во-вторых, при поломке могут повлечь за собой гораздо более высокие траты. К такой категории можно отнести систему защиты от протечки воды. Зачастую, покупая квартиру с готовой сантехникой или проводя ремонт в старом доме, не известно, насколько качественно выполнены сантехнические работы, более того, даже если вы проводили эти работы самостоятельно или вместе с вашей строительной бригадой, риск протечек всегда есть.
Система защиты от протечки позволит предотвратить гораздо бОльший ущерб в случае затопления – как минимум поможет быстро устранить протечку и не испортить интерьер вашей ванной комнаты, как максимум сохранить ремонт близлежащих комнат и не затопить соседей снизу.
Как работает система? В местах, куда вода может попасть в первую очередь (под раковиной, унитазом, ванной), устанавливаются датчики протечки. На трубы монтируются шаровые краны. При попадании воды на датчик сигнал поступает на модуль, после происходит автоматическое перекрытие подачи водоснабжения за несколько секунд. Также оповещение поступит и на смартфон, после чего Вы максимально быстро сможете отреагировать на сложившуюся ситуацию.
Чем может обернуться подобная экономия? Если у вас или ваших соседей сверху хоть раз протекали трубы, вы знаете, сколько проблем это может доставить. Чтобы устранить последствия протечки, придётся потратить не только время и деньги, но и нервы. А в нынешних реалиях стоимость Вашего ремонта и соседей снизу несоизмеримо выше стоимости оборудования и монтажа системы защиты от протечки. Её можно купить от 16 тысяч рублей, и, если она сработает даже один раз – экономия на вынужденном ремонте и беспокойствах очевидна. Особенно, если вы живете на высоком этаже в многоквартирном доме.
Также с системой защиты от протечки можно хорошо сэкономить, если в квартире два стояка в разных санузлах (сейчас в большинстве новых квартир это именно так), то установить краны системы защиты от протечек можно в холле в водяном распределительном пункте – понадобится всего два крана, а не четыре. Это сохранит более 10 тысяч рублей.
Ещё одним продуктом, на котором всё-таки не стоит экономить, если вы хотите его установить, являются тёплые полы. В сравнении со стоимостью полноценного ремонта, система тёплых полов обойдётся недорого, а удовольствия и комфорта от неё во много раз больше. Если купить самую дешёвую систему тёплого пола, то через пару лет она может выйти из строя или работать с перебоями, а менять всю систему уже слишком дорого, так как для этого придётся снова разбирать весь пол и менять электрику. В случае с тёплым полом можно сэкономить на терморегуляторе, купив программируемый вместо дешевого механического – при нынешней цене на электричество, он окупится меньше, чем через год, а это 2-3 тысячи рублей.
В дополнение можно сказать, что все инженерные системы, которые могут потребовать ремонта или замены: электрика, отопление, вентиляция и др., должны быть установлены так, чтобы к ним был свободный доступ инструментами. Лучше всего рассмотреть несколько вариантов, выбрать среди них оптимальный, адаптировать его к персональным условиям. Поиск наилучшего решения требует времени, но зато в дальнейшем окупится удобством эксплуатации и надёжностью безопасности жильцов.
Как снизить ущерб от коррозии металла и сократить затраты на обслуживание трубопроводов на 10%?
Каждая шестая домна в России сегодня работает «впустую» по одной причине: коррозия съедает около 10% всего производимого металла[1]. Проблема коррозии под изоляцией обостряется с каждым годом, так как эксплуатируемые металлические изделия стареют, а количество разрушающих факторов увеличивается. В результате коррозия становится причиной колоссального экологического и экономического ущерба. Совсем избежать самопроизвольного разрушения металлов невозможно, но есть способы замедлить процесс. О том, как это сделать, рассказали в компании ROCKWOOL Россия. Эксперты компании с 2015 года прицельно исследуют проблематику возникновения коррозии под изоляцией.
Чем опасна коррозия металла?
Негативные последствия коррозии связаны с существенным увеличением затрат на эксплуатацию промышленного оборудования и устранение последствий разрушения металлов, а также с серьезными рисками для экологии и безопасности людей.
Так, если говорить об экономической стороне проблемы, то ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют 3-4% ВВП в США и Германии, а в России — более 5%. Из-за коррозии трубопроводов и оборудования под изоляцией сокращается потенциальный срок службы промышленных объектов, а вынужденные приостановки на ремонт снижают эффективность и увеличивают потери бизнеса. Так, час простоя может стоить до 20 тысяч долларов.
Эксперты ROCKWOOL добавляют, что 60% аварийных ситуаций с трубопроводами происходят вследствие коррозии металла. При этом стоимость ремонта может составлять до 300 тысяч рублей на один метр трубы. В среднем на ремонт повреждений от коррозии под изоляцией уходит около 10% от общего бюджета на обслуживание трубопроводов.
С точки зрения экологической безопасности и рисков для населения серьезные опасения вызывают возможные последствия из-за производственных аварий по причине коррозии. По данным Росприроднадзора, основная причина утечек из резервуаров и трубопроводов — это коррозионные повреждения. Так, в 2020 году из-за коррозии на трубопроводе Оха-Комсомольск-на-Амуре произошел разлив нефтесодержащей жидкости на площади 0,4 га.
К сожалению, коррозия металла приводит не только к экологическим катастрофам, но и к гибели людей. Один из самых резонансных случаев произошел в 2020 году в Перми: в результате прорыва теплотрассы погибли пять человек. Как сообщили в Ростехнадзоре, причиной аварии стал локальный коррозионный износ участка трубопровода вследствие старения антикоррозионного изоляционного покрытия.
Почему возникает коррозия?
В появлении коррозии всегда так или иначе виновата влага, однако ее влияние может быть разным, например:
- общая и точечная коррозия углеродистой стали возникает при контакте влажной среды и углеродистой стали;
- коррозионное растрескивание под действием внешних напряжений нержавеющей стали происходит из-за воздействия водорастворимых хлоридов из воды.
По оценкам ученых, в последние годы появились дополнительные факторы, которые провоцируют новые ЧП из-за самопроизвольного разрушения металлов. В частности, это интенсивное развитие трубопроводной сферы, нефтяной, химической и нефтехимической промышленности, а также устаревание существующего оборудования и несвоевременный ремонт. Кроме того, по словам академика РАН Евгения Каблова, к таким факторам можно отнести и появление новых видов бактерий.
«Воздействие отдельных бактерий привело к тому, что интенсивность коррозии увеличилась на 20–30%. Даже нержавеющие материалы, которые никогда не корродировали, эти бактерии прожигают, как лазер. Они передвигаются по металлической поверхности, и продукты их жизнедеятельности разрушают нержавейку», — рассказывает Евгений Каблов.
Не последнюю роль в возникновении коррозии играет и промышленная изоляция. Сегодня абсолютное большинство трубопроводов изолируются, чтобы снизить теплопотери. И именно под слоем изоляции зачастую и начинается разрушение металла.
Как снизить риски коррозии под изоляцией
Коррозия под изоляцией — это наружная коррозия трубопроводов или оборудования, которая появляется под внешней обшивкой изделия из-за проникновения влаги. Это одна из самых опасных и коварных разновидностей разрушения металла. Дело в том, что очаги коррозии в таких ситуациях скрыты изоляцией и их нелегко вовремя обнаружить. В лучшем случае проблема вскрывается при снятии изоляции во время очередной проверки, в худшем — уже при аварии. Наиболее высокий риск возникновения коррозии возникает на трубопроводах, работающих в циклическом режиме (нагрев-остывание).
О предотвращении коррозии нужно задумываться еще на этапе проектирования. Есть четыре ключевых правила:
- Трубопроводы и оборудование должны проектироваться так, чтобы положение опор, фитингов и прочего максимально способствовало отведению воды.
- На трубопроводы и оборудование необходимо наносить подходящее антикоррозионное покрытие и регулярно проверять его состояние в рамках плана техобслуживания.
- Необходимо выбрать подходящий изоляционный слой, который будет соответствовать назначению и не станет источником дополнительной коррозии.
- Следует подобрать оптимальную систему защиты от атмосферных воздействий. Она должна соответствовать назначению, сочетаться с установленной под ней изоляцией и регулярно проверяться.
Как выбрать подходящую изоляцию?
Обычно при выборе изоляции для трубопроводов и другого оборудования подрядчики уделяют внимание ее теплопроводности и максимальной температуре эксплуатации. Однако для снижения рисков коррозии под изоляцией этого недостаточно, важно учесть причины ее появления. Их всего три: материал впитывает влагу, плохо выводит влагу или же не соответствует по химическому составу. Таким образом, правильная изоляция не должна влиять на стальную конструкцию, поглощать воду и задерживать пар.
«Есть три параметра, которые непосредственно влияют на саморазрушение металла под изоляцией. Во-первых, это химическая инертность: коррозия стали ускоряется, если из изоляционного материала можно выделить кислотные соединения. Поэтому водная вытяжка из изоляционного материала должна быть слегка щелочной. Во-вторых, это содержание хлоридов. Они могут выщелачиваться и приводить к растрескиванию под внешним напряжением. Уровень содержания подверженных водному выщелачиванию хлоридов в изоляционном материале должен быть выше 10 мг/кг. В-третьих, это водоотталкивающее свойство: водопоглощение должно быть не более 1 кг/м2», — рассказывает Роман Бочков, менеджер по развитию направления Техническая изоляция и Огнезащита компании ROCKWOOL Россия.
Национальная ассоциация инженеров-коррозионистов (NACE) провела ряд испытаний, чтобы проверить, какие именно изоляционные материалы соответствуют перечисленным свойствам. Оказалось, что самый оптимальный вариант для промышленного применения — это каменная вата. Во время испытаний этот материал показал самую низкую площадь повреждения поверхности: всего 32%, в то время как у изоляции из стекловаты этот показатель составил 42%, у пеностекла — 70%, а у ПИР — все 100%. Максимальная глубина повреждения металла при изоляции каменной ватой тоже оказалась самой низкой (всего 40 мкм), а максимальная скорость коррозии — самой медленной из всех (0,5 мм в год)[2].
Аналогичные испытания провела и лаборатория МГУ: каменную вату с содержанием водорастворимых хлоридов менее 10 мг/кг сравнили с каменной ватой с высоким содержанием хлоридов, а также со стеклянной ватой, синтетическим каучуком, пеностеклом и пенополиуретаном. Среди всех перечисленных материалов для промышленной изоляции лучшие результаты продемонстрировал первый образец: скорость коррозии при использовании каменной ваты с низким содержанием водорастворимых хлоридов составила всего 0,23 мм в год. Для сравнения: под изоляцией из каучука коррозия развивается со скоростью 0,52 мм в год, а под пенополиуретаном — 0,75 мм в год.
«Мы регулярно проводим собственные исследования проблематики возникновения коррозии под изоляцией, ориентируясь, в том числе и на рекомендации NACE. Результатом этой работы стала специализированная линейка прошивных матов и навивных цилиндров из каменной ваты ProRox с низким содержанием водорастворимых хлоридов (меньше 10 мг/кг). Испытания показали, что применение такой изоляции увеличивает ресурс трубопроводов от 11 до 17 % по сравнению с изоляцией из каменной ваты с высоким содержанием водорастворимых хлоридов», — добавляет Роман Бочков.
Прошивные маты и цилиндры ProRox гидрофобизированы, что обеспечивает эффективную защиту от проникновения влаги по всей толщине её слоя. Кроме того, она не препятствует проходу пара, что снижает риск образования конденсата. Такая изоляция доказывает свою эффективность даже на предприятии в условиях Крайнего Севера.
Коррозия металла — неизбежный процесс, однако это не повод оставить попытки и прекратить бороться с ней. Современные разработки предлагают эффективные методы защиты технических сооружений от подобных повреждений и позволяют существенно снизить скорость саморазрушения металлов. А значит — избежать колоссального ущерба.
[1] По данным Института физической химии РАН, https://tribune-scientists.ru/articles/357
[2] ASTM – G189-07 Standard Guide for Laboratory Simulation of Corrosion Under Insulation. Испытания NACE