Труба бесшовная разновидности применение

Бесшовные трубы: виды, применение и технология производства, размеры, вес и ГОСТы

Трубопроводы, по которым происходит транспортирование различных видов жидкого, твердого и газообразного сырья можно именовать артериями современной цивилизации и промышленности.

Для качественного функционирования многих отраслей индустриального производства, где критически важны высокие параметры прочности и надежности, устойчивость к внешним воздействиям различного рода, а также необходимо полное исключение протечек эксплуатируемой рабочей среды, требуется использование стальных труб с особенными характеристиками – металлоизделий бесшовного типа.

Бесшовные трубы – востребованные изделия современной промышленности, специфика изготовления которых предполагает отсутствие соединительных швов по всей длине. В определенных ситуациях такие металлоизделия являются совершенно незаменимыми — трубы с уникальными техническими характеристиками используются в сооружении трубопроводов с высокими параметрами давления и температуры, а также для транспортировки химических и агрессивных сред.

Виды и особенности

Бесшовная стальная труба относится к категории сплошного трубного металлопроката, производимого на специальных трубопрокатных станах.

Отсутствие продольных или спиральных сварных швов, а также других видов соединений, способных ослабить эксплуатационные характеристики конструкции – преимущественная особенность бесшовной трубы. Именно цельность обеспечивает изделию максимально высокие параметры прочности и герметичности.

Данные трубы классифицируются на два вида в зависимости от способа их изготовления:

• Горячекатаные;
• Холоднодеформированные.

Изделия различаются не только технологией производства, но и размерами, а также формой. В зависимости от вида сечения, они подразделяются на круглые, квадратные и прямоугольные. Разнообразие сортамента трубного проката бесшовного типа обеспечивается не только многообразием типоразмеров изделий, но и марками стали и сплавов, служащих сырьем для изготовления трубного металлопроката, а также производственными технологиями.

Метод изготовления и технология производства

Процесс производства бесшовных труб осуществляется в условиях крупных промышленных комплексов с использованием сталей различных марок или сплавов металлов, в зависимости от конечного предназначения изделий.

Большие металлургические комбинаты оборудованы специализированными цехами и укомплектованы высококачественной техникой, благодаря чему удается изготавливать бесшовные металлоизделия с различными диаметрами, используя индивидуальный подход к выбору и определению специфики прокатки.

Бесшовные трубы изготавливаются несколькими способами:

• Ковка;
• Прокатка;
• Волочение;
• Прессование.

Горячекатаные

Горячекатаные трубы относятся к категории специальных, толстостенных изделий металлопроката с невысоким коэффициентом точности. Изделия, изготовленные методом горячей прокатки, в процессе производства проходят три стадии технологического процесса:

• Прошивка – получение полой, толстостенной гильзы из сплошной круглой заготовки.
• Раскатка – в целях уменьшения диаметра и толщины стенки трубы, гильза подвергается деформации на раскатном стане валками с гребнем с разведением валков при прокатке. Манипуляция производится на цилиндрической оправке.
• Горячая отделка – стадия повышения качества и точности размеров трубы, включает в себя процесс обкатки, калибровки и редуцирования.

Термическая обработка – главный принцип производства горячекатаного трубного проката. Любой технологический процесс производства бесшовных труб на трубопрокатных установках начинается со стола заготовок. Нужная длина заготовок получается из круглых стальных сплошных штанг путем ломания их на гидравлических прессах или разрезания с помощью пресс-ножниц после нагревания, по предварительно сделанным надрезам.

Далее заготовки (болванки) помещаются в специальные кольцевые печи, где разогреваются до определенной температуры – примерно на 50-ть градусов выше температуры рекристаллизации стали. Сталь при этом становится пластичной, но состояния плавления еще не наступает.

Далее заготовки перекатываются на рольганг с зацентровщиком – пневматическое устройство, предназначенное для нанесения на конец заготовки углубления. После этого осуществляется горячая деформация гильзы с помощью нескольких групп вальцов, благодаря чему заготовка приобретает заданные размеры трубы. Последний этап – труба остужается с помощью воды, а затем подвергается калибровке.

Холоднодеформированные

Сырьем для выпуска холоднодеформированной трубы является горячекатаная заготовка – гильза получается точно таким же способом, что и при производстве горячекатаных изделий. То есть, при холоднодеформированной технологии, заготовка из стали проходит двойную прокатку – сначала ее обрабатывают в горячем состоянии, а затем еще и в холодном.

Различие холоднокатаной технологии от горячекатаной состоит в последнем этапе прокатки – трубы холоднодеформированные не подвергаются термической обработке и калибровке, а подвергаются деформации в вальцах.

Кроме этого, технология производства холоднодеформированной трубы предполагает использование специальных эмульсий и масел, значительно улучшающих качество поверхности металлоизделий, что обеспечивает абсолютную точность заданных габаритных параметров и высококачественную поверхность. В этом состоит главное преимущество холоднодеформированных труб.

Плюсы и минусы цельнотянутых бесшовных труб

Бесшовная конструкция исключает воздействие концентрации напряжений в изделии, способствующих возникновению протечек – это отличительное преимущество позволяет использовать такие трубы в сооружении трубопроводов повышенной ответственности.

Кроме отличной механической прочности, среди прочих достоинств трубного бесшовного металлопроката можно обозначить:

• Способность выдерживать высокие температуры и давление;
• Устойчивость к химическим агрессивным средам;
• Абсолютная герметичность;
• Длительный эксплуатационный срок;
• Легкость монтажа;
• Антикоррозийная стойкость;
• Широкий сортамент;
• Удобство транспортировки;
• Универсальность использования.

Трубный металлопрокат бесшовного типа не подвергается деформациям от постоянного воздействия внешних агрессивных факторов, а внутреннее покрытие трубы не вступает в реакцию с транспортируемым сырьем и не влияет негативным образом на его качество.

Недостаток у цельнотянутых бесшовных труб всего один – цена. Сложность технологии производства обуславливает высокую стоимость изделий, которая, тем не менее, вполне оправдана за счет длительного срока службы и превосходных эксплуатационных характеристик трубного проката.

Сфера применения

Современный рынок металлопроката изобилует многообразием разновидностей бесшовных труб с самыми различными характеристиками, каждая из которых подходит для решения определенных задач.

Деятельность многих объектов современной промышленности обеспечивается бесшовными стальными трубами. Цельный металлопрокат широко применяется в:

• авиа- и автомобилестроении;
• химической промышленности;
• энергетической и атомной промышленности;
• нефтедобывающей отрасли;
• машиностроении.

В топливных, гидравлических, воздушных и противопожарных системах авиационной и ракетно-космической техники применяются трубопроводы, состоящие именно из бесшовных труб. Используют бесшовный металлопрокат и в судостроении.

Тонкостенные изделия нашли свое применение в производстве мебели и декоративных элементов.

Бесшовные трубы используются при укладке водопроводных магистралей, трубопроводов для транспортировки газа, бытовых систем отопления. Эксплуатационные характеристики металлопроката благоприятны для транспортировки чистой воды, как холодной, так и горячей.

Металлоизделия несварного типа активно применяются при изготовлении различных деталей цилиндрической формы, а также производственных конструкций, элементов механизмов и машин, опор освещения в виде трубчатых конструкций.

Сложно себе представить и современное монолитное строительство без применения бесшовных труб – их использование целесообразно везде, где необходимо сохранять параметры высокого качества при долговечности и относительно малом весе.

ГОСТ 8732 78

Изготовление продукта, отвечающего всем нормам безопасности, регламентируется государственными стандартами, подтверждающими контроль над всеми показателями качества.

Гост 8732 78 – стандарт, распространяемый на сортамент горячекатанного бесшовного трубного металлопроката. Сырьем для производства изделий данного типа служат основные марки сталей: 10-й, 20-й, 35-й и 45-й стандарт, 35В, 40Г и 45Г, 15Х и 40Х, 9Х1, 20ПВ, 30ХГСА,17Г1С, 09Г2С.

Диаметр бесшовной трубы по ГОСТ 8732 78 может варьироваться в диапазоне от 2 см до 55 см, толщина стенок от 25 мм до 75 мм, максимальная длина трубы – 12,5 метров.

Металлоизделия данного типа отличаются высокими показателями герметичности и износоустойчивости.

ГОСТ 8734 75

Настоящий стандарт распространяется на холоднодеформированные изделия и устанавливает допустимые значения таких показателей, как наружный и внутренний диаметр, толщина стенок и теоретическая масса погонного метра трубы.

Внешний диаметр трубы по ГОСТ 8734 75 составляет от 5 до 140 мм. Требования ГОСТ не исключают незначительные отклонения кривизны изделия от 1,5 до 8 мм на погонный метр, в зависимости от диаметра трубы.

Расчет веса: таблица и калькулятор

Определение веса трубы – важный момент расчета величины, влияющий на отпускную стоимость. Расчеты производятся с помощью специальных таблиц и калькуляторов металла, исходя из трех основных параметров: массы, длины и наружного диаметра.

Таблица веса погонного метра указана в таблицах ГОСТ, также её можно рассчитать самостоятельным образом, используя несложную формулу:

P = 002466 * S * (D — S), в которой

• S – толщина стенок;
• P – вес погонного метра;
• D – значение наружного диаметра.

В нижеприведенной таблице указаны значения теоретической массы погонного метра бесшовной трубы при показателях наружного диаметра от 42 до 170 мм и толщине стенок от 7,5 до 24 мм.

Примерная цена

Стоимость бесшовных труб варьируется в довольно широком диапазоне – многие аспекты влияют на формирование цены, среди которых: способ производства, марка стали и характеристики используемых сплавов, а также диаметр и толщина стенок. Поэтому все вопросы, касающиеся стоимости бесшовного стального проката следует обсуждать и уточнять в отделе продаж поставщика.

Компания «МС» предлагает широкий выбор бесшовных труб различных типоразмеров по доступным ценам. Специалисты «МС» всегда готовы дать исчерпывающую информацию по стоимости металлоизделий – на официальном сайте нашего предприятия функционирует форма обратной связи, где можно получить ответ на любые вопросы по металлопрокату.

Бесшовные трубы из нержавеющей стали от компании «МС» – это гарантия качества и долгого срока службы.

Особенности монтажа и соединения

Технология монтажа бесшовных труб осуществляется двумя основными способами:

• Газовой или электросваркой – зачастую, это является единственно возможным методом соединения бесшовных труб;
• Сборкой через детали или элементы трубопроводов.

Методом сварки можно соединять как толстостенные, так и тонкостенные изделия. Главное – правильно выбрать электроды нужного типа и диаметра. Чем толще стенка трубы, тем больше должен быть электрод.

Для изменения направления, уменьшения или увеличения диаметра, создания ответвлений, разборных соединений трубопроводов, что важно для их конструирования, обслуживания и ремонта, используются специальные отводы, тройники, фланцы, переходы, заглушки из разных марок стали.

Если вам необходим качественный трубопровод, выбирайте бесшовную продукцию от надежного поставщика – компания «МС» ждет вас в своем магазине!

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

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.

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.

Виды бесшовных труб, особенности производства и использования

Бесшовными называются трубные изделия, которые производятся сплошными и не содержат никаких швов и любых соединений. О том, какие бывают трубы бесшовные, где они применяются и как изготавливаются, пойдет речь далее в статье.

Производить бесшовные трубы стало возможным благодаря специальному оборудованию – прокатным станкам, от которых и процесс получил название «прокатка».

Виды бесшовных труб

Существует несколько технологий производства трубных изделий без швов, согласно которым они подразделяются на такие виды, как холоднокатаные, горячекатаные и цельнотянутые.

Благодаря технике производства у трубы цельнотянутой бесшовной практически отсутствуют швы или стыки. В целом любым бесшовным трубам свойственны высокие качественные прочностные характеристики, так что их целесообразно применять в трубопроводах с высоким давлением и температурой, а также агрессивной средой. Наилучшее соотношение качественных характеристик присуще стальным изделиям.

Стальные цельнотянутые бесшовные трубы классифицируются как толстостенные. Для их изготовления требуется сталь особой маркой, регламентированной ГОСТом. Допускается производство подобных изделий и из цветных металлов. В данном случае они приемлемы для транспортировки химических компонентов. А вот горячекатаные трубы весьма востребованы в производстве криогенного оборудования.

Области использования трубопрокатов

Для транспортировки веществ, утечки которых ни в коем случае нельзя допустить, как правило, применяется горячекатаная труба. Трудно назвать такие сферы, где бы изделия данного типа не применялись.

В частности, весьма востребованы горячекатаные трубы в автомобильном и тракторостроении, авиастроительстве и прочих отраслях машиностроения. Кроме того, активно применяются стальные горячекатаные трубы в химической и нефтедобывающей сфере промышленности. Не менее актуальны они и при обустройстве коммунальных трубопроводов для транспортировки горячей и холодной воды, канализации, газоснабжения. В угледобывающей и буровой промышленности горячекатаные трубы применяются для отвода газа, пара и прочих вспомогательных компонентов.

Бесшовные трубы горячекатаного производства применяются для сооружения трубопроводов для химических веществ и воды. Многие сферы тяжелой промышленности, а также оборонная, судостроительная и вагоностроительная, металлургия, не могут обойтись без прокатной продукции бесшовного типа. Причина этому в высоком качестве и надежности бесшовных изделий, их долговечности и прочими характеристиками.

Поскольку сплошные трубопрокаты не имеют швов, ослабляющих конструкцию, они являются довольно крепкими и устойчивыми к внешнему воздействию различного рода. Вот почему они активно задействованы в очень сложных технически областях производства.

Кроме того, если условия эксплуатации изделий довольно сложны и агрессивны, горячекатаные трубы справляются с ними намного лучше всех прочих.

Способов обработки стальных трубопрокатов из различных марок стали может быть очень много: резка, сваривание, клепание, резка и прочие манипуляции. Среди всех аналогичных изделий, тем не менее, наиболее прочными являются бесшовные стальные трубы (подробнее: «Какая бывает стальная бесшовная труба – характеристики, способы производства»).

Как конструкционная деталь в строительной отрасли, для сооружения монолитно-каркасных зданий, а также в качестве передаточного вращающегося вала в различных механизмах, также довольно активно используются бесшовные горячекатаные трубы. Словом, применять горячекатаные бесшовные трубы можно практически в любых сферах жизнедеятельности человека, где они уместны и целесообразны с практической и экономической точки зрения.

Стоит отметить, что главным аргументом в пользу применения горячекатаных трубных бесшовных изделий будет ситуация, когда ожидаемая степень нагрузки на трубопровод будет значительно выше, чем могут выдержать сварные аналоги.

Методика производства бесшовных изделий

Производство бесшовной трубы может выполняться одним из таких способов, как волочение, ковка, прессование, прокатка и некоторыми другими.

В любом случае этот процесс проводится в условиях промышленного производства с использованием стали различных марок, а также сплавов из нескольких металлов. Какой именно материал использовать для производства зависит от конечного предназначения трубы.

Изготовление бесшовных труб горячекатаного типа связано с особенно сложным технологическим процессом, хотя и все прочие технологии простыми не назовешь.

Если разбираться, как делают бесшовные трубы цельнокатаные, то в этом случае термическая обработка является обязательным условием.

На крупных металлургических комбинатах существуют целые прокатные цеха, где изготавливают заготовки для бесшовных холоднокатаных изделий, а также производят горячекатаные трубопрокаты. Разница в технологиях производства трубных изделий заключается в рабочих температурах обрабатываемого материала.

В частности, для производства холоднокатаных бесшовных труб производится обработка холодного материала, с предварительной горячей прокаткой. А вот горячекатаные трубы прокатываются и обрабатываются в горячем состоянии.

Современные технологические линии на трубопрокатных предприятиях оснащены качественным оборудованием, с помощью которого можно выпускать бесшовные трубы самого различного диаметра с разной техникой прокатки.

По технологии при производстве горячекатаных бесшовных труб температуру сырья удерживают на таких отметках, чтобы не началась его рекристаллизация.

Так как изготавливают бесшовные трубы множеством различных методов, есть возможность создания изделий, достаточно прочных, чтобы выдерживать высокое давление на стенки, и при этом сэкономить время, деньги и ресурсы на производство.

Любой технологический процесс на заводах осуществляется в соответствии с ГОСТами, поэтому качество бесшовных труб всегда на высоте. Кроме того, на подобные изделия производитель получает сертификаты.

Для производства бесшовных труб применяют углеродистые, высокоуглеродистые, легированные и высоколегированные марки стали. В частности, бесшовные горячекатаные трубы из углеродистой стали рассчитаны на максимальное давление до 16 МПа.

Заметим, что контроль качества, обязательного соответствия нормативам, химического состава и показателей ударной вязкости, загиба и сплющивания, выполняются на всех технологических этапах.

Разновидности трубных изделий без швов

В народе бесшовные изделия еще называют литыми, поскольку при производстве их отливают из слитков. В частности, в горячекатаных трубах продольных стыков почти нет.

Классификация по размерам предполагает разделение бесшовных изделий на трубы мерной длины, кратной мерной длины и немерной длины.

Четкое разграничение по размерам конкретных типов труб регламентируется государственными стандартами. Таким образом, трубы горячекатаные выпускаются с внешними диаметрами в пределах 25-700 мм, а толщина их стенок колеблется в рамках 2,5-75 мм. Немерная продукция выпускается с размерами в пределах 4-12 м.

Что касается цельнотянутых стальных труб, то диапазон диаметров у них чрезвычайно разнообразен, а толщина стенок может составлять 6-13 мм. По различным показателям трубы такого типа делятся на четыре категории, каждая из которых включает еще по четыре группы. Маркировка для них проставляется от литеры «Б» до «Е», где «Б» означает трубы с нормированным химическим составом, а «Е» присваивается изделиям с противоположными качествами. Трубы с маркировкой «Е» выпускаются без обязательной термической обработки, что определено ГОСТом.

Цельнотянутые трубопрокаты считаются наиболее качественными и надежными среди всех разновидностей бесшовных изделий.

Производство холоднодеформированных бесшовных трубных изделий выполняется в соответствии с ГОСТами. Следовательно, допустимыми значениями внешнего диаметра для них являются 8-450 мм, а толщина стенок должна находиться в пределах 20 мм. Показатели мерной длины данной группы изделий составляют 4,5-9 метров, а немерной – в границах 1,5-11,5 метров.

Классификация бесшовных труб может выполняться по самым различным факторам, таким как марка используемой стали или разновидность сплава, длина и толщина стенок и другие. В частности, существует около десятка марок стали, которые оптимально подходят для производства бесшовных труб. Это дает возможность потребителям подобрать для своих целей наиболее подходящий им вариант, исходя из технических характеристик изделий.

Выпуск горячекатаных трубопрокатов сопряжен с применением разного рода оборудования. Поэтому продукция данной категории может значительно отличаться по технологии производства и размерам готовых изделий.

Таким образом, основные отличительные качества бесшовных изделий друг от друга заключаются в их индивидуальных размерных параметрах.

Чтобы получить бесшовную трубу, можно использовать металлический слиток, прокатанный на специальном станке, выполняющем отверстие в центре заготовки. Однако есть и другая технология – для нее требуется цилиндрическая заготовка, в которой высверливают отверстие.

Размеры горячекатаных бесшовных труб определяются исходя из внешнего диаметра, а по толщине стенок они могут подразделяться на толстостенные и тонкостенные.

Достоинства трубопрокатов без швов

Одним из главных достоинств сплошных трубопрокатных изделий можно назвать их высокую прочность и устойчивость к внешним воздействиям и повреждениям, которая достигается за счет отсутствия сварного шва и продольных стыков.

Кроме того, благодаря производству горячекатаных труб из толстой листовой стали, такие изделия устойчивы к окислению и имеют высокую сопротивляемость коррозии. Хотя это и приносит некоторые сложности при монтаже, ведь они плохо гнутся. Стоит отметить, что диаметр горячедеформированных труб должен точно соответствовать техническим характеристикам строения, иначе его использование нецелесообразно.

Бесшовным трубам, изготовленным из стали различных марок, присуща хорошая теплопроводность наряду с незначительными показателями линейного расширения от воздействия высокой температуры.

Так, можно утверждать, что оптимальным вариантом для сооружения каких-либо коммуникаций могут стать именно горячекатаные трубы. С помощью соединительных узлов возможно сооружение металлоконструкций для различных целей. Однако всегда стоит помнить о том, что важно придерживаться технологии сборки всех конструктивных элементов сооружения.

Отметим также, что отличная прочность цельнотянутых горячекатаных стальных труб позволяет их использовать для работы с высоким давлением и температурой.

Труба бесшовная разновидности применение

Строительный портал о технологиях строительства, ремонте и эксплуатации

Виды бесшовных труб, их применение

Бесшовные трубы относятся к изделиям металлопроката, специфика изготовления которых подразумевает полное отсутствие любых соединений по всей длине. Технологический процесс требует использования специально разработанных прокатных станков, по этой причине производство бесшовных труб без применения научной терминологии называют просто «прокатка». Бесшовные металлические изделия продолжают пользоваться популярностью на рынке, несмотря на высокий спрос труб, изготовленных из полимерных материалов. Стальные трубы в определенных ситуациях по-прежнему остаются незаменимыми.

Содержание

Виды бесшовных труб

В основном бесшовные трубы классифицируются по длине:

• Мерные;
• Немерные;
• Кратные какой-либо мерной длине.

В соответствии с утвержденным ГОСТом бесшовные трубы могут подразделяться по таким размерам:

• Сечение горячекатаных труб составляет от 25 до 700 мм, толщина металла – от 2,5 до 75 мм;
• Немерные детали – от 4 до 12 м;
• Холоднотянутые – 8-450 мм с толщиной прослойки 20 мм;
• Бесшовные холоднотянутые трубы изготавливаются длиной от 4,5 до 9 м.

Цельнотянутые трубы тоже делятся на 4 главных категории, которые можно разделить на 4 подгруппы. Такие изделия отличаются высокой надежностью и прочностью, поскольку создаются из литых металлических заготовок. В процессе производства в монолитной раскаленной заготовке делается отверстие с определенными показателями сечения. Следует также принимать во внимание, что толщина металлической прослойки в цельнотянутых стальных трубах составляет 6-13 мм.

Также бесшовные трубы можно поделить по маркам стали, из которой они изготовлены. Для изготовления бесшовного металлопроката сегодня применяются около десятка марок стали.

Производство бесшовных труб

Бесшовные трубы могут быть изготовлены несколькими способами:

• Ковка;
• Прокатка;
• Волочение;
• Прессование.

Этот процесс выполняется только на специально оборудованных промышленных объектах с применением материалов различных марок, а также некоторых сплавов. Разновидность материала, применяемого в процессе производства, обуславливается конечным предназначением трубы. Обязательным условием в процессе изготовления бесшовных цельнокатаных труб считается предварительная термическая обработка.

На больших металлургических комбинатах оборудуются специализированные цеха, где выполняется прокатка заготовок для холоднокатаных бесшовных труб. Разница в технологиях изготовления состоит в температуре, при которой выполняется термическая обработка.

Холоднокатаная технология подразумевает обработку металлических заготовок после того, как они остынут. Горячекатаные трубы обрабатываются только в раскаленном состоянии. Современные производственные цеха комплектуются высококачественной техникой, позволяющей изготавливать бесшовные изделия любого диаметра с индивидуальным подходом к определению специфики прокатки. В соответствии с технологией при изготовлении горячекатаных труб поддерживается температура, при которой не будет активизироваться процесс рекристаллизации.

Каждый технологический процесс на предприятии выполняется в строгом соответствии с действующими ГОСТами, поэтому производители вынуждены поддерживать качество своей продукции на достаточно высоком уровне. Каждый завод должен иметь сертификат, подтверждающий соответствие труб установленным государственным стандартам качества.

Горячее и холодное деформирование

Как изготавливают металлические трубы с применением методики горячей прокатки? Технологический процесс подразумевает определенные финансовые затраты, по этой причине стоимость этих труб в итоге оказывается весьма внушительной.

Первые этапы подразумевают выполнение подготовительных работ. Заготовка представляет собой элемент с проделанной полостью стандартной длины и сечения. В качестве материала для изготовления применяется специальная марка стали.

Процесс горячего деформирования имеет такие особенности:

• Перед прокаткой заготовка раскаляется до температуры не доходящей до начала процесса кристаллизации металла с допустимым превышением в 50-60 градусов. Заготовка становится более пластичной, но все-еще сохраняет свою форму и не плавится;
• На следующем этапе выполняется образование гильзы, изготавливаемой при помощи специальной сверлильной установки, способной пробурить в заготовке отверстие необходимого диаметра и глубины. Прошивочный пресс позволяет получить готовый пустотелый цилиндр из предварительно раскаленной металлической заготовки. Однако это изделие только напоминает трубу по визуальным характеристикам;
• В процессе прокатки гильза размещается на специальном станке оборудованном несколькими валиками. Гильза, установленная между валиками, постепенно вытягивается в нескольких направлениях;
• Необходимая форма изделия достигается после выполнения вальцовки, размеры трубы регулируются при горячей деформации. Контроль диаметра изготавливаемой трубы выполняется при помощи ограничительного элемента;
• При погружении в воду выполняется охлаждение раскаленной стальной трубы, затем выполняется окончательная калибровка через несколько вальцев.

Некоторые процедуры из вышеперечисленной последовательности могут выполняться несколько раз, чтобы получить изделие необходимой формы.

На завершающей стадии процесса обработки трубы нарезаются на изделия необходимой длины.

Технология холодного деформирования подразумевает две основных отличительных особенности:

1. Процедура охлаждения выполняется после того, как заготовка выходит из прошивочного станка.
2. Предварительная калибровка трубы должна выполняться только в холодном состоянии.

Когда выполняется финишное вальцевание, гильза обжигается, раскаляется до температуры, при которой начинается процесс рекресталлизации металла.

Сфера применения бесшовных труб

Конструкции из горячекатных труб устанавливаются при необходимости снижения риска протечки оборудованной рабочей среды. Возможности применения таких труб считаются безграничными.

Они используются в таких отраслях:

• Автопромышленность;
• Тракторостроение;
• Авиационное моделирование;
• Нефтедобывающая отрасль;
• Химическая промышленность;
• Водопроводы;
• Газопроводы;
• Угольная промышленность;
• Оборонная промышленость;
• Судостроение;
• Тяжелая промышленность.

Качество и достаточно высокая прочность таких изделий делает их настолько популярными.

Толстостенные сети применяются для технологически сложных производственных процессов, при которых показатель внутреннего давления поднимается очень высоко. Также эти трубы применяются в качестве составляющих элементов сложных опорных конструкций, выдерживающих большой вес.

Все механические характеристики и возможность выдерживать нагрузки проверяются в соответствии с действующими государственными стандартами качества. Каждое изделие должно пройти несколько основных испытаний на выносливость к механическим воздействиям. Только после этого возможна их последующая продажа. Отрасль металлопроката все время расширяется, по этой причине заводы-изготовители постоянно расширяют свой ассортимент.

Преимущества

Естественно, основной отличительной особенностью и преимуществом цельных труб считается отсутствие каких-либо швов. Эта особенность снижает вероятность возникновения повреждений, повышает устойчивость к механическим воздействиям. Горачекатные трубы, изготовленные из толстых металлических листов, отличаются высокой устойчивостью к воздействию коррозии. Однако подобные изделия не отличаются особой гибкостью в процессе выполнения ремонта или монтажа каких-то конструкций. Это имеет большое значение, поскольку установка не принесет должного результата.

Горачекатаные трубы считаются буквально идеальными материалами для возведения различных коммуникаций. При использовании разных видов соединений могут создаваться всевозможные конструкции и проектные сооружения. При этом требуется строгое соблюдение существующих технологий соединений и правил установки. Горячекатные цельнотянутые изделия, благодаря высокому показателю прочностных характеристик, замечательно подходят для оборудования разных видов систем с высоким показателем внутреннего давления.

Бесшовные заготовки

Поскольку бесшовные трубы считаются одними из наиболее популярных на отечественном рынке, их стали называть по-простому «литые». Для их изготовления применяется литье из железных заготовок. В горячекатных трубах практически отсутствуют любые соединения. Соотношение толщины металлической прослойки и диаметра цельнотянутой трубы составляет от 6 до 30 мм. Стальные трубы также могут классифицироваться по таким категориям:

• Б – разновидности труб с нормированным химическим составом.
• Е – категория противоположная Б.

Различают несколько видов модификаций бесшовных труб. Отличаться изделия могут по марке стали, размерам, технологии производства. Это необходимо для возможности выбора наиболее подходящих материалов. Основное различие между бесшовными трубами заключается только в специфике внешних параметров.

Производство металлопроката осуществляется исключительно на заводах, укомплектованных в соответствии с действующими стандартами качества с соблюдением утвержденных правил безопасности и разработанных технологических норм.

Предназначение бесшовной трубы и её видовое разнообразие

Понятие бесшовной трубы и область применения

Под бесшовной трубой понимают промышленное изделие, для выпуска которого применяется один из следующих способов:

• волочение;
• ковка;
• прокатка;
• прессование.

Отличительной особенностью бесшовной трубы является отсутствие каких-либо соединений. Чаще всего такие изделия используются в строительной сфере.

Преимущества бесшовных труб

Бесшовная труба пользуется огромной популярностью по той причине, что она обладает множеством достоинств. К их числу относятся:

• высокая герметичность;
• надёжность;
• прочность;
• устойчивость к механическим повреждениям.

Кроме вышеперечисленных преимуществ стоит отметить длительный срок службы. Такие трубы помогут избежать протечек трубопровода и его разрыва.

Виды бесшовных труб и их различия между собой

Деление бесшовных труб на виды происходит исходя из температурного режима, при котором они изготавливались:

• холодноформованные;
• теплоформованные;
• горячеформованные.

Сразу стоит упомянуть, что теплоформированная бесшовная труба является чем-то средним между той продукцией, которая была получена холодной и горячей прокаткой.

Единственное сходство всех видов труб – отсутствие сварного шва. В остальном изделия существенно различаются между собой. В остальном наблюдаются существенные различия. Например, горячая прокатка позволяет изменять направления прокатки, в то время как при холодном способе такой возможности не наблюдается. Если рассматривать эффективность проката с экономической точки зрения, то горячий способ также имеет огромное превосходство.

Предназначение каждого вида бесшовных труб

Бесшовные трубы, полученные путём холодного проката, обладают очень высокой прочностью и безупречным качеством. Благодаря этим параметрам холоднокатаная труба нашла своё применение в качестве заготовки для изготовления деталей машин и различных механизмов.

Горячекатаная бесшовная труба чаще всего используется в монолитно-каркасном строительстве. Также её применяют и в тех случаях, когда требуется обеспечить транспортировку любых химических жидкостей.

Горячекатаный вид также актуален в нефте- и газодобывающей промышленности, ведь из такой трубы можно создать газопроводную магистраль. Бесшовная труба получила широкое распространение в вагоностроении, оборонной промышленности и судостроении.

Применение и эксплуатация бесшовных труб

Существуют специальные трубы, у которых отсутствует соединительный шов. Они обладают более высокой прочностью и надежностью, поэтому они нашли свое широкое применение в промышленности и в инженерном деле. Но какими техническими характеристиками обладает бесшовная труба? Как их делают промышленным методом? Какая из технологий производства является более оптимальной с точки зрения соотношения цена/качество?

Основные характеристики бесшовных труб

Бесшовная труба — это деталь цилиндрической формы, которая имеет крупную выемку фиксированного диаметра. Главное отличие этих деталей — полное отсутствие швов или каких-либо соединений. Детали делаются из металлических сплавов — сталь, чугун, алюминий. Чаще всего используется сталь основных марок — 10, 20, 35, 45, 15ХМ, 30ХГСА, 09Г2С. Нержавеющие бесшовные трубы изготовливают методом холодной или горячей деформации. Также существует технология цельного вытягивания трубного проката, однако она применяется редко.

Металлическая бесшовная труба обычно обладает гладкой поверхностью, на которую может наноситься покрытие. Главные цели нанесения такого покрытия — создание антикоррозийного слоя и увеличение прочности.

Преимущества

• Отсутствие шва. Такой трубопровод подходит для перемещения любых жидкостей (вода, нефть и другие). Также он может использоваться для транспортировки газообразных веществ (пример — природный газ для отапливания помещений). Отсутствие шва идет изделию на пользу — оно не растрескивается, не пропускает жидкость/газ. Поэтому инженер может не беспокоиться о надежности такой конструкции.
• Высокая теплопроводность. При прохождении нагретых жидкостей или газов происходит передача части тепла металлу. Высокая теплопроводность хороша тем, что в таком случае тепло равномерно распределяется по всему трубопроводу. Это приводит к тому, что избытки тепла не задерживаются в отдельных точках. Из-за этого повышается стойкость конструкции и общий срок годности установки.
• Низкое линейное расширение. Некоторые материалы хорошо держат тепло, но могут расширяться под действием высоких температур. Это не идет на пользу конструкции. Конструкции на основе стали, чугуна или алюминия практически не расширяются при контакте с нагретыми реагентами, что также увеличивает срок годности трубопроводной конструкции.
• Хорошая устойчивость к коррозии. Коррозия образуется на местах сочленения труб, поскольку в эти места может проникать воздух или жидкость. Изделия без шва не имеют сочленений и креплений, поэтому риск образования ржавчины будет минимальным. В случае применения качественных материалов конструкция не будет ржаветь или портится, что также благоприятно скажется на прочности/сроке годности конструкции. Обратите внимание — изделия из низкокачественной стали могут быть усилены с помощью специального покрытия на основе хрома. В таком случае срок годности изделия из низкокачественного сплава будет также большим.

Однако необходимо не забывать о недостатках. Главный минус — это более высокая стоимость в сравнении с конструкциями шовного типа. Еще один минус — сложный монтаж. Простые трубы обычно крепятся друг к другу с помощью герметиков и специальных толстых болтов. Для соединения же бесшовных изделий следует использовать специальную точную сварку, что значительно усложняет монтаж и увеличивает его стоимость. Также необходимо правильно произвести подсчет, поскольку в случае ошибки сварка может быть невозможна.

Применение и эксплуатация

Бесшовные трубы нашли свое широкое применение в инженерном деле. Основное применение — создание коммуникационных трубопроводов. Обратите внимание на следующую деталь:

• Для создания массивных больших трубопроводов, которые перекачивают жидкости и газы на большие расстояния, обычно используются изделия на основе горячей деформации. Эта технология позволяет делать качественные прочные трубопроводы, но у нее есть одно ограничение — она не позволяет делать тонкие изделия.
• Если же необходим трубопровод на основе тонких изделий, то лучше всего использовать изделия на основе холодной деформации. Они могут использоваться для транспортировки любых веществ — газ, холодная или горячая вода, нефть, нетоксичные химикаты.

Трубопроводы без швов также широко используются в угледобывающем промышленности. Там они используются в основном для вывода подземного газа на поверхность шахты. Отсутствие шва в данном случае очень важно — это увеличивает надежность удаления газа, что минимизирует вероятность взрыва при нарушении газоотвода. В небольшим масштабах изделия также используются в других областях — металлургия, кораблестроение, производство тяжелой техники.

Бесшовные трубы горячей деформации

Основным методом производства бесшовных труб является технология горячей деформации. Эта технология является затратной с экономической точки зрения, однако одновременно с этим она простая и эффективная. Основные регулирующие документы — ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8731-74 и другие. Процедура изготовления методом горячей деформации выглядит так:

1. Подготовка, нагрев. На данном этапе в промышленный цех поступает специальная деталь-заготовка, которая имеет вытянутую форму + небольшую или среднюю площадь сечения. В цеху заготовка разогревается до температуры 1100-1200 градусов по Цельсию (именно поэтому технологию и называют методом горячей деформации). Характерный момент: деталь может быть любой формы (то есть не только округлой, но и квадратной, прямоугольной). Круглую форму заготовка получит лишь во время последующей обработки с помощью специальных валиков. Еще один характерный момент — заготовка должна быть полой, поскольку это заметно упрощает последующую обработку.
2. Формирование гильзы, ее обработка. После нагрева на предварительном этапе заготовка обрабатывается с помощью специального высокомощного сверла. Оно делает крупное равномерное отверстие по всей внутренний поверхности детали — в результате образуется труба-гильза. При необходимости деталь может обрабатываться с помощью нескольких сверл. В результате одни сверла формируют непосредственно сквозное отверстие, а другие устраняют мелкие неровности и создают гладкую поверхность внутри заготовки. Также обратите внимание, что гильза не является полноценной трубой — это лишь деталь-полуфабрикат, которая нуждается в финальной прокатке.
3. Горячая прокатка. Теперь происходит прокатка горячей детали-гильзы. Во время прокатки деталь происходит несколько обработок. Самая главная обработка — это деформация с помощью валиков: на специальном станке крепится два или три валика, между которым пропускается гильза. При обработке деталь вытягивается в одном из направлений, что позволяет создать ровную трубу цилиндрической формы. При необходимости гильза может пропускаться через несколько валиковых станков, чтобы получить деталь нужного диаметра.

В результате такого производства образуется бесшовная труба. Точность такого проката низкая, поэтому обычно эта технология используется для производства толстостенных изделий, где показатели точности не имеют серьезного значения. По ГОСТ размеры горячедеформированных труб должны составлять от 25 X 2,5 мм до 530 X 75 мм. На практике производители обычно выпускают толстые объекты средней или большой длины, а короткие тонкостенные изделия производятся редко. Связано это с тем, что для производства более компактных объектов требуется точное оборудование, которое является дорогим. Основное применение — это монтаж крупных трубопроводов, которые могут выдерживать большое давление/температуру.

Холоднодеформированная

Еще одной технологией производства бесшовных труб является метод холодной деформации. Эта технология является более оптимальной, поскольку она позволяет получить более прочные и твердые изделия. Каждая бесшовная холоднодеформированная труба должна быть произведена в соответствии с государственным требованиями. Основные нормы — ГОСТ 8734-75, ГОСТ 8733-74 и другие. Технология производства выглядит так:

1. Подготовка. Непосредственно перед производством деталь-заготовку зачищают с помощью химических активных веществ. Деталь может иметь любое сечение — прямоугольное, квадратное, округлое, овальное.
2. Нагрев. Деталь-заготовка поступает в произведенный цех, где происходит ее нагрев до небольших температур (400-500 градусов) для протравливания и повышения гибкости. Особенность — при таких температурах не происходит расплавление краев детали, поэтому технологию называют методом холодной деформации.
3. Формирование гильзы. Теперь с помощью сверла в заготовке просверливается большое отверстие. При необходимости обработка осуществляется с помощью нескольких сверл, чтобы увеличить гладкость внутренней поверхности.
4. Прокатка, сжатие. Теперь гильза-заготовка пропускается через валиковый станок, где происходит формирование округлого сечения. При необходимости валиковый станок может выполнять сжатие для уменьшения диаметра детали.

Труба холоднотянутая бесшовная обладает повышенной прочностью и надежностью. Поэтому такие детали могут выполняться как с тонкой, так и с толстой толщиной стенки. Основное рименение — создание трубопроводов в домах, магазинах, на инженерных объектах, монтаж канализаций. По ГОСТ «холодные» детали должны иметь размеры от 5 X 0,3 мм до 250 X 24 мм. По факту большое распространение получили тонкостенные изделия небольшой длины. Они являются хорошей альтернативой изделиям горячей деформации, которые обычно выпускаются в виде длинных толстостенных изделий.

Различия между горячей и холодной деформацией

Заключение

Бесшовные трубы производятся методом холодной или горячей деформации. Технологии производства являются похожими, однако они имеют отличия (температура нагрева, этапы обработки). Трубопроводы без швов обладают высокой прочностью, поскольку у каждого элемента контструкции отсутствует сварной шов. Это увеличивает срок годности конструкции и заметно повышаются показатели прочности. Основное применение — создание компактных и массивных трубопроводов, удаление опасного газа из шахт, производство тяжелой техники и машин.

Используемая литература и источники:

• Косилова А. Г. Справочник технолога-машиностроителя. — М.: Машиностроение, 1986.
• Официальный сайт Выксунского Металлургического Завода
• ГОСТ 26349-84 Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные.

Трубы бесшовные — виды, различия, применение

Бесшовные трубы от прочих труб отличаются отсутствием шва, соединяющего окружность. Бесшовный метод производства труб весьма сложен, в добавок требует высоких энергетических затрат, следовательно очень дорог, в сравнении с другими способами.

Трубы бесшовные горячекатаные производят на трубопрокатных станах из цельнолитой, горячекатаной или кованой трубной заготовки, разогретой до температуры 900-1200 градусов, в зависимости от марки стали. В результате такого производства, получается труба с довольно низкими показателями по точности проката, большими допусками по толщине стенки и низким качеством поверхности трубы. Способ производства горячекатаный труб не позволяет производить трубы малых диаметров и с тонкими стенками.

Трубы бесшовные холоднодеформированные производят путем волочения из горячекатаной гильзы на трубопрокатных станах при относительно низких температурах, значения которых гораздо ниже температуры плавления — от 450 градусов, в зависимости от марки стали. Такие трубы, благодаря четко отработанной технологии, производятся малых диаметров, с тонкими стенками, высокой точностью по внешним размерам и толщине, а так же высокими показателями качества поверхности.

Стандарты и наименования

Размеры

Примечание к таблице «Размеры» — В действительности многие размеры, предусмотренные ГОСТ-ами, не производятся вообще по причине отсутствия у заводов соответствующей оснастки, либо не производятся в частности, по причине нецелесообразности производства ввиду отсутствия монтажной партии.

Марки стали

Испытательное давление

Предельные отклонения по размерам

Назначение и области применения

Трубы бесшовные, ввиду особенностей их производства, чаще всего имеют немерную длину от 2,5 до 9 метров, но встречаются и более длинные трубы, в том числе мерной длины, сделанные по специальному заказу. Как правило, бесшовные трубы мерной длины стоят ощутимо дороже.

Поставляются бесшовные трубы партиями до 70 тонн, упакованными и не упакованными в пачки (связки). Трубы больших диаметров от 159 миллиметров маркируются непосредственно на теле самой трубы с указанием принципиально важных характеристик.

© s235group 2019
Разработка PavlinGrafic

Металлопрокат, стальные трубы.
Продажа со склада, транзитные поставки.
Металлообработка, изоляция, цинкование.
Доставка по Москве и Московской области.

Применение бесшовных труб из стали

Бесшовные трубы получили большее распространение в разных сферах человеческой деятельности лишь потому, что в ее конструкции нет соединительных стыков, отсюда, в принципе, и название. Изготовить такую трубу в несколько раз сложнее, затраты большие, поэтому и себестоимость продукции немалая. Но это стоит того, потому что бесшовные трубы выдерживают огромные нагрузки, поэтому используются в таких отраслях народного хозяйствования, как машиностроение, нефтегазовая отрасль, самолетостроение и станкостроение, т.е. там, где материалам предъявляются достаточно жесткие требования.

Изготавливаются бесшовные трубы по очень интересной технологии. Для этого берется стальная заготовка, в которой делается сквозное отверстие, после чего ее прокатывают на специальном оборудовании, делая тоньше и длиннее. Принцип не очень сложный, но это всего лишь кажущаяся простота. Кстати, есть другая технология, которая отличается от первой лишь тем, что заготовку отливают в специальной форме. В этой форме устанавливается стержень, с помощью которого формируют сквозное отверстие. Такие трубы часто называют литыми.

Классификация бесшовных труб

Существует два основных отличия бесшовных труб, которые определяют разновидности изделия, и эти отличия являются основной ГОСТов.

1. Технология производства. Здесь три вида бесшовных труб: горячедеформированные, холоднокатаные и теплодеформированные. Два последних объединены одним ГОСТом, так что есть смысл рассматривать их, как один вид.
2. Толщина стенок. В этой категории за основу берется соотношение диаметра (наружного) трубы к толщине ее стенки. Здесь четыре группы: толстостенные, особо толстостенные, тонкостенные и особо тонкостенные.

Горячедеформированные бесшовные трубы

Перед тем как начать рассматривать все категории бесшовных труб по способу их производства, необходимо уделить небольшое внимание такому понятию, как температура или предел рекристаллизации. Это температура, при которой металл еще не стал мягким и расплавленным, но уже принимает определенное состояние пластичности. Это очень важная величина в технологии производства бесшовных труб, потому что при достижении ее значения меняется структура металла. То есть, внутри заготовки снимаются напряжения, снижающие свойства металла. Для стали предел рекристаллизации равен +450С, для меди +270С.

Теперь к вопросу производства горячедеформированных труб. Вот алгоритм проводимых операций.

• Стальная заготовка отправляется в плавильную печь, где она разогревается до температуры +500С, при которой сам металл становится очень пластичным.
• Разогретая таким образом заготовка поступает в специальный пресс, на котором в стальной болванке прошивается сквозное отверстие. Теперь такую заготовку цилиндрической формы называют гильзой.
• Ее пропускают через большое количество валков на прокатном стане, гильза деформируется и принимает очертания готовой трубы с необходимым внешним и внутренним диаметром.
• На последнем этапе прохождения через валки труба охлаждается водой и калибруется, то есть, устанавливаются четкие размеры диаметра и толщины стенки.
• И последний этап – это резка трубы на определенные отрезки, нормированные ГОСТом.

Во всем процессе производства труба остается в нагретом и пластичном состоянии, поэтому ее и называют горячедеформированной.

По сравнению с холоднокатаной трубой эта обладает повышенной хрупкостью, зато ее антикоррозионные качества в разы выше. Это обусловлено именно технологией производства. В настоящее время производители предлагают достаточно широкий модельный ряд в плане диаметра от 20 мм до 550 мм и толщины стенки от 2,5 до 75 мм. В этой группе три подвида, которые отличаются друг от друга соотношением диаметра к толщине стенки.

• Тонкостенная бесшовная труба с соотношением 12,5-40.
• Толстостенная с соотношением 6-12,5.
• И особо толстостенная – 6.

Нагрев заготовки до +500С – это процесс, который позволяет деформировать ее, но при этом не снижаются характеристики и свойства металла, обуславливающие его качество. Повышение температура – это закалка с изменением свойств.

Существует еще одно разделение горячедеформированных бесшовных труб, в основе которого лежит точность изготовления, здесь 3 группы:

• М – изделия с высокой точностью.
• П – с повышенной.
• Обычная точность с небольшими отклонениями.

В настоящее время технологии позволяют выпускать бесшовные трубы разного сечения: круглые, овальные, прямоугольные. К тому же ГОСТами определяется классификация качества горячедеформированных труб. Здесь пять позиций, в основе которых лежит марка используемой стали. И каждая позиция имеет свой собственный государственный стандарт.

Холоднокатаные бесшовные трубы

В принципе, технология производства холоднокатаной бесшовной трубы практически идентична вышеописанной. Но есть в ней два принципиальных отличия.

1. После изготовления гильзы на прошивочном станке, она охлаждается при помощи воды до температуры ниже предела рекристаллизации. То есть, сталь заготовки не пластична. Именно низкая температура проводимого процесса и дала название самой трубе – холоднокатаная. Хотя необходимо отметить, что, проходя через вальцы прокатного стана, труба выделяет достаточно большой объем тепловой энергии. Поэтому процесс производства только условно можно назвать холодным.
2. Перед тем как пройти калибровку, сама труба подвергается такому процессу, как отжиг. По сути, готовую трубу подвергают нагреву до температуры рекристаллизации. Причина – чтобы избавиться от внутренних напряжений внутри металла, которые образуются после уплотнения материала в процессе его сужения на прокатном стане.

Все остальные операции производятся точно так же, как и при технологии изготовления горячедеформированной бесшовной трубы.

Холоднокатаные изделия имеют диапазон диаметров 5-250 мм при толщине стенок 0,3-24 мм. Такие величины разделяют трубы на четыре категории, определяющих соотношение диаметра к толщине стенки.

• Соотношение, равное 40, относит изделия к категории особо тонкостенных.
• 12,5-40 – это тонкостенная группа.
• 6-12,5 – толстостенные.
• 6 – особо толстостенные.

При этом по ГОСТам четко установлено, что трубы диаметром от 5 до 20 мм при толщине стенки меньше 0,5 мм относятся к категории особо тонкостенных. А трубы бесшовные с толщиною стенки в диапазоне 0,5-1,5 мм – это тонкостенные изделия.

Если появляется необходимость изготовить бесшовные холоднокатаные трубы с соотношением больше 50 (при диаметре трубы более 100 мм) и с соотношением меньше 4, то это не проблема. Главное – согласовать техническую документацию с заказчиком.

Где применяются бесшовные трубы

Сфер применения бесшовных труб большое количество. И востребованность их определяется качеством. А именно: нет шва, который является самым уязвимым местом, большой прочностью, особенно на разрыв, возможностью изготавливать трубы с большой толщиною стенки.

Кстати, толщина стенки размером 75 мм для горячедеформированных труб – не предел. Данный показатель ограничивается лишь размерами стальной заготовки, из которой делают гильзу. Такие нестандартные трубы производят из заготовок, отверстие в которых не прошивается, а сверлится.

Вот только несколько производств, где применяются бесшовные трубы:

• Котельное оборудование. Чтобы получить тепло, подаваемое в жилые и промышленные здания, а также для технологических нужд, необходимо получить методом превращения в пар воды. Внутри котла установлены теплосъемники, которые изготавливаются из толстостенных бесшовных труб. Они снаружи нагреваются пламенем, а внутри образуется пар, который движется под огромным давлением. Так вот труба должна выдержать не только это давление, но и нагрузку открытого огня, которая со временем прожигает любой металл. Но именно бесшовные толстостенные трубы могут выдержать все это, проработав не одно десятилетие. Кстати, ремонт такого котла – дело дорогостоящее. Поэтому чем дольше он отработает, тем быстрее он себя окупает.
• Гидравлика. Представьте себе огромный самосвал, кузов которого сам имеет большой вес, да и груз внутри него весит до 100 тонн. Поднять такую массу может только очень прочный механизм. Поэтому поршни таких машин, а точнее цилиндры для них, изготавливаются из бесшовных труб.
• Буровые работы. В нефтегазовой промышленности скважины бурятся на многие сотни километров. В них, чтобы не обваливались стенки, устанавливаются обсадные трубы, которые выдерживают подвижки грунтов. Так вот обсадные трубы не что иное, как толстостенные бесшовные изделия. Кстати, перекачка нефти или газа происходит под очень большим давлением, так вот и для их транспортировки необходимы те самые трубы.
• Химическая промышленность. Здесь не часто используют толстостенные трубные модели, потому что у химиков важна не прочность, а противостояние утечкам химикатов. Нет шва, нет утечек.
• Если говорить о судостроении и авиации, то важным моментом является прочность при небольшом весе трубы. Чем меньше масса самолета или судна, тем меньше затрачивается топлива на их перемещение. А тонкостенные бесшовные трубы обладают отличной прочностью на разрыв.

Способы соединения бесшовных труб

Как и все металлические трубы, бесшовные соединяются двумя способами: с помощью резьбы или сварки. Как показывает практика, основной вариант – сварочный. Но его применяемая технология зависит от толщины стенки изделия.

Особо тонкостенные трубы свариваются газосваркой. Есть опытные сварщики с высокой квалификацией, которые умудряются такие изделия варить электросваркой. Но чаще всего данная технология соединения приводит к прожогам.

Толстостенные бесшовные трубы можно варить и газо-, и электросваркой. Важно – подготовить кромки соединяемых заготовок, то есть, сделать на торцах V-образную фаску, которая заполняется расплавленным металлом. Особо толстостенные трубы соединяются только электросваркой электродами диаметром не меньше 4 мм, с помощью горелки толстый металл просто не прогреть до необходимой температуры.

Что касается резьбового соединения, то особо тонкостенные трубы таким способом не стыкуются, потому что толщины стенки не хватит на создания самой резьбы. Остальные категории можно так соединять, при этом резьба нарезается на станке или вручную с использованием плашек. Хотя необходимо отметить, что ручной способ лучше использовать для тонкостенных и толстостенных трубных изделий.

При резьбовом соединении необходим промежуточный элемент – фитинг. Их разнообразие позволяет проводить монтаж в разных направлениях, создавая ответвления или узлы трубной разводки. При этом очень важно соблюсти прочность соединения и его герметичность, поэтому для стыковки двух труб используют уплотнительные материалы, которые накручиваются на резьбу и при соединении с фитингом производится его уплотнение между зубцами резьбы. Прочность поддерживается самой резьбой.

Заключение

Бесшовные трубы – это самый востребованный материал в своей категории. Их прочность, надежность и высокий эксплуатационный предел создают все условия использования труб в различных областях человеческой деятельности. Поэтому сегодня производители предлагают ассортимент, как по размерам и форме сечения, так и по технологии их изготовления.

Технология производства бесшовных стальных труб. Видео:

Применение бесшовных труб

Редакция E-metall Опубликовано 30.11.2020

Бесшовные трубы — это разновидность металлопроката, технология производства которого предусматривает отсутствие каких-либо швов по всей длине изделий.

Самым слабым местом сварной трубы является шов. Несмотря на постоянное совершенствование технологий, из-за дополнительных нагревов при сварке структура металла вдоль соединения становится хрупкой, а сам шов имеет более рыхлое молекулярное строение, подверженное коррозионному разрушению. У стальных бесшовных труб такого изъяна нет, монолитная цилиндрическая форма служит надежной защитой от протечек.

Основное назначение бесшовной трубы – трубопроводы высокого давления или транспортировка опасных веществ на промышленных объектах

Когда протечка или разрыв может угрожать безопасности жизни или экологической среды. В бытовых инженерных сетях нет нагрузок, которые не смогла бы выдержать прямошовная труба, тем не менее, отсутствие шва увеличивает срок службы, долговечность и надежность, например, газового оборудования частного дома.

Бесшовные трубы можно гнуть без потери качеств, поэтому их используют для изготовления змеевиков, спиралей и гнутых отводов.

Области применения стальных бесшовных труб:

• Газовые и нефтепроводы высокого давления;
• Химические трубопроводы для транспортировки растворов кислот, щелочей, ядовитых газов;
• Змеевики и спирали промышленных теплообменников, водонагревателей;
• Системы с замкнутыми контурами;
• Вытяжка газов и продуктов горения из доменных установок;
• Детали поршневых механизмов;
• Трубопроводная арматура;
• Фундаментные сваи ЛЭП и других металлоконструкций.

Главное преимущество бесшовного корпуса – герметичность, стойкость к разрывам и коррозии, так как исключаются все неблагоприятные факторы, связанные со сварным соединением: остаточные напряжения, микронеоднородность, наплывы, потеря эластичности.

Классификация бесшовных труб

Продукцию изготавливают из углеродистых и легированных сталей, особенно стоит выделить нержавеющие. Заводы производители используют два способа:

1. Холоднокатаный ГОСТ 8733-74;
2. Горячекатанный ГОСТ 32528-2013 (действует ГОСТ 8734-75 с уточнениями).

Горячекатаные трубы получают из раскаленных цилиндрических заготовок, для разных сталей применяют режимы нагрева от 900 до 1270 С о . При горячей прокатке структура металла сохраняет эластичность, уплотняется, но невозможно получить тонкостенный материал.

Холодный способ включает в себя несколько стабилизирующих отжигов, во время которых зерно металла измельчается, а остаточные напряжения снимаются, структура становится однородной и прочной. Деформацию осуществляют в охлажденном состоянии, но металл в прокатном станке сильно разогревается вследствие трения. Этот метод позволяет производить изделия повышенной точности с тонкими стенками.

Заводы-изготовители выпускают трубный прокат мерной или немерной длины, параметры длины могут согласовываться с заказчиком. ГОСТ 8733-74 устанавливает группы поставок с нормированными критериями:

· Б – механические свойства;

· В – химический состав;

· Г – химический состав и механические характеристики после термообработки;

· Д – гидравлическое давление;

· Е – механические свойства после специальной термической обработки.

Холоднодеформируемым изделиям применяют дополнительную классификацию согласно ГОСТ 8734-75:

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

Продукцию можно классифицировать по маркам сталей, из которых она производится. Холодный способ позволяет выпускать продукцию любой формы и высокой точности, в том числе велосипедные рамы, нержавеющие перила и ограждения.

Производство бесшовных труб

При горячем способе цилиндрическая заготовка прогревается в печи, затем в раскаленном виде поступает в прошивной стан, где прокалывается и проходит через обжимные валки, расположенные под углом.

Так получают толстостенную гильзу, равную по диаметру первоначальной заготовке, но 2,5-4 раза длиннее. Раскатку производят на автоматическом, непрерывном или трехвалковом стане. Выбор оборудования обуславливает характеристики готовой продукции. На заключительном этапе еще раскаленная труба поступает в калибровочный стан, охлаждается и проходит стабилизирующий отжиг для снятия остаточных напряжений и упрочнения структуры сплава.

Холодная деформация предусматривает множество операций. В производстве используют проколотые заранее гильзы, очищенные от окалины, просушенные в специальной камере и покрытые смазкой.

Возможно изготовление методом прокатки или волочения. Не нагретая сталь меняет форму медленно. Процесс разделен на несколько этапов, после каждого производится термообработка и травление, для удаления окислов. Защитная бескислородная среда позволяет сократить или исключить обработку кислотными составами. Количество циклов составляет от 5 до 15. Затем выполняют калибровку, шлифовку внутри и снаружи трубы.

Поверхность нержавеющих сталей можно шлифовать до зеркального состояния.

• Горячедеформированные изделия имеют наружный диаметр 20-550 мм. с толщиной стенки 2,5-70 мм.
• Холоднодеформированные – диаметр сечения: 5-250 мм., стенка: 0,3-24 мм.

Бесшовные стальные трубы в зависимости от метода производства имеют разное назначение и свойства. Для некоторых областей возможно применение стандартов ТУ, например, в изготовлении мебели или ограждений не важны параметры гидравлического давления.

Технические характеристики

Прессование при горячей деформации изменяет структуру металла, она становится неоднородной. Для некоторых марок сталей предусматривается стабилизирующий отжиг или закаливание. Толстые стенки могут выдержать любое давление, как внешнее, так и внутреннее, не восприимчивы к подвижкам и массе грунта.

Горячекатаные трубы покрыты окалиной, но если требуется повышенная коррозийная стойкость, их очищают и наносят цинковое, хромовое или полимерное покрытие.

Бесшовные горячекатанные трубы применяют в строительстве инженерных сетей, нефте- и газопроводов, но их нельзя использовать для транспортировки ядовитых и взрывчатых веществ с высоким классом опасности, для поставок водяного пара. Прочность изделий ценится в строительстве.

Преимущество холоднокатаных труб заключается в легком весе, повышенной прочности на молекулярном уровне, отшлифованная поверхность снижает коррозию.

Для дополнительной защиты обрабатывают гальваническими методами, порошковыми красками, цинкованием, но чаще применяют нержавеющие сплавы.

Холоднодеформированные изделия имеют множество назначений и типоразмеров:

• прокат из некоторых марок стали используют в морском судостроении;
• химической и пищевой промышленности;
• энергетике;
• приборостроении;
• капиллярные трубки применяются в дозирующем оборудовании, электронике, авиации.

Бесшовные трубы способны выдерживать нормативное давление в несколько сотен атмосфер, длительно работать в сетях с перепадами напора. Герметичная конструкция защищена от разрушений, характерных для сварного соединения, абсолютно стойка к завоздушиванию среды.

Производство труб по бесшовной технологии на порядок дороже, чем электросварных, поэтому их применение обусловлено экономической целесообразностью. Подбор осуществляют исходя из нормативного давления транспортируемого вещества, механических характеристик конструкций или деталей.