Труба стальная бесшовная, поскольку у нее нет продольных швов, отличается надежностью и сохраняет герметичность на протяжении всего времени эксплуатации. Особенности технологии позволяют выпускать трубопрокат любой точности для выполнения самых разных задач.
Виды бесшовных труб
В зависимости от назначения, прокат может иметь диаметр в пределах 5 — 550 миллиметров при толщине стенок 0,3 — 75. Также производство бесшовных труб предусматривает выпуск изделий из нержавеющей стали или с последующей оцинковкой, хромированием – для защиты от коррозионного воздействия агрессивных сред (воды или газа).
Как и весь прокат такого рода, трубы цельнотянутые принято делить на виды по толщине стенки, вернее – по ее отношению к диаметру изделия. Ведь разбег типоразмеров большой, а прочность готового проката зависит именно от этих двух параметров.
- Особо тонкостенные – диаметром до 20 мм с толщиной стенок до 0,5.
- Труба бесшовная тонкостенная – имеет толщину 0,5 — 1,5 мм при диаметре до 20 или отношение соответствующих размеров в пределах 12,5 — 40 для всех прочих.
- Труба стальная толстостенная бесшовная отличается соотношением наружного диаметра к толщине 6 — 12,5.
- К особо толстостенным изделиям относят те, у которых диаметр меньше, чем в 6 раз превышает толщину.
Основными видами бесшовного проката являются холодно- и горячедеформированные изделия круглых сечений.
Горячедеформированная труба
Получила свое название от технологии, предусматривающей механическую обработку металла в раскаленном до пластичности состоянии. По характеристикам несколько уступает холоднодеформированному прокату, поэтому цена бесшовной трубы, полученной таким способом, обычно ниже – 55-60 тысяч рублей за тонну.
Виды заготовок
- Катаные штанги получают горячим или холодным методом, но для дальнейшей обработки важнее форма их сечения. Круглые можно использовать на прошивных станах, квадратные – на специальных прессах.
- Непрерывное литье – технология производства полнотелых круглых заготовок или многоугольного блюма для дальнейшей обработки. Дает экономию металла до 10-12% по сравнению с отливкой в отдельных формах.
- Ковка заменяет собой процесс производства катаной заготовки, если на выходе нужна труба цельнотянутая бесшовная большого диаметра. Ведь в таком случае получать требуемый размер полупродукта на прокатном стане сложно и дорого.
- Сифонная разливка – способ изготовления заготовок-слитков, упрощающих и удешевляющих производственный цикл.
- Центробежная отливка – дает полую гильзу, которую можно отправлять на термическую обработку и калибровку без прошивки на стане.
Производство
Цилиндрическая заготовка нагревается до температур, превышающих точку перехода металла в пластическое состояние на 50° С. Происходит рекристаллизация стали, и ее свойства необратимо изменяются, но плавление не наступает. После этого раскаленную штангу прошивают на специальном прессе, чтобы внутри цилиндра сформировать сквозное отверстие.
Готовая гильза имеет неправильную форму и переменную толщину стенок, поэтому в том же горячем виде она отправляется на вальцы. Здесь ей придается правильная геометрия и из заготовки формируется бесшовная труба требуемого диаметра. После этого она остужается в воде, повторно калибруется и нарезается в размер.
Нарезку делают поперек оси изделия, но при необходимости концы оформляют фаской под углом до 30° к торцу. Для сварных соединений толстостенных бесшовных труб этот угол может быть увеличен до 35-40°, но в таком случае оставляют необработанным торцевое кольцо (1-3 мм).
Стандартные размеры
Трубы стальные бесшовные горячедеформированные выпускают в соответствии с ГОСТ 8732-78, предусматривающим следующий сортамент металлоизделий:
- Наружный диаметр 20-550 мм;
- Толщина 2,5-75 мм;
- Мерная и немерная длина в пределах 4-12,5 м.
Отклонения по диаметру допускаются до 0,5 мм для всех труб меньше 50 мм, и не превышают 1-1,25% для прочих. По толщине стенок отклонения находятся в пределах 10-12,5%.
Холоднодеформированная
Труба холоднодеформированная бесшовная – один из самых надежных и прочных видов проката. Только этот способ гарантирует высокое качество внутренней и наружной поверхностей и открывает перед производителями широкие возможности выпуска высокоточного проката.
Изготовление
Холоднокатаная труба производится по технологии, схожей с «горячей», но до температуры рекристаллизации заготовку не доводят. Перед финишной калибровкой в вальцах она снова подвергается термообработке (отжигу), от чего накопившееся внутри металла напряжение уходит.
Так как кристаллическая решетка стали не нарушается, труба калиброванная на выходе получается более прочной и надежной, чем при горячей деформации заготовок. Благодаря этим характеристикам область применения у нее гораздо шире, правда, цена в 1,5-2 раза выше.
Сортамент
Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТ 8734-75. В сортамент включен трубопрокат с огромным выбором размеров:
- Особо тонкостенные имеют толщину 0,3-1 мм при наружном диаметре 5-40 и от 1 до 6 мм для средних и больших видов.
- Тонкостенные при тех же размерах выпускаются со стенками от 0,6 до 20 мм.
- Особо толстостенные при относительно небольших размерах (10-70 мм) имеют толщину 2,8-12.
Наиболее широко представлена труба металлическая толстостенная:
- D = 6 — 30 мм, толщина S = 1,6 — 2,5 мм.
- D = 17 — 40, S = 2,8 — 6,5.
- D = 42 — 85, S = 3,5 — 7.
- D = 45 — 170, S = 7,5 — 24.
- D = 180 — 250 мм, S = 18 — 24.
Длину холоднодеформированных изделий выбирают из ряда значений от полутора до 11,5 метров.
Способы соединения
Выбор способа монтажа при работе с бесшовными изделиями в первую очередь зависит от толщины стенок, а также их диаметра. Вариантов хватает:
- Нарезка соединительной резьбы производится, если труба толстостенная и небольшого размера. На тонком прокате велик риск прорезать изделие насквозь или ослабить место соединения.
- Газосварка эффективна при толщине стенок до 6 мм. Но если возникла необходимость именно в таком способе соединения, труба стальная толстостенная обрабатывается на торцах для получения фаски.
- Электросварка подходит для всех видов бесшовного проката, хоть и нежелательна для соединения особо тонких изделий.
Области применения
Область применения бесшовных труб обусловлена их особенностями – герметичностью и высоким сопротивлением разрыву. Именно поэтому такой прокат идет на изготовление трубопроводов различного назначения, где утечки недопустимы:
- На нефте- и газодобывающих предприятиях – для бурения скважин и выкачки залежей с последующей транспортировкой на переработку.
- В мощных подъемных устройствах, где создаются огромные внутренние нагрузки, и нужна холоднотянутая труба гидравлическая бесшовная высокого класса точности.
- В автомобилестроении и при производстве других видов транспорта (вагонов, судов, самолетов).
- В энергетике – как теплосъемник, выдерживающий давление перегретого пара, применяется толстая труба холоднотянутая бесшовная.
- В химической промышленности и на предприятиях оборонки, где используются опасные вещества.
Применяемая технология позволяет выпускать трубы толстостенные бесшовные с той же надежностью, что и более тонкие изделия. Метод один и тот же – разница только в подготовке и размере заготовок. Для них даже установленные ГОСТом стенки в 75 мм не предел. Таких характеристик трудно, а порой и невозможно достичь при использовании сварного метода.