Бесшовная стальная труба: технологии производства и толщина стенок

Многообразие стальных труб можно объяснить лишь одним фактором – большая область применения. Они используются при проектировании частных водопроводных систем, больших газопроводов и теплотрасс. Но нередко условия эксплуатации предъявляют особые требования к изделиям. В этом случае зачастую устанавливается бесшовная стальная труба.

Способы производства

Методика изготовления бесшовных конструкций имеет ряд особенностей. Она характеризуется трудоемкостью производства и сложным технологическим процессом. В отличие от сварных видов, бесшовные стальные трубы проходят ряд обработочных процессов, чтобы в результате получилось изделие с требуемыми параметрами.

В настоящее время для производства применяют две схожие между собой технологии – горячедеформированная и холоднодеформированная обработка заготовок. Для их осуществления сначала методом литься изготавливают монолитные штанги различных размеров. Далее происходит их обработка. Производство бесшовных труб должно выполняться согласно нормативным документам. В них не описывается технология изготовления, а лишь допустимые размеры, максимальные отклонения, стандарты и сортамент. Рассмотрим каждый из них более тщательно.

Горячая деформация

Стальную заготовку помещают в специальную печь, в которой происходит нагрев детали на 50 °С превышающей температуру рекристаллизации. Точный показатель зависит от марки используемой стали. Затем деталь помещают в прошивной пресс. Под воздействием давления происходит формирование изделия. После этого с помощью валов трубе придается окончательная форма. Заключительный этап производства – водяное охлаждение и окончательная калибровка.

В итоге изделие должно соответствовать ГОСТ 8732-78. Для потребителей многие данные из этого документа будут не нужны. Поэтому при выборе типа труб рекомендуется использовать отдельные выдержки обширного перечня.

Холодная деформация

Процесс практически полностью аналогичен вышеописанному. Исключение составляет окончательная обработка заготовки. После первичной деформации она охлаждается, и вальцы придают поверхности правильную форму. Эта технология характеризуется меньшей трудоемкостью. Однако в итоге это сказывается на ассортименте - он несколько уступает горячедеформированным изделиям.

Основным регламентирующим документом для производства конструкций методом холодной деформации является ГОСТ 8734-75. Каждая изготовленная труба стальная бесшовная должна соответствовать предельным допускам, которые описаны в нем.

Технические характеристики

Разделение на трубы толстостенные и тонкостенные обусловлено различными эксплуатационными характеристиками. В некоторых случаях необходима легкая конструкция, которая должна выдерживать не сильное внутреннее давление. Но для изготовления гидравлических цилиндров необходима конструкция с достаточно большой толщиной. Кроме этого параметра следует учитывать и другие, не менее важные данные.

При выборе определенного типа бесшовной конструкции следует знать такие характеристики:

  • Градирование по толщине стенок.

Параметр относится только к холоднодеформированным изделиям.

  • Возможные диаметры и толщина

Этот параметр напрямую зависит от выбранной технологии производства. Если необходима труба бесшовная толстостенная с достаточно большим сечением – то лучше всего подойдет горячедеформированная методика изготовления.

  • Длинна

Она ограничивается технологическими возможностями производства. Для холоднодеформированных мерные изделия ограничиваются в размерах от 4,5 до 9 м. Для немерных ассортимент по длине несколько шире от 1,5 до 11,5. Горячедеформированные нормируются только по немерной длине – от 4,5 до 12,5 м.

  • Погрешности

Проверить погрешность размеров при закупке довольно проблематично. Для этого необходимо использовать специальные приборы, а для большой партии это будет практически невозможно. Однако если изделия будут использоваться в качестве ответственных конструкций или узлов, даже небольшое отклонение от нормы может существенно повлиять на их технические качества.

В зависимости от технологии изготовления трубы бесшовные стальные не должны превышать следующие допустимые отклонения.

  1. Кривизна на 1 м.п. не должна быть более 3мм.
  2. Предельное отклонение по длине – до 10 мм для мерного изделия; 15 мм – для немерного.

При этом диаметр должен строго соответствовать заявленному. Допустимые расхождения от стандарта могут быть в пределах 0,05 мм.

Способы состыковки

Как правильно сделать соединения трубы толстостенной? Технология состыковки полностью совпадает со сварными типами изделий. Разница заключается лишь в толщине стенок и диаметре. В зависимости от этих параметров выбирается оптимальный способ герметичного сопряжения элементов трубопровода.

Резьбовое

Может применяться для конструкций небольшого диаметра с нормальной толщиной стенок. Эта процедура выполняется с помощью плашек или на токарном станке. Для тонкостенных моделей такая методика не подходит, так как даже минимальная глубина резьбы может привести к потере целостности конструкции.

Газовая сварка

Выполняется путем нагрева поверхности с последующей диффузией расплавленного металла конструкций, делается только внахлест. Применима как для тонкостенных (предпочтительно), так и для толстостенных труб с толщиной до 6 мм. Большая толщина стенки не позволит расплавить поверхность изделия.

Электросварка

Универсальный метод, с помощью которого можно соединять тонкостенные и толстостенные трубы. Важным является выбор электродов определенного типа и диаметра. Следует помнить простое правило – чем толще стенка у трубы, тем больший диаметр электрода нужен.

Области применения

Благодаря своим уникальным свойствам бесшовные конструкции нашли применение не только в качестве трубопроводов, но и в машиностроении, нефтедобыче и химической промышленности. Чаще всего они используются в тех процессах, протекание которых сопровождается высокими показателями давления и температурными нагрузками. В этом заключаются эксплуатационные особенности бесшовных труб.

В первую очередь это касается нефтедобычи – во время бурения скважин с их помощью укрепляют стенки, а также сдерживают гидравлическое давление при прохождении очередного пласта. В этом случае к изделиям предъявляются особые требования по механической прочности и инертности в отношении к нефтяным продуктам. Из бесшовных конструкций изготавливают трубопроводы для перекачки жидкостей с высокими температурами. Чаще всего данная задача стоит при организации коммунального теплоснабжения.

Как видно из вышесказанного, бесшовная стальная труба в настоящее время выполняет множество функций. Во время выбора определенного типа изделия важно учитывать ее характеристики и эксплуатационные качества.