Трубы » Без рубрики »

Производство и применение бесшовных стальных труб


Бесшовные стальные трубыНесмотря на то, что в последнее время многие коммуникационные сети монтируются из полимерных материалов, стальная бесшовная труба своих позиций практически не утратила. Ряд качеств, которые присущи данному материалу, делает ее незаменимой во многих случаях.

Ассортимент выпускаемых стальных труб достаточно значителен, но классифицировать их можно по следующим основным признакам.

По способу изготовления — различают следующие виды труб:

  • электросварные (прямой или спиральный шов),
  • бесшовные (горячедеформированные и холоднокатаные или теплодеформированные).

Бесшовные считаются более надежным материалом, при этом способ их производства никак не сказывается на качестве, а среди электросварных материалов выгодно отличаются трубы со спиральным швом.

Толщина стенки материала. В данном случае учитывается соотношение толщины и диаметра изделия.

Стандартами предусмотрена следующая классификация:

  • особо тонкостенные,
  • тонкостенные,
  • толстостенные,
  • особо толстостенные.

Способ изготовления в данном случае не имеет значения, можно приобрести холоднодеформированные тонкостенные трубы, а также и электросварные.

Кстати, классификация может существенно отличаться в зависимости от диаметра изделия. Так, например, трубы, диаметр которых меньше 20 мм, относятся к тонкостенным, если толщина составляет до 1,5 мм. Если этот показатель равняется 0,5 мм и менее, данная продукция причисляется к особо тонкостенным изделиям.

Поэтому для определения класса трубы, если это потребуется, желательно обратиться к специализированной литературе.

Наличие защитного покрытия. Существует несколько способов повышения устойчивости к Бесшовные оцинкованные трубыкоррозии, воздействию отрицательных температур. Согласно действующим стандартам для газоводопроводной, а также прямошовной электросварной трубы должно применяться оцинкование, что в прочем не делает невозможным его применения в производстве других видов труб.


Нами будет более подробно рассмотрена именно стальная труба бесшовная, которая не имеет антикоррозийного покрытия, в независимости от толщины ее стенки.

Для производства электросварных труб применяется плоская заготовка, которая сгибается, формируя тело изделия. Технология изготовления бесшовных материалов значительно отличается. В качестве заготовки применяется монолитная деталь цилиндрической формы — штанга. Подобное производство более сложно с технической стороны, именно это и считается причиной более высокой цены бесшовных труб.

Производственный процесс такого типа имеет следующие особенности:

  • Нагрев заготовки до температуры, несколько превышающей порог кристаллизации металла. Превышение обычно составляет 50-60 градусов. Деталь  приобретает пластичность, но не плавится.
  • На прошивочном прессе происходит получение пустотелого цилиндра из раскаленной заготовки.

Профессионалы называют такую деталь гильзой, она уже похожа на настоящую трубу, но до идеальной геометрической формы ей еще далеко. Поэтому для окончательного формирования применяют дополнительные способы обработки.

  • Придание правильной формы осуществляется при помощи вальцовки, труба приобретает необходимые размеры в процессе горячей деформации. В результате выравнивается толщина стенок трубы, ей придается правильная геометрическая форма, обеспечивается требуемый наружный диаметр.
  • Готовая труба бесшовная стальная подвергается быстрому охлаждению, путем погружения в воду, и окончательно калибруется, проходя через ряд вальцев.
Производство трубы методом горячего деформирования

Производство трубы методом горячего деформирования

Обработка завершается нарезкой на трубы стандартной длины, хотя стандарты допускают выпуск и немерных материалов.

Данная технология имеет два основных отличия.

Охлаждение осуществляется сразу после прохождения прошивочного стана, предварительная калибровка осуществляется в холодном состоянии.

Перед окончательной прогонкой через вальцы гильза подвергается отжигу, нагревается до температуры рекристаллизации металла. Данная операция позволяет снять внутренние напряжения и сделать сталь более вязкой, пластичной.

Все требования к изделиям и процессу производства описаны в соответствующих стандартах. Для выпуска различных видов труб необходимо учитывать следующие ГОСТы:

  • Холоднокатаные трубы изготавливают в соответствии с ГОСТ 8734-75
  • Основный документ для производителя, выпускающего горячедеформированные трубы — ГОСТ 8732-78.

Основные моменты, указанные в данных документах, регламентируют следующие требования.

ГОСТ 8732-78

Бесшовные горячедеформированные трубы могут иметь диаметр 20-550 мм. Толщина стенок не может быть меньшей 2,5мм, максимальная составляет 75 мм.

Длина труб может быть мерной или немерной, при этом диапазон для обоих случаев составляет 4-12,5 метров. Припуск на каждый рез не должен составлять больше 5 мм.

Допустимая величина изгиба изделия зависит от толщины стенки трубы.  Она составляет 1,5 мм для толщины до 20 мм, 2 мм для 20-30 мм и 4 мм для большей толщины.

Также трубы стальные бесшовные должны иметь диаметр, соответствующий техническому заданию, превышение показателей выше предельно допустимых не допускается.

ГОСТ 8734-75

Сортамент труб по ГОСТ 8734-75Диаметр холоднокатаных труб может составлять 5-250 мм, толщина стенки варьируется в следующих пределах — 0,3-24 мм.

При этом стандартом установлена точная градация труб по размеру стенки:

  •  Особо толстостенными считаются трубы с соотношением диаметра к толщине меньше чем 6.
  •  Если этот параметр находится в пределах 12,5-6, это говорит о том, что перед вами толстостенная бесшовная труба.
  •  Соотношение 12,5-40 относит изделие в разряд тонкостенных.
  • Превышение данного показателя позволяет отнести трубу в группу особо тонкостенных.

Кроме того, стандарт определяет еще ряд дополнительных условий выпуска трубы.

Производство труб с показателями отношения диаметра и толщины, не входящие в данную градацию (больше или меньше), может осуществляться только после предварительного согласования всех технических условий на их изготовление.

Холоднодеформированная труба не может иметь кривизну любого участка большую, чем 3 мм (толщина стенки 4-8 мм), 2 мм (8-10 мм), 1,5 мм (более 10 мм) на каждый погонный метр.

Окончательный отжиг труб является обязательным этапом производства. Отказаться от него можно только по особой договоренности с заказчиком. Овальность и разностенность труб не должна превышать установленные нормативы.

Как видите, требования достаточно жесткие. Поэтому, если вы приобретаете бесшовные стальные трубы ГОСТ, это может служить неплохой гарантией качества.

Подобные трубы, в основном, применяются на наиболее ответственных участках, для которых надежность играет главную роль, а стоимость материала отходит на второй план.

  • Гидравлические системы. Элементы таких систем работают при значительном давлении, именно то, что стальные бесшовные трубы могут выдерживать большие нагрузки, и определило возможность их применения в данной сфере.
  • Производство различных видов энергии. Для теплообменников котлов большое значение имеет способность работать независимо не только от внутреннего избыточного давления, но и высокой окружающей температуры. Применение толстостенной бесшовной трубы позволяет эффективно решить вопрос работы устройств при экстремальных комбинированных нагрузках.
Стальная труба в теплообменниках

Стальная труба в теплообменниках

  • Добыча нефти и газа. Увеличение глубины бурения скважин требует применения самых надежных материалов для обсадки. Бесшовная труба способна выдержать давление пород, обеспечивает надежную работу при сдвижках грунта.
  • Химическая промышленность. В данной области применяются и толстостенные, и тонкостенные бесшовные трубы. Первые позволяют выдерживать значительное давление, вторые обеспечивают чистоту производства различных химических элементов и предотвращение утечек агрессивных жидкостей и газов.
  • Еще одна область применения тонкостенных труб — производство самолетов, кораблей, обычных автомобилей. Именно благодаря им удается значительно снизить вес техники, при этом, не жертвуя надежностью.

В принципе, особых отличий от монтажа электросварных труб не имеется, но учитывать ряд особенностей при монтаже систем с применением бесшовных материалов все-таки следует.

Применение резьбовых соединений ограничивается только для тонкостенных труб, нарезать нормальную резьбу на ней просто не позволит толщина стенки. В остальных случаях процесс Сварка бесшовных труб для отоплениянарезки резьбы облегчен отсутствием шва.

А тонкостенные стальные трубы на отопление могут соединяться исключительно газовой сваркой. Правда, в данном случае играет большую роль мастерство исполнителя. Многим профессионалам вполне по силам смонтировать систему и при помощи электрической сварки.

Сварка толстостенных труб должна осуществляться только после предварительной разделки кромок. Если не снять фаску, можно значительно ухудшить качество сварного соединения, металл просто не будет проварен полностью. Это приведет к общему уменьшению надежности трубопровода.

В этом случае применение газовой сварки неэффективно, варите электрической, при этом толщина электрода не должна быть меньше 4 мм.

Возможность сварки тонкостенных материалов ограничивается, в основном, умением сварщика, основную роль играет правильность подбора режима работы. Кроме того. большую роль играет и применяемое оборудование. Соединение бесшовных труб при помощи инверторного аппарата будет более качественным, данное устройство позволяет более точно установить и поддерживать сварочный ток.

На основании вышесказанного можно сделать следующий вывод. Если вам требуется гарантия качества трубопровода, стоит несколько поступиться стоимостью материала. Более дорогие бесшовные трубы, в итоге, учитывая надежность и рабочие характеристики, будут наиболее приемлемым вариантом, исходя из экономической целесообразности.