Бесшовные трубы – назначение, виды, преимущества, производство и другая полезная информация
Трубы применяются в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и других отраслях для прокладки магистралей, транспортирующих жидкости или газы, создания инженерной инфраструктуры, технологичных изделий. По способу изготовления они классифицируются на литые, сварные и бесшовные. Бесшовные трубы используются в областях с повышенными требованиями к прочности и надежности материалов. Бесшовные трубы также отличаются производственной методикой, сырьевой базой и назначением. Далее будут рассмотрены металлические изделия данного типа.
Общие определения и технологии изготовления горячекатаных труб
Горячекатаные бесшовные трубы относятся к трубному металлопрокату, не имеющему продольного или спирального шва, соединяющего окружность. По способу производства различают – полученные путем волочения или высокого давления, прессованные, кованные, холоднокатаные (холоднотянутые) и горячекатаные бесшовные трубы. Изготавливают их из сплошных литых заготовок. Технологический процесс горячей катки включает три этапа:
- прошивка;
- раскатка;
- термическая отделка.
На начальной стадии из блюма получают полую толстостенную гильзу. Путем раската уменьшают толщину стенок, что увеличивает внутренний диаметр. Горячая отделка улучшает качество поверхностей и позволяет добиться точных размеров трубы. Эта операция также состоит из трех этапов:
- обкатка;
- калибровка;
- редуцирование.
Все начинается с обработки. При полном производственном цикле блюм изготавливается непосредственно на заводе. Или заготовки приобретаются.
Детально о процессах и оборудовании для изготовления горячекатаных бесшовных труб
На различных трубопрокатных предприятиях технологические процессы отличаются, что допускается. Стоит рассмотреть один из наиболее архаичных и распространенных:
- Круглые сплошные штанги предварительно разрезают (делают разметку).
- Затем их ломают на гидравлических прессах по местам насечек и получают необходимую длину будущей трубы. Если используются пресс-ножницы, то заготовки сначала разогреваются.
- Полученные сегменты отправляются в печь. Оттуда направляются на центровщик, который в торце по оси делает в них углубление.
- Продолжает обработку прошивной стан (модификация может отличаться). С помощью дисковых валков (бывают 3-х типов), вращающихся в одном направлении, заготовка насквозь прокалывается, как иглой, металлическим стержнем. Поэтому процесс называется прошивка.
Калибровка осуществляется различными способами, как правило, посредством прокатных станов. К примеру, установкой с двухвалковой нереверсивной клетью.
На каждом из этих внешних вращающихся элементов имеются каналы (осевые округлые впалые), образующие между собой, так называемое, отверстие круглого калибра. В него устанавливается оправка (стержень). Зазор между ней и валами задается согласно требуемому диаметру трубы.
Под действием сил давления происходит деформация. Однако первый прокат не дает равномерной формы по периметру окружности. Поэтому применяется повторный проход или несколько с дополнительной кантовкой. Труба при каждом последующем цикле поворачивается перед входом в валки. Совершается возвратно-поступательное движение. При обратном ходе – гильза снимается вручную, а затем одевается.
Окончательные размеры бесшовным трубам придают с помощью калибровочного непрерывного стана (толщина стенок увеличивается, диаметр уменьшается). При необходимости получить изделие Ø < 73 мм используется установка редукционного типа.
Таким способом получают горячекатаные бесшовные трубы из металлов. На финальном этапе они проходят промывку, просушку и т. п. (не обязательные стадии). Все процессы, материалы и готовая продукция контролируются ГОСТ 8732-78, ГОСТ 32528-2013 и другими стандартами.
Специфика производства холоднокатаных бесшовных труб
Получить бесшовные трубы Ø < 16 мм путем горячей деформации невозможно. Как и изделия с чистыми поверхностями, различного сечения (овал, квадрат, треугольник и т. п.), в том числе из цветных металлов. В дополнение холоднокатаные бесшовные трубы отличаются более высокой точностью размеров.
Все процессы осуществляются на станах ХПТ или ХПТР (роликовый). В первом случае валки выполняют возвратно-поступательные и качательные движения. Ввиду чего происходит деформация заготовки и она приобретает необходимые типоразмеры. Принцип действия ХПТР схож. Разница заключается в том, что прокат происходит на цилиндрической оправке 3-ми, 4-ми или 6-ю роликами. Они имеют каналы постоянного профиля с таким же радиусом, как у трубы.
Волочение – это также один из основных способа получить изделия малых размеров, точной геометрической формы и высокой чистоты поверхностей. Методика позволяет уменьшить диаметр и толщину стенок труб. В сравнении с прокатом волочение является боле простым и производительным вариантом. Различают три способа:
- безоправочное – протяжка заготовки через волоки;
- на короткой неподвижной оправке, которая вводится внутрь трубы;
- на длинной подвижной оправке (2 варианта в зависимости от точки приложения усилий волочения).
Процессы, практически идентичны. В последнем случае осуществляется захват передней части оправки для протягивания. В первом – задней для проталкивания трубы через волоки. Это наиболее распространенные технологии, использующиеся на ведущих заводах. Остальные методики считаются боле трудоемкими, затратными и длительными. При этом готовая продукция не имеет существенных отличий.
Особенности и преимущества бесшовных труб
Металлопрокат классифицируется по материалу изготовления, конфигурации и форм-фактору. Стандартные разновидности бесшовных труб по типоразмерам:
- по наружному диаметру: 20-530 (550) мм;
- по толщине стенок: 2,5-75 мм (особо тонкостенные, тонкостенные, толстостенные и особо толстостенные по ГОСТ 8734-75);
- по длине: 4-12,5 метра.
В зависимости от марки, применяемого сплава и качеству различают группы «Б, В, Д, Е» – стандартизируются по ГОСТ 8732-78, ГОСТ 1050-2013, ГОСТ 4543-2016 и другим.
Особенность бесшовных конструкций в том, что они выдерживают высокое давление (внешнее и внутреннее), колоссальные механические нагрузки, менее восприимчивы к коррозии и температурам, а также обеспечивают надежную герметичность – отсутствие швов, свищей и других дефектов сварки.
Область применения материалов
Назначение различных марок и модификаций бесшовных труб определится целым рядом нормативов и ГОСТов. Согласно СНиП, ТУ, СП и стандартам, они могут использоваться для изготовления:
- подшипников качения, шариковых, роликовых и других;
- баллонов и емкостей (промышленных);
- сосудов, работающих под давлением;
- бурильных и обсадных труб;
- двигателей внутреннего сгорания;
- котельных и крекинговых магистралей;
- теплого пола;
- элементов общестроительного назначения и других изделий испытывающих высокие термические и механические нагрузки.
При выборе материалов главное найти добросовестного поставщика. Качество труб должно быть подтверждено сертификатами, а легитимность деятельности – лицензиями. Приобретая продукция в «Стилтехснаб» напрямую от производителя, вы сможете экономить без рисков.