Технология производства водопроводных труб

Сварные трубы – технология, применение, достоинства

ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве. Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб. Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными. Этого уже достаточно для того, чтобы дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.

Прямо или по спирали?

Как ни странно, но сварные трубы – это довольно «молодой» вид металлических изделий. Первые образцы сварных (точнее даже – кованых) труб появились менее 200 лет назад – в 1824. И только в начале ХХ века для изготовления труб начали применять т.н. «печную» сварку, при которой скрепление раскаленных краев трубы происходит за счет их обжатия валками.

И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.

Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков, которые сворачивают металл «в трубочку» — так что остается только соединить его края электросваркой.

Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:

— для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.

— переход на выпуск труб другого диаметра будет требовать переоснащения новыми деталями (прежде всего – валками) всей производственной линии.

— при остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.

— если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать дополнительные проблемы при ликвидации аварии.

Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:

— при изготовлении спиралешовной трубы нет необходимости пользоваться заготовками-штрипсами четко определенных размеров; трубу можно сварить из металлической ленты любой ширины

— изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.

— при сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.

— при спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции

— если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.

Плюсы и минусы сварных или электросварных труб

Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство бесшовных труб. Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.

Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.

Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и профильные трубы (прежде всего квадратные и прямоугольные).

Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть. В чем же они состоят?

Во-первых – сварные трубы выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов. Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.

Во-вторых – сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из сварных труб, то обязательно придется пользоваться фитингами.

В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.

Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:

— оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)

— покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией

— покрытие внешних поверхностей тепло и гидро-изоляцией

Области применения и ГОСТы

Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.

Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.

Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:

ГОСТ, наименование

ГОСТ 10705-80

ГОСТ 10706-76

ГОСТ 20295-80

Трубы стальные электросварные

Трубы стальные электросварные прямошовные

Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов

Марки стали

Качественные 08, 10, 20

Качественные 10, 20

Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

Выбор марки стали обусловлен классом прочности К34-К60

Размеры (наружный диаметр)

от 10 мм. до 530 мм.

от 478 мм. до 1420 мм.

от 159 мм. до 820 мм.

Области применения электросварных труб

Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа

Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс

Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления

Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620 мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром — до 20 мм.

Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:

1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;

2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;

3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.

Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:

— 6 м до 76 диаметра

-11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.

Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.

Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.

Видео по теме:

Труба стальная бесшовная: технология производства и особенности применения

Труба бесшовная стальная – продукция сплошного трубного металлопроката, которую производят на специальных трубопрокатных станах. Имеет значительно более высокие показатели устойчивости к внешним воздействиям, прочности и надежности, чем аналогичные сварные конструкции. Несмотря на распространение полимерных изделий, по-прежнему востребована при сооружении трубопроводов, строительстве, машиностроении и других сферах.

Бесшовные трубы имеют высокие прочностные характеристики и востребованы в самых разных отраслях

  • 1 Как производят бесшовные трубы
  • 2 Классификация бесшовных стальных труб
  • 3 Как определить массу бесшовной трубы
  • 4 Преимущества и применение бесшовных стальных труб
Читайте также  Покрытие никелем в домашних условиях

Как производят бесшовные трубы

Бесшовную трубу промышленные предприятия выпускают, применяя различные сочетания металлов и сплавов, в зависимости от предназначения изделия. Производство осуществляется четырьмя основными методами:

  1. Волочением.
  2. Ковкой.
  3. Прессовкой.
  4. Прокаткой.

Используемые в качестве исходного материала для горячедеформированных труб изделия могут быть:

  • коваными заготовками;
  • непрерывно литыми заготовками;
  • подготовленными трубными заготовками;
  • слитками мартеновского проката.

Труба стальная бесшовная горячедеформированная производится путем выполнения нескольких технологических операций.

На начальном этапе штанга, круглая в сечении заготовка, преобразуется в гильзу. Делают это с помощью прессов или специальных станов с грибовидными, дисковыми или конусными валками. Заготовку направляют вдоль осей, обработка производится вращающимися в одном направлении рабочими инструментами, расположенными в вертикальной плоскости с наклоном в 4-12º. В ходе обработки заготовки происходит сокращение площади ее поперечного сечения и образование небольшого отверстия в осевой части.

Один из способов производства бесшовных труб — метод горячей прокатки

Специальной оправкой, установленной между валками, корректируются размеры отверстия изделия и выравнивается его поверхность. При этом специальными направляющими линейками и непроводными роликами заготовка удерживается в требуемом положении. Проводя изначальный подогрев заготовки до 50º С, ей придают требуемую для обработки пластичность.

На обкатном стане размеры готовой гильзы снова подвергаются корректировке. Перед передачей на окончательную обкатку, ей задаются параметры разностенности и овальности. После чего изделие оказывается на непрерывном стане горячей прокатки, откуда поступает на холодную калибровку

Холоднодеформированные изделия, отличающиеся повышенным качеством, проходят тщательную обработку. Еще на стадии подготовки проводится тщательный отбор заготовок. Дальнейшая подготовка к обработке включает процедуру отжига. Прошедшее отжиг, сырье поступает на травление – обработку кислотой. Для нейтрализации последствий травления и очистки от его остатков трубу обрабатывают с помощью щелочного раствора, после чего просушивают. Для дальнейшего улучшения свойств трубы проводят фосфатирование или омеднение.

На прокатном стане, составляемом прокатной клетью и двумя расположенными под заданным углом и вращающимися в противоположные стороны валками, производится образование калибра. Размеры калибра в сторону увеличения или уменьшения задаются изменением угла наклона валков. При движении прокатной клети к обрабатываемой заготовке, последняя оказывается между валками. А когда изменяется направление, то происходит обжатие. В процессе одной прокатки изменяют такие размеры, как величину диаметра и толщины стенок трубы. Производя тонкостенную продукцию, процесс дублируют, снова отжигая и протравливая заготовку. После этого следует окончательная отделка изделия.

Трубы, формируемые в холодном виде, называются холоднокатаными

Классификация бесшовных стальных труб

Изделия отличают, в первую очередь, по методу трубопроката, в зависимости от чего они могут быть:

  • горячедеформированными (горячекатаными). Выпуск такой продукции регламентирован ГОСТом 8732-78;
  • холоднодеформированными (холоднокатаными). Сортамент задается ГОСТом 8734-78.

ГОСТом задаются возможные размеры выпускаемых труб, а показатели веса трубы бесшовной зависят от ее диаметра и толщины стенок. В отношении длины, то ее различают (указаны данные только для толстостенных труб):

  • мерную – 4,5 – 9 м;
  • немерную – 1,5 — 11,5 м;
  • кратную мерной – 1,5 – 9 м, прибавляя пятимиллиметровый припуск на каждый рез.

Отношением размеров наружного диаметра и толщины стенок задается деление бесшовных изделий на три вида. Они могут быть:

  1. Особо тонкостенными.
  2. Тонкостенными. Значение диаметра больше значения толщины стенок от двенадцати с половиной до сорока раз.
  3. Толстостенными. От шести до двенадцати с половиной раз.
  4. Особо толстостенными. До шести раз.

В сортамент бесшовных труб входят изделия с толстыми и особо толстыми стенками

Толстостенные и особо толстенные бесшовные трубы принято подвергать дополнительной термической обработке для придания дополнительной устойчивости к давлению рабочей среды магистрального трубопровода или иных коммуникаций.

По качественным характеристикам горячекатаную бесшовную продукцию делят на пять групп, обозначая буквенными индексами:

  1. А – с нормированными свойствами механического характера;
  2. Б – с нормированным химическим составом;
  3. В — с произведением контроля над свойствами механического характера и химическим составом;
  4. Г. Химический состав нормируется, а свойства механического характера подвергаются процедуре контролирования, для которой предоставляются образцы.
  5. Д. По отношению к свойствам механического характера и химическому составу производится нормирование, дополняемое процедурой гидроударного испытания для толстостенной продукции.

Стальные трубы разделяют на шесть классов, приняв за основу назначение изделия:

  • 1-й. Стандартными и газовыми трубами пользуются, прокладывая ирригационные системы и кабельные линии, обнося объект ограждениями и строительными лесами, осуществляя локальным образом подачу и /или распределение жидкостей и газообразных смесей.
  • 2-й. Ими производится оснащение магистральных трубопроводов, по которым транспортируются в качестве находящейся под давлением рабочей среды вода, газ, нефть и нефтепродукты, топливо и твердые тела.
  • 3-й. Востребованы системами, работа которых сопряжена с высокотемпературными режимами и высоким давлением рабочей среды.
  • 4-й. Применяются при нефтеразведке и нефтедобыче обсадными, бурильными и вспомогательными.
  • 5-й. Задействуются как элементы масштабных стальных конструкций типа мачт, опор, буровых вышек и мостовых кранов. Применяются транспортным машиностроением в качестве конструкционных труб. Задействуются при производстве мебели в виде ее элементов.
  • 6-й. Эксплуатируются машиностроением, где из них получают цилиндры и поршни насосов, кольца валов и подшипников разных агрегатов, резервуары для работы под давлением. В зависимости от наружного диаметра их делят на три группы.

Бесшовные трубы используются при строительстве масштабных объектов

Диаметр стальных труб может быть:

  • Малым – до 114 мм.
  • Средним – 114-480 мм.
  • Большим – от 480 мм. Выпускают бесшовные трубы диаметром и свыше двух с половиной метров.

Как определить массу бесшовной трубы

Определить точно вес трубы бесшовной горячедеформированной весьма важно, так как отпускается эта продукцию потребителю по стоимости, зависящей от этой величины. Так как именно стоимостью металла задается величина стоимости изготовленной из него продукции. С помощью специальных калькуляторов металла можно произвести необходимые расчеты для трех параметров:

  • массы;
  • длины;
  • наружного диаметра.

Для горячекатаной продукции величина:

  • наружного диаметра находится в диапазоне 25-700 мм;
  • толщины стенок – 2,5 -75 мм;
  • мерной длины – 9-12 м;
  • немерной длины – 4-12 м.

Вес закупаемой партии трубного проката исчисляется, исходя из замеров:

  • толщины труб;
  • длины;
  • наружного и внутреннего диаметра.

Вес труб напрямую зависит от их диаметра, как внешнего, так и внутреннего

Вес погонного метра можно посмотреть по ГОСТу или рассчитать самостоятельно. Для этого прибегают к упрощенной формуле: P = 002466 * S * (D — S). В формуле:

  1. P – вес погонного метра;
  2. S – толщина стенок;
  3. D – наружный диаметр.

При определении веса стоит принимать в расчет стандартные показатели предельных допусков, устанавливаемых для габаритов труб. При длине, не доходящей до шести метров, допускается до десяти миллиметров припуска. Эту величину увеличивают в полтора раза при большей длине трубы и диаметре свыше 152 мм. При приблизительном расчете длины изделий предельный допуск может доходить до полуметра.

Для наружного диаметра горячекатаных труб до 219 мм допуски не должны превышать одного процента, при более высоких значениях допуск может оказаться выше на четверть.

Для толщины стенки горячедеформированной бесшовной трубы предельные допуски предусматриваются порядка десяти-пятнадцати процентов.

Преимущества и применение бесшовных стальных труб

Говоря о бесшовных металлических трубах, как правило, сразу указывают на высокую стоимость изделий, вызванную сложностью производственного процесса. Тем не менее, резкое повышение качества продукции, по сравнению со сварным трубопрокатом, не только окупает расходы, но и приносит значительные прибыли производителям ввиду высокой востребованности бесшовных труб.

Бесшовные трубы востребованы также в энергетической сфере, тяжелом машиностроении и химической промышленности

Поясняется же столь высокая востребованность, не исчезнувшая с распространением многочисленных разновидностей пластиковых труб:

  • исключительной прочностью изделий, обеспечиваемой толщиной стенок;
  • уникальным разнообразием сортамента, связанным не только с габаритными параметрами, но и с использованием различных производственных технологий и марок стали.

Бесшовными трубами заинтересованы многие отрасли экономики, которым важна, в первую очередь, особенная прочность продукции. Они применяются:

  • в энергетике. По бесшовным трубам осуществляется циркуляция теплоносителя в котле, а перегретый пар отводится к турбине;
  • в авиастроении. Этой отрасли требуются преимущественно прочнейшие и легкие особо тонкостенные изделия;
  • в химической промышленности. Транспортировка продукции данной отрасли должна гарантированно исключать возможность утечек, что и обеспечивается бесшовными стальными трубами;
  • в добыче, переработке и транспортировке газа и нефти. Не для магистральных трубопроводов, где обходятся стальными трубами, а в условиях рабочего давления в сотни атмосфер;
  • в пищевой промышленности. Востребованы безопасность и способность к соответствию санитарно-гигиеническим запросам, экологичность;
  • в гидравлических системах, где поршням и цилиндрам приходится сталкиваться с давлением в сотни атмосфер;
  • в строительстве. Колоссальные фермы, опоры и мачты возводятся с расчетом на многие десятилетия безупречной работы, а быстро собираемые и демонтируемые строительные леса позволяют существенно ускорить работы.
Читайте также  Как правильно выбрать алмазное сверло?

Бесшовными стальными трубами обеспечивается функционирование многих отраслей современной экономики. Несмотря на распространение многочисленных пластиковых изделий, бесшовная стальная продукция отличается высокой востребованностью, и речь о ее вытеснении с рынка в ближайшей перспективе не идет. Более того, прочностные характеристики, усиленные использованием различных добавок, делают бесшовные стальные трубы поистине незаменимыми во многих секторах хозяйственной деятельности, от авиастроения до энергетики.

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:

— 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.

Что нужно знать о производстве ПВХ труб: 6 иэтапов изготовления

Поливинилхлоридные трубопроводы – новички среди современного ассортимента полимерных изделий. Первое производство полимерных труб датируется пятидесятилетней давностью. Основоположниками стали американские и европейские страны. В российских регионах изделия из ПВХ используются с меньшим энтузиазмом ввиду неполноценности технической базы для широкой эксплуатации этого типа трубопроводов в жилищно-коммунальной сфере.

  • Материальная база и оборудование для производства полимерных труб на линии завода
    • Материальная база
    • Оборудование и технология покрытия труб полимером
  • Поэтапный процесс производства труб ПВХ
  • Сфера применения и особенности монтажа ПВХ труб
  • Особенности монтажа

Однако внедрение инновационных технологий в производство полимерных труб обусловило постепенное увеличение спроса на трубопроводном сегменте рынка. Технические характеристики, упрощенный способ монтажа, длительный срок эксплуатации и экологичность продукта – главные преимущества поливинилхлоридных трубопроводов. Применение такого типа труб возможно для транспортировки любого вида жидкостей и даже газов. Для большего понимания преимущественных отличий труб ПВХ над остальными разновидностями полимеров, рассмотрим производство поливинилхлорида поэтапно.

Материальная база и оборудование для производства полимерных труб на линии завода

Изготовление труб из ПВХ включает подбор соответствующего качества полимерного сырья и перечень специального оборудования, которое в общем виде представляет собой экструзионную линию.

Материальная база

Производство труб начинается с поиска качественного сырья – гранулированного полимера. Для каждого типа трубопровода применяются соответствующие гранулы. В случае с ПВХ изделиями используется поливинилхлоридный полимер. Однако для придания трубам прочных и технически совершенных качеств составляется специальная композиция с добавками следующего типа:

  • Катализаторные вещества, необходимые для ускорения протекания химической реакции. Чем скорее произойдет процесс полимеризации, тем выше будут прочностные показатели изделия.
  • Ингибиторные вещества, используются для получения противоположного эффекта и замедляют химическую реакцию. Позволяют добиться правильной скорости протекания всего процесса.
  • Стабилизаторные вещества. В основном это химические составы, используемые для придания полимеру дополнительной устойчивости к коррозийному воздействию.
  • Пластификаторы. Специальные вещества придают полимеру особое свойство – пластичность. В результате изделия становятся менее хрупкими и уязвимыми от внешнего механического воздействия.
  • Вещества с антистатическими свойствами. Снимают электрический заряд, создаваемый при производстве.
  • Пигментационные материалы. Изменяют цвет изделия.
Читайте также  Как выбрать точильный станок?

Оборудование и технология покрытия труб полимером

Производство изделий из ПВХ происходит методом экструзии, а совокупность специального оборудования, используемого для изготовления, представляет собой экструзионную линию. Процедура производства осуществляется непрерывным циклом. Линейный процесс происходит поэтапно, как на конвейере, и в его состав входят следующие элементы:

  1. Экструдер – главная составная часть производственного процесса. Состоит из каркаса, матрицы, рассекающего элемента и держателя для дорна. Здесь происходит подача гранулированного ПВХ сырья.
  2. Охлаждающие и калибрующие ванны.
  3. Растягивающий механизм.
  4. Рассекатель или устройство для нарезки нужной длины изделия.
  5. Штаблер или другой лебедочное оборудование, используемое для наматывания трубопроводов небольших диаметров.

Центрирование матрицы головки экструдера осуществляется с помощью регулировочных болтов. По установленной матрице зависит равномерность толщины стенок в продавливаемой заготовке.

Поэтапный процесс производства труб ПВХ

Производство труб ПВХ не требует больших энергетических затрат, а сам процесс экологически безопасен и выполняется с высокой скоростью при малых трудоемких запросах. Единственный негативный нюанс – экструзионная линия располагается на крупных производственных площадках (свыше 100 кв.м.). Технология производства ПВХ труб осуществляется в законченном и непрерывном цикле. Этот процесс включает в себя следующие этапы:

  1. Метод экструзии. Полимерные гранулы засыпают в емкость, где размещен винтовой шнек и трубчатые электронагреватели. Пластик постоянно помешивается и нагревается до нужной температуры. После этого полимерные соединения попадают в экструзионную головку, где происходит продавливание заготовки через матрицу с соответствующей формой наружного и внутреннего диаметров.
  2. Помещение в калибровочную ванную. Процесс происходит в вакуумном калибраторе. Специальный насос осуществляет разрежение пластифицированных заготовок внутри емкости.
  3. Охлаждение изделия в специальном резервуаре. Здесь происходит остывание ПВХ. Ванна охлаждения также находится в вакуумном состоянии и в ней находится разреженный воздух.
  4. Вытягивание трубопровода. Для этого используется специальное устройство-натяжитель, который представлен в виде ленточного механизма.
  5. Разделение изделия на равные части. Производится при помощи дисковой пилы.
  6. Фасовка ПВХ труб по диаметру. Специальный аппарат раскладывает готовые изделия на стеллажи. На этом этапе технология производства ПВХ оканчивается.

Производство полимерных труб актуально в наше время.

Сфера применения и особенности монтажа ПВХ труб

Технологические принципы производства ПВХ изделий открывают новые возможности для применения:

  • Монтаж канализационных и ливневых систем для внутридомовых и наружных сетей.
  • Транспортировка бытового газа.
  • Оборудование коммуникационных систем горячего и холодного водоснабжения.
  • Линии для перемещения любого типа жидкостей. Используется в промышленных масштабах или на производстве.

Нередко трубопровод из ПВХ используют в качестве защитной оболочки при укладке высоковольтных электрических кабелей или оптической связи.

Выделяют два типа ПВХ изделий: напорные и безнапорные. Поливинилхлорид напорного назначения используется для монтажа трубопроводов, в которых движение жидкостей или газов осуществляется под высоким давлением. ПВХ безнапорного типа чаще всего используют для самотечных систем.

Безнапорные ПВХ трубы чаще всего используют для укладки наружных сетей канализации и ливневых систем.

Особенности монтажа

Для сооружения конструкции из ПВХ труб необходимо наличие соответствующих фитингов: отводов, муфт, крестовин и прочих поливинилхлоридных элементов. Для стыковки используется специальный клей или силикон. Присоединение деталей осуществляется при помощи раструба на конце одного из изделий.

Помните, что правильная сборка ПВХ изделий осуществляется раструбом против направления потока жидкости.

В него помещается резиновый уплотнитель. Для увеличения герметичности стыков используется клей. Производство полимерных труб — это очень тонкий процесс, который требует технических знаний.

Производство и применение ПВХ труб

В последние годы четко обозначилась тенденция массовой замены водопроводных труб из металла на трубы, изготовленные из поливинилхлорида (ПВХ). И связано это не только с удобством использования и отличными техническими характеристиками изделий из ПВХ. Производственные линии, на которых происходит изготовление труб, как правило, работают в постоянном режиме и полностью автоматизированы. То есть для работы на ней требуется не более одного оператора в смену, что значительно удешевляет процесс производства ПВХ труб.

Свойства и технические характеристики ПВХ труб

Высокий спрос на эту продукцию обусловлен рядом причин, среди которых следует отметить:

  • Высокие параметры по прочности и надежности.
  • Стойкость к гниению и коррозии.
  • Стойкость к действию высоких температур до +1700°С.
  • Неизменный вкус воды, подаваемой по трубопроводу.
  • Низкая шероховатость поверхности труб не дает образовываться отложением солей, ржавчины и прочих твердых частиц.
  • Длительный срок эксплуатации, по заявлениям отдельных производителей – длительность эксплуатации составляет 50 лет и более, разумеется, при соблюдении правил эксплуатации.
  • Малый вес и простота монтажа трубопроводных систем для подачи воды.

Технические характеристики

Производители подобных изделий руководствуются требованиями ГОСТ P 51613-2000, в котором определены технические условия на трубы из ПВХ:

  • Возможен выпуск безнапорных труб с внешним диаметром от 50 до 1200 мм.
  • Длина секции (одной трубы) составляет 6,0 – 12 м.
  • Запас прочности, который обеспечивает толщина стенок варьируется от 1,3 мм до 36,7 мм.
  • Температура рабочей среды в трубах от 0 до +45°С.
  • Предельное рабочее давление в безнапорных трубах — 0,160 МПа (1,5 атм).

Обратите внимание! Для обеспечения квартиры или дома водой достаточно использовать трубы с внешним диаметром 50 мм. Для подключения, например, унитаза достаточно трубы с наружным диаметром 110 мм. Для оборудования канализационных систем используют в основном трубы с диаметром 160 и 200 мм.

Технология производства труб ПВХ

Для организации производства труб ПВХ требуется набор оборудования, в который должны входить:

  • Бункер – емкость, в которую засыпают исходное сырье.
  • Экструдер – машина, в которой происходит разогрев сырья и подача его на формование.
  • Емкость, предназначенная для охлаждения заготовок и их калибрования.
  • Тянущий механизм – это устройство, с помощью которого полученная заготовка передается на отрезку.
  • Отрезной станок на нем происходит отрезание готовой продукции, в качестве режущего механизма используют дисковые фрезы или гильотинные ножницы.
  • Дополнительная технологическая оснастка и приспособления.

Сырье для производства

Основой для производства труб служат гранулы ПВХ.

В производстве используют специальные присадки для получения особенных свойств трубных ПВХ изделий:

катализаторы ускоряют процесс полимеризации
ингибиторы замедляют определенные химические процессы
стабилизаторы придают готовому изделию устойчивость
антистатические компоненты предупреждают появление в изделиях статического электричества
пигменты обеспечивающие готовой трубе необходимый цвет

Обратите внимание! Для изготовления труб для холодного и горячего водоснабжения применяют различные сырьевые составы.

Процесс трубопроизводства из поливинилхлорида проходит следующие этапы:

  1. Гранулы полимера в специальном бункере перемешиваются под действием электронагревательных приборов.
  2. В расплавленном состоянии масса поступает в экструдер, а затем под давлением заливается в специальные емкости, где формируются будущие трубы разных размеров.
  3. Полученная заготовка помещается в калибратор, где через диафрагму устройства поступает в резервуар для охлаждения.
  4. Дальнейшая обработка проводится с помощью приспособления для равномерного растяжения заготовок, и затем, с помощью ножниц гильотинного типа или дискового резака для нарезки труб.
  5. После этого трубы с помощью штабелера укладывают на специальные стеллажи для хранения.

Порядок хранения

Перед отправкой готовых изделий потребителям, трубы проходят через склад. Требования к складированию и перевозки готовых изделий определены ГОСТом P 51613 — 2000:

  • Трубы должны быть уложены в горизонтальном положении, в местах, куда не попадает прямой солнечный свет.
  • Высота штабелирования лежит в пределах от 3 до 5 метров.
  • На концах труб должны быть установлены заглушки, предохраняющие готовые изделия от попадания в них мусора.
  • Доставка готовых труб может быть выполнена любым видом транспорта.

Сфера применения трубных изделий из поливинилхлорида

Использование труб в бытовых и промышленных целях не ограничивается только прокладкой инженерных коммуникаций. Но тем не менее ключевыми сферами применения остаются водопроводные и канализационные системы. Кроме этого, трубы, выполненные из ПВХ, применяют и для защиты электропроводки.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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