Бесшовная стальная труба: характеристики, производство, применение
Бесшовной трубой называют цельный металлопрокат, на котором отсутствуют сварные швы или иные продольные и поперечные соединения. Производство металлических изделий данного типа осуществляется на специальных станках — прокатных агрегатах. Процесс изготовления называется прокат на станках.
Особенности бесшовных труб
Изделия без швов и соединений отличаются повышенной прочностью, долговечностью и устойчивостью к воздействию факторов внешней среды. Их использование позволяет минимизировать риск протечек, поэтому они подходят коммуникаций с высокими показателями давления.
Дополнительные преимущества бесшовных труб из стали:
- повышенные коэффициент теплопроводности
- низкий показатель линейного расширения
- устойчивость к коррозии (в основном характерно для толстостенных изделий)
К условным недостаткам материала относят:
- высокую цену
- сложность монтажа
Правильная установка изделий требует точного расчета основных параметров — толщины стенок и показателей сечения.
Технология производства
Бесшовный прокат изготавливается из легированной или углеродистой стали.
В зависимости от способа изготовления различают три вида бесшовных труб:
- Горячедеформированные. Производятся из цельных заготовок путем прокатывания при высоких температурах, меняющих свойства материала.
- Холоднодеформированные. Изготавливаются методом прокатки заготовок при температуре ниже уровня рекристаллизации стали.
- Цельнотянутые. Особый вид толстостенного трубопроката, который изготавливается из цельных цилиндрических заготовок путем проделывания продольного отверстия с заданными параметрами сечения (обычно толщина стенок составляет 6-13 мм).
Горячая прокатка
Подразумевает обработку полых заготовок при температуре 1180 — 1200 °C.
Этапы производства:
- Сначала подготавливают заготовки из особого вида стали.
- Затем при помощи специального сверла повышенной мощности получают гильзу — промежуточный продукт в форме трубы небольшой длины с толстыми стенками.
- После этого гильзу подвергают прокатке на специальных станках. В результате она вытягивается в нужном направлении и приобретает заданный диаметр, который контролируется специальным ограничительным элементом.
Холодная прокатка
Холоднокатаные изделия отличаются особой прочностью и идеально гладкой поверхностью, что является ключевым фактором при выборе труб для различных коммуникаций.
Этапы производства:
- Сначала заготовку очищают химическими реагентами и методом травления либо обработкой медью или фосфатами. Это позволяет существенно увеличить прочность и устойчивость к деформации.
- При помощи валиков в заготовке формируется круглое сечение (угол поворота валов влияет на калибр получаемой трубы).
- После обработки заготовку дополнительно протравливают и промывают.
Основные параметры
Помимо метода изготовления, бесшовные трубы различают по следующим характеристикам:
- Геометрическая форма. Круглые, квадратные и прямоугольные.
- Точность изготовления. Обычная или повышенная.
- Толщина стенок. Рассчитывается на основе пропорции толщины стенки трубы к ее диаметру. Параметр варьируется в границах от 1 к 40 (тонкостенные трубы) до 1 к 6 (толстостенные)
- Длина. Различают мерные, немерные трубы, а также изделия кратные мерной длине.
- Диаметр. Малые, средние, большие.
Применение бесшовных стальных труб
Повышенные показатели прочности и надежности обусловили востребованность бесшовных стальных труб в ответственных системах, работающих под высоким давлением: трубопроводы для углеводородов, токсичных веществ, в промышленном производстве, автомобилестроении и авиации.
В коммунальном хозяйстве они используются для обустройства систем подачи холодной и горячей воды, газопроводов и отвода сточных вод.
В угледобыче бесшовные трубы используются для отвода продуктов горения и пара.
Кроме того, сплошные трубы широко применяются в кораблестроении, черной металлургии и оборонной промышленности.
Востребованность изделий в разных областях промышленности обусловлена повышенной надежностью и возможностью изготовления сложных с точки зрения конструкции коммуникаций, которые выдерживают повышенные нагрузки.
Классификация по назначению
Сплошные трубные изделия делят на 6 классов, к каждому из которых предъявляют особые требования, предполагающие возможность эксплуатации в определенных условиях:
- Стандартного назначения. Применяются для прокладки газопроводов и трубопроводов для транспортировки жидкости, а также при обустройстве ограждений и строительства верховых конструкций.
- Для магистральных трубопроводов. К изделиям предъявляют особые требования относительно устойчивости к повышенному давлению.
- Для производства особо прочных конструкций. Применяются в строительстве и машиностроении.
- Для нефте- и угледобычи. Используются в разведке и добыче углеводородов.
- Термостойкие и устойчивые к повышенному давлению. Универсального назначения.
- Для поршневых механизмов. Устойчивы к повышенным механическим и гидравлическим нагрузкам.
Особенности монтажа
Способ монтажа зависит от толщины стенок изделия.
- Нарезка резьбы на токарном станке. Не подходит для тонкостенных изделий, потому что их толщины недостаточно для нарезки борозды.
- Газовая сварка. Подходит для обработки труб с толщиной стенки до 60 мм, потому что газовая сварка не может прорезать металл большей толщины.
- Электросварка. Подходит для обработки изделий с любой толщиной стенки. Но чем она толще — тем большего диаметра понадобится электрод