Меню

Монтаж стальных бесшовных труб

Труба стальная бесшовная: технология производства и особенности применения

Труба бесшовная стальная – продукция сплошного трубного металлопроката, которую производят на специальных трубопрокатных станах. Имеет значительно более высокие показатели устойчивости к внешним воздействиям, прочности и надежности, чем аналогичные сварные конструкции. Несмотря на распространение полимерных изделий, по-прежнему востребована при сооружении трубопроводов, строительстве, машиностроении и других сферах.

Бесшовные трубы имеют высокие прочностные характеристики и востребованы в самых разных отраслях

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:

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

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.

Читайте также:  Труба для свай 426

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.

Как определить массу бесшовной трубы

Определить точно вес трубы бесшовной горячедеформированной весьма важно, так как отпускается эта продукцию потребителю по стоимости, зависящей от этой величины. Так как именно стоимостью металла задается величина стоимости изготовленной из него продукции. С помощью специальных калькуляторов металла можно произвести необходимые расчеты для трех параметров:

Для горячекатаной продукции величина:

  • наружного диаметра находится в диапазоне 25-700 мм;
  • толщины стенок – 2,5 -75 мм;
  • мерной длины – 9-12 м;
  • немерной длины – 4-12 м.

Вес закупаемой партии трубного проката исчисляется, исходя из замеров:

  • толщины труб;
  • длины;
  • наружного и внутреннего диаметра.

Вес труб напрямую зависит от их диаметра, как внешнего, так и внутреннего

Вес погонного метра можно посмотреть по ГОСТу или рассчитать самостоятельно. Для этого прибегают к упрощенной формуле: P = 002466 * S * (D — S). В формуле:

  1. P – вес погонного метра;
  2. S – толщина стенок;
  3. D – наружный диаметр.

При определении веса стоит принимать в расчет стандартные показатели предельных допусков, устанавливаемых для габаритов труб. При длине, не доходящей до шести метров, допускается до десяти миллиметров припуска. Эту величину увеличивают в полтора раза при большей длине трубы и диаметре свыше 152 мм. При приблизительном расчете длины изделий предельный допуск может доходить до полуметра.

Для наружного диаметра горячекатаных труб до 219 мм допуски не должны превышать одного процента, при более высоких значениях допуск может оказаться выше на четверть.

Для толщины стенки горячедеформированной бесшовной трубы предельные допуски предусматриваются порядка десяти-пятнадцати процентов.

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.
Читайте также:  Звук прорвало трубу с водой

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.

Источник

Где применяются и как производятся бесшовные трубы?

Бесшовная труба прочная, герметичная, долговечная. Изделия производятся на специализированном оборудовании методами штамповки, прессования, прокатки, холодного либо горячего деформирования. Конструкции выпускаются разных сечений, габаритов, применяются в автомобилестроении, на нефтеперерабатывающем, химическом, оборонном, угольном производствах, в строительстве газопроводных и водопроводных комплексов.

Технические характеристики

Характеристики бесшовной трубы отвечают нормативам ГОСТов. Габариты изделий, прошедших обработку под термическим воздействием, регулируются ГОСТ 8732-78. Популярны трубы, имеющие диаметр внешней поверхности 25-700 мм, параметры стенок составляют 2,5-75 мм. Длина стандартных труб варьируется от 4 до 12,5 м.

Модели с холодным деформированием регламентированы ГОСТ 8734-75. Размер диаметра с внешней стороны составляет 8-450 мм, толщину стенки изготавливают 0,08-20 мм. Немерная длина труб составляет 1,5-11,5 м, мерная длина — 4,5-9 м.

Для трубопроводов без соединительных швов применяют марки стали 10, ст35, ст40х и т.д.

Типоразмеры и вес трубы бесшовной зависят от технологии изготовления, способа прокатки. Размерная линейка на модели, выдерживающие высокое давление (прецизионные), зафиксирована в ГОСТ 9567-75, соответствующем требованиям европейской стандартизации ISO. Нормативы подходят также для трубных патрубков из стали с высокой прочностью.

Продукция перед поставками проходит тестирование на соответствие габаритным параметрам, герметичность, стойкость к механическим повреждениям и т.д.

Области применения

Прочность и долговечность продукции позволяет использовать металлические заготовки в разных сферах производства и коммунально-бытового обслуживания.

Бесшовные трубы применяют для строительства:

  • автомобилей;
  • сельскохозяйственной техники (тракторы, погрузчики, краны, комбайны);
  • самолетов и авиамоделирования;
  • военной техники;
  • разных видов судов и т.д.

Продукция необходима при монтаже водопроводных путей, гидравлических систем, для прокладывания газопроводных труб, в сферах добычи и переработки нефтепродукции, на химических производствах, энергетических комплексах, в тяжелой промышленности и т.д.

Толстостенные модели применяются в комплексах с высокими показателями давления, для возведения опорных конструкций, выдерживающих большие нагрузки (каркасы, армирующие решетки и т.д.).

Классификация

Трубы стальные бесшовные разграничиваются классификациями по:

  • методу производства;
  • температурным параметрам;
  • способу раскройки и т.д.

По виду сечения модели подразделяются на:

  • круглые;
  • овальные;
  • квадратные;
  • прямоугольные;
  • трапециевидные и т.д.

Классификация по длине включает изделия:

  • мерные;
  • немерные;
  • кратные какой-либо мерной длине.

Наиболее распространена классификация металлической продукции на произведенную методом холодного либо горячего проката.

В длину трубы холодной обработки стандартно выпускаются 4,5-9 м. Параметры толщины стали изделий варьируются от 8 мм.

Горячекатаные конструкции выпускаются с сечением 25-700 мм, с толщиной стали в зависимости от функционального назначения 2,5-75 мм. Трубы цельнотянутые бесшовные создаются из отлитых заготовок, обеспечивающих высокую прочность.

Способы производства

Производство бесшовных труб выполняется:

  • методом ручной либо аппаратной (штамповочной) ковки;
  • с помощью обработки прокатными установками;
  • методом волочения;
  • прессованием на специальных аппаратах.
Читайте также:  Как скрыть отвод газовой трубы

Работы выполняются преимущественно в цехах заводов, оборудованных специальной техникой для разных видов прокатки. Предприятия должны быть снабжены соответствующими сертификатами, которые подтверждают право изготовления трубопроводных изделий в соответствии с ГОСТами на горячекатаную, производимую холодным методом продукцию. Изделия перед отправкой заказчикам проходят тестирование на отсутствие дефектов, соответствие типоразмеру.

Горячая деформация

Горячедеформированные трубы изготавливаются при нагревании до высокой температуры. Производство требует наличия технологического оборудования, организации многоступенчатого процесса. Стоимость изделий высокая.

До процесса прокатки заготовки нагревают, не превышая точки кристаллизации металлического сырья (допустимая погрешность — +60 °С). Изделия должны держать форму, быть достаточно пластичными для работы. Выполняется формирование гильзы с помощью специальной техники для сверления с элементами, позволяющими создать необходимую глубину и диаметр в металлическом изделии.

На прессовальном аппарате из подогретой заготовки формируется цилиндр, визуально схожий с трубой. При прокатке гильзу размещают на станочном оборудовании и пропускают через валики разного диаметра. Под давлением элементов заготовка растягивается в противоположных направлениях.

Требуемую форму диаметра изделию придают методом вальцевания, габариты подгоняются в процессе термической обработки. Равномерный параметр диаметра по длине продукции контролируется ограничительными частями оборудования.

Горячая заготовка охлаждается погружением в холодную воду и калибруется прохождением нескольких вальцев. Некоторые этапы процесса изготовления могут повторяться для подгонки металлической продукции под технические требования. В завершение изделия разрезают на элементы требуемой длины.

Холодная деформация

Холоднодеформированные трубы производятся из заготовленных элементов в охлажденном состоянии после прохождения прошивочного аппарата. Предварительный процесс калибрования выполняется по холодному металлу.

После финишной вальцовки гильза проходит процесс обжига, разогревается до температуры начала рекристаллизации металла. Готовые охлажденные изделия разрезаются на трубы необходимой длины.

Продукция холодной деформации изготавливается:

  • с особо тонкими стенками (менее 0,5 мм) с диаметром 20 мм;
  • с тонкими стенками (1,5 мм) с диаметром от 20 мм;
  • с толстыми стенками (6-12,5 мм) и т.д.

Холоднодеформированными изделиями оформляются внешние стены, уличные конструкции.

Преимущества бесшовных труб

Отсутствие швов обеспечивает прочность изделий на разрыв, герметичность продукции уменьшает вероятность утечек газа либо протеканий жидкостей. Снижен риск деформирования при механических воздействиях.

Для изготовления продукции применяется качественное сырье, обеспечивающее длительную эксплуатацию, надежность, прочность.

Изделия универсальны, обладают высокими эстетическими характеристиками, позволяющими использовать трубы в открытых пространствах.

Способность бесшовных изделий выдерживать большое давление позволяет применять трубы для прокладки сетей коммунально-бытовой сферы, провода нефтепродукции, газообразных составов, химических соединений на больших расстояниях.

Изделия из толстых листов металла, прошедшие термическую обработку, не подвержены воздействию грибка, плесени, коррозии.

Бесшовные изделия выпускаются широкой линейкой размеров, форм, предназначены для большого спектра областей промышленности. Универсальная продукция позволяет экономить затраты при масштабных строительных работах.

Монтаж бесшовных изделий

Способы монтажа и соединения изделий бесшовных подразделяются на группы сварочных и резьбовых технологий. На выбор техники влияет толщина стенок труб.

Сварка относится к эффективным методам соединения элементов. Для обеспечения плотного примыкания поверхностей концы труб обрезаются.

Трубы с тонкими стенками соединяются газосваркой, позволяющей выполнить аккуратные швы.

Изделия толщиной от 20 мм спаиваются электрическим либо газовым сварочным аппаратом. Подготовка кромок заготовок включает выполнение V-образной фаски на концах, которая наполняется металлом в расплавленном виде.

Продукция с особенно толстыми стенками обрабатывается электросварочным аппаратом с электродами не менее 4 мм, газовое оборудование для продукции не рекомендовано.

Соединение резьбовое не подходит для тонких моделей, т.к. материала стенок недостаточно для нанесения резьбы.

Средней и большой толщины модели соединяются резьбовым методом на специальном оборудовании либо своими руками с применением плашек.

Для работ требуются фитинги в качестве промежуточного элемента. Фитинги производятся разных конфигураций (угловые, прямые, крестовины), отличаются количеством отверстий. Элементы позволяют выполнять трубную разводку и ответвления.

Для сохранения герметичности и надежности соединения при состыковке 2 труб применяют уплотнители, которые накладываются на резьбу и прижимаются фитингами. Прочность изделий обеспечивается качеством резьбы.

Изменяют направление труб в процессе монтажа с помощью трубогибов разной мощности и диаметра.

Источник

Adblock
detector