Меню

Технология производства труб прокаткой



Разновидности трубопроката

Без использования стального трубопроката была бы невозможна прокладка отопительных магистралей, систем водоснабжения и газопроводов. Кроме этого, прокат широко используют в изготовлении оборудования разной сложности, в том числе в производстве высокотехнологичных машин и механизмов. В сфере строительства металлическую трубу применяют в качестве арматуры и материала для сооружения каркасов.

Методы производства

Существует две технологии изготовления трубного проката. Главное отличие этих методов – это наличие или отсутствие сварного шва на готовом изделии. По этому признаку стальные трубы подразделяют на следующие промышленные категории:

  • бесшовный трубный прокат. Продукция, получаемая обработкой предварительно прошитой заготовки округлой или шестигранной формы;
  • сварные изделия. Стальные трубы, изготовленные посредством сваривания деформированного листового проката.

Бесшовная металлическая продукция значительно превосходит сварные аналоги по прочности и сроку службы. Но из-за высокой стоимости производства, подобные изделия применяют исключительно в случаях, когда расчетные нагрузки не позволяют использовать шовный прокат.

Изготовление холодной прокаткой

Технология производства стальных труб холодным прокатом состоит из двух этапов:

Начальная обработка. Полая гильза охлаждается после прошивки на стане. Ее температура понижается до значений, при которых металл теряет пластичность, необходимую для ковки или прошивки. В таком состоянии изделие проходит окончательную обработку посредством протяжки через формовочные валы. Металлическую заготовку нельзя назвать холодной, так как ее температура достаточно высока из-за деформационных нагрузок, которым она подвергается в вальцах прокатного стана.

Калибровка. Перед этой операцией трубу подвергают отжигу (металл нагревают до состояния рекристаллизации). Это делают для того, чтобы убрать напряжение, которое появилось в металле после проката на стане. Благодаря отжигу, сталь приобретает необходимую для калибровки пластичность и вязкость, устраняются все микротрещины, структура стенок трубы становится однородной.

Горячий прокат

Технология включает в себя следующие моменты:

  • разогрев металлической заготовки до температуры 900-1200 о C;
  • прошивка заготовки на стане;
  • протяжка прошитой стальной гильзы через вальцы прокатного стана;
  • охлаждение до температур ниже состояния рекристаллизации, для последующей калибровки;
  • протяжка через калибровочные вальцы;
  • порезка. Продукция может быть как заданного размера, так и немерной.

Непрерывная печная сварка металлических труб

Полоса металлического проката, используемая в качестве заготовки для будущего изделия (еще ее называют штрипса), протягивается через специальную печь, в которой металл разогревают до температуры 1300 о C (точная температура зависит от марки стали). После разогрева в печи, кромки штрипсы подвергаются обдуву, для удаления окалин и местного повышения температуры.

Далее, при помощи формующих валков, стальной заготовке придается необходимая форма и диаметр.

После чего, кромки подвергаются дополнительному обдуву, что способствует повышению температуры до значений, допускающих сваривание. В таком состоянии металлическая заготовка прокатывается через сжимающие валки, в которых происходит окончательная сварка трубы. Трубный прокат, изготовленный таким способом, относят к разряду горячедеформированной продукции.

Электродуговая сварка трубного проката

Технология изготовления при помощи электросварки позволяет производить продукцию с минимальной толщиной стенок и большим диаметром. Большинство трубного проката, в частности, для прокладки газотранспортных магистралей и сетей водоснабжения, производят методом дуговой сварки с флюсом. Процесс изготовления электросварного трубопроката включает в себя несколько этапов:

  • листовому металлическому прокату придают необходимую форму, протягивая его через профильные вальцы прокатных станов;
  • в результате получают, подготовленные к сварке, стальные заготовки;
  • процесс профилирования осуществляется при помощи валковой прокатки.

Полировка более предпочтительна для производства трубы прямошовного типа, нежели прессовая формовка, используемая преимущественно в изготовлении крупногабаритных округлых изделий.

В отличие от металлической продукции с прямым швом, профилирование спирального трубного проката выполняется на втулочных или волково-правочных станах. После формования, кромки стальных заготовок свариваются при помощи электродуговой сварки. В зависимости от типа изделия на поверхности появляется прямой или спиральный сварочный шов, который необходимо очистить от гранта и охладить.

Остывшее изделие, подвергается калибровке. После этого проводится его осмотр, ультразвуковое сканирование и тест на стойкость к возможным нагрузкам. Далее, проводят заключительную проверку, и, если дефектов не выявлено, продукцию отправляют на реализацию.

Сварка трубного проката в среде защитного газа

Чаще всего этот метод применяют для сваривания стальной высоколегированной продукции или при изготовлении нержавеющих труб. В процессе сварки подобного металла обычным способом, происходит разрушение легирующих элементов, что существенно ухудшает качество шва.

Читайте также:  Что такое дефлятор труб

Отсутствие кислорода, при сваривании в среде защитного газа (аргон, гелий, углекислый газ), позволяет значительно уменьшить количество шлака в сварочном шве и тем самым улучшить его качество. В результате получается практически монолитное изделие. Шов и металлическая труба свариваются настолько, что превращаются в единое целое.

Трубопрокат, в производстве которого применена сварка в середе защитного газа или электродуговая сварка, относится к продуктам, изготовленным методом холодной деформации.

Разновидности трубного металлопроката

Металлический трубопрокат можно классифицировать по условиям применения, технологии производства и способу коррозионной защиты.

Существует два основных способа применения: общее назначение и специализированное. Стальной трубопрокат спецназначения подразделяется на такие виды:

  • для отопления, водогазопроводный трубный прокат, используемый в населенных пунктах;
  • металлический трубопрокат для газотранспортных магистралей и нефтепроводов, рассчитанный на работу под высоким давлением;
  • продукция для буровых;
  • для химической промышленности (должен обладать высокой стойкостью к коррозии);
  • металлические изделия с прямоугольным или профильным поперечным сечением;
  • подшипниковый.

По технологии производства:

  • электросварной трубопрокат с прямым швом;
  • сварной прокат со спиральным швом;
  • бесшовный холодной прокатки;
  • бесшовный горячей прокатки.

По способу коррозионной защиты:

  • нержавеющий стальной прокат;
  • оцинкованный металлический (с одной или двух сторон);
  • с полимерным покрытием.

Видео по теме: Трубопрокат

Источник

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.

Читайте также:  Объем труб для перевозки посчитать

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.

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

Процесс производства бесшовной трубы

Технология промышленного производства бесшовной трубы невероятно сложна и трудоемка. Каждый этап требует огромных затрат энергии и материалов.

Такие трубы часто используются для транспортировки стерильных сред, например молока, поэтому к их изготовлению предъявляются самые строгие требования.

Основное конкурентное преимущество бесшовных труб — отсутствие сварных швов, являющихся самым уязвимым местом любой сварной трубы. По этому к процедуре соединения предъявляются высокие требования надежности.Описание способа горячекатаного прокатаНержавеющий металл должен быть очищен от посторонних примесей, а сам процесс производства — тщательно контролироваться на всех этапах:Металлическая заготовка из легированной стали разогревается до определённой температуры в печи1250—1300°С .Нагретая докрасна, она подается на прессовально-прошивочный стан, где гигантское шило «пуансон «из специального состава, пронизывает заготовку насквозь, с напылением смазки на пуансон. (Рис.1)

Читайте также:  Врезка в трубу железобетонную

После этого будущая труба раскатывается валиками до заданной длины, с требуемыми показателями толщины стенок, наружного и внутреннего диаметра.Готовый элемент остывает и подвергается конечной калибровке в специальной емкости.

Заключительный этап — подготовка отрезков необходимой длины и маркировка готовых к продаже изделий.Некоторые марки бесшовных стальных труб подвергаются особой процедуре дополнительной закалки. Изделие нагревается, после чего быстро охлаждается. Повторенная несколько раз, процедура перестраивает молекулярную решетку стали, сообщая ей новые свойства.

©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/UzqeZdHV9Sc

Для производства бесшовных труб из нержавеющей стали применяются следующие марки стали:

12Х18Н10Т. Наиболее устойчива к коррозии, используется чаще других. Легирующие добавки: никель, титан и хром. Хром усиливает антикоррозийные свойства, титан усиливает прочность, никель сообщает сплаву необходимую пластичность.

10Х17Н13М2Т. Отлично подходит для транспортировки химикатов с высокой кислотностью. Главные потребители такой продукции — химические и медицинские предприятия, пищевые производства

06ХН28МДТ. Успешно эксплуатируется в нефтехимической и металлургической отраслях.

10Х23Н18. Высоколегированный сорт стали, обладающий повышенной устойчивостью к большим температурам и воздействию открытого огня. Трубы из такой стали находят применение в строительстве камер для сжигания топлива, высокотемпературных котлов. Легко выдерживают продолжительное воздействие температур до 1100 °C.

Рис. 1 Схема прошивки заготовки пуансоном

Схема работы стана © mv-steel.ru

Технические характеристикиБесшовные трубы из нержавеющей стали выгодно отличаются показателями прочности и устойчивости к образованию ржавчины. Отсутствие сварных швов гарантированно защищает изделия от околошовной коррозии.

В сравнении с электросварными аналогами можно выделить ряд преимуществ:Труба не имеет сварного шва — самого слабого участка изделия.Имеет одинаковую прочность на всем протяжении.Помимо этого, такие трубы эффективно эксплуатируются при высоких показателях давления носителя, и способны противостоять разрушительным внешним воздействиям. Это дает возможность использовать их в условиях повышенной влажности, высоких и низких температур окружающей среды. Пороговое значение температуры для простого носителя составляет 800 °C, для агрессивных химикатов — 350 °C.

Из прочих важных характеристик можно отметить:

Сопротивление материала на разрыв — не менее 529 Н/кв.мм.Показатель относительного удлинения — не менее 40%.Содержание серы в стали не — менее 0,02%.

Допустимая кривизна изделий также жестко регламентирована и не должна превышать следующих значений:

Трубы с толщиной стенок свыше 0,5 мм — 1 мм на 1 м длины.Изделия с толщиной стенок менее 0,5 мм и сечением свыше 15 мм — 2 мм на 1 м длины.

Виды бесшовных труб

В зависимости от технологии производства, промышленность предлагает потребителям два типа изделий: горячекатаные и холоднокатаные трубы.

Можно также встретить термин горячепрессованные или горячедеформированные. Выпускаются по ГОСТ 9940-81. Технология горячей прокатки не позволяет делать трубы малых диаметров. Кроме того, в этом случае не всегда удается получить идеально гладкую поверхность трубы и гарантировать точность размеров.

Иначе — холоднотянутые или холоднодеформированные. Их производство регламентируется ГОСТ 9941-81. От горячекатаных отличаются, в первую очередь, меньшим сечением и тонкими стенками. Поверхность труб при таком способе производства более гладкая. При выпуске изделий с отличным от круглого типом сечения (прямоугольник, звезда, овал, шестигранник ) используется только метод холодной деформации.

Толстостенные и тонкостенные трубы

Другой критерий — толщина стенки изделия. Этот показатель во многом определяет сферу применения трубного материала. Разделяют толстостенные и тонкостенные стальные трубы:

Горячекатаная бесшовная труба имеет диаметр 28-426 мм, при толщине стенки — 3-40 мм.Холодный прокат допускает производство труб диаметром 0,3-450 мм с толщиной стенок 0,06-12 мм.

Резка труб осуществляется под прямым углом. Область спила в обязательном порядке зачищается от неровностей и заусенцев. Поверхность изделия должна иметь однородную структуру, без трещин, вмятин или закатов.

Источник