Что значит бесшовная труба

Обновлено: 07.07.2024

Производство бесшовных труб

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:

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

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.

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.

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.

Стальная бесшовная труба – понятие, виды, особенности

Что такое бесшовная стальная труба? Как ясно из названия, это изделие, выполненное по типу трубы без сварных швов и вообще без каких-либо соединений. Подобные изделия без швов производить начали в Германии с 1886 года, и первыми стали делать это братья Маннесман.

Методы изготовления бесшовных труб:

прокатка,
волочение,
прессование,
ковка.

Относительно технологии производства стальные бесшовные трубы бывают горячекатаными и холоднодеформированными. Первые из них, то есть горячекатаные, по нормированию классифицируются на следующие основные группы: с нормированием химического состава, с нормированием механических характеристик, а также гидравлического испытательного воздействия.

По своему сортаменту стальные горячекатаные трубы без швов очень и очень разнообразны, благодаря чему их возможно использовать в самых различных сферах – от банальной транспортировки веществ до машиностроения или строительной индустрии.

Бесшовные трубы различаются не только в том, что касается способов их изготовления, но и размерами, а также формой. Бесшовные профильные трубы в зависимости от вида сечения подразделяются на прямоугольные или квадратные.

При выборе бесшовных изделий горячего проката как еще один из важных показателей можно упомянуть сечение. Существуют тонкостенная – толщина ее стен 6-12,5 мм, и толстостенная – толщина 12,5-40 мм.

Труба бесшовная холоднодеформированная производится методом холодной прокатки или способом волочения. У таких изделий размеры, типы и сортамент представлены в таком же большом разнообразии, как и у горячекатаных. Но главное качество – нержавеющая бесшовная труба исключительно прочна. Однако и цена бесшовной трубы, изготовленной одним из данных способов, немного выше чем у аналога, созданного горячим методом.

Сфера применения данных изделий широка настолько, что проще сказать, где такие трубы не используются. Это и судостроение, и авиапромышленность, автомобилестроение, сооружение подземных, наземных, подводных путепроводов и многое другое. Перед применением бесшовных стальных труб согласно нормам ГОСТ определяется, какой именно вид труб возможно применять в рассматриваемой сфере. Множественные факторы, учитываемые в ТУ и ГОСТ, оказывают на это влияние. Здесь учитывается и толщина стен изделия, и вид стали, и устойчивость к воздействию разнообразных агрессивных сред.

Разумеется, кроме бесшовных труб из стали, прекрасно себя зарекомендовавших, промышленность выпускает трубы и из других материалов. Трубы из металлопластика, к примеру, считаются незаменимыми при работах по монтажу систем отопления или водопровода. Также весьма популярны изделия из титана, которые, несмотря, на более высокую стоимость по сравнению со стальными, используются в самых разнообразных областях строительства и промышленности.

Какие бывают бесшовные трубы – сортамент металлопроката

Труба бесшовная – один из видов трубного металлопроката. Главное отличие от другой продукции – отсутствие продольного или спирального шва, соединяющего окружность. Это, в первую очередь, связано с технологией производства. А они используются разные. Например, этот вид проката бывает горячекатаным, прессованным, кованным, полученным путем волочения, холоднотянутым. То есть в отличие от прямошовных, спиралешовных сварных труб при производстве применение сварки неактуально. Какие бывают бесшовные трубы – определяют нормативные документы. Надо руководствоваться ГОСТами, ТУ, АСМЧ отдельных производителей.

Если ориентироваться на ГОСТ, то выделяют несколько параметров классификации, а именно:

технология производства трубного проката;
материал изготовления бесшовных труб;
направления использования рассматриваемых нами металлоизделий.

О сортаменте бесшовных труб читайте далее в нашей статье. Только одно маленькое уточнение. Разговор пойдет о бесшовных трубах, изготовленных из металла. Есть просто и другие варианты, порой экзотические (полимеры, стекло, даже дерево и камень).

Какие бывают бесшовные трубы – технология производства

Все бесшовные трубы отличаются по технологии производства. Именно она учитывается в большинстве ГОСТов, определяющих сортамент и технические условия этого вида металлоизделий. Об этом кратко.

Отметим основные технологии изготовления бесшовных труб:

прокатка, о ней чуть подробнее ниже;
ковка, речь о радиальной ковке предварительно нагретой заготовки;
прессование, прямое или обратное.

В ходе ковки заданное сечение и профиль труб формируются путем использования бойков в кузнечном прессе. Они совершают возвратно-поступательные движения. Прессование заключается в выдавливании нагретой заготовки через определенную замкнутую форму меньшего размера.

Прокатка заключается в совокупности выполняемых операций. На первом этапе из исходной заготовки изготавливают трубу. Ранее использовали блюм (слитки, полученные в ходе прокатки металла на блюминге (прокатном стане)). Сначала выполняли раскройку блюма. Затем заготовку нагревали до определенной температуры в кольцевой печи. И после этого на прошивном стане выполнялась прокатка. Это, конечно, в общем. Есть целый ряд сопутствующих технологических операций. Сейчас больше применяется технология непрерывного литья.

Затем проводится обработка заготовки с целью придания ей заданных размеров, формы сечения и рабочих характеристик. Классификация выполняется исходя из температуры обрабатываемой заготовки. Основные виды металлопроката:

горячедеформированный;
холоднодеформированный;
теплодеформированный.

Этот параметр широко используется в ГОСТах, указывающих на сортамент бесшовных труб. Основываясь на нормативные документы, продолжим разговор далее.

Сортамент горяче и холоднодеформированных труб, их технические условия

ГОСТ 8732-78 определяет сортамент горячедеформированных бесшовных труб. Рассмотрим основные параметры классификации. Размеры проката следующие:

наружный диаметр от 20 до 530 (550) мм;
толщина стенки от 2,5 до 75 мм;
длина от 4 до 12,5 метра.

ГОСТ 8734-75 определяет сортамент холоднодеформированных бесшовных труб. Первый критерий – толщина стенки. Прокат бывает особотонкостенным, тонкостенным, толстостенным, особотолстостенным. Длина такого вида металлоизделий от 1,5 до 11,5 метра. Диаметр труб от 5 до 250 мм (по требованию изготавливаются и диаметром 4 мм). Толщина стенки от 0,3 (по заказу от 0,2) до 24 мм.

Материал изготовления

Уже вскользь отметили что бесшовные трубы изготавливаются из различных материалов, в том числе металла. Немножко об этом подробнее. Выделяют две группы металлопроката. Первая – черный. В таком случае используются определенные марки стали. Вторая – цветной. Она подразумевает производство бесшовных труб из цветных металлов и сплавов.

В свою очередь и марки стали разняться своими свойствами. Широко применяются углеродистые марки, но есть и легированные. Легированные относятся к коррозионно-стойким маркам стали. В том числе бесшовные трубы могут изготавливаться и из аустенитных марок стали. Более подробная информация о них для бесшовного трубного металлопроката горячедеформированного в ГОСТ 9940-81. Если прокат тепло- или холоднодеформированный, то нужен ГОСТ 9941-81.

Цветные металлы и сплавы используются реже, но и такой вариант есть. Например, титановые бесшовные трубы (из титана и его сплавов) изготавливаются по ГОСТ 21945-76 и ГОСТ 22897-86. Если говорить о трубках, то они могут изготавливаться из сплавов других цветных металлов, например, латуни.

Помимо этого, выпускается и биметаллический бесшовный трубный металлопрокат. Например, по ГОСТ 22786-77 внешний слой трубы из стали, а внутренний – из меди.

Функциональное предназначение

Существует целый ряд ГОСТов, определяющих направления применения бесшовных труб. То есть, используя определенный нормативный документ, можно определиться с сортаментом для определенного направления использования. Основываться можно на такие параметры как марка стали, наличие или отсутствие защитного покрытия, габариты. Выделим для примера несколько основных видов бесшовных труб по предназначению:

нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность;
судостроение, холоднодеформированный прокат для нефтенагревателей, котлов, пароперегревателей и иных целей, горячедеформированный для паронагревателей;
обустройство систем охлаждения (плоскоовальные радиаторные трубки, например, в автомобилях);
производство велосипедов, мотоциклов и других транспортных средств;
энергомашиностроение;
теплообменное и котельное оборудование;
строительство (в металлоконструкциях различного функционального предназначения, ГОСТ Р 54864-2016);
прочие технические цели, та же бытовая сфера, очень вариативный в плане употребления вид трубного проката.

Широко используются насосно-компрессорные и обсадные бесшовные трубы. Направление применения в полной мере определяет характеристики труб. Или наоборот, характеристики труб определяют направление использования как критерий классификации и выбора.

За критерий выбора проката берутся и условия эксплуатации, специфика рабочей среды. Это тоже влияет на то, какие бывают бесшовные трубы. Есть прокат для транспортировки в жидком и газообразном состоянии, например, для маслопроводов и топливопроводов, включая и высокого давления.

Учитывается и такой параметр как давление. Выпускаются бесшовные трубы, выдерживающие очень высокое давление (ГОСТ 11017-80 и другие). Доступен и трубный прокат, способный противодействовать деформированию под воздействием достаточно высоких температур. Отметим и прокат со специальными свойствами для трубопроводов (ГОСТ 30564-98).

Форма поперечного сечения профиля

Следующий параметр, на котором остановимся, – форма поперечного сечения профиля. Как правило, бесшовная труба круглого сечения. Встречается такой прокат гораздо чаще остальных, но есть и другие решения. Существует такое понятие как профильная труба. Это трубный прокат, в котором сечение профиля отличается от круглого. Профильные трубы тоже выпускаются и бесшовными. Среди основных форм профиля прямоугольная и квадратная.

Еще профильные бесшовные трубы бывают:

каплевидными;
овальными;
шестигранными;
плоскоовальными;
с полыми ребрами.

И это только те формы профиля, на которые есть соответствующий ГОСТ. Сортамент гораздо шире.

Наличие дополнительного покрытия

Зачастую бесшовная труба изготавливается из углеродистых марок стали. В таком случае порой решается дополнительно целый ряд задач. Рассмотрим несколько из них. Начнем с основной. Углеродистые марки стали подвержены коррозии. Чтобы защитить от этого негативного явления бесшовную трубу – наносится защитный слой. Это может в самом простом варианте быть слой краски (труба окрашенная бесшовная). Варианты посложнее и дороже – слой цинка (труба бесшовная оцинкованная) или слой полимерного материала.

Вторая задача состоит в повышении декоративных характеристик. Соответственно наносится декоративный слой. Может быть та же краска. Вариант подороже – слой хрома. Это труба бесшовная хромированная. Есть и другие декоративные покрытия.

Третья задача порой состоит в необходимости снижения теплопроводности материала. Например, при передаче теплоносителя. Чтобы звучало проще. Есть системы централизованного теплоснабжения. Нужно чтобы вода или пар попали от отдельно стоящей котельной в дом или квартиру горячими. Тогда на трубу определенным образом наносится или укладывается слой теплоизоляционного материала. Это бесшовная труба предварительно теплоизолированная. Причем вариантов оболочки масса и это тоже нужно учитывать. Читайте об этом в статье «Труба бесшовная для отопления – параметры выбора». Существуют и другие виды покрытий.

Рассмотрели основные критерии, чтобы ответить на вопрос: «Какие бывают бесшовные трубы?». Как видите параметров выбора множество, как и сортамент продукции. Чтобы ориентироваться во всем этом многообразии и сделать правильный выбор – обращайтесь к нам. Поможем купить бесшовные трубы правильно, выбрав оптимальный вариант по цене и исходя из решаемых задач.

Технологии производства и применение бесшовных труб

Востребованный в промышленности и строительстве формат металлопроката без продольных и спиральных швов.

За счет цельного корпуса они превосходят по прочности сварные аналоги и металлический профиль. Это позволяет использовать их в особо ответственных трубопроводах для транспортировки агрессивных жидкостей под большим давлением. Бесшовные трубы незаменимы при возведении монолитно-каркасных конструкций, успешно применяются в машиностроении, в различных отраслях народного хозяйства.

Технология производства трубных изделий осуществляется на прокатном оборудовании в соответствии с отечественными и международными стандартами.

Разновидности бесшовных труб – размеры, особенности использования, ключевые различия

Благодаря природным свойствам металла, цельной стенке и различным вспомогательным добавкам, обеспечиваются максимальные качественные характеристики, изделие приобретает уникальные эксплуатационные возможности.

Трубы бесшовные в зависимости от особенностей производства бывают холодно- и горячекатаными. Для их изготовления берут только самые прочные металлические сплавы (чаще всего сталь), а также различные добавки, обладающие отличными антикоррозионными показателями. Это позволяет заметно расширить технические и функциональные возможности изделий, гарантирует исключительное качество.

Для производства бесшовных изделий используют такие марки стали:

1. Стальной сплав 12х18н10т. В состав входят частицы хрома, титана и никеля, выступающие в роли легирующих добавок. Изделия из этого сплава наиболее востребованы при обустройстве бытовых водопроводных систем. Благодаря отличным антикоррозионным функциям, на качество и состав питьевой воды не оказывается постороннего воздействия.

2. Сталь 10х17н13м2т. В ее состав входят дополнения, предотвращающие негативные последствия при контактах с агрессивными кислотными средами. Изделия из этого сплава способны выдерживать экстремальные температурные нагрузки (до 600°С), потому активно используются в химической промышленности.

3. Сплав марки 06ХН28МДТ. Изделия из этого сплава обладают усиленной защитой к высоким температурам и химически агрессивным веществам, потому используются в особо тяжелых условиях эксплуатации.

4. Высоколегированная сталь 10Х23Н18 с жаропрочными добавками. Обозначенный сплав разработан для эксплуатации в условиях особо экстремальных температурных нагрузок. Изделия из него спокойно выдерживают температуру до 1100°C, что позволяет применять их для обустройства камер сгорания, трубопроводов с высокотемпературным режимом и т.д.

Размеры

Сортамент бесшовных труб определяется соответственно с требованиями ГОСТ для холодно- и горячекатаных изделий. Стандарты, использующиеся при этом, имеют множество сходств. Единственное отличие состоит в разнице между механическими параметрами. Она возникает из-за того, что для каждого способа предусматривается свой особенный производственный цикл.

Размерный ряд бесшовных изделий, изготовленных горячекатаным способом, состоит из таких типов:

немерная длина – 15-100 см;
мерная длина – 15-100 см, допускается отклонение не более 15 мм;
кратная мерная величина – в пределах мерной длины с учетом припуска в 5 мм на каждый рез. Здесь также установлены рамки допустимых отклонений, которые соответствуют 15 мм, при условии, что минимальный показатель кратной длины изделия не менее 300 мм;
ограниченная длина – в границах мерной величины с допустимым отклонением в 500 мм.

Действительными стандартами ГОСТ 5632 допускается введение микродобавок в виде редкоземельных металлов. Однако тут же указывается требование, по которому уровень серы, находящейся в стальном сплаве, не может превышать показатель в 0,02%. Несоответствие по нормам чревато потерей ряда эксплуатационных параметров.

Касательно холоднокатаных бесшовных труб, размеры напрямую зависят от толщины стенки:

0,5 мм – минимальная длина в 0,75 м, максимальная – 7 м;
0,5-1 мм – 1-7 м;
свыше 1 мм – 1,5-12,5 м.

Касательно производства изделий немерной или кратной мерной величины, требования по размерам соответствуют аналогичным стандартам, которые соблюдаются при выпуске труб горячекатаным способом.

Технические характеристики

Технические параметры изделия напрямую зависят от способа производства, марки используемого стального сплава. Они также регулируются требованиями ГОСТ.

Для изделий, изготовленных методикой горячего деформирования, ГОСТ 8732-78 устанавливает такие нормы:

толщина стенки – 2,5-75 мм;
масса на единицу длины изделия – соответствует диаметру и толщине стенки;
диаметр – 20-530 мм;
допустимые отклонения кривизны – 1,5-4 мм.

Касательно труб, полученных в результате холодной прокатки, правила определяет ГОСТ 8734-75:

толщина стенки - 0,3-24 мм;
масса на единицу длины – обозначается в специальной таблице в нормативном документе;
диаметр – 5-250 мм;
отклонения кривизны изделия – 1-3 мм.

Классификационные признаки

Классификация бесшовных труб учитывает различные характеристики:

по форме – круглые, квадратные, прямоугольные;
толщина стенок – соотношение внешнего диаметра к толщине стенок.

Различают особо тонкостенные изделия (1:40)и особо толстостенные(1:6);

длина – мерные, немерные, кратные мерной величине;
диаметр – малые, средние и большие.

В зависимости от предназначения трубы их классифицируют на такие группы:

1. Стандартные изделия, использующиеся для строительных целей, транспортировки газов и жидкостей.

2. Магистральные трубопроводы, эксплуатирующиеся в условиях повышенного давления.

3. Комбинированные трубы – универсальные изделия, которые обладают стойкостью к высокому давлению и температурам.

4. Трубы для разведки и добычи природных ископаемых (газ, нефть).

5. Особо прочные конструкции.

6. Бесшовные изделия, использующиеся для создания поршневых механизмов.

Бесшовные трубы обладают уникальными техническими параметрами, что дает возможность использовать их при обустройстве трубопроводов, эксплуатация которых связана с высоким давлением и резкими температурными перепадами.

Применение бесшовных труб

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 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.

Труба стальная холоднокатаная и горячедеформированная бесшовная

В последнее время для прокладки инженерных коммуникаций чаще всего используются полимерные изделия. Вместе с тем, трубы стальные бесшовные в некоторых сферах производства не утратили свои лидирующие позиции. А, например, при обустройстве на промышленных объектах систем водоснабжения приоритет по-прежнему остаётся за изделиями данного типа. Кроме того, их применяют как при строительстве многоэтажных зданий, так и частных домов.

Стальные бесшовные трубы — это прочные и долговечные изделия, используемые во многих областях строительства

Классификация стальных труб

Весь сортамент труб, выпускаемых современной металлургической отраслью, классифицируется по нескольким критериям.

Метод производства. Выделяют прямо- и спиральношовные электросварные трубы, а также трубы бесшовные холоднодеформированные и горячедеформированные.

Толщина стенок. По этому критерию стальные изделия подразделяются на:

особо тонкостенные;
тонкостенные;
толстостенные;
особо толстостенные.

Принадлежность к определённой группе зависит от соотношения наружного диаметра к толщине стенки. В качестве примера послужат следующие цифры: при сечении меньше 20 мм тонкостенными считаются изделия с толщиной до 1,5 мм. Если же значение этого параметра равно или меньше 0,5 мм, данную продукцию причисляют к особо тонкостенным трубам.

Наличие либо отсутствие защитного антикоррозионного покрытия. Сегодня в металлургической отрасли используется несколько методов повышения устойчивости трубного проката к негативному воздействию коррозии. Наиболее часто с этой целью на поверхность изделий наносится слой цинка. Такой процедуре могут подвергаться абсолютно все трубы, независимо от формы, размера и метода производства. Однако ГОСТ предусматривает обязательное проведение этой операции с электросварными прямошовными и водогазопроводными трубами.

Трубы с защитным покрытием из цинка более устойчивы к коррозии, чем обычные изделия

Производство труб из стали

Если производство сварной продукции осуществляется с использованием плоского листа, то труба стальная бесшовная холодно- и горячедеформированная изготавливается из так называемой штанги — монолитной цилиндрической заготовки.

Труба горячедеформированная. Этапы её производства следующие:

Заготовка отправляется в печь. Здесь она подвергается нагреву.

Раскалённую заготовку подают на прошивочный пресс. Там она приобретает форму полого цилиндра. Металлурги назвали его гильзой.
Собственно горячую деформацию осуществляют несколько групп вальцов. В результате гильза приобретает требуемые значения толщины стенок и диаметра.
Затем горячедеформированную бесшовную стальную трубу охлаждают и калибруют в последних вальцах в линии.
Изделие режется на отрезки нужной длины, которые отправляют на склад готовой продукции.

Важно! Разогрев осуществляется до температуры на 50 градусов выше отметки рекристаллизации стали. Металл при этом становится пластичным, но ещё не начинает плавиться.

Труба холоднодеформированная. Ключевыми отличиями производства труб стальных бесшовных холоднодеформированных являются следующие два момента:

гильзу охлаждают сразу после прошивочного стана. То есть все последующие операции производятся при температуре ниже отметки, при которой сталь обретает пластичность. Назвать заготовку холодной можно весьма условно, поскольку, сталь, деформируемая в вальцах, выделяет тепло в большом объёме;
перед завершающей калибровкой данное изделие обязательно подвергается отжигу. Заготовку опять разогревают до температуры рекристаллизации и дают ей остыть естественным образом. Это позволяет снять накопившиеся в трубе стальной бесшовной холоднодеформированной внутренние напряжения и придать материалу вязкость, а также пластичность.

Холоднокатаные трубы формируются при помощи специальных вальцов

ГОСТ 8732 78.Технические характеристики

В сортаменте стальных бесшовных труб, определяемом ГОСТом 8732 78, указан допустимый диапазон размеров этих изделий. Выглядит он так:

разрешённый диаметр ;
толщина стенки
сортамент труб стальных бесшовных горячедеформированных нормирует продукцию по немерной длине в пределах 4≤L≤12.5 м. Однако, по согласованию с представителем заказчика допускается изготовление меньших или больших отрезков. Длина ограничивается технологическими возможностями оборудования металлургического комбината.

Предельно допустимые отклонения по длине зависят, в том числе, и от диаметра изделий:

если значение этого параметра более 152 мм, а длина трубы 6 м, отклонение может составлять +15 мм;
при длине менее 6 м, допустимое отклонение равно +10 мм.

Что же касается наружного диаметра, то допуски представлены в таблице №1.

Таблица 1

Информация о допустимых отклонениях толщины стенки размещена в таблице №2.

Таблица 2

Полезная информация ! Допускается также незначительная разностенность и овальность изделий, но при условии, что отклонения не покидают указанный в ГОСТе диапазон.

Помимо вышеуказанного ГОСТ 8732 78, существует ещё один нормативный документ, регламентирующий производство труб стальных бесшовных горячедеформированных и холоднодеформированных.

Контроль качества произведенных труб включает проверку на соответствие диаметра, формы и толщины стенок ГОСТу

ГОСТ 8731-74. Свойства и характеристики изделий

Этот стандарт предусматривает изготовление данной продукции:

из стали марок СТ2сп. СТ5сп, СТ4сп и СТ6сп с нормированием таких механических свойств, как относительное удлинение, предел текучести и сопротивление разрыву. Твёрдость нормируется, если толщина стенок превышает 10 мм;
с нормированием механических свойств, а также химического состава;
с нормированием только состава;
с нормированием состава и проведением выборочного контроля образцов после операции термообработки;
с выполняемыми в обязательном порядке гидравлическими испытаниями, но без нормирования показателей.

В ГОСТе 8731-74 перечислены возможные методики испытаний. Однако технические подробности там не указаны. Их можно найти в других соответствующих стандартах. Виды испытаний следующие:

визуальный контроль. При обнаружении дефектов, они надпиливаются;
контроль макроструктуры;
испытание на твёрдость;
испытание на сплющивание;
на растяжение;
на раздачу;
на бортование;
на изгиб;
определение химического состава.

Край трубы может быть идеально ровным, либо же со снятой фаской

На поверхности бесшовных труб не допускается наличие рванины, закатов и трещин. Впрочем, окалина, а также незначительные дефекты могут присутствовать, но при условии, что они не выведут параметры стенок за допустимые пределы отклонений.

Концы труб отрезаются под углом 90 градусов. Вместе с тем, стандартом допускается применение под сварку труб стальных бесшовных горячедеформированных со снятой фаской. Угол её наклона к продольной оси должен составлять не меньше 70 градусов.

В заключение необходимо отметить, что широкий сортамент позволяет применять изделия данного типа и в быту. Однако такое решение зачастую нецелесообразно, поскольку небольшие нагрузки не позволят использовать и четверти возможностей бесшовных труб. То есть немалая доля денежных средств будет потрачена напрасно.

Читайте также: