Как делают трубы из металла без шва

Обновлено: 14.05.2024

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:

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 горячекатаные 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.

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.

Бесшовная труба – как получают поверхность без единой зазубринки?

Несмотря на большое количество новых стройматериалов, бесшовная труба все еще используется практически во всех сферах жизнедеятельности. Хотите зарабатывать на жизнь строительством, мечтаете податься в нефтяную либо газовую промышленность, тогда вам обязательно необходимо ознакомиться с таким видом металлопроката.

1 Отсутствие шва – плюс или минус?

Это изделие представляет собой цельную конструкцию без сварных швов и прочих типов соединений. Делятся они на горяче- и холоднокатаные. Есть еще цельнотянутые, но они относятся к особому типу толстостенного трубопроката. Бесшовные изделия отличаются повышенной прочностью, поэтому их целесообразно использовать в ответственных конструкциях, работающих под воздействием температур и давлений.

Металлические бесшовные трубы изготавливаются преимущественно из стали, хотя встречаются элементы из иного материала. К их достоинству следует отнести отличную коррозионную стойкость, особенно это касается толстостенных экземпляров. Такие трубы обладают высокой теплопроводностью и характеризуются низким коэффициентом линейного расширения. Но они плохо гнутся, и это главный их недостаток, так как монтаж несколько усложняется. Очень важно правильно рассчитать диаметр и толщину стенок изделия. Только так их использование будет максимально эффективным и целесообразным. В противном случае конструкция либо не выдержит нагрузок, либо вам придется переплатить.

2 Как делают горячекатаные изделия?

Производство бесшовных труб этим способом состоит из нескольких операций. Сначала из заготовки на прессах или специальных станах формируют гильзу. Оборудование имеет дисковые, конусные либо грибовидные валки. Рабочие инструменты располагаются в вертикальной плоскости под углом в 4–12 градусов и вращаются в одну сторону. Металлическая заготовка поступает вдоль осей и испытывает вращательно-поступательные движения, после которых ее площадь поперечного сечения уменьшается, а в осевой части образуется небольшое отверстие.

Далее необходимо увеличить отверстие до нужного диаметра. Для этого используется специальная оправка. Она устанавливается между валками, и при последующем проходе заготовка как бы насаживается на нее. В результате отверстие получается нужных размеров, а его поверхность выравнивается. Важно удержать заготовку в нужном положении, для этого используются специальные направляющие линейки и непроводные (принудительно не проталкивающие) ролики. Изначально материал нагревают минимум до 50 °C. При такой температуре деталь становится пластичной, но нет риска плавления. Затем готовые гильзы поступают на трубопрокатные станы.

Также вы можете увидеть на приведенном видео, как делают бесшовные трубы на автоматическом оборудовании, которое сегодня пользуется огромной популярностью. В этом случае в калибр вставляется оправка, а зазор между ними устанавливается равным толщине стенки готовой продукции. Процесс прокатки проходит в несколько подходов, и каждый раз оправка разворачивается вместе с изделием на угол 90°. Во время этой операции опускается нижний ролик стана, и труба поступает на оправку. После того как изделие полностью окажется на оправке, в ход идет нижний ролик, который поднимается и возвращает трубу обратно на рабочую клеть для повторного проката.

Следующим этапом идет обработка на обкатном стане, тоже хорошо демонстрируемая на наших видеоматериалах. Это промежуточная операция перед окончательной обкаткой. На ней задаются разностенность и овальность продукции. Далее изделие поступает на непрерывный стан горячей прокатки. И последней стадией выступает холодная калибровка готовой продукции. При необходимости нарезается резьба. После чего следует контроль, упаковка и транспортировка.

3 Холодная прокатка – в чем суть этого производства?

Повышенным качеством отличаются холоднокатаные бесшовные трубы. Их заготовки проходят тщательный отбор. А чтобы продукция обладала необходимыми свойствами, сырьевой материал еще и подвергают отжигу. Затем сталь обрабатывают кислотой. Такая операция называется травлением. Чтобы нейтрализовать остатки кислоты, изделие очищают щелочным раствором и просушивают. Далее стальная труба омедняется либо фосфатируется. Это улучшает свойства готовой продукции.

Прокатный стан состоит из подвижной клети и двух валков. Последние располагаются под определенным углом и, вращаясь в противоположные стороны, образуют калибр. В зависимости от угла этот калибр может увеличиваться либо уменьшаться. Когда клеть движется к заготовке, деталь легко входит между валками. Затем направление изменяется и происходит обжатие металлической гильзы. За одну прокатку значительно изменяется диаметр трубы и толщина ее стенок. Но при производстве более тонкостенных изделий весь процесс, начиная с отжига, травления и заканчивая непосредственно прокатом, повторяют заново. Описанный цикл можно наблюдать на видео. Готовая стальная продукция поступает на окончательную отделку.

4 Изучаем ГОСТ – вес, геометрия, отклонения

Эти изделия используются в ответственных конструкциях, поэтому необходимо придерживаться международных стандартов при их изготовлении. Содержит все требования, предъявляемые к горячедеформированным бесшовным трубам, ГОСТ 8732–78. В отечественном стандарте указываются размеры продукции, допустимые отклонения, вес и т. д.

Изготавливаются трубы диаметром от 20 до 530 мм, а их вес может достигать почти 900 кг. Толщина стенок изделий колеблется в пределах 2,5–75 мм. В ГОСТ 8732–78 приведена таблица, где указывается зависимость диаметра, толщины металла и веса трубопроката. Например, изделия со стенками 2,5 мм имеют максимальный диаметр 50 мм. Вес такого элемента будет всего 2,9 кг. Для сравнения возьмем изделие со стенками 10 мм. Вес такой бесшовной трубы по предписанию ГОСТ 8732–78 колеблется от почти 8 до 133 кг в зависимости от наружного диаметра, который не может быть менее 42 мм и превышать 530 мм. Наиболее тяжелые изделия, весом от 414 до 878 кг, имеют 75-ти миллиметровые стенки и диаметр от 299 мм. Но это уже промышленные образцы, и в частных целях тяжелый прокат и не используется, а все манипуляции с таким весом возможны только при помощи спецтехники.

По ГОСТ 8732–78 горячекатанные трубы выпускаются немерной длины 4–12 м, мерной, кратной мерной и приблизительной. Все они находятся в одних пределах, однако по требованию заказчика этот параметр можно немного изменить. В зависимости от отклонений наружного диаметра и толщины стенки изделия делятся на повышенной и обыкновенной точности. При этом одна характеристика, например, наружный диаметр, может быть повышенной, а толщина стенок обычной точности. Все эти характеристики потребитель должен предварительно согласовать с изготовителем. Допустимая кривизна по ГОСТ 8732–78 зависит от толщины металла, если стенки до 20 мм, нельзя, чтобы перепад был более 1,5 мм на метр длины. А вот изделия из более толстого металла (20–30 мм) могут иметь кривизну до 2 мм. Максимальный перепад в 4 мм на 1 м длины допускается при изготовлении труб со стенками от 30 мм.

Определяет требования для холоднодеформированных стальных бесшовных труб ГОСТ 8734–75. Эта продукция делится на особотонкостенную, тонкостенную, толстостенную и особотолстостенную. По длине они выпускаются мерными 4,5–9 м, немерными 1,5–11,5 м и кратной мерной длины 1,5–9 м. Первые могут иметь отклонения +10 мм, а последние припуск 5 мм.

В ГОСТ 8734–75 вы найдете таблицы с предельными отклонениями, зависимостью вес-диаметр-толщина стенок и т. д. Эта продукция, как и горячедеформированная, выпускается комбинированной точности. Допустимая ГОСТ 8734–75 кривизна зависит от диаметра изделия. Так, трубы диаметром более 10 мм не могут иметь кривизну более 1,5 мм на 1 м длины. Перепад в 2 мм допускается при диаметре от 8 до 10 мм. А вот если последний параметр менее 8 мм, нельзя, чтобы значение кривизны превышало 3 мм.

5 Учитываем при эксплуатации

Эта продукция выпускается в разных модификациях, отличается марка стали, наличие резьбы и т. д. Также огромным разбегом характеризуются и размеры бесшовных труб. Их эксплуатация не слишком отличается от сварных конструкций, но некоторые требования стоит соблюдать. Например, нарезать резьбу на тонкостенных элементах практически невозможно, а значит, и применять их для таких соединений нежелательно. Другое дело толстые стенки, тут отсутствие шва только поможет в этом мероприятии. Получить хорошую резьбу поможет наш видеоурок. Если используются трубы с тонкими стенами для отопительной системы, то соединять их следует газовой сваркой. Проводя сварочные работы, важно правильно подобрать оборудование. Да и желательно, чтобы мастер был со стажем. Особенности сварки таких труб мы предлагаем оценить на видео.

Перед сваркой толстостенных изделий необходимо произвести разделку кромок. В противном случае металл не проварится полностью, что негативно отразится на качестве шва, а значит, конструкция не получится достаточно надежной.

Бесшовные стальные трубы используются практически во всех сферах жизнедеятельности. Автостроение, судостроение, нефтяная промышленность, производство различных машин и агрегатов – практически везде стальные изделия нашли свое применение. Вредные химические вещества можно транспортировать только по бесшовной трубе. Встретить такие элементы можно даже в оборонной промышленности. Но использовать цельные изделия желательно только после ряда расчетов. Их стоимость высока, поэтому им целесообразно отдавать предпочтение, когда предполагаются значительные нагрузки, которые сварные конструкции не смогут выдержать.

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

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

Стальные бесшовные трубы классифицируют по способу производства:

Горячекатаные;
Холоднокатаные;
Цельнотянутые.

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

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

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

Виды бесшовных труб

Горячекатаные

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

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

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

Холоднодеформированные

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

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

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

К холоднодеформируемому сортаменту применяют дополнительную классификацию по толщине стенки:

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

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

Производство холоднодеформированных труб

Цельнотянутые

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

Сферы применения

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

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

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

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

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

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

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

Способы монтажа и соединения

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

Сварка: выбор метода зависит от технических параметров;
Резьба: если позволяет толщина металла нарезается производителем или на токарном станке, для герметизации применяют уплотнители.

Особотонкостенные (до 20 мм) — газовая сварка. Аппараты малой мощности не вызывают перегрева и позволяют выполнить аккуратный шов даже новичку.
Тонкостенные (от 20 мм) — электросварка встык;
Толстостенные — электросварка после снятия V-образной фаски.

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

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

АВТОР СТАТЬИ Редакция E-metall Сайт-агрегатор позволяет искать металл без посредников у конечных поставщиков: владельцев металла и производителей. Данные о наличии и стоимости металла регулярно обновляются и отображаются в единой таблице поиска с удобными фильтрами и сортировкой. С помощью сервиса можно быстро найти металл и связаться с выбранным поставщиком.

Процесс производства труб - бесшовные и сварные трубы

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

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

Процесс оправки

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

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

Завод по производству труб со штоком Маннесманн

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

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

Процесс изготовления кованой бесшовной трубы

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

Литая заготовка Волока

Экструзионные процессы

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

Горячее прессование Холодное /горячее прессование

Производство сварных труб

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

Существуют различные методы сварки, используемые для сварки трубы:

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

ERW процесс производства стальных труб

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

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

SAW Производство труб

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

Читайте также: