Технология изготовления цельнотянутая труба

Процесс производства бесшовной трубы

Технология промышленного производства бесшовной трубы невероятно сложна и трудоемка. Каждый этап требует огромных затрат энергии и материалов.

Такие трубы часто используются для транспортировки стерильных сред, например молока, поэтому к их изготовлению предъявляются самые строгие требования.

Основное конкурентное преимущество бесшовных труб — отсутствие сварных швов, являющихся самым уязвимым местом любой сварной трубы. По этому к процедуре соединения предъявляются высокие требования надежности.Описание способа горячекатаного прокатаНержавеющий металл должен быть очищен от посторонних примесей, а сам процесс производства — тщательно контролироваться на всех этапах:Металлическая заготовка из легированной стали разогревается до определённой температуры в печи1250—1300°С .Нагретая докрасна, она подается на прессовально-прошивочный стан, где гигантское шило «пуансон «из специального состава, пронизывает заготовку насквозь, с напылением смазки на пуансон. (Рис.1)

После этого будущая труба раскатывается валиками до заданной длины, с требуемыми показателями толщины стенок, наружного и внутреннего диаметра.Готовый элемент остывает и подвергается конечной калибровке в специальной емкости.

Заключительный этап — подготовка отрезков необходимой длины и маркировка готовых к продаже изделий.Некоторые марки бесшовных стальных труб подвергаются особой процедуре дополнительной закалки. Изделие нагревается, после чего быстро охлаждается. Повторенная несколько раз, процедура перестраивает молекулярную решетку стали, сообщая ей новые свойства.

©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/UzqeZdHV9Sc

Для производства бесшовных труб из нержавеющей стали применяются следующие марки стали:

12Х18Н10Т. Наиболее устойчива к коррозии, используется чаще других. Легирующие добавки: никель, титан и хром. Хром усиливает антикоррозийные свойства, титан усиливает прочность, никель сообщает сплаву необходимую пластичность.

10Х17Н13М2Т. Отлично подходит для транспортировки химикатов с высокой кислотностью. Главные потребители такой продукции — химические и медицинские предприятия, пищевые производства

06ХН28МДТ. Успешно эксплуатируется в нефтехимической и металлургической отраслях.

10Х23Н18. Высоколегированный сорт стали, обладающий повышенной устойчивостью к большим температурам и воздействию открытого огня. Трубы из такой стали находят применение в строительстве камер для сжигания топлива, высокотемпературных котлов. Легко выдерживают продолжительное воздействие температур до 1100 °C.

Рис. 1 Схема прошивки заготовки пуансоном

Схема работы стана © mv-steel.ru

Технические характеристикиБесшовные трубы из нержавеющей стали выгодно отличаются показателями прочности и устойчивости к образованию ржавчины. Отсутствие сварных швов гарантированно защищает изделия от околошовной коррозии.

В сравнении с электросварными аналогами можно выделить ряд преимуществ:Труба не имеет сварного шва — самого слабого участка изделия.Имеет одинаковую прочность на всем протяжении.Помимо этого, такие трубы эффективно эксплуатируются при высоких показателях давления носителя, и способны противостоять разрушительным внешним воздействиям. Это дает возможность использовать их в условиях повышенной влажности, высоких и низких температур окружающей среды. Пороговое значение температуры для простого носителя составляет 800 °C, для агрессивных химикатов — 350 °C.

Из прочих важных характеристик можно отметить:

Сопротивление материала на разрыв — не менее 529 Н/кв.мм.Показатель относительного удлинения — не менее 40%.Содержание серы в стали не — менее 0,02%.

Допустимая кривизна изделий также жестко регламентирована и не должна превышать следующих значений:

Трубы с толщиной стенок свыше 0,5 мм — 1 мм на 1 м длины.Изделия с толщиной стенок менее 0,5 мм и сечением свыше 15 мм — 2 мм на 1 м длины.

Виды бесшовных труб

В зависимости от технологии производства, промышленность предлагает потребителям два типа изделий: горячекатаные и холоднокатаные трубы.

Можно также встретить термин горячепрессованные или горячедеформированные. Выпускаются по ГОСТ 9940-81. Технология горячей прокатки не позволяет делать трубы малых диаметров. Кроме того, в этом случае не всегда удается получить идеально гладкую поверхность трубы и гарантировать точность размеров.

Иначе — холоднотянутые или холоднодеформированные. Их производство регламентируется ГОСТ 9941-81. От горячекатаных отличаются, в первую очередь, меньшим сечением и тонкими стенками. Поверхность труб при таком способе производства более гладкая. При выпуске изделий с отличным от круглого типом сечения (прямоугольник, звезда, овал, шестигранник ) используется только метод холодной деформации.

Толстостенные и тонкостенные трубы

Другой критерий — толщина стенки изделия. Этот показатель во многом определяет сферу применения трубного материала. Разделяют толстостенные и тонкостенные стальные трубы:

Горячекатаная бесшовная труба имеет диаметр 28-426 мм, при толщине стенки — 3-40 мм.Холодный прокат допускает производство труб диаметром 0,3-450 мм с толщиной стенок 0,06-12 мм.

Резка труб осуществляется под прямым углом. Область спила в обязательном порядке зачищается от неровностей и заусенцев. Поверхность изделия должна иметь однородную структуру, без трещин, вмятин или закатов.

Производство бесшовных труб

Бесшовные трубы изготавливаются из монолитного металла, цельный корпус не имеет швов и других соединений. Это повышает устойчивость к перепадам давления и действиям агрессивных сред, увеличивает стойкость к разрывам.

Главное преимущество этой категории — герметичность, кроме этого исключаются все неблагоприятные факторы, связанные со сварным соединением: остаточные напряжения, микроскопические неровности и наплывы. По бесшовной технологии выпускают толстостенный и тонкостенный трбопрокапрокат: от 0,3 до 75 мм. Для получения равноценных показателей прочности требуется меньшее количества сырья, чем в производстве прямошовных аналогов, следовательно снижается вес конструкций. Изделия с большой толщиной стенки имеют повышенный запас стойкости к механическим воздействиям.

Стальные бесшовные трубы классифицируют по способу производства:

  • Горячекатаные;
  • Холоднокатаные;
  • Цельнотянутые.
  • Повышенная устойчивость к внутренним и внешним нагрузкам;
  • Снижение металлоемкости;
  • Стойкость к коррозии за счет отсутствия микродефектов, присущих сварным швам;
  • Абсолютное исключение завоздушивания среды.
  • Отличная обрабатываемость при изготовлении гнутых деталей: отводов, змеевиков.

Несмотря на преимущества, применение не всегда оказывается целесообразным. В коммунальных сетях практически отсутствуют нагрузки, которые не может выдержать недорогой электросварной прокат. Затраты на производство являются основной причиной, по которой повсеместное использование ограничивается. Пока ни одна из применяемых технологий не позволяет выпускать изделия с диаметром более 550 мм. Этого не всегда достаточно для обеспечения требований к пропускной способности в магистральных линиях.

Техника безопасносности запрещает использование трубного проката с цельным корпусом для транспорта взрывчатых и пожароопасных веществ.

Виды бесшовных труб

Горячекатаные

Так как производство обычно включает несколько операций, технологический процесс организуют с помощью автоматических линий. Заготовкой для горячекатаной продукции служит слиток. Производственный цикл состоит из следующих этапов:

  • Разогрев заготовки в кольцевой печи;
  • Прошивка (прокалывание);
  • Раскатка гильзы, заготовка принимает цилиндрическую форму;
  • Обкатка до параметров трубы;
  • Калибровка, редуцирование (когда нужна небольшая толщина стенки);
  • Охлаждение;
  • Стабилизирующий отжиг.

В зависимости от характеристик сплава слиток нагревают до 1100-1250 С⁰. Сразу после отжига поверхность металла покрыта окалиной. Если предусмотрены дополнительные требования, полуфабрикаты очищают в кислотном растворе, шлифуют и наносят покрытие. Технические условия отражены в регламенте ГОСТ 32528-2013, а сортамент в ГОСТ 8232-78 (кроме этого действует старый стандарт ГОСТ 8734-75 с уточнениями).

Структура металла при горячей обработке сохраняет пластичность и ударную вязкость, при эксплуатации такой трубопровод гасит вибрации, выдерживает значительный вес грунта.

Холоднодеформированные

Холоднодеформированный трубопрокат изготовить сложнее. Сталь без нагрева обрабатывается медленнее, циклы раскатки перемежаются со стабилизирующей термообработкой, очисткой, сушкой в специальной камере, нанесением смазок.

Заготовкой служит отцентрованная цилиндрическая форма (гильза). Для раскатки чаще всего используют трехвалковые станы. Валки размещаются с уклоном, от величины угла зависят параметры будущего изделия. Учитывается предел прочности сплава, при котором дальнейшая деформация невозможна без разрывов. Несмотря на то, что технологию называют холодной, от трения сталь разогревается до значительных температур.

При холодной деформации структура металла вытягиваются в направлении приложения усилий, во время термообработки происходит рекристаллизация, зерна измельчаются и строение снова становится однородным. Таким образом, прочность закладывается на молекулярном уровне, при этом число повторяющихся циклов может достигать 17. Технические условия регулируются регламентом ГОСТ P 54159-2010, типоразмеры приведены в ГОСТ 8734-75.

К холоднодеформируемому сортаменту применяют дополнительную классификацию по толщине стенки:

  • Особотонкостенные — до 0,5 мм.;
  • Тонкостенные — до 1,5 м
  • Толстостенные — отношение наружного диаметра к толщине стенки не более 6;
  • Особотолстостенные — отношение наружного диаметра к толщине стенки от 6 до 12,5.

Холодным методом производят трубопрокат малого веса и высокой точности, в том числе капиллярные трубки. Готовые полуфабрикаты используют для монтажа трубопроводных систем, контуров теплообменного оборудования, изготовления змеевиков и различных деталей.

Цельнотянутые

Цельнотянутые трубы часто путают с остальной бесшовной продукцией, но их нельзя отнести к горячекатаным или холоднокатаным. Специальные болванки нагревают и протягивают через стан, раскатывающие станки не применяются. Изделия отличаются незначительным тепловым удлинением, используются для поставок пара, в авиации, атомной промышленности и других узкоспециальных областях. Учитывая специфическое назначение, для углеродистых сталей сразу предусматривают коррозионно-стойкие покрытия.

Читайте также  Ручная дуговая электросварка труб

Сферы применения

Основная функция бесшовной трубы — транспортировка сред под давлением или работа с особо-опасными веществами, когда протечки или разрывы могут угрожать безопасности людей или нанести вред экологии. Каждый вид имеет свои достоинства и технические параметры.

Технология производства горячекатаного проката самая простая, металлопродукция универсальна и используется во всех отраслях промышленности.

  • В городских инженерных сетях: толстостенные изделия выдерживает нагрузки грунта, сокращают теплопотери;
  • Передача горячих сред любого назначения;
  • Транспортировка газа, нефти, организация технологических и промысловых трубопроводов;
  • В качестве свай, столбов, опорных элементов, обсадных труб;
  • Для изготовления тройников, отводов для трубопроводных систем;
  • Детали агрегатов, котельных установок, автомобилей.

Цельнотянутый трубопрокат — самый дорогой и металлоемкий, толщина стенок может достигать 10% от диаметра. Основное отличие — низкое тепловое расширение. Продукция используется при прокладке магистральных и технологических трубопроводов в энергетическом секторе, нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях.

Холоднокатаные полуфабрикаты отличаются высокой точностью, малым весом, могут быть тонкостенными и толстостенными. Область применения довольно широка. Благодаря однородной структуре металла трубы легко справляются с перепадами напора, идеально-ровная внутренняя поверхность увеличивает пропускную способность и повышает коррозионную стойкость. Единственное ограничение: плохая устойчивость к ударным и растягивающим нагрузкам.

  • Технологические трубопроводы на пищевых и промышленных производствах;
  • Гидравлические установки, теплообменное оборудование;
  • Приборостроение, например капиллярные трубки применяют в аппаратах дозирования;
  • Змеевики, спирали, поршневые механизмы;
  • Приборы экспериментальных лабораторий;
  • Авиация и судостроение: ценится высокая прочность и небольшой вес;
  • Выхлопные системы автомобилей, дымоходы печного оборудования;
  • Металлоконструкции, перила, ограждения.

При транспортировке питьевой воды, в химической промышленности и на пищевых предприятиях, предъявляют особые требования к химическому составу: ограничивается содержание вредных примесей и элементов, вступающих в реакции с конкретными средами.

Способы монтажа и соединения

Монтаж трубопроводов принципиально не отличается от возведения конструкций из прямошовных аналогов. Сварное соединение наиболее надежно и применяется для систем с высоким давлением, при работе с кислотами и щелочами. Для сред низкой агрессивности с температурой до 100 С⁰ допускается крепление на резьбе, но при вибрационных воздействиях возможно самопроизвольное отвинчивание.

  • Сварка: выбор метода зависит от технических параметров;
  • Резьба: если позволяет толщина металла нарезается производителем или на токарном станке, для герметизации применяют уплотнители.
  • Особотонкостенные (до 20 мм) — газовая сварка. Аппараты малой мощности не вызывают перегрева и позволяют выполнить аккуратный шов даже новичку.
  • Тонкостенные (от 20 мм) — электросварка встык;
  • Толстостенные — электросварка после снятия V-образной фаски.

Для организации разводки применяются приварные и резьбовые фасонные детали, направление изменяют трубогибами. Для инженерных сетей с давлением до 250 кгс/см² можно использовать воротниковые фланцы.

Нередко бесшовные трубы изготавливают из нержавеющих сталей, специальных сплавов и цветных металлов. В таком случае монтаж проводят в соответствии с технической документацией, подбирают способ и режимы сваривания, электроды. При выборе методов сварки учитывают назначение трубопровода: для некоторых систем крайне важна химическая стойкость шва, для других — термостойкость.

Процесс производства труб — бесшовные и сварные трубы

Процесс производства бесшовных труб

Бесшовная труба является самой прочной среди всех типов труб, поскольку имеет однородную структуру по всей длине трубы.

Бесшовные трубы производятся в разных размерах и шедулов. Однако есть ограничение на изготовление труб большого диаметра. Бесшовные трубы широко используются при изготовлении фитингов, таких как изгибы, отводы и тройники.

Процесс оправки

В процессе производства труб на стане для прокатки бесшовных труб на оправке стальная заготовка нагревается до высокой температуры во вращающейся печи. Цилиндрическая полость, которая также известна как маточная полость, изготавливается с помощью роторного пробойника и набора роликов, который удерживает пробойник в центре заготовки. Наружный диаметр пробойника приблизительно равен внутреннему диаметру готовой трубы. С помощью этого достигается вторичный наружный диаметр и толщина роликов.

Металлическая заготовка — печь с вращающимся подом — прошивной пресс — непрерывный трубопрокатный стан с удерживаемой оправкой — печь с шагающим балочным подом — редукционно-растяжной трубопрокатный стан — стеллаж для охлаждения — послойная резка — правильный пресс — резка торцов — труба.

Завод по производству труб со штоком Маннесманн

Маннесман это немецкий инженер, который изобрел этот процесс производства труб. Единственное различие между процессом станка со штепсельной вилкой и процессом станка с оправкой состоит в том, что в способе оправки внутренний диаметр достигается за один проход, тогда как в Маннесмане возможно многоступенчатое сокращение.

Металлическая заготовка — вращающаяся печь — центрирование заготовки — прошивка — относительное удлинение при разрыве — горячая прокатка труб на оправке — стан прокатки — повторный нагрев — калибровка труб — охлаждающий под — резка концов — правка — гидроиспытания — аустенизационная печь — быстрое охлаждение — закалочная печь — горячая колибровка — правка — торцовка — испытание без разрушения — нарезания резьбы — соединительный фитинг — тестирование оправки — гидроиспытания — готовая труба.

Процесс изготовления кованой бесшовной трубы

В процессе изготовления кованой трубы нагретую заготовку помещают в ковочную матрицу, диаметр которой немного больше, чем у готовой трубы. Гидравлический пресс ковочного молота с соответствующим внутренним диаметром используется для создания цилиндрической ковки. Как только эта ковка сделана, труба подвергается механической обработке для достижения окончательного размера. Процесс изготовления кованой трубы применяется для изготовления бесшовных труб большого диаметра, которые невозможно изготовить традиционными методами. Кованые трубы обычно используются для парового коллектора.

Литая заготовка Волока

Экструзионные процессы

При изготовлении экструзионной трубы нагретую заготовку помещают внутрь матрицы. Гидравлический таран прижимает заготовку к прокалывающей оправке, материал протекает из цилиндрической полости между головкой и оправкой. Это действие производит трубы из заготовки. Иногда изготавливаемые трубы производят трубы с большой толщиной, известной как матовая впадина. Многие производимые вторичные трубы использовали эту материнскую полость для производства труб с различными размерами.

Горячее прессование Холодное /горячее прессование

Производство сварных труб

Сварные трубы изготавливаются из пластин или непрерывных катушек или полос. Чтобы изготовить сварную трубу, первая пластина или рулон катятся в круглом сечении с помощью листогибочной машины или с помощью ролика в случае продолжения процесса. После того, как круглое сечение откатано от плиты, труба может быть сварена с присадочным материалом или без него. Сварные трубы могут быть изготовлены в большом размере без каких-либо ограничений сверху. Сварные трубы с присадочным материалом могут быть использованы при изготовлении изгибов большого радиуса и отвода. Сварные трубы дешевле по сравнению с бесшовными, а также слабые из-за сварки.

Существуют различные методы сварки, используемые для сварки трубы:

  • ERW — электрическая сварка сопротивлением
  • EFW — электрическая сварка плавлением
  • HFW- высокочастотная сварка
  • SAW — дуговая сварка под флюсом (длинный шов и спиральный шов)

ERW процесс производства стальных труб

В процессе производства труб ERW / EFW / HFW первая пластина формируется в цилиндрической форме, а продольные кромки сформированного цилиндра свариваются методом мгновенной сварки, низкочастотной контактной сварки, высокочастотной индукционной сварки или высокочастотной сварки или сваркой сопротивлением.

Горячая катушка — фрезерный станок — фасонная прокатка — сварка — тепловая обработка — установление размеров — резка

SAW Производство труб

В процессе сварки SAW внешний присадочный металл (проволочные электроды) используется для соединения формованных пластин. SAW трубы могут иметь один продольный шов, двойной продольный шов в зависимости от размера трубы. Труба SAW также доступна в спиральном шве, который непрерывно катится от единственной пластины катушки. Производительность спиральной SAW трубы очень высока по сравнению с прямой SAW трубой. Однако трубы спиральной SAW используются только в сервисах низкого давления, таких как водоснабжение, некритические технологические процессы и т. д.

Как делают бесшовные трубы

Бесшовные трубы — это разновидность металлопроката, технология производства которого предусматривает отсутствие каких-либо швов по всей длине изделий. Такие детали не содержат и других соединений. Такие сплошные заготовки изготавливаются на специальных прокатных станках. Поэтому производственный процесс получил название «прокатка».

Бесшовные трубы являются цельными изделиями и не содержат швов, а также других соединений. В первую очередь в зависимости от технологии производства бесшовные трубы подразделяются на два вида:

Также существуют цельнотянутые детали, которые относятся к особой группе бесшовного металлопроката. Такие изделия отличаются тем, что имеют толстые стенки.

Изделия, которые имеют шов, в свою очередь, выполняются с помощью двух основных методов:

Читайте также  Типы соединения труб в система

— сварка (заготовка сваривается по спирали);

— фальцовка (согнутый лист закрепляется продольно специальным фальцем).

Бесшовные трубы отличаются высокими прочностными характеристиками, поэтому их, как правило, используют в коммуникациях с высокими показателями давления.

Материалом для таких деталей в большинстве случаев выступает сталь. Это связано с тем, что этот материал обладает высокой прочностью. Рассмотрим и другие достоинства этих изделий:

высокий коэффициент теплопроводности;

низкий показатель линейного расширения;

антикоррозийная стойкость толстостенной продукции.

К основным недостаткам таких изделий можно отнести:

Для того, чтобы проложить коммуникацию из таких труб, важен правильный расчёт основных параметров. К ним можно отнести показатели сечения труб и толщину их стенок.

Бесшовные трубы используются в ответственных конструкциях, которые работают под высоким давлением. Для транспортировки токсичных веществ применяются преимущественно горячекатаные бесшовные изделия.

Кроме этого, изделия, выполненные методом горячей прокатки, широко эксплуатируются в автомобилестроении, авиации и т. д. А также используются для транспортировки агрессивных химических веществ и нефти (химическая и нефтяная отрасли).

Использование таких деталей также востребовано в коммунальной сфере. Из них монтируются различные хозяйственные коммуникации, которые осуществляют транспортировку горячей воды, холодной воды, газа, а также отвод стоков (канализационная система).

В угледобывающей сфере такие изделия используются для отвода пара и других продуктов от оборудования. Кроме этого, сплошные трубы используются в оборонной промышленности, кораблестроении, металлургии. Обширность эксплуатации бесшовных изделий объясняется их высокой надёжностью. Из них выполняются довольно сложные, с конструктивной точки зрения, коммуникации, которые используются в тяжелых областях производства.

Как делают бесшовную трубу с помощью метода горячей прокатки? Этот процесс сопровождается большими финансовыми расходами, поэтому стоимость таких изделий также является довольно большой. Рассмотрим поэтапно производство бесшовных труб, посредством наиболее популярного метода — горячей прокатки:

На первом этапе происходит подготовительная работа. Заготовка подготавливается к последующей обработке. Заготовка является полым элементом, который имеет определённые показатели сечения и длины. Изготовление такой заготовки происходит из особого вида стали. Перед прокаткой этого первичного элемента, его нагревают до высоких температур (1180–1200 °C).

На втором этапе выполняется формирование гильзы. Гильзу получают с помощью специального высокомощного сверла, которое пробуривает в заготовке отверстие определённых размеров. После завершения процесса деталь уже напоминает трубу, однако, не является окончательным продуктом.

И, наконец, на третьем этапе происходит основной процесс — прокатка. Прокатка включает в себя ряд процессов: гильзу помещают на специальные прокатные станки, в состав которых входит несколько валиков, далее расположенная между двумя валиками гильза постепенно вытягивается в одном из направлений. Элементом контроля диаметра будущей трубы выступает специальный ограничительный элемент.

Для того, чтобы готовая труба соответствовала необходимым параметрам, вышеперечисленные манипуляции проводятся несколько раз, до получения нужного изделия.

А также стоит отметить, что производство бесшовных труб — сложный процесс, который требует соблюдения всех технических норм и правил безопасности. Производство бесшовного металлопроката выполняется только на специальных предприятиях, оснащённых всем необходимым для этого оборудованием.

Холоднокатаные изделия отличаются высокими прочностными характеристиками, а также имеют идеально гладкую поверхность, что является очень важным фактором для различных коммуникаций.

Как делают трубы с помощью холодной прокатки? Рассмотрим поэтапно этот процесс:

В первую очередь заготовка проходит комплекс мер по очистке. К таким мерам можно отнести:

очистка с помощью химических веществ;

Помимо этого, стоит отметить, что нередко заготовка обрабатывается фосфатами или медью, что повышает её прочностные характеристики. Впоследствии такие изделия имеют хорошую резистентность к деформации.

Затем с помощью валиков происходит формирование круглого сечения. Стоит отметить, что угол поворота валиков может меняться, что, в свою очередь, влечёт смену калибра трубы.

При выполнении круглого калибра трубы, обладающей большим диаметром, проводится дополнительная процедура — сжатие.

В случае необходимости уменьшения показателя сечения изделия, процесс повторяется, после чего необходимым условием является проведение дополнительных процедур — протравки и промывки.

Разновидности трубных изделий без швов

Бесшовные или литые изделия в первую очередь классифицируются по длине и бывают:

— кратные мерной длине;

По ГОСТу существует чёткое подразделение бесшовных труб по размерам. Например, показатели сечения горячекатаных бесшовных изделий варьируются от 25 до 700 мм, а толщина их стенок может быть от 2,5 до 75 мм. Длина немерных деталей колеблется от 4 до 12 м. Холоднотянутые изделия имеют показатели сечения от 8 до 450 мм и толщину стенки — 20 мм. Длина холоднотянутых бесшовных деталей колеблется в пределах от 4,5 до 9 м.

Цельнотянутые трубы подразделяются на 4 основные категории, каждая из которых, в свою очередь, имеет по 4 подгруппы.

Цельнотянутые детали считаются наиболее надёжными, так как обладают самыми высокими прочностными характеристиками и выпускаются из литых заготовок. В процессе изготовления цельнотянутой трубы в монолитной заготовке выполняется отверстие, имеющее необходимые показатели сечения. Стоит также отметить, что в случае с цельнотянутыми стальными изделиями толщина их стенок составляет — 6–13 мм.

Труба цельнотянутая – идеальный товарищ, но не каждому по карману

Цельнотянутая труба – один из самых дорогих типов металлопроката, а все из-за сложностей производства. При этом такое изделие отличается повышенной надежностью и обязательно изготавливается в соответствии с государственными стандартами. В нашей статье мы уделим внимание характеристикам материала и подробно остановимся на процессе изготовления.

1 Достоинства и недостатки сплошной конструкции

Область использования таких труб довольно обширная, и все благодаря их неоспоримым достоинствам, о которых мы сейчас и поговорим. Отсутствие швов делает продукцию практически неуязвимой. Трубы отличаются небольшим линейным расширением, вызванным воздействием высоких температур, не боятся высокого давления, коррозионно-устойчивы. Степень теплопроводности зависит от металла, как правильно, она находится на высоком уровне.

Идеально гладкая внутренняя поверхность способствует лучшей пропускаемости. По сравнению со сварными конструкциями такие трубы имеют гораздо лучшие показатели прочности и устойчивости к внешнему воздействию. Их изготавливают из различных марок сталей, которые во многом определяют сферу использования. Существует множество вариаций соединения таких труб, нужный способ подбирается в зависимости от типа сооружения. При этом, чтобы конструкция получилась достаточно надежной, к монтажу предъявляются особые требования.

Скажем несколько слов и о недостатках. Толстостенные изделия обычно славятся высокими антикоррозионными свойствами, при этом страдает их гибкость, что может вызвать некоторые трудности при проведении ремонтно-строительных работ. К тому же, для их производства необходимо специальное дорогое оборудование, да и саму технологию простой назвать нельзя. Все это в сочетании с дорогими материалами негативно сказывается на себестоимости продукции, и в некоторых случаях ее использование попросту нецелесообразно.

2 Виды цельнотянутых труб – тонкие и толстые стенки

Классификация этого типа металлопроката проводится в зависимости от толщины стенки. Если она толще диаметра, то бесшовная труба относится к особо толстостенному типу. Также существует просто толстостенные, тонкостенные и особо тонкостенные элементы. В первом случае толщина металла стенки варьируется в пределах от 5 до 10 % диаметра, во втором – от 2,5 до 5 %, а в третьем не превышает 2,5 %. Кроме того, существуют обыкновенные, усиленные и легкие конструкции. Если необходимо изделие, отличающееся повышенной стойкостью к коррозии, то обратить внимание следует на усиленные элементы, а вот легкие прекрасно поддаются гибке.

Отличается и материал, из которого производят продукцию. Наиболее часто используются различные марки сталей, однако существуют трубы, изготовленные из иных сплавов и даже цветных металлов. Благодаря такому разнообразию каждый сможет подобрать товар в зависимости от цели. Кроме того, такие трубы могут производить по разным технологиям. Существуют горяче- и холоднокатаные изделия, и их главным сходством можно назвать отсутствие швов. А вот об особенностях изготовления и требованиях мы поговорим дальше.

3 Где пригодится изделие – многообразие сфер

Благодаря высоким прочностным показателям, эти трубы нашли свое применение во многих отраслях человеческой жизнедеятельности, но все же основным следует считать монтаж различных магистралей. Они используются в нефтяной и газовой промышленности для транспортировки топлива. А отсутствие сварных швов и абсолютно гладкая внутренняя поверхность делает их главными элементами трубопровода, по которому подается питьевая вода. Но если в коммунальной сфере можно использовать и иные типы полых изделий, то для транспортировки агрессивных веществ, подающихся под высоким давлением либо повышенных температурах, именно бесшовная труба будет выступать незаменимым элементом.

Однако на этом область применения еще не заканчивается. Без них трудно представить атомную промышленность. Изделия используются в машино-, авиа-, судо-, вагоно- и тракторостроении, где они прекрасно справляются с задачами вала передачи вращения и не только. Строительство, монтаж буровых вышек и угольных шахт – в этих нишах также необходимы цельнотянутые полые элементы. Их целесообразно применять в сложных эксплуатационных условиях, которые простой металл и сварочные швы могут не выдержать. Стоит сказать, что монолитные изделия нашли себя даже в тяжелой оборонной промышленности.

Читайте также  Труба стальная в изоляции паспорт

4 Требования стандартов к продукции

Все требования, предъявляемые к холоднодеформированной продукции. изложены подробно в ГОСТ 8734–75, и сейчас мы немного остановимся на них. Бесшовная труба такого типа выпускается мерной и немерной длины. В первом случае этот параметр находится в пределах от 1,5 до 11,5 м, во втором – 4,5–9м. Предельные отклонения составляют не более 10 мм. По требованию заказчика изделия мерной длины могут быть от 4 до 9 м, а предельные отклонения в этом случае остаются прежними. Трубы кратной мерной длины выпускаются от 1,5 до 9 м. Более подробно с размерами и предельными отклонениями изделия можно ознакомиться, заглянув в техническую документацию.

Обычно такая продукция изготавливается в соответствии с наружным диаметром и толщиной стенки. Но по требованию заказчика производители могут ориентироваться и на иные параметры, например, оба диаметра и разностенность, либо учитывать внутренний диаметр и толщину стенки. Также по желанию потребителя могут быть комбинированные предельные отклонения. Например, по толщине стенки изделие изготавливается повышенной точности, а вот по диаметру – обычной.

Производитель обязан следить, чтобы ни овальность, ни разностенность изделия не выводили его за пределы допустимых отклонений. В ГОСТ также приведены и значения возможной кривизны. Для труб диаметром до 8 мм она должна быть менее 3 мм. Причем с увеличением диаметра этот параметр наоборот уменьшается. А вот когда диаметр изделия находится в пределах от 8 до 10 мм, тогда максимально допустимая кривизна составляет всего 2 мм на метр длины. Если диаметр превышает 10 мм, то возможная кривизна и вовсе не должна быть более 1,5 мм.

Существует бесшовная труба специального назначения, выпускаемая в соответствии с ГОСТ 9941–81. Этот тип металлопроката также бывает мерной, кратной и немерной длины. Толщина стенки колеблется в пределах от 0,3 до 24 мм, а диаметр 5–250 мм. Допустимая кривизна зависит от параметров. Например, для труб диаметром свыше 5 мм и с толщиной металла от 0,5 мм этот показатель не может быть более 1 мм на метр. А вот у изделий, толщина стенок которых менее вышеуказанного значения, а диаметр больше 15 мм, кривизна может достигать 2 мм.

Края металлопроката обрезаются под углом 90° и не должны иметь дефектов. По требованию потребителя на концах изделий могут наноситься специальные фаски под сварку. При этом такое допускается только в случае, когда толщина металла превышает 5 мм.

Особые требования в этом случае предъявляются и к металлу изделия. Например, химический состав стали должен соответствовать ГОСТ 5632. Причем очень важно, чтобы доля вредных примесей, а именно серы, не превышала 0,02%. Согласно ГОСТ, изделия термически обрабатываются, однако по просьбе потребителя эту операцию можно не проводить. На поверхности не допускается наличие следующих дефектов: закаты, плены, рванины и трещины. Исключением выступают только трубы, не прошедшие зачистку. В этом случае на них могут присутствовать единичные плены, риски либо небольшие вмятины, но только при условии, что вышеуказанные дефекты не отразятся на толщине стенки и диаметре предмета.

Бесшовная труба такого качества по требованию заказчика должна свободно выдерживать гидравлическое давление. Более подробно нормы оговариваются в ГОСТ 3845. Также изделия могут проходить дополнительный контроль ультразвуком. А вот горячедеформированные трубы должны соответствовать нормам, оговоренным в ГОСТ 8732–78. В этой технической документации приведены таблицы с размерами изделий. Бесшовная горячедеформированная труба мерной и немерной длины выпускается от 4 000 до 125 000 мм. Если речь идет о длине, кратной мерной, то возможен небольшой припуск, не превышающий 5 мм на каждый рез. Предельные отклонения составляют +15 мм для изделий более 6000 мм и +10 мм в случае, когда труба короче указанной длины.

Овальность и разностенность пустотелого предмета не должны выводить за пределы нормы диаметр и толщину стенок. Рассмотрим значения допустимой кривизны. Этот параметр, как и в предыдущих случаях, зависит от толщины стенок элемента. Например, если она менее 20 мм, то этот параметр не может превышать 1,5 мм. Если толщина металла колеблется в пределах от 20 до 30 мм, то допустимой считается кривизна 2 мм. А вот для более толстостенных труб она может составлять даже 4 мм. Все приведенные значения соответствуют 1 м изделия.

5 Как проводятся испытания и проверка качества?

Бесшовная труба повышенного качества обязательно подвергается ряду испытаний, ведь в дальнейшем она будет частью весьма ответственных конструкций. Убедившись в том, что поверхность изделия не имеет никаких дефектов, с помощью специальных приборов измеряется длина, кривизна, овальность и диаметр полого предмета. Кроме того, обязательными являются испытания на растяжение, которые проводятся в соответствии с ГОСТ 10006–80. Определяют относительное удлинение и сужение элемента после разрыва, предел текучести материала и его временное сопротивление.

Еще бесшовная труба подвергается испытаниям на растяжение при повышенных температурах (ГОСТ 19040–81). В этом случае определяются характеристики материала при воздействии температур от 35 до 1200 °С. Эти элементы должны пройти и испытания гидравлическим давлением, в противном случае необходимо проводить контроль качества каждого изделия. В ГОСТ 17410 оговариваются условия проведения ультразвукового контроля. Если хотя бы по одному из показателей результаты неудовлетворительные, то проводят повторные испытания, но уже берется удвоенное количество образцов.

6 В чем состоит секрет производства?

Сперва рассмотрим технологический процесс изготовления горячекатаных труб. Следует отметить, что это производство состоит из нескольких этапов. В качестве сырья выступают специальные заготовки. Они могут быть кованными, катанными либо непрерывно литыми и даже слитками. Тип этого элемента влияет на качество и класс прочности готовой продукции. Сначала заготовки поступают на специальные станы либо прессы, где формируется гильза. Далее необходимо увеличить диаметр гильзы до нужного размера. На этом этапе проводится и выравнивание поверхности будущей трубы. После этого изделие поступает на специальный обкатный стан.

Затем трубы идут на стан непрерывной горячей прокатки, и в завершении следует этап холодной калибровки. При необходимости на изделие наносится резьба. Процесс формирования гильзы проходит на специальных станках, состоящих из грибовидных или конусных валков, вращающихся в одну сторону. Они располагаются в вертикальной плоскости и имеют небольшой наклон, всего несколько градусов. На заготовку, расположенную между осей, воздействуют вращательно-поступательные движения. В результате уменьшается ее сечение, а в осевой части образуется небольшое отверстие.

Чтобы увеличить диаметр, необходима специальная оправка. Она устанавливается между валами, и во время последующих проходов металлическая гильза уже насаживается на нее. С помощью направляющих линеек и непроводных роликов можно избежать смещения конструкции. Существуют различные автоматические установки, с помощью которых происходит корректировка диаметра. Работают они по следующему принципу: специальная оправка вставляется в калибр таким образом, чтобы между этими двумя частями был зазор, равный толщине стенки будущего изделия. Затем бесшовная труба подвергается прокатке. Причем каждый раз оправка разворачивается на 90°.

Чтобы изделие поступило на оправку, опускается нижний ролик установки, и после того, как заготовка окажется на нужном месте, этот ролик занимает исходное положение. Таким образом труба возвращается в рабочую клеть для последующей операции. Теперь рассмотрим, как производится холоднодеформированная бесшовная труба. В качестве заготовки в этом случае также выступает горячекатаное изделие, просто оно нагревается до относительно небольших температур. Далее следует процесс волочения будущей трубы, во время которого она вытягивается, уменьшается толщина стенок и регулируется диаметр.

Эти элементы отличаются высоким качеством поверхности, что значительно расширяет область их применения. Чтобы добиться хороших антикоррозионных свойств, готовую трубу подвергают цинкованию. Благодаря тонкому слою цинка на поверхности металла появляется защитная пленка, препятствующая его контакту с кислородом и проникновению последнего вглубь. Обработанные таким образом изделия не нуждаются в дальнейшей покраске либо грунтовке.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: