Основные виды обработки труб

Обновлено: 07.07.2024

Металлические трубы: виды, способы обработки и использование в хозяйственной деятельности.

Ни одно строительство не обходится без коммуникаций, при подведении которых, широко используются металлические трубы различного назначения.

Различия труб по назначению

По типу сечения выделяют:

Стальные трубы округлого диаметра являются наиболее распространённым видом металлопроката, и применяется достаточно широко (ЖКХ, промышленность, строительство);
Второй вид труб – профильные, они также популярны, особенно при возведении металлоконструкций.
Трубы округлого диаметра также используются для транспортировки полезных ископаемых, например, нефти, газа. В зависимости от используемого материала различают следующие виды труб:
Изготовленные на основе спокойной стали, чаще всего это трубы бесшовного типа;
Из кипящей или полукипящей стали (такой материал используются в менее ответственных местах, так как из-за кипения, в стали присутствует много примесей).
Из стали, содержащей высокий уровень углерода, чаще всего это трубы с большим диаметром, а также трубы, используемые при бурении скважин.
Из стали, в которой содержится минимум углерода (канализация, отопление и так далее).

Чтобы изготовить стальную трубу, используются разные технологии проката, что также влияет на качество изделий и срок их эксплуатации. Что касается трубы бесшовного типа, то для ее основы используют:

болванку, как простую, так и цилиндрической формы;
конус отсеченный;
катаный брус в разном сечении.

Для того чтобы получить сварную трубу, используется либо листовая сталь, либо полосовая. В случае, когда труба имеет диаметр менее 520 мм, при сварке могут использовать полосу разной категории, например, горячекатаную, горячекатаную травленную или холоднокатаную.

Для сварки трубы, имеющей диаметр больше чем 520 мм, может быть использована исключительно горячекатаная полоса. Это самая востребованная позиция трубопроката, она используется, в основном, для трубопроводов, поэтому – трубы диаметром свыше 520 мм и наиболее ответственная позиция.

Обработка труб небольшого диаметра

Есть ряд правил, при работе с трубопрокатом. Для безопасности производства, поверхность трубы должна быть тщательно зачищена от ржавчины и обезжирена.

Виды обработки труб и цели

Термическая обработка трубы – завершающая стадия изготовления металлопроката. Сталь – сплав очень сложный и неоднозначный. Механическая или температурная процедура позволяет придать изделию иные свойства и устранить некоторые недостатки. Производится процедура с самыми разными целями.

Назначение термической обработки

Такой вид воздействия на уже готовые металлические изделия, позволяет достичь нескольких целей:

получение эксплуатационных свойств наподобие повышения прочности, снижения напряжения металла, упрочнения сварных швов и прочее. Используется при производстве, например, нефтяных трубопроводов, газопроводов, котлов;
формирование определенной структуры и появление качеств, необходимых для дальнейшей отделки – например, легкость в механической обработке. Востребовано в машиностроении;
восстановление пластичности – требуется для дальнейшей деформации. Такой операции подвергают изделия на промежуточной стадии изготовления;
образование диффузионной связи в многослойных, свертных паяных трубах, в биметаллических с тем, чтобы увеличить надежность и износостойкость изделия;
выравнивание структуры трубопровода сварного или литого с переменной геометрией – например, бурильные. Таким образом, добиваются, например, упрочнения сварных швов.

Отделка стальной трубы может быть разной. Так, упрочнению подвергается все изделие целиком, а для повышения способности к соединению, например, процедуре подвергаются только торцы, с тем, чтобы улучшить качество кромки.

Термическая обработка

Труба по сравнению с другими видами металлопроката обладает рядом особых качеств: развитая поверхность, геометрические размеры, внутренняя полость, разная толщина стенок и прочее. Эти характеристики создают определенную сложность для температурных процедур. Для изделия с разной толщиной стенок и диаметром необходимо использовать различные станки.

Основные методы температурного воздействия таковы.

1) Отжиг – наиболее популярный способ увеличения прочности стальных изделий. Проводится отжиг на самых разных стадиях. Классифицируется именно по этому признаку:

технологический отжиг – при холодной обработке стали в какой-то момент дальнейшее воздействие становится невозможным: твердость превышает пластичность. Чтобы вновь сделать сплав пригодным для упрочнения, материал прогревают до температуры, при которой пластичность металла увеличивается. Как правило, это низкие докритические величины, так что отжиг, в целом, оказывается достаточно дешевой процедурой;
отжиг перед штамповкой – горячекатаная сталь при резке, рубке, штамповке может давать трещины. Чтобы этого избежать, сплав нагревают до температуры меньше температуры плавления, выдерживают и остужают;
отжиг перед резкой – процедура проводится на станках при разных режимах, это определяется типом стали;
отжиг – изделия, получаемые на станках, редко когда подвергаются этой процедуре. А вот изделия из высокоуглеродистых сталей перед формовкой, гибкой следует отжигать при низкой температуре, чтобы снизить твердость сплава.

2) Нормализация – по сути дела, это перекристаллизация под действием определенной температуры, которая позволяет получить необходимые физические свойства изделия из стали более дешевой марки. Выполняется операция после прокатки, когда трубопровод уже потемнел. При этом крупнозернистая и неоднородная структура сплава меняется, становясь более однородной. Соответственно, обретает более высокую прочность.

После нормализации изделия охлаждают. Скорость охлаждения также определяют качества трубопровода: предел прочности высаженных концов увеличивается на 4,5%, предел текучести – на 5,4%, ударная вязкость – на 17%.

Нормализация с отпуском – производств для снятия различных видов напряжения металла. Отпуск может производиться при низкой – до 250С, средней – до 300. С, и высокой температуре – выше 500 С.
Закалка – наиболее дорогостоящий способ. Обработка торцов труб или всего изделия производится при высокой критической температуре и быстро охлаждается. Цель процедуры – увеличение твердости, прочности изделий и снижение пластичности. Производится закалка в специальных печах, где удерживается температура от 800. С до 1300 С.

Все виды термических операций повышают стойкость сплавов к коррозии. Однако специально для улучшения антикоррозийных свойств ни отжиг, ни закалка не производятся.

Механическая обработка трубы

По сути, все их разнообразие сводится к 3 операциям: перерезка, нарезание резьбы и изгибание. Все такого рода работы осуществляют на специальных машинах, однако при небольшом диаметре допускается и использование ручного инструмента. В качестве способа улучшить защиту от коррозии, такая процедура не применяется. Более того, после нарезки и сгибания требуется отделка торцов и кромки, а также покраска изделия.

Предварительным этапом служит разметка. Отмечают ту длину, которую должна иметь стальная труба после нарезки, а не до. Дело в том что при соединении фрагментов трубопровода они входят друг в друга на длину конца и резьбу, соответственно, их фактическая длина оказывается меньше.

Обработка труб от А до Я

В статье мы соберем воедино разрозненную информацию о резке труб и сравним инструменты. В конце статьи вы получите готовое решение по комплекту для отрезки и обработки торцов труб для сварки.

Чем можно отрезать трубу

Ножовка по металлу.
Ножницы для пластиковых тонкостенных труб.
Ручной роликовый труборез.
Пила по металлу-болгарка
Электрические/пневматические/гидравлические труборезы
Ленточнопильные станки
Газорезательные машины

Подбирая инструмент для резки труб, нужно четко понимать, как он будет эксплуатироваться, какие именно трубы будет резать. Например, труборезом для пластиковых труб будет очень проблематично разрезать металлическую трубу, по окончании "работ" такого плана труборез будет сломан.

Рассмотрим каждый инструмент отдельно

Ножовка по металлу

Это ручной инструмент, он может отрезать металлическую трубу диаметром от 1 до 20 см. При длительном распиле, раз в минуту нужно делать перерывы, чтобы пильное полотно не перегрелось и не сломалось. Подходит для разовых работ по резке труб небольшого диаметра, так как подразумевает большие временные затраты и физические усилия. Имея ножовку можно распилить и большие трубы, но сделать это чрезвычайно трудно. Данный инструмент без труда можно приобрести в обычных строительных магазинах.

Главный минус ножовки - невозможно получить точно перпендикулярный и ровный срез. Ножовка - это скорее бытовой инструмент для резки труб.

Рис. 1. Ножовка по металлу

Ножницы для труб

Удобно использовать для резки труб диаметром до 7 см. Применяются только на тонкостенных пластиковых трубах, трубах из ПВХ, ХПВХ, ПП, полиэтилен с межмолекулярными связями, ПЭ. Реже встречаются ножницы для резки платиковых труб диаметром до 16 см. Обычно применяются при установки отопительных и трубопроводных систем.

Главный минус ножниц - они подходят только для труб из полипропиллена и пластика небольшого диаметра.

Рис. 2. Ножницы для труб

Ручной роликовый труборез

Применяется в бытовых целях, удобно использовать для конкретной задачи. Режет трубы диаметром до 25 см. Используется для резки стальных труб. Заменив стандартный режущий ролик, можно расширить функционал трубореза до резки труб из чугуна, нержавеющей стали и алюминия, а также для увеличения толщины реза.

Резка осуществляется путем поворота трубореза вокруг трубы и подтягивания прижимной гайки. Для отрезания стальной трубы достаточно нескольких оборотов трубореза.

Минус ручного роликового трубореза - появление заусениц в месте среза. После отрезки трубы нужно обрабатывать края зенковкой или фаскорезом.

Рис. 3. Роликовый труборез

Пила по металлу, болгарка

При должном умении пилой по металлу можно сделать довольно ровный срез и даже зачистить фаску для сварки, но все зависит от умения мастера. Это полностью ручная работа, процесс неавтоматизирован. Подходит для одиночных отрезов труб. Негативный момент в таком способе заключается в том, что края среза получатся очень неровными с большим количеством заусенцев. Там, где нужна большая точность разреза, этот вариант явно не годится.

Цепной труборез

Цепные труборезы используются для отрезки керамических и чугунных труб большого и маленького диаметра: от 1,5 до 70 см. Хорошо подходят для работы в стеснённых условиях, так как цепь с режущими роликами можно завести под трубу, лежащую в траншее, без окапывания, при этом привод и установочное приспособление остаются сверху. Для снятия трубореза достаточно расцепить цепь. Недостатком можно назвать большую ширину реза и не слишком хорошее качество по сравнению с обработкой резцом. Фаска под сварку при резке цепным труборезом не обрабатывается, нужна дополнительная обработка фаскорезом.

Рис. 5 Цепной труборез

Далее в списке идет профессиональный инструмент, который не купишь в ближайшем строительном магазине. Он используется на крупных и средних производствах, а также при ремонте трубопроводов или на сварочных предприятиях.

Роторный труборез

Это тот же роликовый труборез, единственное отличие в том, что для резки используется 4 режущих ролика и больше. Такие труборезы могут использоваться для резки труб большого диаметра, но это уже профессиональный инструмент для резки труб. Основной минус таких труборезов в длительности работ: труборез приводится в действие за счет усилий человека.

Рис. 6. Роторный труборез

Электрические/пневматические/гидравлические труборезы

Это автоматический профессиональный аппарат с режущим инструментом в виде резцов, после обработки автоматическим труборезом получается самая качественная поверхность кромки из всех предложенных вариантов. Достаточно установить его на трубе и в течение нескольких минут труба будет отрезана.

Рис. 7. Автоматические труборезы

Мы поставляем труборезы для труб от 1,8 до 150 см. Труборез состоит из вращающегося и неподвижного колец, каждое из которых разделено на две половины, если это модель разъемного труборезы. Такая конструкция облегчает установку на смонтированных трубопроводах. Также бывают неразъемные труборезы, они используются на свобоных торцах труб, их основное преимущество перед разъемными состоит в скорости установки трубореза на трубе: буквально 2-3 минуты.

Разъемные труборезы

Посмотреть

Неразъемные труборезы

Посмотреть

Принцип действия: на неподвижном кольце установлены накладные кулачки для закрепления на трубе. На вращающемся кольце с противоположных сторон расположены два резца в резцовых салазках. Привод через зубчатую передачу сообщает вращение кольцу, подача резцов реализуется рычажным механизмом. Такой труборез может отрезать, подрезать торцы и снимать фаску. Работа двумя резцами ускоряет процесс, позволяет одновременно вести отрезку и снятие фаски.

Профессиональные труборезы применяются при значительных объёмах работ, повышенных требованиях к качеству кромок, организации заготовительного участка на месте строительства.

Мы предлагаем труборезы российских и китайских производителей.

Ленточнопильные станки

Для распилки применяется смазывающе-охлаждающая жидкость. Но при всей удобности работы ленточнопильным станком, он не сможет сделать фаску на трубе. После отрезки нужно будет дополнительно обрабатывать кромку трубы фаскорезом. Станки подходят для резки в поточном режиме большого количества заготовок.

Рис. 8. Ленточнопильный станок

Газорезательные машины

Подходят для обработки труб большого диаметра. Машины обеспечивают довольно высокую точность реза, некоторые из моделей одновременно могут проводить подготовку торцов трубы, так что дополнительно обрабатывать фаскорезом ничего не надо.

Рис. 9. Газорезательная машина

Преимущества автоматических труборезов с приводом

В нашем магазине представлены только профессиональные труборезы: они одновременно могут отрезать трубу и подготовить ее торец к сварке. Такие труборезы имеют одновременно функцию фаскоснимателя.

Электрической сети 220 или 380 Вт.
Пневмосети.
Гидравлического насоса.

Тип привода никак не сказываются на мощности и скорости работы труборезов и отличаются только удобством подключения и условиями окружающей среды. Например, пневматические труборезы не рекомендуется использовать при отрицательных температурах, а гидравлический привод специально разработан для работы во взрывобезопасном исполнении, обычно такие труборезы производятся по специальному запросу, где на производствах не допускается искр, например, на предприятиях со взрывоопасными веществами: газ, нефть и др.

Два самых важных параметра при подборе трубореза

Минимальный и максимальный диаметр трубы — диапазон показывает, для резки труб какого диаметра предназначен конкретный инструмент. На нашем сайте вы можете подобрать инструмент для работы с трубами разного диаметра при помощи консультации менеджера или схемы диаметров труборезов. Каждая модель отображена на графике и визаульно видно, какой труборез подойдет для вашей производственной задачи.
Материал трубы — определяющая характериктика показывает, для каких труб можно использовать конкретный инструмент, а для каких — нельзя. Выделяются модели для работы с медными, стальными, пластиковыми и металлопластиковыми трубами. Обычно профессиональные труборезы, которые представлены на нашем сайте, универсальны, но все равно подходят только для металлических труб, пластиковые резать нельзя.

Снимаем фаску правильно

Отрезать трубу - это полдела. Для монтажа трубопровода отрезки трубы нужно сварить друг с другом, чтобы получилась работающая система. А перед эти провести подготовку кромки трубы к сварке. Тут на помощь приходит фаскорез.

Виды труб и инструменты для их обработки

Стальные трубы
Эти трубы по-прежнему применяются для устройства инженерных сетей. Достоинства стали несомненны: прочность и дешевизна. К недостаткам можно отнести большой вес, трудность транспортировки и обработки. Но основной недостаток — коррозия, потому они служат относительно недолго.

Медные трубы
На фоне стальных, трубы из другого металла — меди выглядят предпочтительнее. Медь, можно сказать, идеальный материал для водоснабжения. Она не только не портит, но даже способна улучшать вкус воды. Недостаток медных труб один — высокая цена.

Полимерные трубы
В последние годы в системах водоснабжения и канализации широко применяются полимерные трубы из полиэтилена, поливинилхлорида (ПВХ) и полипропилена. Такие трубы используются даже для подсоединения газовых плит, они имеют соответствующую маркировку.

Срок службы полимерных труб больше, чем у стальных, и составляет не менее 50 лет. К тому же их внутренняя поверхность гладкая и обладает водоотталкивающими свойствами.

Такие трубы нейтральны к агрессивным средам, не зарастают отложениями в отличие от стальных. Если ржавчина долго накапливается, прежде чем истончить сталь, то накипь способна привести трубы в негодность всего за несколько лет. В целом полимерные трубы имеют малый вес, просты в обработке и монтаже. Для их соединения используются прогрессивные способы соединения с помощью обжима или сварки без применения открытого огня.

Полиэтиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы выпускаются диаметром 10–1000 мм и рассчитаны на рабочее давление от 2,5 до 10–16 атмосфер. Диапазон рабочих температур находится в пределах от — 40 до +40°С. К недостаткам полиэтиленовых труб можно отнести высокий коэффициент линейного расширения под воздействием температуры, недостаточную термостойкость. Не рекомендуется использовать их в системах канализации, если сливается горячая вода.

ПВХ-трубы
По сравнению с полиэтиленовыми ПВХ-трубы более прочные и химически стойкие. Они выпускаются диаметром от 16 до 500 мм, в нормальном интервале температур выдерживают рабочее давление от 6 до 46 атмосфер. Поливинилхлорид не горюч, имеет хорошие диэлектрические свойства, поэтому такие трубы широко применяются при электромонтажных работах для прокладки кабелей.

ПВХ-трубы применяются при устройстве канализационных систем. Их устанавливают для подвода и стока бытовых вод.

Из труб большого диаметра устраивают стояки, а подводка делается с помощью труб меньшего диаметра. Трубы большого диаметра (до 200 мм) используют в дренажных системах.

Санитарные нормы позволяют использовать ПВХ-трубы в водопроводных сетях. Они выдерживают температуру до +90°С, поэтому их можно применять в системах горячего водоснабжения (не превышая расчетной температуры). Для горячей воды применяют трубы диаметром 16–50 мм.

ПВХ-трубы обрабатываются гораздо легче стальных, и при устройстве, например, водопровода в собственном доме не нужна сложная техника, инструменты и сварка. Последнее обстоятельство иногда становится решающим. Ведь хозяин может сделать все сам, купив соответствующий набор соединительных элементов: муфт и уголков. Он потратится только на материал и сэкономит на дорогостоящих услугах газосварщика.

Полипропиленовые трубы
Полипропиленовые (полибутеновые) трубы выдерживают еще большую температуру — до 100°С (кратковременно — до 110°С). Они также нашли применение в канализационных системах, системах горячего и холодного водоснабжения и даже при обогреве полов (полибутен). Выпускаются диаметром 16–110 мм и более, выдерживают давление до 20 атмосфер. Способ соединения — нагрев (сварка). Различаются маркировками: PN10 (для холодной воды), PN20 (для холодной и горячей воды), PN25 (армированные — для отопления и горячего водоснабжения).

Металлополимерные трубы
Наибольшее применение в системах отопления нашли металлополимерные или рех-трубы. Они представляют собой многослойную конструкцию. Внутренняя и внешняя поверхности изготовлены из сшитого полиэтилена, между которыми проложен (вклеен) слой алюминиевой фольги толщиной 0,5–2,0 мм. Материал рассчитан на интервал температур 40–95°С. Прослойка металла повышает прочность трубы и выполняет несколько функций: теплоотражающую, антикоррозийную (препятствует проникновению кислорода воздуха в систему отопления). Полиэтилен обеспечивает гладкость внутренних стенок, препятствует зарастанию отложениями, снижает теплопроводность.

Металлополимерные трубы легко режутся, гнутся, соединяются. Срок их службы составляет 50 лет. Трубы выпускаются диаметром 16–63 мм в бухтах 50–200 м.

При монтаже трубопроводов в основном применяют муфтовую сварку с помощью специального сварочного аппарата.

Труба нагревается снаружи, а муфта изнутри, и соединение происходит по всей внутренней поверхности муфты. При сварке очень важно точно выдержать температуру нагревательных элементов, так как если она будет меньше оптимальной, соединение может не «провариться», а если больше, то могут измениться свойства и структура полимерного материала. Для этого нагревательная установка имеет электронную регулировку температуры с отклонением не более одного градуса.

Для стыковой (торцевой) сварки труб применяют ручные сварочные аппараты. Они представляют собой нагревательные элементы нескольких размеров (по диаметру труб).

При сварке важно обеспечить параллельность торцевых соединений. Поэтому обрезка торцов производится с помощью двустороннего ножа или рубанка. Затем эти две трубы вставляются в специальный зажим с направляющей. В направляющую вмонтирован динамометр для контроля силы сжатия свариваемых поверхностей. Нагревательный элемент имеет кольцеобразную форму, охватывающую срез, он и производит сварку. Такая технология проста и надежна, ее легко применять непосредственно на месте монтажа. Работа не требует каких-либо физических усилий со стороны специалиста-сантехника. Ручной инструмент может быть представлен в различной комплектации в зависимости от диаметра труб и размеров резьбы.

Для соединения медных труб используют два вида пайки высоко- и низкотемпературную.

Трубы диаметром 10–28 мм удобно соединять специальным электрическим паяльником, охватывающим место соединения с обеих сторон. Он работает от сети, имеет мощность 440 Вт и равномерно нагревает металл до 800°С. Можно применять низкотемпературный индукционный паяльник. Он прогревает место соединения с помощью специальных угольных электродов. В отличие от других способов такой вид нагрева не образует на поверхности трубы окалины. Паяльник с индукционным нагревом можно применять в деревянных домах, где нельзя работать с открытым огнем или высокотемпературными аппаратами.

Чтобы минимизировать количество мест пайки, используют другие виды инструментов: трубогибы, расширители, отбортовщики, держатели, обжимные клещи и многое другое. Известные мировые производители выпускают специальные наборы для монтажа труб или отдельные ручные или электрические инструменты.

Расширитель позволяет работать с трубами диаметром до 42 мм. Он обеспечивает вставку «трубы в трубу», а в некоторых случаях позволяет сочленять трубы разного диаметра. При ремонте или модернизации существующих трубопроводов часто бывает необходим отбортовщик, позволяющий осуществлять врезку труб диаметром от 10 до 22 мм. Использовать этот инструмент удобно тем, что избавляет от необходимости точно вымерять и вычислять устройство дополнительных стояков и отводов для радиаторов отопления.

Любая поломка в системе отопления, особенно в соединениях трубопроводов, чревата разгерметизацией системы и попаданием в нее кислорода воздуха, что приводит к коррозии. Для того чтобы избежать этого, существуют специальные трубозамораживающие аппараты. В качестве хладагента используется углекислота. Она под давлением подается по шлагу, одетому с помощью манжеты на трубу, в место заморозки. При испарении углекислота дает температуру до -79°С.

Трубопроводы имеют обыкновение засоряться. Особенно это касается канализационных труб. Для прочистки специально создана очистительная машина с набором эластичных спиралей диаметром от 16 до 22 мм.

С их помощью можно легко прочистить трубы диаметром от 20 до 150 мм. Для спирали 16 мм рабочая длина составляет 40 м, а для спирали 22 мм рабочая длина — 70 м. Машина снабжена различными насадками, удаляющими отложения.

В целом использование современного инструмента для обработки труб позволяет добиваться высокого качества монтажа трубопроводов и облегчает работу мастеров-сантехников.

Основные виды обработки труб

Назначение термической обработки

Такой вид воздействия на уже готовые металлические изделия, позволяет достичь нескольких целей:

получение эксплуатационных свойств наподобие повышения прочности, снижения напряжения металла, упрочнения сварных швов и прочее. Используется при производстве, например, нефтяных трубопроводов, газопроводов, котлов;
формирование определенной структуры и появление качеств, необходимых для дальнейшей отделки – например, легкость в механической обработке. Востребовано в машиностроении;
восстановление пластичности – требуется для дальнейшей деформации. Такой операции подвергают изделия на промежуточной стадии изготовления;
образование диффузионной связи в многослойных, свертных паяных трубах, в биметаллических с тем, чтобы увеличить надежность и износостойкость изделия;
выравнивание структуры трубопровода сварного или литого с переменной геометрией – например, бурильные. Таким образом, добиваются, например, упрочнения сварных швов.

Термическая обработка

Основные методы температурного воздействия таковы.

технологический отжиг – при холодной обработке стали в какой-то момент дальнейшее воздействие становится невозможным: твердость превышает пластичность. Чтобы вновь сделать сплав пригодным для упрочнения, материал прогревают до температуры, при которой пластичность металла увеличивается. Как правило, это низкие докритические величины, так что отжиг, в целом, оказывается достаточно дешевой процедурой;
отжиг перед штамповкой – горячекатаная сталь при резке, рубке, штамповке может давать трещины. Чтобы этого избежать, сплав нагревают до температуры меньше температуры плавления, выдерживают и остужают;
отжиг перед резкой – процедура проводится на станках при разных режимах, это определяется типом стали;
отжиг – изделия, получаемые на станках, редко когда подвергаются этой процедуре. А вот изделия из высокоуглеродистых сталей перед формовкой, гибкой следует отжигать при низкой температуре, чтобы снизить твердость сплава.

Нормализация с отпуском – производств для снятия различных видов напряжения металла. Отпуск может производиться при низкой – до 250С, средней – до 300. С, и высокой температуре – выше 500 С.
Закалка – наиболее дорогостоящий способ. Обработка торцов труб или всего изделия производится при высокой критической температуре и быстро охлаждается. Цель процедуры – увеличение твердости, прочности изделий и снижение пластичности. Производится закалка в специальных печах, где удерживается температура от 800. С до 1300 С.

Механическая обработка трубы

Для разметки можно применять мерное устройство.

Виды обработки труб

Сложность состава стального сплава обязывает использовать при изготовлении трубопроката различные виды обработки, в том числе термическую и механическую. Эти процедуры способствуют устранению некоторых недостатков металлических изделий. Обработка труб выполняется в различных целях:

Повышение прочности металла (и образующихся при сварке швов), снижения напряжения в его структуре, что особенно важно в производстве нефте-, газопроводов, котлов и др.
Получение структуры и определенных свойств для осуществления дальнейшей отделки, например, при механической обработке — актуально для машиностроения.
Восстановление гибкости — позволяет деформировать трубу. Обычно такая операция осуществляется на промежуточном производственном этапе.
Создание в многослойных, свертных паяных или биметаллических трубах связи на основе диффузионного проникновения материалов — так обеспечивается устойчивость изделия к эксплуатационным нагрузкам, надежность.
Выравнивание структуры труб при переменных геометрических параметрах (если сталь литая или сварная) — это способствует упрочнению состыковочных участков.

Из этого следует, что обработкой пользуются как в завершении потока производства, так и на промежуточных этапах деформации.

Особенности термической обработки, ее подвиды

За счет развитой поверхности, геометрических объемов, наличия внутренней полости, разной толщины стенок и других отличительных свойств, труба достаточно сложно подвергается термической отделке. Процесс этот, в сравнении с другими видами обработки металлических труб, отличается сложностью и высокими требованиями к опыту, знаниям по качествам обрабатываемых металлов и умениям правильно применять печи, ванны. Допущение малейших ошибок в процессе термической отделки может стать причиной окончательного или трудноисправимого брака партии изделий, что нанесет ущерб всему предприятию.

Существует несколько видов термического воздействия на трубы, одним из которых является отжиг:

Технологический — в случае применения стали холодного проката в определенный момент ее твердость становится выше пластичности, что делает невозможным дальнейшее механическое воздействие на трубу. Прогревание металла до определенных температур возвращает ему пластичность.
Перед штамповкой — нагревание горячекатной стали до температур, меньше показателей плавления с последующей выдержкой и остужением позволяет избежать трещин на трубах во время штамповки.
Перед резкой — для проведения процедуры используют станки, работающие в разных режимах (выбор конкретного зависит от типа стали).

Другой разновидностью термообработки труб является нормализация — происходит в рамках изменения кристаллической структуры металла под воздействием определенных температур. Благодаря этому сталь низкой марки приобретает необходимые, улучшенные свойства. Операцию выполняют после завершения прокатки, на этапе потемнения трубы. Путем нормализации удается крупнозернистую, неоднородную структуру сплава сделать более однородной, с высокой прочностью.

Подвергнув трубы нормализации, их охлаждают с определенной скоростью. От этого процесса зависят качества будущего трубопровода (возможно повышение предела высаженных концов до 4,5%, текучести — до 5,4%, ударной вязкости — до 17%).

Также допускается применение нормализации с отпуском, которая позволяет снижать напряжение металла в трубах. Осуществление отпуска происходит с применением температур:

низких — до 250 °C;
средних — до 300 °C;
высоких – выше 500 °C.

Наиболее дорогостоящей разновидностью термической обработки труб является закалка. Этот процесс представляет собой отделку торцов либо всего изделия при максимально критичных температурах с последующим мгновенным охлаждением. Такое экстремальное воздействие увеличивает твердость, прочность труб, снижая их пластичность. Для закалки применяют специальные печи, поддерживающие высокий температурный режим (800-1000 °C).

Независимо от применяемого вида термообработки, сплав получает повышенную устойчивость к коррозии. В то же время отжиг и закалку не используют с целью улучшения антикоррозийных свойств материала.

Какой бывает механическая обработка

Выделяют три основные операции, которым могут подвергаться металлические трубы:

Для осуществления данных операций пользуются металлорежущими, трубогибочными станками, переносными труборезами, фаскорезами — это и другое оборудование должно использоваться только специально обученными рабочими. Важным условием проведения качественной механической отделки является соблюдение подготовительного этапа, во время которого выполняют необходимую разметку. Отмечать следует длину, которую труба получит после нарезки — важно учитывать, что соединение фрагментов осуществляется путем их вхождения друг в друга на длину конца и резьбу. Это приводит к получению фактической длины меньше, чем необходимо.

Механическая обработка возможна только после полного затвердения металла. По завершении этой процедуры трубы необходимо обдуть сжатым воздухом. Если трубу собираются использовать под давлением, важно выполнить ее предварительное испытание на специальных станках. В течение 1 минуты постепенно повышают давление внутри изделия. Труба после механической отделки считается пригодной для дальнейшего применения, если во время испытания на ее поверхности не появилось потемнение или капли воды. Для испытания берут по несколько труб из каждой партии.

Механическое воздействие на трубы снижает коррозийные свойства изделия, поэтому важно после нарезки, сгибания отделывать торцы, кромку, в том числе с помощью покраски.

Сравнение и преимущества вариантов отделки труб

Термическая и механическая обработка металлических трубопроводов позволяет использовать готовые изделия в условиях воздействия агрессивных сред, экстремально высоких и низких температур. Температурная отделка труб повышает надежность металлоизделий, делает их более прочными, устойчивыми к коррозии, повышает срок эксплуатации и межремонтного цикла.

В отличие от термообработки механическая отделка труб не изменят кристаллическую структуру металла, не повышает антикоррозийные свойства. Этот способ отделки менее трудозатратный, и позволяет получить необходимую форму изделия.

Технология конца трубы это

Выполняется механической обработкой либо путем термической резки или строжки (кислородной, воздушно-дуговой, плазменно-дуговой) с последующей механической обработкой резцом, фрезой, абразивным инструментом. Глубина механической обработки после термической резки должна быть указана в технической документации на трубопровод в зависимости от восприимчивости конкретной марки стали к термическому циклу резки.

Фаски на трубах из углеродистых и низколегированных сталей под ручную аргонодуговую сварку без подкладных колец, а также на трубах из сталей легированных и высоколегированных, независимо от способа сварки, необходимо снимать только механическим способом. Подготовленные кромки не должны иметь вырывов. заусенцев, резких переходов и острых углов. Все местные уступы и неровности следует удалить абразивным кругом или напильником.

Подготовленный торец трубы проверяют на перпендикулярность

Номинальный внутренний диаметр трубы, мм	До 65	66-125	126-225	226-500	Св. 500
Допустимый перекос плоскости e, мм	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

Если разность внутренних диаметров стыкуемых труб превышает допустимую (30% толщины стенки), то для достижения плавности перехода в месте стыка применяют один из следующих способов:

Обработка труб: разновидности

Термическая обработка трубы является одной из стадий изготовления металлопроката на завершающем этапе. Стоит отметить, что сталь представляет собой очень сложный и неоднозначный сплав. За счет механической и термической обработки, сплаву придаются другие свойства. Кроме того, это позволяет устранить некоторые недостатки. Данная процедура выполняется по разным причинам и с определенной целью.

Термическая обработка и цели применения таких способов обработки

Данный вид обработки используется для уже готовых изделий из металла, что позволяет достичь некоторых целей:

Получение необходимых эксплуатационных свойств.
Повышение прочности.
Снижение напряжения металла.

Увеличение прочности сварных швов и прочее.

Металлопрокат нашел широкое применение в разных сферах. Его часто используют в изготовлении нефтяных трубопроводов, газопроводов, котлов, водопроводов. Используется для формирования конкретной структуры и появление качеств, которые нужны в будущем для отделки. Данный вид изделий легко поддается механической обработке. Пользуется огромным спросом в машиностроении. К свойствам таких изделий также следует отнести восстановление пластичности. Нередко поддается деформации, особенно на промежуточных стадиях производства.

Стальные трубы могут иметь разную отделку. Все изделие полностью подвергается упрочнению, а чтобы увеличить способность к соединению, то в этом случае данной процедуре подвергаются только торцы, для улучшения качества кромки.

Стальные трубы в отличие от других видов металлопроката, имеют особенные качества. Следует выделить такие качества, как: развитая поверхность, геометрические размеры, внутренняя полость, разная толщина стенок и прочее. Эти качества несколько усложняют температурные процедуры. Если работа проводится над изделиями с отличающейся толщиной стенок и диаметром, то в таком случае используются разные станки.

При температурном воздействии применяются следующие методы:

1. Отжиг. Считается одним из более распространенных способов увеличения прочности изделий из стали. Отжиг проводят на разных стадиях и классифицируют по следующим признакам:

технологический отжиг;
отжиг перед штамповкой;
отжиг перед резкой;

отжиг готового изделия.

Говоря о каждом виде отжига по отдельности, следует обратить на особенности каждой процедуры на каждом из этапов. Например, технологический отжиг применяется при холодной обработки стали и в какой-то момент последующее воздействие на изделия невозможно. В этот момент твердость превышает пластичность и, чтобы сплав снова стал пригодным для упрочнения, материал следует прогреть до температуры, при которой металл увеличивает свою пластичность. Это низкие докритические величины и поэтому отжиг в целом можно назвать достаточно дешевой процедурой.

Отжиг перед штамповкой используется для горячекатаной стали при резке, рубке, штамповки, когда изделие может давать трещины. В целях избежания этого, сплав нагревают до температуры меньше, чем температура плавления, затем выдерживают и остужают. Отжиг перед резкой проводится на станках при разных режимах, в зависимости от типа стали. Отжиг для изделий, которые получаются на станках, редко применяется. В случае с изделиями, которые изготовлены из высокоуглеродистой стали перед формовкой, гибкой следует отжигать при низкой температуре, чтобы значительно уменьшить твердость сплава.

2. Нормализация. Представляет собой перекристаллизацию под воздействием определенных температур, что позволяет получать требуемые физические свойства изделия из стали более дешевой марки. Данная процедура выполняется после прокатки, когда трубопровод уже потемнел. При этом, следует отметить, что крупнозернистая и неоднородная структура сплава подвергается изменениям и становится более однородной. Таким образом, она обретает более высокую прочность.

После процесса нормализации изделия следует охладить. Скорость охлаждения напрямую является определяющим фактором качества трубопровода. Предел прочности высаженных концов таким образом возрастает на 4,5%, текучести и ударной вязкости на 5,4% и 17%, соответственно.

Нормализация с отпуском применяется для того, чтобы снять напряжения металла. Отпуск может быть произведен при низкой – до 250 градусов по Цельсию, средней – до 300 градусов по Цельсию, и высокой температуре – выше 500 градусов по Цельсию.

Закалка представляет собой самый дорогой способ. Обработка торцов труб или изделия полностью проводится при критически высоких температурах и после этого быстро охлаждается. Цель процедуры заключается в увеличении твердости, а также прочности изделий и уменьшении пластичности. Закалка выполняется в специальных печах, в которых поддерживается температура от 800 до 1300 градусов по Цельсию. Каждый вид термической обработки так или иначе применяется для увеличения устойчивости сплавов к коррозии. Но специально с целью улучшения антикоррозийных свойств не выполняется ни отжиг, ни закалка.

Механическая обработка труб

Разнообразие методов механической обработки труб сводится всего к трем операциям: перерезка, нарезание резьбы и изгибание. Все работы подобного рода выполняются с помощью специальных машин, но в случае с небольшим диаметром допускается использовать ручные инструменты. Чтобы улучшить защиту от коррозии, такая процедура не используется. Кроме того, после нарезки и сгибания необходима отделка торцов и кромки, а также покраска изделия. На предварительном этапе проводится разметка. Отмечается та длина, которая должна быть у стальной трубы после нарезки. Соединяя фрагменты трубопровода, каждая деталь входит друг в друга на длину конца и резьбу. В связи с этим их фактическая длина оказывается меньше. Для разметки используется мерное устройство.

Читайте также: