Меню

Технология изготовления стальных труб большого диаметра



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:

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:

  1. 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).
  2. 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.
  3. 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:

  1. 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.

  1. Затем с помощью валиков происходит формирование круглого сечения. Стоит отметить, что угол поворота валиков может меняться, что, в свою очередь, влечёт смену калибра трубы.
  2. 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:

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.

Читайте также:  Зачистка для полипропиленовых труб армированных алюминием внутри

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.

Источник

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.

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.

Электросварка дает возможность создать коллекторы с тонкими стенками больших диаметров, в которых надежный шов и поверхностный слой высокого качества. Этот метод часто используется на производстве.

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.

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.

  1. Нарезание продольных полос из развернутого листа стали (штрипса).
  2. Сварка ленты «бесконечной» длины (непрерывность производства).
  3. Превращение ленты (при помощи вальцев) в округлую заготовку (шов открыт).
  4. Проварка шва (с применением таких видов сварки – дуговой, лазерной, плазменной, электронной и др.)
  5. Калибровка полученной заготовки.
  6. Проверка шва ультразвуковым исследованием или с помощью вихревых токов.
  7. 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.

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.

Читайте также:  Как забеременеть при одной трубе народные методы

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

Материал

Основа стальных труб – легированная сталь. Этот сплав бывает в листах (толщиной до пятидесяти миллиметров) или в рулонах, в виде стальной ленты. Изготовление труб из этого материала связано с техническими характеристиками стали:

  • 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.

Источник

Виды стальных труб большого диаметра – особенности производства и использования

Стальные трубы широко используются в производственных схемах и, несмотря на появление новых материалов, таких как пластик или металлопластик, по сей день не утратили популярности, а в некоторых случаях являются единственно возможным вариантом обустройства трубопроводов.

К незаменимым изделиям относятся, в частности, металлические трубы большого диаметра, применяемые при прокладке пролегающих под мостами и шоссейными трассами коммуникаций и в технологических цепочках, обеспечивающих работу сельскохозяйственных и промышленных объектов.

Классификация труб больших сечений

Одна из главных характеристик продукции – это материал изготовления.

Трубы больших диаметров изготавливают:

  1. Из металлов и сплавов.
  2. Из высокомолекулярных соединений (пластмасс).

Вторым параметром, определяющим подбор изделий при проектировании новых трубопроводов или при ремонте уже действующих, является диаметр. Эта характеристика рассматривается вкупе с шириной просвета трубы и толщиной её стенок.

Выпускаемая на территории Российской Федерации продукция, с целью обеспечения универсальности, взаимозаменяемости и наименьшего расхода сырья при сохранении требуемого качества, должна соответствовать нормативным документам – ГОСТам или техническим условиям предприятия (ТУ).

Размеры труб из чёрного металла регламентируются ГОСТом 10704-91.

Согласно этому документу, по диаметру изделия делятся на:

  • трубы малого диаметра (значение параметра не превышает 114 мм);
  • трубы среднего диаметра (значение лежит в диапазоне 114…530 мм);
  • трубы большого диаметра (508 мм и выше).

Согласно ГОСТам и ТУ, в типоразмерных таблицах должны указываться следующие стандартизированные геометрические параметры продукции:

  1. Диаметр наружный. Важен для общей оценки габаритов будущего трубопровода и для расчёта необходимого количества красящих или изолирующих материалов для защиты изделия.
  2. Диаметр внутренний, или просвет. Используется в гидравлических расчётах.
  3. Толщина стенки. Важнейший параметр для прочностных расчётов, обеспечивающих безопасность смонтированной системы как для людей, так и для окружающей среды.
  4. Диаметр номинальный (условный). Применяется как основная характеристика сортамента труб; основной параметр для вычисления массы изделий и их пропускной способности.

По толщине стенки трубы подразделяют на:

По способу изготовления стальные трубы и изделия из иных металлов и сплавов классифицируют на:

  • цельные (бесшовные);
  • сварные (имеющие шов от электросварки или других её видов).

Изделия первого вида, в силу сложности и повышенной точности изготовления, стоят дороже; они предназначены для использования в системах, переносящих рабочую среду под высоким внутренним давлением или при тяжёлых внешних условиях. Продукция второго вида стоит дешевле и вполне подходит для применения в обычных трубопроводах.

При условии использования соответствующих ГОСТам труб нет необходимости рассчитывать их массу: она приведена в таблицах при принимаемой плотности стали 7,85 г/см 3 и вычислена с учётом длины отрезка, толщины стенки и диаметра изделия. Отклонения по массе, с учётом всех допусков, не должны превышать 8% в любую сторону.

Следует заметить, что для стальных труб большого диаметра ГОСТом предполагаются значительные колебания толщины стенок. Например, если этот параметр лежит в диапазоне 8…12 мм, допустимое отклонение составляет до 0,8 мм в любую сторону. Это на первый взгляд незначительное несоответствие с учётом размеров труб и поставки их большими партиями перерастает в серьёзную разницу в указанном в документации и реальном весе, что может привести к недопониманию между сторонами сделки.

Читайте также:  Квадратная труба с полимерным покрытием

В таблицах и иных формах представления сортамента металлопрокатной продукции стоимость таких труб принято указывать в расчёте на тонну, а не на погонный метр. Рассчитать необходимую массу приобретаемой партии товара обычно можно, воспользовавшись специализированными программами-калькуляторами, размещёнными на сайте компании.

Поскольку сталь, несмотря на все преимущества, сильнее прочих сплавов подвержена коррозии, для защиты изделий из неё, особенно в случаях затруднённого доступа, применяют антикоррозийную защиту. В частности, нанесение красящего слоя или оцинковку.

Соответствующее покрытие может быть нанесено:

  1. На наружную поверхность изделия.
  2. На внутреннюю его область.
  3. Снаружи и внутри.

Для чего применяются трубы различных диаметров

В настоящее время сталь – самый популярный материал для производства труб. Благодаря её высоким технологическим характеристикам и налаженным схемам производства стальные трубы выпускаются практически с любыми диаметрами и, помимо круглой, могут характеризоваться квадратной, прямоугольной, овальной и другими геометриями профиля. Применение стальных труб в той или иной сфере зависит от их диаметра.

Изделия небольшого и малого диаметра используются при:

  • обустройстве контуров отопления;
  • конструировании газопроводов и паропроводов (прочитайте также: «Ассортимент стальных труб для газопроводов, преимущества и недостатки»);
  • монтаже водопроводов холодной и горячей воды;
  • необходимости защитить от повреждений электрические кабели и провода.

Трубы со значениями диаметра в диапазоне 273…325 мм необходимы в технологических схемах и контурах:

  • котельных и теплоцентралей;
  • коммунальных сетей;
  • всех вариантов коммуникаций;
  • агрегатов водоснабжения;
  • энергетической и газотранспортной отраслей;
  • нефтегазовой промышленности;
  • химических производств.

Трубы из стали с диаметрами в диапазоне 426…530 мм применяются в тех же сферах деятельности, но в случаях, когда пропускной способности изделий предыдущего типа недостаточно. Ещё одна область применения такой продукции – конструирование опор и каркасов различного назначения. Читайте также: «Ассортимент и виды стальных труб – стандарты размеров, способов производства».

Трубы большого диаметра используются в следующих областях:

  • строительство мостов – в качестве опор;
  • создание дорог;
  • разные сферы промышленности – в схемах, в которых предусмотрено перемещение большого объёма рабочей среды;
  • тяжёлое машиностроение;
  • судостроение;
  • создание крупных теплоцентралей;
  • сооружение канализаций и водоотводов;
  • обустройстве скважин для бурения.

Изделия со значениями диаметров 720…1020 мм нашли применение при создании:

  • нефтепроводов магистрального значения;
  • особо протяжённых газопроводов;
  • коммуникационных сетей с большой пропускной способностью;
  • крупных объектов строительства.

Трубы самого большого диаметра – 1420…2020 мм – используются только при прокладке защищённых от коррозии:

  • систем переноса большого объёма воды, в том числе стоков канализации, дренажей и колодцев;
  • тоннелей различного назначения и пролегающих под трассами речных русел.

Особенности труб большого диаметра

В настоящее время выпуск такой продукции налажен и не вызывает проблем.

Недостаток больших изделий – сложность обустройства трубопроводов, связанная с:

  • весом труб;
  • необходимостью применения сварки и резки на больших участках;
  • невозможностью ни в какой степени согнуть изделие и, соответственно, технологической сложностью создания поворотных участков системы.

Торцы труб большого диаметра обязательно должны обрабатываться:

  1. После разрезания – с целью счистить заусенцы.
  2. После изготовления – для избавления площади торца от неровностей, мешающих качественной стыковке изделий.

В соответствии с предполагаемым применением продукция делится на:

  1. Изделия общего назначения.
  2. Продукцию специального использования.

Трубы больших сечений изготавливают только с помощью сварки стальных листов, и по типу сварного шва они бывают:

  • прямошовные с контактной сваркой – диаметры таких изделий могут составлять до 426 мм;
  • прямошовные с электродуговой сваркой – диаметр до 820 мм. Читайте также: «Какие диаметры стальных труб бывают – виды и характеристики».

Если продукция приобретается у завода-изготовителя, использующего современное оборудование и имеющего необходимые сертификаты, проверять качество сварного шва нет необходимости .

Стандартный ряд труб большого диаметра включает значения: 530, 630, 720, 820, 1020, 1220, 1420, 1620 мм и более. Мерная длина изменяется в пределах 11,5 м.

Производство стальных труб с большими диаметрами

Как и прочие изделия, эти трубы должны соответствовать ГОСТам, а применяемая технологическая цепочка производства – гарантировать:

  • общее качество продукции;
  • механическую прочность и долгий срок службы;
  • жёсткость и устойчивость к изгибающим нагрузкам;
  • стойкость к повышенным значениям внутреннего и внешнего давления.

Большие стальные трубы отличаются долговечностью: не защищённые от коррозии изделия гарантированно сохранят рабочее состояние 10-12 лет, защищённые – вплоть до 40 лет.

Чтобы соблюсти все предъявляемые к продукции требования, процесс её производства, при возможности варьирования отдельных условий, должен соответствовать общему плану:

  1. Нарезка исходного прокатного материала на листы.
  2. Придание листам готовой формы (этот может быть как окружность, так и различные профили).
  3. Сварка краёв заготовки.
  4. Зачистка сварного шва.
  5. Экспертиза качества шва.

Если трубы используются для обустройства теплотрасс, на них наносят теплоизоляцию различных типов – ППУ, ЦПИ или ВУС. Правильно и равномерно нанесённая изоляция позволяет минимизировать потери тепла и избежать финансовых убытков.

Маркировка труб большого диаметра

Маркировка изделий, помимо прочих стандартных обозначений, содержит символы:

  • Dу – показывает величину условного прохода;
  • G – диаметр резьбы;
  • Dh – наружный диаметр трубы в поперечном разрезе.

Правильный подбор труб большого диаметра в соответствии с представленными выше параметрами – залог успешного и бесперебойного функционирования трубопровода. Читайте также: «Правила маркировки стальных труб, как читать обозначения».

Источник