Труба известна с древних времен, существует аналогия внешнего вида этой конструкции с деревом, бамбуком, тростником. Эти недолговечные материалы использовались для изготовления первых коллекторов. С течением времени требования к изделиям стали гораздо выше. В наше время для производства труб стали применяться стойкие материалы – металлы (бронза, медь, железо) и сплавы – сталь, круглые изделия из которой делают с 1852 года при помощи сварки.
Общие сведения
Использование или отсутствие сварки – главное отличие при изготовлении востребованных изделий. Половина всех выпускаемых стальных труб – сварные.
Сваривание швов происходит в печи, при помощи электричества и в защитном газе. Печное соединение швов классифицируют как горячедеформированные.
Технология сварки в защитном инертном газе применяется в производстве изделий из стали с высоким содержанием легирующих элементов, и из нержавейки.
В современной промышленности метод сварки находится на должном уровне, созданные шовные изделия получаются наилучшего качества, не уступая по своим характеристикам цельнометаллическим. Стальные металлические сварные трубы дешевле бесшовных и по своим характеристикам (с использованием инновационных технологий) не уступают трубам без швов.
Сварные разновидности имеют тонкие стенки, а это значит, они легкие и удобные для транспортировки и проведения монтажных работ. Затраты на спецоборудование по перевозке труб, на оплату персонала могут быть снижены.
Еще одно преимущество труб со сваркой –одинаковая толщина по всей длине, т.к. они создаются из готового стального листа одной толщины.
Стальные трубы выпускаются современными производителями круглой формы и в виде овалов, прямоугольников, квадратов. Это диктуется потребителями и запросами заказчиков. Горячекатанная круглая заготовка из стали при помощи пресса приобретает необходимые формы, калибруется под нужные размеры и используется покупателями в зависимости от цели назначения этих профильных изделий.
Процесс изготовления: много интересного
Производство стальных труб представляет собой процесс скручивания в трубу стальных листов, предварительно термически обработанных.
Содержание углерода такого сырья недопустимо выше 0,2% от массы. При закручивании кромочная часть листов разогревается электротоком и обжимается электродными кольцами (валками). За шестьдесят секунд таким способом свариваются десятки метров. При разной толщине стенок скорость этого процесса меняется. Трубы сразу нарезаются по определенным размерам с помощью специального оборудования (электрические труборезы для стальных труб), которым всегда оснащен завод по производству стальных труб.
Технологический процесс различается по типу изделий, которые выпускает завод стальных труб.
- Нарезание продольных полос из развернутого листа стали (штрипса).
- Сварка ленты «бесконечной» длины (непрерывность производства).
- Превращение ленты (при помощи вальцев) в округлую заготовку (шов открыт).
- Проварка шва (с применением таких видов сварки – дуговой, лазерной, плазменной, электронной и др.)
- Калибровка полученной заготовки.
- Проверка шва ультразвуковым исследованием или с помощью вихревых токов.
- Нарезка на отрезки нужной длины.
Электросварные спиральношовные
Производитель стальных труб использует и такую технологию, в которой предполагается закручивание листов стали в спираль вместо трубки. Соответственно шов сварки идет по спирали, что придает изделию большую прочность. Такая стальная электросварная труба имеет меньше шансов на то, чтобы разорваться.
Бесшовные горячедеформированные
Трубный завод может обойтись без сварки, применяя бесшовный метод. Заготовки в форме цельных цилиндров разогревают в печи, затем при помощи прошивного пресса они становятся цилиндрами с полостью внутри. Полученные гильзы вытягивают в горячем виде, применяя вальцы, до нужного размера. Стенки трубы и диаметр приобретают заданные параметры. После остывания трубы делается резьба по длине и складирование.
Такое трубное производство помогает делать сверхпрочные изделия с толщиной стенок до семидесяти пяти миллиметров.
Бесшовные холоднодеформированные
Такие разновидности стального коллектора производятся подобно описанным выше. Но различие этих типов в том, что после прошивки изделие охлаждается и остальные манипуляции с ней осуществляются в холодном виде. Когда труба сформирована, ее отжигают, нагревая до рекристаллизационной температуры стали (для устранения внутреннего напряжения стали). Затем происходит окончательное охлаждение.
Бесшовные холоднодеформированные не такие толстые (в стенках), как горячедеформированные, их толщина колеблется в пределах от 0,3 до 24 миллиметров.
При работе с этими изделиями (со сварными чаще) обязательно нужно держать под рукой фаскосниматель для стальных труб – спецаппарат для зачистки поверхности (наружной и внутренней) и для выравнивания швов после сварки.
Для создания отводов от основного «русла» применяется седелка на стальную трубу. Монтаж трубопроводов очень облегчается при использовании таких деталей.
Материал
Основа стальных труб – легированная сталь. Этот сплав бывает в листах (толщиной до пятидесяти миллиметров) или в рулонах, в виде стальной ленты. Изготовление труб из этого материала связано с техническими характеристиками стали:
- прочность высокого уровня;
- возможность выдержки значительного давления;
- низкий коэффициент линейного расширения.
Наряду с положительными характеристиками у стали выделяют и отрицательный момент – низкую коррозийную устойчивость. Чтобы продлить срок эксплуатации стальных труб, их подвергают антикоррозионной обработке: пассивной (использование спецоболочек для наружных и внутренних частей труб) и активной (электрозащита).
Трубная металлургическая компания использует следующие марки стали.
| Марка стали | Тип труб |
| ст3, ст10-20, ст17г1с-у (углеродистые) | Производство сварных труб (для универсального назначения) широко применяет такие материалы |
| ст20-10 | Горячекатанные без швов |
| ст20 | Холоднодеформированные |
| 08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т (стойкие к коррозии) | Изделия для химической и энергетической промышленности |
| 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т | Нержавеющие центробежнолитые (для среды с агрессивными характеристиками) |
Маркировка стальной трубы говорит специалисту о зашифрованной в буквенно-цифровых обозначениях информации о том, кто производит изделие (или товарном знаке), о размерах трубы и марке стали.
Сталь, применяемая для создания труб, по уровню содержания углерода бывает с его низким, средним и высоким содержанием. По этому показателю (и многим другим) составляются качественные характеристики труб.
Сталь с высоким содержанием углерода ведет к особой прочности труб, но при этом уменьшаются характеристики эластичности и устойчивости к холоду, поэтому такие изделия нежелательно использовать в условиях низких температур.
Легирующие элементы, входящие в состав материала для стальных труб, может значительно повлиять на увеличение прочности при условии процентного их содержания не более 2,5 процентов. Изделия из низколегированной стали дороже, но прочнее и менее подвержены коррозии. Они прослужат намного дольше, чем те, у которых высокое содержание легирующих элементов.
Популярны коллекторы из нержавеющей стали, отличающейся высокой коррозионной стойкостью.
Характеристики
Параметры, влияющие на качество стальных изделий:
- способ производства;
- размеры (диаметр);
- толщина;
- наружное покрытие;
- перфорация.
Характеристика стальных труб зависит от того, есть ли шов в изделии. Бесшовные намного надежнее и прочнее, т.к. шов сам по себе — уязвимое место.
Главный показатель стальных коллекторов – пропускная способность, которая варьируется от диаметра этих изделий (чем больше внутренний диаметр, тем лучше). Производство труб большого диаметра находит применение в строительстве и для усиления несущих конструкций в шахтах и скважинах.
Чтобы коллектор выдерживал высокое давление и при этом не пострадала его конструкция, повышают толщину стенок.
В зависимости от целевого предназначения стальные изделия покрывают сверху цинком, хромом, и это тоже влияет на качественные показатели.
Перфорированные стальные трубы используются как обсадка при бурении (для дренажных и водных систем).
Еще один характерный показатель — шероховатость стальных труб – является индивидуальной величиной для каждой стенки. Она бывает равномерной и эквивалентной. Коэффициент шероховатости стальных труб – характеристика, которую необходимо учитывать при проектировании напорных трубопроводных систем, чтобы определить необходимую толщину и диаметр коллектора.
Области применения
Стальная труба – продукт металлопрокатной промышленности, востребованный во многих сферах деятельности человека:
- строительство (несущие каркасы);
- декоративно-прикладное творчество;
- прокладка нефте- и газотрубопроводов;
- сельское хозяйство (парники, теплицы и т.п.);
- машиностроение;
- мебельное производство;
- оборонные предприятия;
- промышленность.
Трубы из стали предназначены для того, чтобы доставлять конечному потребителю необходимый рабочий продукт. Это изделия универсального назначения. Для транспортировки газа и нефти использую специальные трубопроводы.
Газовые стальные трубы используют для перекачки газов с одного на иное местоположение. Срок службы газопровода из стальных труб определяется специальными нормативными документами и зависит от технических характеристик (диаметра, толщины, покрытия).
Добыча нефти, строительство лесов, выпуск мебели, сооружение спортивных тренажеров – все это сферы приложения стальных труб. Составные части машин и механизмов, каркасы строительных сооружений состоят из стальных изделий разного диаметра.
Декоративные элементы из стальных труб востребованы при создании различных конструкционных каркасов – стульев, столов, лестничных перил, диванных ножек и т.п. Особенно востребована у дизайнеров стальная труба из нержавеющей стали, покрытая хромом.