Несмотря на растущую популярность полимерных трубных изделий, толстостенные стальные бесшовные трубы по-прежнему находят широкое применение. В первую очередь, такие трубы незаменимы в системах, предназначенных для перемещения больших объемов газообразных или жидких сред под давлением.
Содержание
Особенности и назначение
Бесшовные толстостенные трубы – особая разновидность трубного материала, изготавливаемого промышленным способом, горячим или холодным прокатом. Для изготовления используются определенные марки стали (черной, нержавеющей, иногда с примесями цветных металлов), что позволяет успешно применять их в различных областях народного хозяйства, вплоть до самолетостроения и химической промышленности.
Основные преимущества стальных бесшовных изделий таковы:
- Высокие показатели прочности на разрыв.
- Устойчивость к коррозии.
- Малое тепловое расширение материала.
- Стойкость к воздействию большинства химически активных сред.
- Длительный срок службы, исчисляемый десятками лет.
Изготовление толстостенных труб
В отличие от электросварных аналогов, где заготовка производится путем сворачивания в цилиндр плоского металлического листа заданной толщины, исходным материалом для изготовления бесшовной трубы служит монолитная стальная заготовка цилиндрической формы. На промышленных предприятиях используется две технологии, способные превратить металлическую штангу в полое изделие необходимого сечения и протяженности:
Горячая деформация
Используется преимущественно при производстве изделий толстостенного формата.
Последовательность изготовления здесь включает следующие этапы:
- Стальная массивная штанга цилиндрической формы помещается в печь и разогревается до фиксированной температуры, при которой стальной сплав делается мягким и пластичным, но еще не обладает текучестью.
- Разогретая заготовка попадает на мощный прошивной пресс, который превращает монолитную болванку в полый цилиндр. Специалисты называют его гильзой. Внешне она уже похожа на готовую трубу, но пока не обладает идеальной формой и необходимыми размерами.
- Последовательно проходя через группы вальцов, раскатывающих и вытягивающих металл, заготовка приобретает заданные габариты: длину, диаметр и толщину стенок.
- Далее, изделие остужается и подвергается финальной калибровке, после чего разделывается на отрезки необходимой длины и отправляется на склад.
Процедура изготовления регламентируется ГОСТ 8732-78. Метод горячей деформации плохо подходит для производства тонкостенных изделий, поскольку дает недостаточно высокое качество поверхности материала и более высокую погрешность по толщине стенок.
Холодная деформация
Отличие этой технологии заключается в том, что раскаленная заготовка остужается сразу после прошивочного пресса, и через формовочные вальцы пропускается уже холодной. Затем, перед финальной калибровкой труба вновь разогревается и остужается, чтобы убрать из металла области внутренних напряжений, сделать его более пластичным и податливым. Все этапы изготовления труб способом холодной деформации регламентируются ГОСТ 8734-75.
Обратите внимание! Если не подвергнуть трубу отжигу, в местах накопления внутренних напряжений металла со временем могут проявиться деформации. ГОСТ прописывает отжиг в качестве необходимой процедуры, хотя некоторые заказчики для удешевления продукции предпочитают отказываться от этого этапа.
Обе технологии позволяют получать изделия с неизменным показателем толщины стенок на всей протяженности, способные работать в условиях колоссальных показателей давления. Каждое готовое изделие обязательно проходит тестовые испытания, где его тщательно проверяют на изгиб, сплющивание, оценивают химический состав металла и способность успешно работать с агрессивными средами.
Виды
По требованиям к качеству и техническим параметрам трубы подразделяются на 4 категории:
- Группа Б. Изделия производятся из стандартного стального сплава и на всех этапах производства в обязательном порядке подвергаются контролю.
- Группа В. Изделия дополнительно подвергаются термической закалке.
- Группа Д. Дополнительно проходят гидравлические испытания.
- Группа Е. Процедура изготовления данных изделий не предполагает какие-либо способы закалки.
Принадлежность изделия к той или иной категории непременно указывается на маркировке.
Обратите внимание! Изделия также различают по форме поперечного сечения. Трубы могут быть круглыми, овальными, иметь форму правильного многоугольника. Профильные изделия чаще находят применение в строительстве, как надежные и долговечные элементы различных опорных конструкций.
Размеры и характерные особенности
Горячедеформированные изделия имеют диаметр от 20 до 550 мм с толщиной стенок 2,5-75 мм. Минимальная протяженность отрезка трубы составляет 4 м, максимальная – 12,5 м, допустимая погрешность размеров – 5 мм. Еще один важный показатель – предельная величина изгиба. Для труб с толщиной стенок 20 мм и менее, изгиб не должен превышать 1,5 мм на один погонный метр длины, для толщины стенки от 20 до 30 мм – не более 2 мм, свыше 30 мм – 4 мм.
Холоднодеформированные трубы обладают меньшим сортаментом. Толщина стенок здесь варьируется от 0,3 до 24 мм, внешнее сечение – от 5 до 240 мм.
Принадлежность трубы к тонко- или толстостенной разновидности определяется путем высчитывания коэффициента, показывающего отношение диаметра к толщине стенки. Когда расчетное значение входит в диапазон 6-12,5 – изделие причисляется к толстостенным. Свыше 12,5 – к тонкостенным. Изделия с коэффициентом ниже 6 считаются уже особо толстостенными. Они чрезвычайно дороги в производстве и изготавливаются только под заказ.
Обратите внимание! При определении стоимости партии трубного материала, цена может указываться за тонну, либо за погонный метр изделия.
Где применяются толстостенные трубы
Сфера использования трубного материала определяется, в первую очередь, такими эксплуатационными качествами: колоссальной прочностью на разрыв, отсутствием шва, минимальной вероятностью появления протечек.
Толстостенные бесшовные трубы часто находят применение в таких областях человеческой деятельности:
- Энергетика. Часто используются в системах теплоснабжения, в частности для устройства теплосъемных элементов в котлах, внутри которых создается огромное давление пара, а снаружи воздействуют сверхвысокие температуры работающей топки.
- Нефте- и газодобыча. Скважины здесь часто достигают сотен метров в длину, а сами трубы подвержены не только высокому и переменчивому давлению рабочих сред, но и периодическим подвижкам грунта. Бесшовные толстостенные изделия подходят здесь наилучшим образом.
- Оборонная и химическая промышленность. Здесь ценится не только высокая прочность на разрыв, но и герметичность, без которой не обойтись на опасных химических производствах.
- Авиация, судовая промышленность, автомобилестроение. Здесь высоко ценится сочетание сравнительно малого веса трубы с прочностными показателями.
- Гидравлические системы. Эксплуатируются с огромными показателями давления, которое не всегда способны выдерживать иные типы трубопроката.
Особенности монтажа
Некоторые особенности монтажа связаны с толщиной стенок изделий. Так, особо тонкостенные бесшовные трубы соединяются только газовой сваркой. Резьбовое соединение здесь сделать не всегда возможно (резьба сильно ослабит тонкую стенку, а то и вовсе прорежет ее насквозь), а электросварной шов будет быстро прогорать от высокотемпературных воздействий.
Толстостенные изделия можно варить только после снятия фаски. В противном случае, толщина шва окажется несопоставимой с толщиной стенки, что негативно скажется на прочности соединения. Газовая сварка здесь не подойдет, поскольку даже очень мощная горелка вряд ли сможет прогреть толстый слой стали на необходимую глубину. Разрешается использовать только электросварку с толстыми электродами (не меньше четверки).
Толстые металлические стенки и отсутствие продольного шва позволяют использовать резьбовые соединения. Также, монтаж трубопроводной трассы часто проводится с применением соединительных муфт.
Загрузка...
