Бесшовная труба: особенности производства и применения

Бесшовная труба: особенности производства и применения

› Трубы, трубопроводы

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Виды и преимущества бесшовных стальных труб

Бесшовные стальные трубы являются самыми прочными среди прочих трубных изделий. Цельная стенка, наряду с природой металла, обеспечивает трубопроводам исключительные возможности – их эксплуатируют в жестких условиях высоких температур и давления. Бесшовные стальные трубы это дорогие изделия, для производства которых используется специальное оборудование и технологии.

Особенности бесшовных труб

Бесшовные трубы выпускают из стали – высокопрочного сплава железа с углеродом, который обладает твердостью, устойчивостью к внешним воздействиям. Отсутствие шва и толстые стенки ставят этот трубный материал вне конкуренции.

Технические характеристики

Технические характеристики трубных бесшовных изделий зависят от марки стали и способа их производства – горячим или холодным прокатом. Выпуск изделий регламентирован специально разработанными нормами ГОСТ (государственным стандартом). На выходе с прокатного стана должно получиться изделие, строго соответствующее заданным параметрам.

Для горячекатаных ГОСТ 8732-78:

• Толщина стенки – минимально 2,5 мм, максимально 75 мм.
• Вес на единицу длины изделия. Вес должен соответствовать диаметру и толщине стенки. Точные значения веса трубопроката указаны в соответствующих ГОСТах в виде табличных данных для каждого размера.
• Диаметр. Промышленность выпускает бесшовные стальные трубы в широком диапазоне размеров от 20 мм в диаметре до 530 мм.
• Длина изделия. ГОСТ регулирует длину выпускаемых бесшовных труб. Стандарты следующие: длина 4-12 м с допустимыми отклонениями до 6 метровой длины 10 мм; длиннее 6 м – до 15 мм.
• Допустимые отклонения кривизны от 1,5 до 4 мм.

Для труб, произведенных холодной прокаткой ГОСТ 8734–75:

• Толщина стенки – минимально 0,3 (особотонкостенные), максимально 24 мм (особотолстостенные).
• Вес на единицу длины изделия указан в таблице соответствующего ГОСТа.
• Диаметр от 5 мм до 250 мм.
• Параметры длины: мерные трубы 4,5 — 9 м, немерные 1,5 — 11,5 м и кратной мерной длины 1,5 — 9 м. Вариативность от 5 до 10 мм.
• Допустимые отклонения кривизны от 1 до 3 мм в зависимости от диаметра изделия.

Обратите внимание! Кроме горячекатаных и холоднокатаных труб, существует технология изготовления особо прочных, толстостенных изделий – цельнотянутых бесшовных труб.

Классификация

Помимо способа изготовления, бесшовные трубы разделяют по следующим характеристикам:

• По геометрической форме трубные изделия могут быть круглыми, квадратными, прямоугольными.
• По толщине стенок. Параметр рассматривается в значении отношения внешнего диаметра трубы к толщине ее стенки. Значение варьируется от 1:40 (особотонкостенные изделия) до 1:6 (особотолстостенные изделия).
• По длине – мерные, немерные и кратные мерной длине.
• По диаметру – на малые, средние, большие.

Источник: https://dvor-decor.ru/truby-truboprovody/besshovnaya-truba-osobennosti-proizvo

Виды и преимущества бесшовных стальных труб

Бесшовные стальные трубы являются самыми прочными среди прочих трубных изделий. Цельная стенка, наряду с природой металла, обеспечивает трубопроводам исключительные возможности – их эксплуатируют в жестких условиях высоких температур и давления. Бесшовные стальные трубы это дорогие изделия, для производства которых используется специальное оборудование и технологии.

Способы производства

Различают две технологии изготовления бесшовных труб – горячую и холодную деформацию металла. В обоих случаях бесшовная труба производится из цельного куска металлического сплава цилиндрической формы.

Изготовление бесшовной трубы – горячая прокатка

Изготовление бесшовной металлической трубы горячим методом состоит из 3 циклов:

1. Изготовление заготовки. Для будущей трубы изготавливается цилиндрическая заготовка из металлического сплава, которая имеет заданную длину и сечение. Перед прокаткой деталь нагревают в специальных печах до температуры около 1200 градусов.
2. Формирование специальной гильзы для будущей трубы из заготовки. Гильза представляет собой отцентрованный полуфабрикат с отверстием по оси будущей трубы. В специальном станке гильзу прошивают вдоль оси, формируя начальное отверстие. Теперь деталь напоминает трубу, но с очень толстыми стенками и малым внутренним диаметром.
3. Прокатка гильзы до состояния трубы с заданными параметрами осуществляется на последнем этапе изготовления бесшовного трубного материала. Здесь применяются несколько разных приемов. В ходе манипуляций гильза вытягивается в заданном направлении между специальными валиками.

Все технологические процессы на трубопрокатных предприятиях автоматизированы. Каждому этапу соответствует специальное дорогостоящее оборудование. Процесс изготовления бесшовных труб является энергоемким. Соответственно на выходе производитель получает высокую стоимость готового изделия.

Обратите внимание! Бесшовные трубы для придания им устойчивости к коррозии, покрывают слоем цинка. Такие изделия устойчивы к появлению ржавчины, которая является основным недостатком при эксплуатации металлических изделий.

Холодная прокатка

Процесс холодного формирования из цельной заготовки трубы нужных параметров проходит под механическим воздействием. Важным предварительным этапом здесь является протравливание заготовки для химической очистки стали. Очистку проводят кислотами, после чего изделие нейтрализуют щелочью, очищают, сушат.

Формирование круглого сечения проводят в горячем виде на специальном прошивочном станке. После чего изделие охлаждают. Окончательная форма придается в холодном виде особыми валиками.

Меняя угол наклона валиков, формируют разное сечение изделий.

Благодаря специальной обработке, при холоднокатаной технологии получаются изделия высокой прочности с тонкими стенками и небольшим весом на погонный метр.

Обратите внимание! Холоднодеформированные трубы обладают большей прочностью в сравнении с изделиями, полученными на горячем прокате.

Преимущества бесшовных труб

Отсутствие шва на металлической трубе делает их очень прочными в сравнении со сварными изделиями. Физические характеристики стали + особая технология изготовления трубных материалов наделяет их следующими характеристиками:

• Возможность эксплуатации при высоких значениях температуры и давления внутри трубопровода делает их незаменимыми в энергетике.
• Жесткость, устойчивость к внешней деформации и внутреннему давлению находит применение в гидравлике, машиностроении.
• В самолетостроении востребованы прочность бесшовной трубы в сочетании с легкостью материала за счет особо тонкой стенки.
• Безусловная герметичность обеспечивает безопасную транспортировку агрессивных, ядовитых веществ на химических предприятиях.
• Экологичность и безопасность, с точки зрения инертности к пищевым продуктам, находит широкое применение в пищевой промышленности.

Рекомендуем ознакомиться:  Технология изготовления профильных труб

Единственный недостаток бесшовных стальных труб – это их высокая стоимость. Но в сочетании цена-качество, когда к трубопроводам, конструкциям предъявляются повышенные требования, этот материал не просто окупается полностью, но приносит прибыль в краткосрочной перспективе.

Источник: https://InfoTruby.ru/metallicheskie/besshovnye-stalnye-truby

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.

Виды бесшовных труб
Производство
Горячее и холодное деформирование
Сфера применения бесшовных труб
Преимущества
Бесшовные заготовки

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.

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.

Источник: https://oborudovanie1.ru/trubi/besshovnyie-trubi

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».