Бесшовные трубы – это специальная разновидность трубопроката, изготавливаемого холоднодеформированным или горячедеформированным методом из сплавов стали разных марок. Бесшовные толстостенные трубы обеспечивают качественную подачу жидкости или газа в трубопроводной системе. Однородность металла по стенкам и отсутствие сварочного шва позволяют бесшовным трубам выдерживать повышенные, в отличие от сварных труб, давления рабочих сред, а относительно небольшая стоимость производства открывает путь к их широкому использованию практически в любой промышленной сфере.
Содержание
Основные характеристики толстостенных труб
Невзирая на то, что современные сети коммуникаций сейчас сооружают из полимерных трубопроводов, стальные толстостенные трубы также пользуются огромной популярностью. Благодаря высокой прочности бесшовная труба используется для подачи жидкости под высоким давлением. Эти изделия делаются из стали высокого качества, поэтому применяются при изготовлении деталей для судов и машин.
Сталь устойчива к негативному воздействию химических веществ и коррозии. Химический состав сплава, используемый для изготовления толстостенных изделий, выбирается с учетом технических требований, регламентируемыми нормами ГОСТ. Также бесшовная труба с толстыми стенками может быть изготовлена с добавлением цветных металлов.
Сортамент готового трубопроката происходит по разным признакам. При этом учитываются следующие характеристики:
- толщина стен;
- метод изготовления;
- форма сечения;
- общий размер готового изделия;
- сфера использования.
С учетом размеров ГОСТ, толстостенная труба может иметь длину 0,5-12 метров. Сечение – многоугольное, круглое или овальное. При устройстве трубопровода отдельные элементы крепятся друг с другом с помощью муфт.
Основные группы толстостенных труб, их классификация
Бесшовную трубу с толстыми стенками характеризует определенное соотношение наружного диаметра к заданной толщине стенок. Данный показатель колеблется в диапазоне 6-12,5 миллиметров. Если показатель менее 6 мм, то труба считается как особо толстостенная. С учетом технических характеристик трубопрокат имеет на 4 группы:
- «Б»;
- «В»;
- «Е»;
- «Д».
Бесшовная толстостенная труба группы «Б» изготавливается из стального сплава с нормальным химическим составом. На последнем этапе изготовления готовые изделия подвергаются жесткому контролю качества и лишь затем попадают к заказчику. Все профили из категории «В» предварительно проходят термообработку. Изделия категории «Е» не подвержены закалке. Особенность категории «Д» – на последнем этапе изготовления изделия подвергаются гидравлическому тестированию.
При выборе продукции нужно учитывать сферу дальнейшего использования. Все изделия имеют невысокий коэффициент расширения, подвергаются процедуре обработки антикоррозийным составом, а также отличаются высокой стойкостью к перепадам температур.
Сфера использования толстостенных труб
Стальные толстостенные трубы используются в таких областях промышленности:
- сооружение гидравлических систем;
- добыча газа и нефти;
- энергетическое производство;
- химическая промышленность;
- авиа- и судостроение.
Сооружение гидравлических систем
Отдельные части гидравлических систем работают при максимально повышенном давлении. Толстостенные бесшовные стальные трубы имеют большой запас ресурсов и прочности, потому изделия – неизменный атрибут гидравлических инструментов, агрегатов, станков. Гидравлику применяют в определенных узлах подъемных механизмов, автомобилей, при изготовлении инструмента, в станкостроении, вооружении и военной технике.
Добыча газа и нефти
При бурении скважин на большой глубине появляется необходимость в надежных и качественных материалах для обсадки. Потому толстостенные трубы из стали – это незаменимое изделие для нефтедобывающей промышленности. Небольшие размеры трубопровода обеспечивают качественную работу буровой установки даже во время сдвигов подземной почвы. Высокая прочность может выдержать давление пород.
Энергетическое производство
Для теплообменников огромное значение имеет возможность работы вне зависимости от высоких температур окружающей среды и внутреннего повышенного давления. Использование стальной бесшовной трубы с толстыми стенками отлично решает вопрос бесперебойной эксплуатации устройств в условиях высоких агрессивных нагрузок.
Химическая отрасль
В химической отрасли активно применяют толстостенные бесшовные трубы. Они выдерживают повышенное давление, обеспечивают безопасное перемещение токсичных и ядовитых веществ, не допускают утечку агрессивных жидкостей и газов. Трубы с толстой стенкой в химической промышленности – это элементы медицинских инструментов и лабораторного оборудования.
Авиастроение и судостроение
Стальная толстостенная труба в авиастроении и судостроении дает возможность свести к минимуму конечные весовые показатели различных элементов. Главной задачей авиаконструкторов является уменьшение веса аппаратов для повышения аэродинамических свойств техники, надежность всех систем самолета и безопасность полетов. Материалы обязаны иметь высокие эксплуатационные свойства вместе с малым весом. Бесшовные стальные трубы соответствуют всем этим требованиям, потому широко используются в авиастроении и судостроении.
Нормативные документы и стандарты
Процесс производства толстостенных стальных труб регламентируется необходимыми нормативами. Требования к методу изготовления, размерам, виду четко указаны в государственных стандартах. С учетом от способа изготовления используют различные стандарты.
Горячедеформированные трубы из стали ГОСТ-8732 78
Данный документ является главным для изготовления горячедеформированных стальных толстостенных труб бесшовного типа. Согласно этому ГОСТ, диаметр готовых изделий колеблется в диапазоне 20-550 миллиметров. При этом толщина стен изделия не меньше 2,5 миллиметров, но не больше 75 миллиметров. Размеры могут быть немерными или мерными. Максимальный размер длины отдельного элемента может быть 12,5 метров. Допуск на резку – не больше 5 миллиметров.
При определении нужного диаметра следят, чтобы эта величина соответствовала требуемому техническому заданию. Превышение величины выше допустимых пределов по ГОСТ запрещается.
Возможная величина изгиба будет зависеть от толщины стен трубопроката. Если эта величина составляет меньше 20 миллиметров, то размер изгиба – не больше 1,5 миллиметров. При толщине стен изделия от 30 миллиметров возможная величина изгиба — до 2 миллиметров.
Холодное деформирование стальных труб ГОСТ-8734 75
Это главный документ при изготовлении способом холодного деформирования. Согласно этому документу, толщина стенок готового изделия колеблется в диапазоне 0,3-24 миллиметров при диаметре 5-240 миллиметров. Если толщина и диаметр не соответствуют этим размерам, то изготовление таких изделий происходит после предварительного уточнения всех технических условий между заказчиком и производителем. Для труб, толщина стен которых колеблется в диапазоне 4-8 миллиметров, возможно увеличение размера на 1 миллиметр (на один метр длины).
Профиля во время изготовления подвержены отжигу. Это обязательный процесс для толстостенных труб согласно ГОСТ, но заказчик, если потребуется, может отказаться от этой обработки.
Метод изготовления толстостенных стальных бесшовных труб
Во время изготовления сварных изделий применяется специальная плоская заготовка, она изгибается по окружности и создает тело изделия. В варианте с бесшовным изделием в роли заготовки применяется цельная деталь цилиндрической формы. Изделия изготавливают несколькими методами.
Способ горячего деформирования
Способ горячего деформирования имеет определенные особенности. Метод изготовления:
- Подготовка заготовки.
- Разогрев материала.
- Придание нужной формы заготовке.
- Быстрое охлаждение.
- Калибровка.
- Порезка.
На начальном этапе заготовку разогревают до температуры, которая превышает порог кристаллизации стали. В итоге деталь становится эластичной, но не растекается. Затем заготовка проходит на прошивочный пресс, на котором из раскаленного металла сознают полый цилиндр.
Во время горячей деформации будущему изделию придают нужную форму и задают необходимую толщину стенок. После заготовку быстро опускают в воду для остывания. Перемещаясь через ряд вальцов, труба подвергается калибровке. Обрезают изделие согласно пожеланиям заказчика, но учитывая правила ГОСТ.
Способ холодного деформирования
Этот способ имеет ряд отличий от горячего метода изготовления. Главное из них состоит в том, что охлаждение изделия происходит после прохождения калибровки, а предварительная калибровка делается в охлажденном состоянии. Перед последней прогонкой через вальцы заготовка не подвержена отжигу. Это убирает внутреннее напряжение в металле, он становится максимально вязким и эластичным.
Особенности соединения
Довольно толстые стенки изделий дают возможность использовать резьбовое соединение. Процедура нарезания резьбы происходит легче по причине отсутствия сварочного стыка.
Во время сварки толстостенных стальных труб желательно заранее разделить края. Также обязательно нужно сделать фаску. Иначе качество сварочного соединения будет некачественным.
Соединение толстостенных труб с применением инверторного сварочного агрегата является максимально крепким. Причем следят, чтобы диаметр электрода был не меньше 4 миллиметров. Стальные бесшовные толстостенные трубы имеют отличные эксплуатационные показатели и обеспечивают эффективную работу любой системы. Потому эти изделия широко применяются в разных сферах промышленного производства.
