Способы производства металлических труб

Обновлено: 07.07.2024

Назовите способы производства металлических труб

Трубы классифицируют по методу производства и применения . Для изготовления изделий из черных металлов применяют четыре основных способа:

прокатка;
прессование;
литье;
сварка или пайка.

Качество изделий, которые получают прокаткой, прессованием и сваркой, значительно выше, чем литых, так как при обработке давлением свойства материала труб улучшаются.

За применением изделия разделяют на следующие группы:

1) для сооружения трубопроводов (нефте-, водо-, газопроводов);
2) для передачи тепла (жаровые, дымогарные, кипятильные, паропроводные и проч.) ;
3) трубы, используемые в машиностроении (шарикоподшипниковые, автотракторные, авиационные, велосипедные)
4) применяемые при бурении скважин и колодцев (бурильные и обсадные) ;
5) специального назначения (баллонные, для холодильников) .

В зависимости от назначения к изделиям предъявляют различные требования, которые оговариваются в ГОСТ и технических условиях.

Трубы характеризуют внутренним и внешним диаметрами, толщиной стенки и длиной , а также качественными особенностями:

материалом;
способом изготовления;
механическими свойствами и т.д.

Общая схема процесса производства бесшовных труб процессами ОМД предусматривает две основные операции:

Первую операцию выполняют в большинстве случаев на прошивных прокатных станах, но иногда для прошивки заготовки применяют прессы. Вторую операцию выполняют на трубопрокатных раскатных станах различных конструкций.

Кроме указанных основных операций, есть еще дополнительные отделочные операции. Они необходимы для получения более чистой поверхности и более точных размеров изделий, а также для уменьшения толщины стенки и диаметра .

Уменьшение диаметра труб с 60-70 до 10 мм называют редуцированием и осуществляют на редукционных станах. При редуцировании толщина стенки может немного увеличиться, уменьшиться или остаться без изменений. Основное назначение редуцирования определяется прежде всего тем, что экономически невыгодно, а в отдельных случаях даже и невозможно получать изделия диаметром менее 60-70 мм на первичных трубопрокатных станах. Кроме этого, редуцирование применяют также для производства изделий большой длины, которые нельзя получить на трубопрокатных станах.

Горячей прокаткой с последующим редуцированием можно получить изделия диаметром 10-20 мм, со стенкой толщиной 2-2,5 мм. Дальнейшее уменьшение этих размеров может быть достигнуто холодной обработкой на станах холодной прокатки и холодным волочением.

Получили распространение сварные трубы большого диаметра обращением с рулонной листовой стали на станах спиральной сварки изделий. Такое название эти станы получили потому, что сварной шов на трубах в этом случае проходит не по прямой, а по спирали.

Производство металлических, пластиковых, бетонных, керамических и стеклянных труб: как это происходит

Трубы — это изделия, которые представляют собой вид замкнутого сварного профиля с постоянным сечением. Из них формируют различные коммуникационные системы. Кроме этого, их используют и в других всевозможных целях в строительстве (например, трубный фундамент). На сегодняшний день существует множество разновидностей труб по материалу изготовления. Все они отличаются по способу производства и назначению.

Производство каждого типа труб имеет свою технологию и особенности

Сферы использования разных типов труб

До недавних пор материалом для труб служили различные металлы. Стальные, чугунные, медные и прочие изделия широко использовались в коммуникациях и других областях. Однако с развитием промышленных технологий стали появляться изделия, выполненные из различных полимерных соединений, что привело к большим изменениям в этом сегменте рынка.

Пластиковые трубы имеют ряд неоспоримых преимуществ перед металлическими аналогами: производство и стоимость таких изделий дешевле, отличаются высокими антикоррозийными показателями и имеют долгий срок службы. Они просты в транспортировке и монтаже и имеют эстетичный внешний вид.

Однако использование пластмассовых труб не всегда возможно из-за тех или иных обстоятельств. Как пример, применение изделий из полимерных материалов для хозяйственных газопроводов категорически запрещено. Это связано с тем, что конструкция, транспортирующая газ, должна отличаться высокими прочностными характеристиками. Поэтому газопроводы внутри помещений монтируются только из металлических труб.

Для устройства магистралей, работающих в экстремальных условиях, можно применять только трубы, изготовленные из стали

Обратите внимание! Во всех случаях, когда необходима высокая прочность коммуникации, используют металлические детали. Это связано с тем, что, несмотря на все свои плюсы, пластиковые изделия не могут похвастаться очень высокой прочностью. Изготовление трубопроводов, которые требуют определённых технических характеристик по ГОСТу, из таких изделий запрещено.

В зависимости от назначения можно выделить основные эксплуатационные области этих изделий:

по трубам осуществляется транспортировка различных сред. Агрегатное состояние среды может быть жидким или же газообразным;
использование в качестве защитного кожуха для различных коммуникаций. Наиболее часто их используют для защиты кабелей и различной проводки;
использование в качестве опор магистральных трубопроводов;
для бурения и укрепления скважин;
для водопроводов (хозяйственных и технических);
для газопроводов;
для канализационных коммуникаций;
для дымоходных конструкций;
для вентиляционных систем.

Можно перечислить лишь наиболее распространённые способы использования различных труб. Однако это далеко не все области, в которых применяются коммуникации из этих изделий.

Виды труб

Разновидностей труб для трубопроводов огромное множество. Они могут отличаться по способу производства, материалу, форме сечения и т. д. Производство труб осуществляется только на промышленном оборудовании, которое позволяет достичь высоких показателей качества продукции.

Производство трубных изделий — сложный процесс, который может проходить только в промышленных условиях

В зависимости от материала, использованного для производства трубы, выделяют несколько основных видов этих изделий:

металлические;
пластмассовые;
керамические;
стеклянные;
бетонные.

Несмотря на тот факт, что трубопроводы могут производиться из различных материалов, наиболее популярными являются изделия из металла и пластика, а также их комбинированные аналоги (металлопластиковые).

По форме сечения выделяют 4 основных вида труб:

с круглым сечением;
с прямоугольным сечением;
с квадратным сечением;
с овальным (овоидным) сечением.

Наиболее популярными являются изделия, которые имеют круглое сечение. Востребованность таких изделий обусловлена тем, что круглая форма не влияет отрицательно на пропускные показатели. Технологии производства разных видов труб отличаются. Это связано с тем, что каждый материал требует индивидуального подхода.

На сегодняшний день значительную часть рынка занимают трубы, производимые из различных полимеров

Технологии производства металлических труб

Изготовление металлических труб, несмотря на растущую популярность полимерных изделий, является очень востребованным на сегодняшний день. Без металлических труб сложно представить многие сферы человеческой жизни. Такие изделия различают по двум основным факторам: показателю сечения и предназначению.

Диаметр металлопрокатных труб колеблется от 30 до 530 мм, а их длина может составлять от 4 до 12 м. Сечение может иметь разную форму. Наиболее популярными материалами, из которых изготавливают металлические трубопроводы, являются: сталь, чугун, медь. Однако самыми востребованными считаются стальные изделия. Крупные металлургические комбинаты занимаются производством металлических изделий, имеющих разные технические характеристики. Для того чтобы изготовить металлическую трубу используют специально оборудование — трубопрокатные станки.

Рассмотрим три основных метода, с помощью которых производят металлические трубы:

электросварной.
горячекатаный;
холодный деформационный.

Сварные изделия классифицируются по способу сварки на:

прямошовные, произведённые с помощью высокочастотной сварки;
прямошовные, произведённые с помощью электродуговой сварки;
изделия с винтообразным швом.

Стальные сварные трубы могут иметь спиралевидный шов, такие изделия прочнее, тем прямошовные

Технология производства, подразумевающая сваривание, является очень популярной и включает в себя 3 основных этапа:

Сварку свёрнутого в рулон металлического листа.
Профилирование.
Калибровка.

Важно! На каждом этапе изготовления металлических труб в обязательном порядке проводится необходимый контроль качества. Кроме этого, готовые детали проходят проверку, которая сравнивает показатели прочности и герметичности с нормами ГОСТ.

Показатели наружного сечения прямошовных изделий варьируются от 14 до 120 мм, а детали с винтообразным швом могут иметь наружный диаметр до 1500 мм.

Второй популярный способ, посредством которого изготавливают металлические изделия — горячекатаный. Он включает в себя такие этапы:

Подогрев заготовки до нужной температуры.
Прошивка.
Прокатка.

Толщина стенок такого металлопроката варьируется от 25 до 45 мм. Использование горячекатаного метода требует соблюдения всех необходимых технических требований. Продукция, выпускаемая любым из способов, регламентируется ГОСТом.

Метод холодной прокатки подразумевает использование прокатного станка, оснащенного вальцами, которые и формируют трубу

Метод холодной деформации включает в себя:

Для этого метода используется горячекатаная заготовка. Холодная деформация позволяет уменьшить площадь поперечного сечения и увеличить степень вытягивания (приблизительно в 9 раз). Показатель наружного сечения в этом случае может быть от 20 до 140 мм, а толщина стенки — 0,5–12 мм.

Технология производства пластиковых труб

Изготовление трубопроводов из пластика подразумевает использование определённого полимера, который перерабатывают и после, придают ему нужную форму. Нужное сырьё первую очередь подготавливают к переработке, а затем производят из него детали для трубопроводов необходимой конфигурации. Метод, с помощью которого из первичного сырья выполняют детали для трубопроводов, называется экструзией.

Рассмотрим основные этапы производства пластиковых труб:

Подготовка. Этот этап включает в себя перемешивание и измельчение сырья.
Подогрев. На этом этапе полимерную массу пропускают через несколько температурных камер, что позволяет выполнить нагрев постепенно.
Формирование заготовки. Оно производится в специальном оборудовании — экструдере. Подогретое сырье закачивается в камеру экструдера, где проходит через формирующий элемент — фильеру.
Охлаждение. Охлаждают полученную заготовку с помощью горячей воды.
Калибровка. На этой стадии деталь подвергается обработке в вакуумном калибраторе, после чего она приобретает окончательный размер и форму.

Полезная информация! От типа начального сырья зависит, какие характеристики будут у детали. А также то, в какой области она будет эксплуатироваться.

Полимерные трубы изготавливаются на специальном оборудовании — экструдере, а сам процесс носит название «непрерывная экструзия»

На сегодняшний день пластиковая продукция представлена несколькими основными полимерами:

полипропилен (ПП);
поливинилхлорид (ПВХ);
полиэтилен (ПЭ).

Обзор полимерных материалов

Полипропилен. Полипропиленовые трубы могут быть изготовлены из такого сырья:

ПП + рандом-сополимер;
ПП+ гомополимер.

Первый материал получается путём сополимеризации пропилена и этилена в нужных пропорциях. На выходе получаются белые гранулы, которые маркируются PPRC. Из таких гранул изготавливают трубы и фитинги. Как правило, такой метод используют европейские компании. Из комбинации ПП с гомополимером изготавливают канализационные трубы и различные комплектующие элементы к ним. Такой материал отличается низкой прочностью и подходит только для монтажа внутренних безнапорных (самотёчных) канализационных коммуникаций.

Поливинилхлорид. Сырьё, которое используют для производства ПВХ труб, представляет собой гранулированный полимер, с различными добавками:

катализаторами, которые влияют на скорость реакции полимеризации;
ингибиторами, замедляющие ненужные процессы;
стабилизаторами, позволяющие добиться нужных технических характеристик конечного изделия;
пластификаторами, которые придают пластичность деталям;
красителями, позволяющие получить деталь нужной окраски.

Промышленность не стоит на месте и технологии производство постоянно усовершенствуются. Не так давно в производстве труб из ПВХ стали использовать двухосноориентированый метод, который может быть двух типов:

двухстадийный периодический;
однолинейный.

ПЭ трубы чаще всего производятся из полиэтилена низкого давления (ПНД)

Полиэтилен. Такая продукция по большему счёту представлена полиэтиленом низкого давления (ПНД). Для того чтобы получить такую трубу, используют специальное сырьё. Оно может быть двух марок:

Изделия из этих материалов отличаются довольно высокой прочностью, что позволяет расширить их эксплуатационную область.

Производство керамических труб

Технология производства керамических труб включает в себя то же оборудование, что и при выполнении кирпича. На глиноформирующем оборудовании выполняется вакуумная обработка и уплотнение материала. Такой способ можно считать пластичной формировкой.

Сам процесс состоит из нескольких этапов:

Размол глины, в результате чего разбиваются нежелательные комья;
Подмешивание специальных добавок, которые влияют на прочностные характеристики конечного изделия;
Подготовка материала для формирования деталей;
Формирование детали.
Формирование соединительного элемента — раструба.
Обрезка детали до получения необходимой длины.
Сушка детали.
Обжиг глиняной трубы.
На последнем этапе на изделия наносят специальную глазурь.

Процесс сушки выполняется в специальных сушилках, которые называют туннельными. Обжиг, в свою очередь, проводится в туннельной печи. Глазуровка выполняется посредством погружения глиняного изделия в бассейн с глазурью.

Производство бетонных труб

Изготовление трубопроводов из бетона проводится с использованием нескольких технологий. Рассмотрим их:

метод с использованием центрифуги;
виброформирование;
радиальное прессование;

Наиболее популярным методом считается виброформирование. Это связано с тем, что такой способ имеет ряд преимуществ:

высокая скорость уплотнения бетона;
однородность материала;
трубы, произведённые с помощью виброформирования, отличаются высокими прочностными характеристиками;
такое производство можно полностью автоматизировать.

Процесс центрифугирования подразумевает использование специальной центрифуги. Бетон, во время вращения формы, равномерно распределяется по её внутренним стенкам, тем самым сформировывая трубу.

Полезная информация! Наиболее качественная продукция получается при комбинировании методов (например, совмещение центрифугирования с вибропрессованием).

Бетонные трубы выпускаются в очень широком ассортименте и такие изделия пользуются популярностью во многих сферах строительства

Радиально-прессовый метод проходит с использованием пресса, который вращается в радиальном направлении, распределяя и прессуя бетон. Кроме этого, в процессе вращения происходит затирка внутренних стенок детали.

Производство стеклянных труб

Изготовление стеклянных труб производится посредством механизированных методов. Ручные способы, которые были очень популярны ранее, вытеснены новейшими методами.

Существует три основных способа, с помощью которых выполняются стеклянные трубы:

Изделия с показателями сечения до 50 мм изготавливаются с помощью горизонтального вытягивания (ГВТ).
Детали с показателями сечения больше 50 мм производят с помощью вертикального вытягивания вверх.
Детали с показателями сечения больше 50 мм выполняют с помощью вертикального вытягивания вниз.

Стекла, которые используют для изготовления труб, как правило, варят в ванных печах. Работа таких печей отличается непрерывностью процесса.

Разнообразие труб позволяет выбрать изделие, максимально подходящее не только по техническим параметрам, но и цене. Благодаря новым технологиям и материалам можно значительно снизить затраты на монтаж как промышленных, так и бытовых трубопроводов.

Как делают трубы: особенности производства бесшовных труб

Бесшовные трубы — это разновидность металлопроката, технология производства которого предусматривает отсутствие каких-либо швов по всей длине изделий. Такие детали не содержат и других соединений. Такие сплошные заготовки изготавливаются на специальных прокатных станках. Поэтому производственный процесс получил название «прокатка».

Бесшовные трубы производят методами холодной и горячей прокатки на специальных станках

Особенности бесшовных изделий

Бесшовные трубы являются цельными изделиями и не содержат швов, а также других соединений. В первую очередь в зависимости от технологии производства бесшовные трубы подразделяются на два вида:

горячекатаные;
холоднокатаные.

Также существуют цельнотянутые детали, которые относятся к особой группе бесшовного металлопроката. Такие изделия отличаются тем, что имеют толстые стенки.

Изделия, которые имеют шов, в свою очередь, выполняются с помощью двух основных методов:

сварка (заготовка сваривается по спирали);
фальцовка (согнутый лист закрепляется продольно специальным фальцем).

Полезная информация! Бесшовные трубы отличаются высокими прочностными характеристиками, поэтому их, как правило, используют в коммуникациях с высокими показателями давления.

Материалом для таких деталей в большинстве случаев выступает сталь. Это связано с тем, что этот материал обладает высокой прочностью. Рассмотрим и другие достоинства этих изделий:

высокий коэффициент теплопроводности;
низкий показатель линейного расширения;
антикоррозийная стойкость толстостенной продукции.

Бесшовные трубы отличаются более высокой стоимостью по сравнению со сварными

К основным недостаткам таких изделий можно отнести:

высокая стоимость;
сложный монтаж.

Для того, чтобы проложить коммуникацию из таких труб, важен правильный расчёт основных параметров. К ним можно отнести показатели сечения труб и толщину их стенок.

Эксплуатационная сфера

Бесшовные трубы используются в ответственных конструкциях, которые работают под высоким давлением. Для транспортировки токсичных веществ применяются преимущественно горячекатаные бесшовные изделия.

Кроме этого, изделия, выполненные методом горячей прокатки, широко эксплуатируются в автомобилестроении, авиации и т. д. А также используются для транспортировки агрессивных химических веществ и нефти (химическая и нефтяная отрасли).

Использование таких деталей также востребовано в коммунальной сфере. Из них монтируются различные хозяйственные коммуникации, которые осуществляют транспортировку горячей воды, холодной воды, газа, а также отвод стоков (канализационная система).

В угледобывающей сфере такие изделия используются для отвода пара и других продуктов от оборудования. Кроме этого, сплошные трубы используются в оборонной промышленности, кораблестроении, металлургии. Обширность эксплуатации бесшовных изделий объясняется их высокой надёжностью. Из них выполняются довольно сложные, с конструктивной точки зрения, коммуникации, которые используются в тяжелых областях производства.

Из бесшовных труб монтируют магистрали, работающие в особых условиях

Технология изготовления бесшовных труб с помощью горячей прокатки

Как делают бесшовную трубу с помощью метода горячей прокатки? Этот процесс сопровождается большими финансовыми расходами, поэтому стоимость таких изделий также является довольно большой. Рассмотрим поэтапно производство бесшовных труб, посредством наиболее популярного метода — горячей прокатки:

На первом этапе происходит подготовительная работа. Заготовка подготавливается к последующей обработке. Заготовка является полым элементом, который имеет определённые показатели сечения и длины. Изготовление такой заготовки происходит из особого вида стали. Перед прокаткой этого первичного элемента, его нагревают до высоких температур (1180–1200 °C).
На втором этапе выполняется формирование гильзы. Гильзу получают с помощью специального высокомощного сверла, которое пробуривает в заготовке отверстие определённых размеров. После завершения процесса деталь уже напоминает трубу, однако, не является окончательным продуктом.
И, наконец, на третьем этапе происходит основной процесс — прокатка. Прокатка включает в себя ряд процессов: гильзу помещают на специальные прокатные станки, в состав которых входит несколько валиков, далее расположенная между двумя валиками гильза постепенно вытягивается в одном из направлений. Элементом контроля диаметра будущей трубы выступает специальный ограничительный элемент.

Обратите внимание! Для того, чтобы готовая труба соответствовала необходимым параметрам, вышеперечисленные манипуляции проводятся несколько раз, до получения нужного изделия.

А также стоит отметить, что производство бесшовных труб — сложный процесс, который требует соблюдения всех технических норм и правил безопасности. Производство бесшовного металлопроката выполняется только на специальных предприятиях, оснащённых всем необходимым для этого оборудованием.

Горячекатаные трубы производятся по достаточно сложной технологии, требующей особого контроля

Технология производства бесшовных труб с помощью метода холодной прокатки

Холоднокатаные изделия отличаются высокими прочностными характеристиками, а также имеют идеально гладкую поверхность, что является очень важным фактором для различных коммуникаций.

Как делают трубы с помощью холодной прокатки? Рассмотрим поэтапно этот процесс:

В первую очередь заготовка проходит комплекс мер по очистке. К таким мерам можно отнести:

очистка с помощью химических веществ;
протравливание.

Помимо этого, стоит отметить, что нередко заготовка обрабатывается фосфатами или медью, что повышает её прочностные характеристики. Впоследствии такие изделия имеют хорошую резистентность к деформации.

Затем с помощью валиков происходит формирование круглого сечения. Стоит отметить, что угол поворота валиков может меняться, что, в свою очередь, влечёт смену калибра трубы.
При выполнении круглого калибра трубы, обладающей большим диаметром, проводится дополнительная процедура — сжатие.

Холодная прокатка осуществляется при помощи вальцовочного станка

В случае необходимости уменьшения показателя сечения изделия, процесс повторяется, после чего необходимым условием является проведение дополнительных процедур — протравки и промывки.

Разновидности трубных изделий без швов

Бесшовные или литые изделия в первую очередь классифицируются по длине и бывают:

мерные;
кратные мерной длине;
немерные.

По ГОСТу существует чёткое подразделение бесшовных труб по размерам. Например, показатели сечения горячекатаных бесшовных изделий варьируются от 25 до 700 мм, а толщина их стенок может быть от 2,5 до 75 мм. Длина немерных деталей колеблется от 4 до 12 м. Холоднотянутые изделия имеют показатели сечения от 8 до 450 мм и толщину стенки — 20 мм. Длина холоднотянутых бесшовных деталей колеблется в пределах от 4,5 до 9 м.

Обратите внимание! Цельнотянутые трубы подразделяются на 4 основные категории, каждая из которых, в свою очередь, имеет по 4 подгруппы.

Цельнотянутые детали считаются наиболее надёжными, так как обладают самыми высокими прочностными характеристиками и выпускаются из литых заготовок. В процессе изготовления цельнотянутой трубы в монолитной заготовке выполняется отверстие, имеющее необходимые показатели сечения. Стоит также отметить, что в случае с цельнотянутыми стальными изделиями толщина их стенок составляет — 6–13 мм.

Кроме этого, все бесшовные изделия классифицируются в зависимости от марки стали. На сегодняшний день существует около 10 марок стали, из которых разрешено производить бесшовный металлопрокат.

Способы производства труб из стали

В зависимости от вида стальных труб подбирают оптимальную методику их изготовления.

Среди основных разновидностей можно отметить горячедеформированные, холоднодеформированные и сварные изделия. Они могут иметь круглую форму или относиться к категории профильной продукции. Исходный материал влияет на показатели прочности, пластичности и вязкости состава.

Изготовление горячедеформированных труб

Данная методика предполагает применение технологии горячей прокатки и прессования. Сначала выполняется три основных процесса. Сплошную заготовку прошивают в толстую гильзу, затем раскатывают гильзы в черновые трубы, а в конце – калибруют и редуцируют черновую продукцию в готовые изделия.

Есть несколько технологий горячей деформации труб. Им дают наименование по названию стана, занимающегося прокаткой. Для изделий из углеродистой стали подходит автоматическое оборудование.

Не менее востребованными являются непрерывные станы. Они позволяют получить продукцию с хорошей устойчивостью к коррозии и средними показателями пластичности. Существует также трубопрессовое оборудование. На пилигримовом стане производят трубы из слитков стали.

Производство холоднодеформированных труб

Путем волочения и периодической прокатки получают холоднодеформированный трубный прокат. В современном производстве используется огромное множество станов, которые выпускают продукцию типовых размеров.

К оборудованию относятся:

станы, на которых изготавливаются трубы с максимальным диаметром;
станы по диапазону изделий;
трубоволочильные устройства с максимальным тяговым усилением;
барабанные агрегаты, применяемые с целью бухтового волочения, при этом диаметр барабана и является показателем диаметра будущего изделия.

Некоторые разновидности холоднодеформированной продукции создаются лишь посредством обработки давлением на стане или только методом волочения. Однако для обеспечения стойкости к коррозии при небольшой толщине стенок необходимо дополнительно обрабатывать изделия на особом оборудовании. К нему относятся станы ХПТ, безоправочные станы, ХПТР, осуществляющие промежуточную химическую либо термическую обработку.

Получение сварных труб

Сварные изделия производят путем формовки заготовок, после чего кромки подвергают свариванию. На выбор исходного материала влияют габариты и будущая сфера использования. Изделия из низкоуглеродистой стали с небольшим диаметром зачастую эксплуатируются для обустройства водо- газопроводов. Их подвергают горячей валковой формовке, а затем обрабатывают печной сваркой.

Электросварные трубы данный этап проходят холодными. Когда диаметр является средним или малым, формовку осуществляют на непрерывных формовочных станах. При большом диаметре для этого применяются прессы, гибочные вальцы и спирально-формовочные конструкции.

Электросварные трубы создаются с применением контактной, индукционной и дуговой сварки. Трубы из высоколегированной стали могут обрабатываться газовой или газоэлектрической сваркой.

В качестве исходного материала подходят холоднокатаные ленты в рулонах, горячекатаные штрипсы, рулонные или листовые горячекатаные полосы.

Современные методы обработки позволяют получить прочные изделия с надежными швами, которые обладают в дальнейшем обширной сферой использования, включая обустройство магистральных трубопроводов, по которым подается вода, газ или топливо. Несомненным преимуществом сварной продукции в сравнении с бесшовными трубами является их доступная стоимость.

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.

Вы узнаете как производится стальная труба: 3 секрета с завода

Труба известна с древних времен, существует аналогия внешнего вида этой конструкции с деревом, бамбуком, тростником. Эти недолговечные материалы использовались для изготовления первых коллекторов. С течением времени требования к изделиям стали гораздо выше. В наше время для производства труб стали применяться стойкие материалы – металлы (бронза, медь, железо) и сплавы – сталь, круглые изделия из которой делают с 1852 года при помощи сварки.

LiveJournal Содержание

Общие сведения

Использование или отсутствие сварки – главное отличие при изготовлении востребованных изделий. Половина всех выпускаемых стальных труб – сварные.

Сваривание швов происходит в печи, при помощи электричества и в защитном газе. Печное соединение швов классифицируют как горячедеформированные.

Технология сварки в защитном инертном газе применяется в производстве изделий из стали с высоким содержанием легирующих элементов, и из нержавейки.

В современной промышленности метод сварки находится на должном уровне, созданные шовные изделия получаются наилучшего качества, не уступая по своим характеристикам цельнометаллическим. Стальные металлические сварные трубы дешевле бесшовных и по своим характеристикам (с использованием инновационных технологий) не уступают трубам без швов.

Сварные разновидности имеют тонкие стенки, а это значит, они легкие и удобные для транспортировки и проведения монтажных работ. Затраты на спецоборудование по перевозке труб, на оплату персонала могут быть снижены.

Еще одно преимущество труб со сваркой –одинаковая толщина по всей длине, т.к. они создаются из готового стального листа одной толщины.

Стальные трубы выпускаются современными производителями круглой формы и в виде овалов, прямоугольников, квадратов. Это диктуется потребителями и запросами заказчиков. Горячекатанная круглая заготовка из стали при помощи пресса приобретает необходимые формы, калибруется под нужные размеры и используется покупателями в зависимости от цели назначения этих профильных изделий.

LiveJournal

Трубы производятся на металлургических заводах

Процесс изготовления: много интересного

Производство стальных труб представляет собой процесс скручивания в трубу стальных листов, предварительно термически обработанных.

Содержание углерода такого сырья недопустимо выше 0,2% от массы. При закручивании кромочная часть листов разогревается электротоком и обжимается электродными кольцами (валками). За шестьдесят секунд таким способом свариваются десятки метров. При разной толщине стенок скорость этого процесса меняется. Трубы сразу нарезаются по определенным размерам с помощью специального оборудования (электрические труборезы для стальных труб), которым всегда оснащен завод по производству стальных труб.

Технологический процесс различается по типу изделий, которые выпускает завод стальных труб.

Нарезание продольных полос из развернутого листа стали (штрипса). «бесконечной» длины (непрерывность производства).
Превращение ленты (при помощи вальцев) в округлую заготовку (шов открыт).
Проварка шва (с применением таких видов сварки – дуговой, лазерной, плазменной, электронной и др.)
Калибровка полученной заготовки.
Проверка шва ультразвуковым исследованием или с помощью вихревых токов.
Нарезка на отрезки нужной длины.

Электросварные спиральношовные

Производитель стальных труб использует и такую технологию, в которой предполагается закручивание листов стали в спираль вместо трубки. Соответственно шов сварки идет по спирали, что придает изделию большую прочность. Такая стальная электросварная труба имеет меньше шансов на то, чтобы разорваться.

Бесшовные горячедеформированные

Трубный завод может обойтись без сварки, применяя бесшовный метод. Заготовки в форме цельных цилиндров разогревают в печи, затем при помощи прошивного пресса они становятся цилиндрами с полостью внутри. Полученные гильзы вытягивают в горячем виде, применяя вальцы, до нужного размера. Стенки трубы и диаметр приобретают заданные параметры. После остывания трубы делается резьба по длине и складирование.

LiveJournal

Такое трубное производство помогает делать сверхпрочные изделия с толщиной стенок до семидесяти пяти миллиметров.

Бесшовные холоднодеформированные

Такие разновидности стального коллектора производятся подобно описанным выше. Но различие этих типов в том, что после прошивки изделие охлаждается и остальные манипуляции с ней осуществляются в холодном виде. Когда труба сформирована, ее отжигают, нагревая до рекристаллизационной температуры стали (для устранения внутреннего напряжения стали). Затем происходит окончательное охлаждение.

Бесшовные холоднодеформированные не такие толстые (в стенках), как горячедеформированные, их толщина колеблется в пределах от 0,3 до 24 миллиметров.

При работе с этими изделиями (со сварными чаще) обязательно нужно держать под рукой фаскосниматель для стальных труб – спецаппарат для зачистки поверхности (наружной и внутренней) и для выравнивания швов после сварки.

Для создания отводов от основного «русла» применяется седелка на стальную трубу. Монтаж трубопроводов очень облегчается при использовании таких деталей.

прочность высокого уровня;
возможность выдержки значительного давления;
низкий коэффициент линейного расширения.

Наряду с положительными характеристиками у стали выделяют и отрицательный момент – низкую коррозийную устойчивость. Чтобы продлить срок эксплуатации стальных труб, их подвергают антикоррозионной обработке: пассивной (использование спецоболочек для наружных и внутренних частей труб) и активной (электрозащита).

Трубная металлургическая компания использует следующие марки стали.

Марка стали	Тип труб
ст3, ст10-20, ст17г1с-у (углеродистые)	Производство сварных труб (для универсального назначения) широко применяет такие материалы
ст20-10	Горячекатанные без швов
ст20	Холоднодеформированные
08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т (стойкие к коррозии)	Изделия для химической и энергетической промышленности
08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т	Нержавеющие центробежнолитые (для среды с агрессивными характеристиками)

Маркировка стальной трубы говорит специалисту о зашифрованной в буквенно-цифровых обозначениях информации о том, кто производит изделие (или товарном знаке), о размерах трубы и марке стали.

Сталь, применяемая для создания труб, по уровню содержания углерода бывает с его низким, средним и высоким содержанием. По этому показателю (и многим другим) составляются качественные характеристики труб.

Сталь с высоким содержанием углерода ведет к особой прочности труб, но при этом уменьшаются характеристики эластичности и устойчивости к холоду, поэтому такие изделия нежелательно использовать в условиях низких температур.

Легирующие элементы, входящие в состав материала для стальных труб, может значительно повлиять на увеличение прочности при условии процентного их содержания не более 2,5 процентов. Изделия из низколегированной стали дороже, но прочнее и менее подвержены коррозии. Они прослужат намного дольше, чем те, у которых высокое содержание легирующих элементов.

Популярны коллекторы из нержавеющей стали, отличающейся высокой коррозионной стойкостью.

Характеристики

Параметры, влияющие на качество стальных изделий:

способ производства;
размеры (диаметр);
толщина;
наружное покрытие;
перфорация.

Характеристика стальных труб зависит от того, есть ли шов в изделии. Бесшовные намного надежнее и прочнее, т.к. шов сам по себе — уязвимое место.

Читайте также: