Трубний прокат застосовується людиною сотні років. Труби служать для облаштування водопостачання, теплотрас, застосовуються на виробництві. Одним з різновидів трубних виробів є безшовний металопрокат. Технологія виготовлення продукції передбачає створення єдиних конструкцій без швів, надаючи виробу переваги. У сьогоднішній статті розберемо методики виробництва безшовних труб, виділимо технічні характеристики, а також відмітимо сферу застосування безшовного прокату.

 

Методи виготовлення безшовної трубної продукції

Виробництво безшовних труб грунтоване на двох процесах:

  • метод гарячого плющення;
  • метод холодного плющення.

За своєю суттю технології схожі, але мають низку відмінностей. Холодний прокат випускає точнішу продукцію, яка має хороші технічні характеристики. Гарячий прокат відпускає вироби, що просідають за якістю, але відрізняється низькою собівартістю процесу. Зупинимося детальніше на кожному процесі.

Безшовні труби, отримані способом гарячого плющення, відрізняються своєю низькою вартістю і простотою. На цей показник впливає простіший технологічний процес випуску виробу, що складається з декількох етапів:

  • підготовчий етап. Характеризується попередньою обробкою заготівлі перед розігріванням. Включає знежирення виробу, усунення сколів і окалин, а також перевірку на наявність дефектів стінки заготівлі. Попередня підготовка допомагає виключити появу браку в партії. Заготівля виготовляється з особливих марок сталі, які здатні витримувати високу температуру;
  • формування гільзи. Гільза – підготовчий елемент труби, з якого формується порожнина виробу. Заготівлю поміщають на верстат, де в середині виробу висвердлюється отвір. Останній має розміри, які відповідають діаметру валиків, що формує порожнину труби. На цьому етапі заготівля починає нагадувати трубу;
  • етап плющення. Вважається останнім кроком до формування трубного виробу. В процесі прокату сталева заготівля розігрівається до температури рекристалізації. Найчастіше показник складає 900 градусів за Цельсієм. Досягнувши необхідної температури виріб вирушає в прокат. В процесі виготовлення сталевої труби використовуються валики, які поміщаються в гільзу. Ці елементи надають заготівлі порожнину, характерну для труби. Процес плющення може повторюватися кілька разів до досягнення необхідного результату.

Зазначимо, що випуск безшовних виробів відрізняється довжиною продукту. Виробник отримує різні технічні вимоги від замовника за розміром труби, оскільки безшовні труби випускаються єдиним цілим, а потім процес переходить на конвеєр.

Метод холодного плющення є технологічно складним в порівнянні з попереднім аналогом. Попри свою назву сталь проходить процеси термічної обробки. Процес нагріву заготівлі відбувається на початкових етапах виробництва. Після нагріву застосовують методики очищення стали від окалини й оксидної плівки. Існують 3 види попередньої обробки:

  • труїння. Процес передбачає використання 25% розчину соляної кислоти, в який занурюють заготівлю. Кислота видаляє зайві хімічні елементи з поверхні виробу;
  • дробоструменева обробка. Характеризується ударною дією на сталь, внаслідок чого з поверхні видаляються дрібні частки;
  • комбінування. Представлено комбінацією труїння з технологією дробоструменевої обробки.

Наступний етап – холодне плющення. У процесі труба має товщину стінки до 0.3 мм, відрізняючись рівністю поверхні, міцністю. Аналогічно методу гарячого випуску продукту, заготівля отримує гільзу, використовувану для створення порожнини.

На вимогу замовника продукція може проходити додаткову обробку загартуванням або дресируванням. Загартування сталі – це процес нагріву виробу до 700 градусів, внаслідок чого труба приймає високі пластичні характеристики.

 

Технічні показники безшовної сталевої труби

Безшовна трубна продукція випускається згідно з ДЕСТом і має такі норми виготовлення:

  • показники перерізу знаходяться в діапазоні 25-700 мм;
  • товщина стінок складає 0.3-75 мм

Окремо зупинимося на довжині продукції. Згідно зі стандартом заведено виділяти мірні (з показником довжини 4-12 метрів), кратні мірні й немірні труби.

Довжина продукції може визначатися індивідуально за вимогами замовника. Стандарт виготовлення передбачає використання марок сталі класу СТ2-6сп. Ця марка сталі має хороші показники плинності, механічних і хімічних властивостей.

Також враховуються параметри відхилення. Так, при діаметрі перерізу 150 мм і довжині труби 6 метрів показник відхилення довжини не повинен складати понад 15 мм. Говорячи про технічні характеристики безшовних труб, варто згадати й товщину стінок. По відношенню зовнішнього діаметру до товщини стінки виділяють декілька видів трубного прокату:

  • особливо тонкостінні. Характеризуються співвідношенням понад сорок, де показники діаметру складають не менше 20 мм, а значення товщини стінки – не більше 0.3 мм;
  • тонкостінні. Співвідношення діаметру до товщини стінки дорівнює 12.5-40;
  • товстостінні. Коефіцієнт співвідношення дорівнює 6-12.5;
  • особливо товстостінні. У цього виду такий показник буде менш як 6.

Розподіл виробу за товщиною стінки треба для визначення призначення виробу.

Методи стикування безшовних сталевих труб

Безшовні сталеві труби характеризуються цілісною конструкцією по усій довжині виробу. Необхідність спорудження протяжних магістралей вимагає якісного стикування труб між собою. В процесі з'єднання продукції важливо створити якісний шов, інакше користь таких виробів зникає. До переваг безшовних труб відносять меншу кількість швів і, як наслідок, менший ризик витоку вмісту. Передбачається використання двох способів стикування: зварювання і за допомогою різьблення.

З практичної точки зору прийнятнішим є варіант зі зварюванням, але у такому разі є залежність від товщини стінки. Особливо тонкостінні труби не підходять для зварювання методом електрозварювання. У більшості випадків на поверхні виникають пропалення, роблячи вироби непридатними для експлуатації. У таких випадках застосовують газосварку.

Товстостінні вироби піддаються обробці газо- і електрозварюванням, але у такому разі треба створювати V-подібну фаску на торцях, в яку заливатиметься розплавлений метал. Для особливо товстостінних виробів використовують електрозварювання. З'єднання за допомогою газового зварювання неможливе, оскільки нагріву сталі буде недостатньо для проведення процедури. Відмітимо, що особливо товстостінні вимагають застосування електродів з діаметром не менше 4 мм.

Для різьбового з'єднання характерне застосування для тонко-, товсто- і особливо товстостінних виробів. Особливо тонкостінні вироби не здатні створити різьблення. Нарізка відбувається вручну або на спеціальному верстаті. Різьбова методика вимагає створення проміжного елементу – фітингу.

Фітинг – це частина трубопроводу, що забезпечує з'єднання окремих елементів. Застосовується для отримання повороту, розвороту, а також переходу з одного діаметру на інший. Окрім цього, фітинг служить перекриттям трубопроводу для збереження герметизації. Додатково застосовуються ущільнювачі різьблення, забезпечуючи герметичність в місцях стикування з фітингом.

Сфера застосування безшовної сталевої труби

Безшовні сталеві труби відрізняються відсутністю шва, тим самим обгрунтовувавши високу якість продукту. Ймовірність розгерметизації безшовної труби менше ніж у класичного варіанту, що робить такий виріб популярним для:

  • бурових робіт в нафтовій промисловості. Глибина залягання корисної копалини може складати сотні або тисячі метрів. Такі вимоги змушують використовувати прокат з найменшими показниками деформації й розгерметизації. Їм виступають обсадні труби, що є холодним безшовним металопрокатом;
  • гідравлічних систем. У подібних установках використовуються рідини під великим тиском, внаслідок чого важливо зберегти герметичність. Досягається шляхом використання безшовних труб;
  • водо- і газопроводів. Шляхопроводи можуть тягнутися кілометрами, що піддає прокат деформації, а також агресивному впливу чинників довкілля. У таких випадках застосовують товстостінні безшовні труби, що мають необхідні пластичні якості, а також антикорозійні властивості;
  • хімічній промисловості. Вимагає застосування ізоляційної системи, стійкої до дії агресивних елементів. Для цього використовують безшовну продукцію з цинковим покриттям;
  • будівництва. Використовують для облаштування горизонтальних підсилювачів жорсткості мостів. Безшовний металопрокат здатний витримувати деформувальні навантаження і навантаження на скручування, що є незамінним в області мостобудування;
  • котельних установок. Безшовні труби виконують роль теплоприймача. Останні піддаються дії високих температур, а також тиску пари зсередини. Відсутність швів забезпечує стабільність роботи такої системи;
  • авіаційної промисловості. Особливо тонкостінні труби застосовуються для облаштування ізоляційних систем в літаку. Така продукція має параметри легкості й надійності;
  • автомобілебудування. Безшовний прокат використовують для встановлення паливних систем в автомобілях і сільськогосподарській техніці. Окрім паливної функції, вироби застосовуються для виготовлення системи відведення вихлопних газів.