Как делают трубы: особенности производства бесшовных труб

Технология производства методом холодной прокатки

Для создания х/к продукции не могут использоваться сверхвысокие температуры. Процесс выпуска представляет собой модернизированную вариацию горячего проката.

Вначале заготовки из углеродистой или легированной стали очищают. Их обрабатывают с помощью химических веществ, выполняют процедуру протравливания. Иногда основу подвергают воздействию фосфатов, меди, чтобы улучшить ее прочностные характеристики. После этих манипуляций устройства показывает хорошую резистентность к деформационным изменениям.

Во время холодной сортопрокатки круглое сечение формируют с помощью вальцовочного станка. При изменении угла поворота валиков изменяется калибр трубы. Создавая металлопрокат с большим сечением, проводят дополнительную операцию ‒ сжатие полуфабриката. Калибровку выполняют при низких температурах стали.

После обработки на оборудовании будущее изделие с идеально ровной поверхностью и тонкими стенками подвергают дополнительным процедурам: протравке, промыванию.

Компактный и легкий холоднодеформированный прокат покупают, когда важен дизайн объектов. Например, нужен отделочный материал для внешнего фасада здания или элементы для создания точной электроники.

3 Линии с непрерывным станом – современный способ

ТПА с таким станом гарантируют существенное повышение производительности прокатного оборудования и расширение ассортимента (по толщине стенок и по сечению) выпускаемой продукции. Рассматриваемые в этой главе агрегаты работают по следующей схеме:

1. Подготовка заготовок и их последующий нагрев.
2. Получение гильз (прошивочная технология).
3. Прокатывание гильз с целью получения труб.
4. Демонтаж оправок с готовых изделий.
5. Разогрев труб, их калибрование (либо редуцирование).
6. Прокатка трубных конструкций и их резка на нужные размеры.
7. Охлаждение труб, а затем их отделка.

Нагрев болванок производят в проходных секционных печах. Затем металл разрезается на консольных ножницах с нижним типом реза. Могут использоваться также прессы для ломки заготовок либо пресс-гильотины. После нагрева в кольцевых печах заготовки, из которых получается горячекатаная труба, идут на двухвалковый прошивной участок. Там происходит превращение болванок в гильзы. Последние выдаются по осевой схеме.

Затем производится центрование гильз. Для этих целей применяется механизм с тремя рычагами и роликами. Дополнительно центрователи оснащаются приводными роликами. Они обеспечивают максимально быструю выдачу гильз. Механизм работает за счет пневмопривода. Далее стальная гильза поступает на рольганг. В нее вводят оправку большой протяженности. Скорость подачи составляет 0,9–2,5 м/сек. Когда оправка (ее передний конец) выходит из гильзы, запускают спецтолкатель. Он направляет всю конструкцию на прокатку на непрерывный стан, состоящий из 8–9 клетей.

Изготовление бесшовных труб

По завершению прокатной операции гильза освобождается от оправки посредством цепного извлекающего устройства. Далее их пути расходятся. Гильза идет на дальнейшую обработку (калибровка или редуцирование). А оправка попадает в барабанную охладительную емкость. Горячекатаная труба после всех описанных процедур имеет так называемый разлохмаченный торец. Эту часть изделия отрезают. А затем стальная труба нагревается и калибруется (редуцируется). В случае потребности готовые бесшовные изделия после указанных операций разрезаются дисковыми стационарными пилами.

Горячекатаные бесшовные конструкции, изготавливаемые по непрерывной технологии, при ее нарушении могут иметь следующие дефекты:

1. Чрезмерная разностенность полученных изделий. Этот дефект обычно обуславливается износом оправок и калибров. Чтобы избежать подобных проблем следует регулярно обмерять указанные элементы и отбраковывать их.
2. Появление на наружной поверхности труб рисок или трещин. Такие изъяны возникают из-за неправильной (неточной, некорректной) настройки работы ТПА.
3. Утолщение торцов трубных изделий после прокатки. Эту проблему решают просто – обрезают концы труб.

Добавим, что в редких случаях готовые изделия отбраковываются по качеству из-за нарушения требований к нагреву заготовок.

Как рассчитать диаметр труб для отопления

При замене системы отопления в квартире внутренний диаметр должен совпвдать с диаметром входящих подачи и обратки – нельзя ни уменьшать, ни увеличивать его, иначе можно натолкнуться на неприятности с теплосетью.

Калькулятор расчета

Рассчитывать диаметр трубопроводов системы отопления приходится для частного дома. Здесь возможны два варианта: упрощенный и более реальный, но сложный.

Вариант первый: простой. Большинство частных домов в имеют не более двух этажей и 200-250 м площади. При строительстве таких домов используют покупные проекты, в которых указана необходимая мощность отопительного прибора=мощности теплопотерь через стены, окна, двери, кровлю, пол и вентиляцию. Для определенных теплопотерь уже просчитаны оптимальные соотношения внутреннего диаметра трубопровода и расходуемой мощности:

• При мощности котла 3-5 кВт – 15 мм.
• 6-9 кВт – 25 мм.
• 10-15 кВт – 32 мм.
• 16-21 кВт – 40 мм.
• 22-32 кВт – 50 мм.

Если Ваш дом больше, без работы проектировщиков не обойтись.

Вариант второй: творческий.

Необходимо просчитать все потери тепла через стены, двери, окна, кровлю, пол и с помощью таблицы определить диаметр трубопровода. Скорость потока в трубах берется из паспорта насоса отопительного прибора, разницу температур подачи и обратки принимаем 20°С. Найденный по таблице диаметр округляем до ближайшего большего типоразмера.

Ниже приведена таблица подбора диаметра трубы для отопления при ΔТ=20° С:

Способы изготовления

Труба сварная производится несколькими способами, среди которых наибольшее распространение получили: метод печной сварки, электросварной метод и сварка в защитной  газовой среде.

Способ печной сварки

Согласно этой технологии стальные заготовки (штрипсы) подвергаются воздействию высоких температур. Полоска металла, выступающая в качестве заготовки, в специальной туннельной печи нагревается до температуры 1300С. Выходящая из печи заготовка подвергается обдуву направленным потоком воздуха, что приводит к нагреванию боковых кромок до 1400С и очищению их от окалин, способствующих ухудшению качества шва.

Полученную горячую заготовку отправляют на формовочно-сварочный стан, в настройках которого заложен определенный диаметр. Здесь будущее изделие принимает нужную форму. Далее выполняется дополнительный воздушный обдув, и кромки стали свариваются при воздействии высокой температуры и определенного давления.

Штрипсу повторно отправляют в печь, где, проходя через формовочные валики, она подвергается обжатию, способствующему повышению качества сварного шва. Технология печной сварки позволяет получать изделия горячего проката.

Метод электросварки

Изготовление сварных труб с использованием электрической сварки считается самым распространенным способом, так как в результате можно получить трубы большого диаметра, имеющие тонкие стенки, хороший шов и поверхность высокого качества. Существует несколько видов электросварки, но производство трубных изделий, предназначенных для магистрального трубопровода, в большинстве случаев осуществляется методом дуговой сварки под флюсом.

По этой технологии производство делится на несколько этапов. Вначале специальные прокатные станы выполняют формовку холодных стальных листов, в результате этого на выходе получаются трубные заготовки. Процесс изготовления прямошовных труб любого диаметрального сечения подразумевает применение валковой формовки. Чтобы изготовить полуцилиндры или круглые заготовки для прямошовных труб, используют прессовую формовку. Сталь для изготовления спиралешовных трубных изделий проходит процедуру формовки в валково-оправочных или втулочных станах.

Дальнейшее изготовление зависит от вида трубы: используя электродуговую сварку, кромки заготовок сваривают с двух сторон, получая в результате продольный прямой  или спиралевидный шов. Далее снимается грант со шва, и труба охлаждается водой. Затем ее отправляют в калибровочный стан, где добиваются соответствия диаметра определенным параметрам по всей длине трубного изделия.

После этого труба подвергается визуальному и ультразвуковому контролю качества швов, проходит специальные гидроиспытания, которые позволяют проверить прочность шва под воздействием высокого давления, аналогичное тому, что будет оказываться в эксплуатационный период. Затем проводится еще одна ультразвуковая проверка, и при отсутствии дефектов трубные изделия отправляют потребителю.

Метод сварки в защитных газах

В большинстве случаев такой технологией пользуются при производстве стальных сварных труб из нержавеющей или высоколегированной стали. У таких металлов под действием стандартной сварки наблюдается карбидизация легирующих элементов, в результате чего отмечается значительное ухудшение качества швов. Решить такую проблему помогает сварка стали в защитной газовой среде с использованием аргона, гелия или углекислого газа.

Такая технология позволяет пользоваться достоинствами и газовой, и электрической сварки. Указанные газы имеют больший удельный вес по сравнению с воздухом, поэтому при попадании в рабочую зону сварки выталкивают его. В результате взаимодействие сварочной ванны и атмосферы полностью исключается. Сварка трубных изделий с использованием защиты газом выполняется посредством вольфрамовых электродов.

Классификация бесшовных стальных труб

Изделия отличают, в первую очередь, по методу трубопроката, в зависимости от чего они могут быть:

• горячедеформированными (горячекатаными). Выпуск такой продукции регламентирован ГОСТом 8732-78;
• холоднодеформированными (холоднокатаными). Сортамент задается ГОСТом 8734-78.

ГОСТом задаются возможные размеры выпускаемых труб, а показатели веса трубы бесшовной зависят от ее диаметра и толщины стенок. В отношении длины, то ее различают (указаны данные только для толстостенных труб):

• мерную – 4,5 – 9 м;
• немерную – 1,5 — 11,5 м;
• кратную мерной – 1,5 – 9 м, прибавляя пятимиллиметровый припуск на каждый рез.

Отношением размеров наружного диаметра и толщины стенок задается деление бесшовных изделий на три вида. Они могут быть:

1. Особо тонкостенными.
2. Тонкостенными. Значение диаметра больше значения толщины стенок от двенадцати с половиной до сорока раз.
3. Толстостенными. От шести до двенадцати с половиной раз.
4. Особо толстостенными. До шести раз.

В сортамент бесшовных труб входят изделия с толстыми и особо толстыми стенками

Толстостенные и особо толстенные бесшовные трубы принято подвергать дополнительной термической обработке для придания дополнительной устойчивости к давлению рабочей среды магистрального трубопровода или иных коммуникаций.

По качественным характеристикам горячекатаную бесшовную продукцию делят на пять групп, обозначая буквенными индексами:

1. А – с нормированными свойствами механического характера;
2. Б – с нормированным химическим составом;
3. В —  с произведением контроля над свойствами механического характера и химическим составом;
4. Г. Химический состав нормируется, а свойства механического характера подвергаются процедуре контролирования, для которой предоставляются образцы.
5. Д. По отношению к свойствам механического характера и химическому составу производится нормирование, дополняемое процедурой гидроударного испытания для толстостенной продукции.

Стальные трубы разделяют на шесть классов, приняв за основу назначение изделия:

• 1-й. Стандартными и газовыми трубами пользуются, прокладывая ирригационные системы и кабельные линии, обнося объект ограждениями и строительными лесами, осуществляя локальным образом подачу и /или распределение жидкостей и газообразных смесей.
• 2-й. Ими производится оснащение магистральных трубопроводов, по которым транспортируются в качестве находящейся под давлением рабочей среды вода, газ, нефть и нефтепродукты, топливо и твердые тела.
• 3-й.  Востребованы системами, работа которых сопряжена с высокотемпературными режимами и высоким давлением рабочей среды.
• 4-й. Применяются при нефтеразведке и нефтедобыче обсадными, бурильными и вспомогательными.
• 5-й. Задействуются как элементы масштабных стальных конструкций типа мачт, опор, буровых вышек и мостовых кранов. Применяются транспортным машиностроением в качестве конструкционных труб. Задействуются при производстве мебели в виде ее элементов.
• 6-й. Эксплуатируются машиностроением, где из них получают цилиндры и поршни насосов, кольца валов и подшипников разных агрегатов, резервуары для работы под давлением. В зависимости от наружного диаметра их делят на три группы.

Бесшовные трубы используются при строительстве масштабных объектов

Диаметр стальных труб может быть:

• Малым – до 114 мм.
• Средним – 114-480 мм.
• Большим – от 480 мм. Выпускают бесшовные трубы диаметром и свыше двух с половиной метров.

Примерная цена

Бесшовные заготовки из стали имеют достаточно высокую стоимость, что связанно в основном с использованием трудоемких и наукоемких способов их изготовления, но влияют на цену и другие аспекты, например, стоимость материала и размеры.

Обычно цена указывается за 1 тонну готовых заготовок, сегодня на рынке тенденция роста стоимости на этот вид товара. Средняя цена за одну тонну бесшовной трубы 82 479 рублей, при этом в разных регионах она разная. Перед покупкой определите, какие заводы выпускают этот товар в вашем регионе, какую они предлагают цену на заготовки имеющие различные характеристики. Согласно статистике есть возможность приобрести 1 тонну по низкой цене в 73 247 рублей, у некоторых крупнейших производителей.

Преимущества и применение бесшовных стальных труб

Говоря о бесшовных металлических трубах, как правило, сразу указывают на высокую стоимость изделий, вызванную сложностью производственного процесса. Тем не менее, резкое повышение качества продукции, по сравнению со сварным трубопрокатом, не только окупает расходы, но и приносит значительные прибыли производителям ввиду высокой востребованности бесшовных труб.

Бесшовные трубы востребованы также в энергетической сфере, тяжелом машиностроении и химической промышленности

Поясняется же столь высокая востребованность, не исчезнувшая с распространением многочисленных разновидностей пластиковых труб:

• исключительной прочностью изделий, обеспечиваемой толщиной стенок;
• уникальным разнообразием сортамента, связанным не только с габаритными параметрами, но и с использованием различных производственных технологий и марок стали.

Бесшовными трубами заинтересованы многие отрасли экономики, которым важна, в первую очередь, особенная прочность продукции. Они применяются:

• в энергетике. По бесшовным трубам осуществляется циркуляция теплоносителя в котле, а перегретый пар отводится к турбине;
• в авиастроении. Этой отрасли требуются преимущественно прочнейшие и легкие особо тонкостенные изделия;
• в химической промышленности. Транспортировка продукции данной отрасли должна гарантированно исключать возможность утечек, что и обеспечивается бесшовными стальными трубами;
• в добыче, переработке и транспортировке газа и нефти. Не для магистральных трубопроводов, где обходятся стальными трубами, а в условиях рабочего давления в сотни атмосфер;
• в пищевой промышленности. Востребованы безопасность и способность к соответствию санитарно-гигиеническим запросам, экологичность;
• в гидравлических системах, где поршням и цилиндрам приходится сталкиваться с давлением в сотни атмосфер;
• в строительстве. Колоссальные фермы, опоры и мачты возводятся с расчетом на многие десятилетия безупречной работы, а быстро собираемые и демонтируемые строительные леса позволяют существенно ускорить работы.

Бесшовными стальными трубами обеспечивается функционирование многих отраслей современной экономики. Несмотря на распространение многочисленных пластиковых изделий, бесшовная стальная продукция отличается высокой востребованностью, и речь о ее вытеснении с рынка в ближайшей перспективе не идет. Более того, прочностные характеристики, усиленные использованием различных добавок, делают бесшовные стальные трубы поистине незаменимыми во многих секторах хозяйственной деятельности, от авиастроения до энергетики.

https://youtube.com/watch?v=bJlMDTRYvBY

Способы раскатки гильзы

Продольная прокатка на автоматическом стане – на стационарной короткой оправке. Автоматические станы широко распространены, так как производство на них сопряжено с достижением целого ряда преимуществ:

• универсальности выпускаемого сортамента;
• достаточно высокой производительностью;
• высокой степени механизации;
• высокого уровня автоматизации;
• большой маневренности в достижении полной загрузки оборудования.

Прокатка будущих труб может осуществляться на прокатных станах разного типа, каждый из которых позволяет получить изделия с определенной длиной и толщиной стенки

Среди трубопрокатных агрегатов с автоматическим станом принято выделять, отталкиваясь от сортамента (диметра изделий):

• малые – производят изделия диаметром до полутора сот миллиметров;
• средние – до двухсот пятидесяти миллиметров;
• большие – до четырехсот миллиметров и более.

Периодическая прокатка на пилигримовом стане (длинная плавающая коническая оправка с порционно подающимся в валки металлом). Прокатными агрегатами с пилигримовым станом поставляются толстостенные изделия, находящие различное применение. Главными адресатами их поставок выступают нефтедобыча и нефтепереработка. Сортамент определяет условное разделение трубопрокатных агрегатов с пилигримовым станом на:

• малые – предназначенные для производства изделий, не превышающих по длине шестидесяти метров, по диаметру – 114 миллиметров, с толщиной стенок не менее двух с половиной-четырех миллиметров;
• средние – длиной не более сорока метров, диаметром – до 325 миллиметров, с толщиной стенок не менее пяти-восьми миллиметров;
• большие – длиной до тридцати шести метров, диаметром – до семисот миллиметров, со стенками толщиной не менее шести-десяти миллиметров.

Продольная прокатка на непрерывном стане (длинная цилиндрическая оправка, плавающая или удерживаемая, полностью или частично, в многоклетевом стане). Непрерывную прокатку принято считать наиболее перспективным высокопроизводительным способом производства горячекатаных труб. Для изготовления продукции диаметром от шестнадцати и до трехсот пятидесяти миллиметров и толщиной стенок два-двадцать пять миллиметров используются преимущественно углеродистые и низколегированные стали, иногда – высоколегированные.

Для прокатки в непрерывном стане используют заготовки из легированной или углеродистой стали

Винтовая прокатка на раскатном стане (длинная плавающая оправка в косовалковом стане). Винтовую прокатку применяют на всех трех валках трубопрокатного агрегата с трехвалковым станом – прошивном, раскатном и калибровочном. Уступая по производительности трубопрокатным агрегатам с непрерывным станом, агрегаты с раскатным станом отмечаются как высоко маневренные. Переход на производство изделий другого диаметра не представляет никакой сложности, так как нет необходимости в замене валков. Для производства сравнительно толстостенных изделий высокой точности используют углеродистые и легированные стали, в основном выпускаются трубы для колец подшипников.

На реечном стане. В этом случае с помощью дорна стаканы проталкиваются сквозь ряд сужающихся калибров колец или роликовых обойм. Из квадратной заготовки, получаемой на установках непрерывной разливки или прокаткой, производятся тонкостенные трубы диаметром до 245 мм

Отечественные агрегаты для прокатки труб с реечным станом ввиду высокой себестоимости изделий и неважного качества наружной поверхности не получили распространения. Зарубежные модернизированные агрегаты позволяют из углеродистых и легированных сталей получать изделия длиной до двенадцати метров и диаметром от 21 и до 245 мм, со стенками толщиной от двух с половиной до десяти миллиметров

На трубопрофильном прессе. Стационарно установленная оправка и матричное кольцо образуют кольцевую щель, куда выдавливается металл. Трубопрокатные агрегаты с трубопрофильным прессом позволяют выполнять профили сложной формы с высокой точностью. Допуск по толщине стенки на них устанавливается в десять процентов, но может быть, при необходимости, уменьшен до пяти-восьми процентов. Высокой точности достигают благодаря концентричному расположению технологического инструментария и осесимметричной схеме деформации.

Поперечная прокатка на планетарном стане. Это неподвижная оправка в конических валках, которые установили во вращающуюся обойму.

Почему именно ПВХ трубы?

Как шутят бывалые слесари, с появлением ПВХ труб эпоха сантехников-мужчин заканчивается. Теперь смонтировать трубопровод на кухне сможет любая домохозяйка. И это действительно так. Для работы с этим материалом не нужны специальные паяльники, как в случае с полиэтиленовыми трубами (ПЭ). Сварочный аппарат и тяжелые инструменты заменяет тюбик с клеем и легчайшая ножовка для резки пластика.

Небольшой удельный вес изделий позволяет работать, не прилагая больших физических усилий. Нужна только аккуратность и точность. И вся эта простота досталась без потери качества. Наоборот, по некоторым характеристикам трубы ПВХ даже лучше металлических и иных аналогов.

Где используется горячекатаная труба

Основная задача, которую выполняют подобные изделия, заключается в безопасной доставке рабочей среды без возникновения протечек, причем даже в том случае если эта среда находится в газообразном состоянии.

Благодаря тому, что в процессе производства используется углеродистая и легированная сталь, готовые изделия могут применяться для доставки химически активной среды, так как обладают высокими антикоррозийными характеристиками.

В зависимости от того, какой именно материал использован в процессе изготовления, горячекатаные изделия подразделяются на несколько категорий:

1. Имеющие нормированные механические свойства.
2. Имеющие нормированный химический состав.
3. Изделия с нормированием и химических составов и механических свойств.
4. Имеющие нормирование испытательного гидравлического давления.
5. Нормирование контроля механических свойств на образцах и химических составов.

Различные технические характеристики определяют и сферу, где используются горячекатаные бесшовные трубы. Именно отсутствие каких-либо швов обеспечивает высокую функциональность и прочность подобных изделий.

Технические требования, предъявляемые к горячекатаным изделиям, определяются ГОСТ 8731-74, а сортамент – ГОСТ 8732-78.  В свою очередь сортамент холоднокатаных изделий определяется ГОСТ 8734-75, а технические требования ГОСТ 8733-74.

Как производится?

Для изготовления бесшовных горячекатаных труб применяется цельнолитая горячекатаная или кованая заготовка, которую разогревают до температуры +900º-1200º. Точные показатели температуры зависят от того, какая именно марка стали в данном случае используется.

Процесс производства происходит на так называемых трубопрокатных станах. В его результате получается изделие, имеющее весьма невысокие показатели точности проката, а также значительные допуски по толщине стенок. Да и качество ее поверхности оказывается достаточно низким.

Горячекатаная бесшовная труба с круглым сечением

По этим причинам технология горячего проката не может быть использована, при изготовлении изделий из стали, имеющих тонкие стенки и небольшой диаметр. Теоретически, в соответствии со стандартами, параметры горячекатаных труб должны составлять от 25х2.5 мм до 530х75 мм, однако практические показатели – от 32х3 мм до 426 х30 мм. Связано это с тем, что заводы не имеют соответствующую оснастку, или же производство является нецелесообразным.

Производятся горячедеформированные изделия в несколько этапов:

• заготовка нагревается до температуры, которая ненамного превышает порог кристаллизации стали;
• с помощью прошивочного пресса из заготовки получают пустотелый цилиндр или гильзу;
• с помощью вальцовки придается правильная форма и соответствующий размер, толщина стенок, наружный и внутренний диаметры;
• стальная профильная труба охлаждается и с помощью вальцев производится ее калибровка;
• производится нарезка изделий необходимых размеров, которые могут быть стандартными и немерными.

Марки стали, используемой для изготовления горячекатаных изделий

Изготовляется такая труба из стали марок:

1. 10.
2. 20.
3. 35.
4. 45.
5. 15ХМ.
6. 30ХГСА.
7. 09Г2С.

Допустимые показатели давления не превышают 20 МПа, а допустимые отклонения диметра составляют до 1.25%, толщины стенки до 12.5%. Горячекатаные бесшовные изделий могут быть как тонкостенными 6-12.5 миллиметров, так и толстостенными: 12.5-40 миллиметров. Также эти изделия могут иметь повышенную точность изготовления внешнего диаметра и обычную.

Важнейшие технические характеристики по ГОСТам 8731-74 и 8732-78

Для всех изделий, включенных в перечень типоразмеров, ГОСТом регламентированы диаметр, длина, толщина и масса погонного метра. В соответствии с классификацией по точности изготовления устанавливается возможность предельных отклонений от номинального диаметра. Установлены (независимо от классификации) предельные отклонения (допуски) по длине и кривизне, толщине стенки. Оговорен ряд нюансов, относящихся к согласованию заказа между потребителем и производителем.

Определены материалы для изготовления – стальные углеродистые и легированные сплавы. В зависимости от качества изделия разбиты на пять групп: А, Б, В, Г, Д. ГОСТом особо оговорено право заказчика потребовать поставки термически обработанных труб. При этом режим термической обработки и нормируемые значения механических свойств устанавливаются на основе утвержденных в установленном порядке нормативно-технических документов.

ГОСТом не допускается наличие на поверхности изделий явных дефектов (трещин, закатов, рванины и плены), нарушающих установленную толщину стенки. При изготовлении труб для последующей механической обработки с целью получения из них деталей возможно установление дополнительных требований к качеству поверхности по согласованию, достигнутому между заказчиком и производителем.

Концы продукции обрезаются строго под углом 90º со снятием заусенцев. Образование при этом фаски допускается при условии ее наклона к оси изделия под углом не менее 70 градусов. При использовании для обрезки труб автогена или плазменной резки размер припуска по длине не может быть меньше двадцати миллиметров на каждый рез.

Высокая востребованность дорогих в изготовлении бесшовных горячекатаных труб объясняется их замечательными достоинствами, позволяющими до определенной степени пренебречь стоимостью изделий. Они напрочь исключают возможность протечек, достигая идеальной герметичности и превосходной антикоррозионной стойкости. Долговечные, надежные, универсальные в применении изделия обладают реальной эстетической привлекательностью и красотой как воплощенной рациональностью.

https://youtube.com/watch?v=9XMG9AfjTl0

Где используется холоднокатаная профильная труба

Холоднокатаная бесшовная профильная труба имеет большую стоимость, чем горячекатаная, но является коррозионностойкой, поэтому она используется только лишь в трубопроводах работающих с высоким давлением и при высокой температуре. Также подобные изделия применяются в тех случаях, когда особые требования предъявляются к тому, насколько качественной является поверхность изделия и геометрическая форма.

Холодная деформация имеет несколько принципиальных отличий, в частности после обработки на прошивочном прессе происходит охлаждение заготовки, и ее калибровка также производится в холодном виде. Для того чтобы избежать внутренних напряжений, а также сделать материал вязким и пластичным, заготовка нагревается до состояния рекристаллизации металла еще перед вальцовкой.

Холоднокатаная профильная труба может изготовляться из нескольких видов стали:

1. Углеродистая.
2. Высокоуглеродистая;
3. Легированная;
4. Высоколегированная.

Холоднокатаная бесшовная труба с квадратным сечением

Только если в процессе изготовления используются марки стали указанные в ГОСТ, может обеспечиваться высокая функциональность и устойчивость к механическому воздействию. В отличие от горячедеформированой, холоднокатаная профильная бесшовная труба может иметь стенки меньшей толщины и собственный меньший диаметр, что значительно расширяет сферы применения и обеспечивает малый вес конструкции.

Бывает немало ситуаций, когда именно небольшой вес становится критичным фактором, но наиболее востребованной сейчас является холоднокатаная профильная труба с диаметром не более 14 см.

Какими бывают холоднодеформированные трубы?

Холоднокатаные изделия бывают:

• особо тонкостенными, с толщиной стенки не более 0.5 миллиметров, или же если диаметр соотносится к толщине более чем на 40 единиц;
• тонкостенными с толщиной стенки 1.5 миллиметров, или же соотношение dh/s находится в пределах 12.5-40;
• особо толстостенными, если dh/s от 12.5 до 6;
• толстостенными, если соотношение диаметра и толщины составляет меньше 6.

Встречаются ситуации, когда соотношения толщины и диаметра отличаются от стандартных вариантов, но такие изделия выпускаются только при необходимости соблюдения особых технических условий. Особые требования предъявляются и к кривизне произвольного участка, которая не может превышать 3 миллиметра при толщине стенки меньше 8 мм, 2 миллиметра при толщине от 8 до 10 мм и 1.5 миллиметра при толщине стенки более 10 миллиметров.

Кроме того, на последнем этапе изготовления, холоднокатаная профильная заготовка должна быть подвержена отжигу и ее геометрическая форма и разностенность должна находиться в пределах установленных нормативами.

Допускаются отклонения размеров изделия для особо малых диаметров до 1.5%, для обычных диаметров 0.8%, отклонения по толщине стенки для малого диаметра до 12%, для обычного до 10%. Только если заказчик предъявляет особые требования, от отжига можно отказаться.

В соответствии с ГОСТ, холоднокатаная профильная труба изготовляется из стали марок – 10, 20, 35, 45, 20Х, 40Х, 15ХМ, 30ХГСА. Поставляется бесшовная профильная труба, причем как холоднокатаная, так и горячедеформированная, партиями, не превышающими 70 тонн, которые могут быть упакованы в связки. Если диаметр изделия превышает 159 мм, необходима ее индивидуальная маркировка.

Как производят бесшовные трубы

Бесшовную трубу промышленные предприятия выпускают, применяя различные сочетания металлов и сплавов, в зависимости от предназначения изделия. Производство осуществляется четырьмя основными методами:

1. Волочением.
2. Ковкой.
3. Прессовкой.
4. Прокаткой.

Используемые в качестве исходного материала для горячедеформированных труб изделия могут быть:

• коваными заготовками;
• непрерывно литыми заготовками;
• подготовленными трубными заготовками;
• слитками мартеновского проката.

Труба стальная бесшовная горячедеформированная производится путем выполнения нескольких технологических операций.

На начальном этапе штанга, круглая в сечении заготовка, преобразуется в гильзу. Делают это с помощью прессов или специальных станов с грибовидными, дисковыми или конусными валками. Заготовку направляют вдоль осей, обработка производится вращающимися в одном направлении рабочими инструментами, расположенными в вертикальной плоскости с наклоном в 4-12º.  В ходе обработки заготовки происходит сокращение площади ее поперечного сечения и образование небольшого отверстия в осевой части.

Один из способов производства бесшовных труб — метод горячей прокатки

Специальной оправкой, установленной между валками, корректируются размеры отверстия изделия и выравнивается его поверхность. При этом специальными направляющими линейками и непроводными роликами заготовка удерживается в требуемом положении. Проводя изначальный подогрев заготовки до 50º С, ей придают требуемую для обработки пластичность.

На обкатном стане размеры готовой гильзы снова подвергаются корректировке. Перед передачей на окончательную обкатку, ей задаются параметры разностенности и овальности. После чего изделие оказывается на непрерывном стане горячей прокатки, откуда поступает на холодную калибровку

Холоднодеформированные изделия, отличающиеся повышенным качеством, проходят тщательную обработку. Еще на стадии подготовки проводится тщательный отбор заготовок. Дальнейшая подготовка к обработке включает процедуру отжига. Прошедшее отжиг, сырье поступает на травление – обработку кислотой. Для нейтрализации последствий травления и очистки от его остатков трубу обрабатывают с помощью щелочного раствора, после чего просушивают. Для дальнейшего улучшения свойств трубы проводят фосфатирование или омеднение.

На прокатном стане, составляемом прокатной клетью и двумя расположенными под заданным углом и вращающимися в противоположные стороны валками, производится образование калибра. Размеры калибра в сторону увеличения или уменьшения задаются изменением угла наклона валков. При движении прокатной клети к обрабатываемой заготовке, последняя оказывается между валками. А когда изменяется направление, то происходит обжатие. В процессе одной прокатки изменяют такие размеры, как величину диаметра и толщины стенок трубы. Производя тонкостенную продукцию, процесс дублируют, снова отжигая и протравливая заготовку. После этого следует окончательная отделка изделия.

Трубы, формируемые в холодном виде, называются холоднокатаными

Стандартизированные требования к размерам изделий

Требования, которые предъявляются к холоднодеформированным изделиям, изложены в стандарте 8734 от 1975 года. По этому документу бесшовная труба может выпускаться немерной или мерной длины. При первом варианте эта характеристика находится в границах 4,5-9 метров, при втором – от полутора до 11,5 м. Предельные отклонения – не больше 1 см.

По согласованию с заказчиком трубы мерной длины можно выпускать от 4 до девяти метров при неизменном значении предельных отклонений. Изделия кратной мерной длины производятся размерами от полутора до 9 м.

По желанию заказчика предельные отклонения также могут быть комбинированы. К примеру, по диаметру изделие изготавливается обычной точностью, а по толщине стенки – повышенной.

Производители обязаны следить, чтобы ни разностенность, ни овальность труб не выходили за границы допустимых отклонений. В стандарте также приводятся значения кривизны. Для изделий сечением до 8 миллиметров она не должна быть более 3 мм, в пределах 8-10 мм – более 2 мм на 1 м длины, больше 10 мм – более полутора миллиметров.