Технология изготовления труб из нержавеющей стали

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.

Как изготавливают бесшовную трубу на прошивном стане

Процесс производства бесшовных нержавеющих труб

Описание способа горячекатаного проката

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.

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°С.

Рис.1 Схема прошивки заготовки пуансоном

Технические характеристики
Бесшовные 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°С, для агрессивных химикатов — 350°С.

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.

Горячекатаная труба

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.

Холоднокатаная труба

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 и т.п.) используется только метод холодной деформации.

Читайте также  Как сделать направляющие для станка?

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.

Виды бесшовных нержавеющих труб и особенности их применения

Бесшовная труба из нержавеющей стали – один из видов трубопрокатных изделий, используемых в различных областях народного хозяйства. Такая труба характеризуется высокой долговечностью и прочностью, а отсутствие сварного шва делает ее устойчивой к разрушительному воздействию коррозии.

Технологический процесс изготовления бесшовных нержавеющих труб

Технология промышленного изготовления бесшовной трубы чрезвычайно сложна и трудоемка. Каждый этап требует больших затрат энергии и материалов. Трубы часто используются для транспортировки стерильных сред, поэтому к их изготовлению предъявляются самые строгие требования. Металл должен быть очищен от посторонних примесей, а сам процесс производства – тщательно контролироваться на всех этапах:

  • Металлическая заготовка из легированной стали разогревается в печи.
  • Раскаленная докрасна, она подается на прессовально-прошивочный стан, где формирующие элементы придают ей необходимую конфигурацию, пронизывая заготовку насквозь.
  • После этого будущая труба раскатывается валиками до заданной длины, с требуемыми показателями толщины стенок, наружного и внутреннего диаметра.
  • Готовый элемент остывает и подвергается финишной калибровке в особой 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.

Обратите внимание! Сечение бесшовной трубы из нержавейки может быть любым: треугольным, круглым, квадратным, овальным. Главное условие – отсутствие продольных сварных швов.

Для изготовления бесшовных труб из нержавейки применяются различные 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°С.

Вообще, стандарты изготовления бесшовных нержавеющих труб допускают использование 20 различных сплавов. Это позволяет получать изделия с уникальным набором характеристик, наилучшим образом подходящих для реализации конкретной задачи.

Технические характеристики

Бесшовные трубы из нержавейки 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 уязвимого 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°С, для агрессивных химикатов — 350°С.

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%.

Это важно! Нержавеющая сталь инертна по отношению к любым веществам. Металл не оказывает никакого воздействия на химический состав перекачиваемого по трубопроводу носителя.

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.

При покупке стоит отдать предпочтение крупным строительным магазинам и продукции популярных торговых марок. Возможно, конечная стоимость окажется несколько выше, но покупатель гарантированно получит качественный товар с требуемыми характеристиками.

Виды бесшовных труб

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

Горячекатаные

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.

Холоднокатаные

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 и т.п.) 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 изготовление 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.

Сфера применения

Область использования бесшовной трубы из нержавеющей стали очень широка. Изделие активно эксплуатируется в различных областях человеческой жизнедеятельности. Популярность труб обусловлена, в первую очередь, их уникальными характеристиками:

  • Устойчивость к механическим нагрузкам, способность работать с агрессивными химикатами и выдерживать серьезные перепады давления. Эти свойства делают такие трубы незаменимыми в химической и нефтегазовой промышленности. Толстостенные изделия способны обеспечить требуемый уровень надежности и исключить вероятность образования протечек. Бесшовные трубы также находят применение в производстве специальных емкостей, предназначенных для транспортировки опасных, либо находящихся под большим давлением веществ.
  • Отсутствие химического взаимодействия с транспортируемыми средами. Позволяет активно использовать нержавеющие трубы в фармакологии, медицине, пищевой промышленности. Идеальным вариантом станет использование бесшовной нержавейки и для строительства водопроводных сетей, но, ввиду сравнительно высокой стоимости изделий, такие решения встречаются нечасто.
  • Устойчивость к высоким температурам и сильным температурным колебаниям. Эти качества делают бесшовную нержавейку незаменимой в двигателях внутреннего сгорания, отопительных устройствах, при строительстве печей и дымоходов. Изделия используются в атомной промышленности, энергетике, авиации и космонавтике.
  • Не последнюю роль играет и эстетическая привлекательность труб из нержавеющей стали. Гладкие, отполированные до блеска изделия применяются при строительстве зданий, декорировании помещений, изготовлении мебели.

Обратите внимание! Если для строительства трубопроводов используются по большей части изделия круглого сечения, то для возведения жестких конструкций, дизайнерских объектов или сборки предметов мебели чаще применяются бесшовные трубы иной формы.

Особенности соединения бесшовных нержавеющих труб

Главное конкурентное преимущество подобных изделий – отсутствие сварных швов, являющихся самым уязвимым местом любой сварной трубы. По этой причине к процедуре соединения предъявляются повышенные требования качества и надежности.

Читайте также  Как определить бронзу в домашних условиях?

Трубы стыкуются только при помощи сварки, причем процесс может производиться в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режиме. Применяется одна из следующих технологий:

  • TIG. Сварка производится в среде инертного газа, защищающего обрабатываемый участок от окисления. В качестве источника тепла выступает электрическая дуга, образующаяся между вольфрамовым электродом и точкой сварки. При соблюдении технологии, шов получается ровным, однородным и не уступающим по прочностным характеристикам материалу самой трубы.
  • HF. Менее затратная технология, которая, впрочем, не обеспечивает подобных показателей прочности. Сварка производится посредством высокочастотного тока.
  • Laser. Сварка лазером не уступает по прочности шва технологии TIG, позволяя при этом уменьшить зону плавки и сделать шов менее заметным.

Таким образом, бесшовные трубы из нержавеющей стали можно смело назвать одним из самых практичных, прочных, долговечных и экологически безопасных трубных материалов, позволяющим реализовывать любые проекты: от монтажа промышленных трубопроводов до изготовления элегантной мебели. Единственный минус таких труб – оправданно высокая стоимость.

Труба из нержавейки — особенности производства и классификация

Медицина и пищевая промышленность, химическая лаборатория и строительная площадка, интерьер презентабельной квартиры и шахта канализационной сети – трубы из нержавейки можно встретить где угодно. Ведь из этого сорта легированной стали получают не просто прочные, а еще и эстетически привлекательные трубы, которые устраивают и дизайнеров, и конструкторов, и сантехников.

Причем секрет такой популярности изделий из нержавеющей стали сокрыт как в способе изготовления подобной продукции, так и самом конструкционном материале, расходуемом в процессе производства труб. Предлагаю разобраться с этими тайнами.

Технология производства труб из нержавейки

Основной материал, из которого производятся трубы — нержавейка, относится к достаточно распространенным сортам легированной стали. В качестве легирующей присадки к конструкционной стали, в данном случае, используется хром. Антикоррозийные свойства нержавейки зависят от концентрации хрома в железоуглеродистой массе основного материала.

Например, при процентном содержании хрома в 13% и более нержавейка выдерживает обычную воду. Если концентрацию основного легирующего элемента увеличить до 17%, то нержавейка сможет выдержать даже 50-процентную азотную кислоту. Ну, а если используется 20-процентная (по содержанию хрома) нержавейка – трубы могут выдержать все, что угодно.

Технология производства труб из нержавейки опирается на два классических процесса:

  • Прокатное производство бесшовных изделий.
  • Сварное производство изделий со швом.

Первая технология – прокатное производство – позволяет получить качественные трубы с достаточно толстыми стенками. Сам производственный процесс может опираться на горячее деформирование заготовки между вальцами или на холодное вальцевание с последующим отпуском.

Вторая технология позволяет выпускать трубы любых габаритов со стенками толщиной до 5 миллиметров. Поэтому практически все тонкостенные трубы из нержавейки изготовлены именно по сварной технологии. Производственный процесс, в данном случае, основан на обжатии листовой заготовки (штрипса) до округлой формы, сваривании стыковочного шва и калибровки готового изделия на вальцах.

В итоге, сварные трубы из нержавейки практически не отличаются от прокатных изделий. Ведь при должном контроле качества сварного шва примерно одинаковыми остаются даже прочностные характеристики изделий.

Сфера применения изделий из нержавейки

Наибольшее влияние на дальнейшую судьбу трубы оказывают следующие факторы:

  • Тип профиля
  • Технологии изготовления трубы
  • Качество внешней поверхности

Кроме того, на свойства конечного продукта влияет не только технология производства, но и сорт нержавеющей стали, которую расходовали на изготовление труб из нержавейки.

Тип профиля определяет, в какой области будут задействованы трубы: в строительстве трубопроводов или в строительстве металлоконструкций. Ведь на трубопровод могут расходоваться только круглые трубы – они имеют большую пропускную способность и выдерживают большее внутреннее давление, чем изделия профильного сечения.

Профильные электросварные нержавеющие трубы, в большинстве случаев, употребляют только в качестве заготовок для металлоконструкций. Ведь профильная труба может противостоять только внешней нагрузке.

Технология изготовления трубы, в первую очередь, влияет на толщину стенок. Например, особотонкостенные трубы из нержавейки можно получить только сварным методом, который позволяет изготовить трубы с толщиной стенок от 0,8 до 4 миллиметров.

Кроме того, технология производства трубы влияет и на габариты сечения изделия. Максимальный диаметр сварной трубы равен 102 мм (минимальный – 8 мм). А прокатные трубы можно раскатать до 325 миллиметров! Следовательно, если нам нужны тонкостенные изделия относительно небольшого диаметра, то наш выбор – сварные трубы. Такая продукция идет и в ненагруженные металлоконструкции, и в трубопроводы низкого давления.

А если нам требуются трубы с толстыми стенками и действительно большим диаметром, то такие изделия лучше разыскивать в прокатном цеху. Такая продукция расходуется либо в виде нагружаемых элементов металлоконструкций, либо в трубопроводах высокого давления.

Качество поверхности и тип стали

Качество внешней поверхности влияет на эстетику экстерьера металлоконструкции или трубопровода. Поэтому для важных, с эстетической точки зрения, участков подойдет только шлифованная и полированная нержавейка. А вот в недоступных для всеобщего обзора местах можно ставить трубы и с черновой обработкой поверхности, и даже совсем необработанные изделия.

Влияние типа стали на область применения трубы связано с уникальными особенностями химических и физических свойств каждой разновидности конструкционного материала.

Например, классические хромистые стали расходуют на производство бытовых предметов общего характера. А вот хромоникелевая сталь востребована не только в быту – из нее делают посуду, но и в медицине.

Если нам нужна действительно прочная сталь, способная работать в максимально суровых условиях, то лучшим выбором, в данном случае, будет аустенитная нержавейка – материал, противостоящий любым кислотам и выдерживающий нагрев до 500 градусов Цельсия.

Кроме того, тип стали, вид профиля и вариант технологии изготовления влияют не только на дальнейшую судьбу изделий трубных заводов, но и на технологию монтажа нержавеющих труб.

Монтаж труб из нержавейки

Трубы из нержавеющей стали можно соединить в единую конструкцию (трубопровод, каркас, перекрытие, арку и так далее) следующими способами:

  • Резьбовым соединением на фитинги
  • Сварным соединением,

И каждый вариант будет годен только для определенной области использования труб. Так, резьбовые соединения годны только для безнапорных или слабонагруженных трубопроводов. Сварные соединения используют в трубопроводах низкого или высокого давления и в процессе сборки нагружаемых металлоконструкций. Далее мы рассмотрим каждый вариант монтажа труб, с изучением их недостатков.

Сборка трубопроводов с использованием резьбовых фитингов осуществляется по следующей схеме.

На резьбовой сгон трубы накручивают контргайку. Трубу оборачивают уплотнителем (паклей, полимерной пленкой, герметиком) и ввинчивают в принимающее отверстие фитинга. Место стыка фиксируют контргайкой, обеспечивающей неподвижность соединения.

Такой тип монтажа требует дополнительных расходов на приобретение муфт, тройников, контргаек и прочих фитингов. Однако скорость реализации подобной технологии и отсутствие необходимости покупать дорогостоящий инструмент оправдывают такой вид монтажа трубных соединений.

Сборка металлоконструкции при помощи сварного шва реализуется следующим образом:

  • Трубы стыкуют на ровной поверхности и прихватывают точечными швами, фиксируя в нужном положении.
  • Далее на стык накладывают круговой шов.
  • В финале выполняют контроль качества сварного соединения.

Такой тип монтажа гарантирует не только герметичность стыка, но высокую прочность соединения. Ведь прочность качественного сварного шва равна 80-90 процентам прочности цельнометаллического участка трубы. Недостаток у такого способа монтажа всего один – потребность в квалифицированном исполнителе и дорогостоящем оборудовании. Ведь герметичный шов может наложить только настоящий профессионал.

Читайте также  Состав нержавеющей стали

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.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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