Цельнотянутая труба: принципы производства и применение

Цельнотянутая труба: принципы производства и применение

Горячеформированные бесшовные трубы выступают как заготовки для холоднокатаных бесшовные трубы и проходят тщательный отбор.  Чтобы придать металлу необходимые свойства, его подвергают отжигу и обрабатывают (протравливают) кислотой, затем очищают щелочным раствором и просушивают. Кроме того,стальная труба омедняется либо фосфатируется, что улучшает свойства готовой продукции.

Затем нагретую до 500 градусов заготовку направляют на прокатный стан, который состоит

из подвижной клети и двух валков. Валки располагаются под определенным углом и, вращаясь в противоположные стороны, образуют калибр. В зависимости от угла наклона валков калибр может увеличиваться либо уменьшаться. При каждой изменяется диаметр трубы и толщина ее стенок, но зато возрастает их прочность и гладкость поверхностей. 

При производстве тонкостенных труб весь этот процесс полностью повторяется несколько раз (от отжига и травления до проката), что делает тонкостенные холоднокатаные трубы достаточно дорогостоящим продуктом.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое цельнотянутая труба

Бесшовные трубы из-за своей впечатляющей прочности и устойчивости к различным нагрузкам применяются практически во всех отраслях промышленности. Например, они востребованы при добыче полезных ископаемых, в частности, нефти и газа, для транспортировки этих веществ на большие расстояния. Трубы применяются и в конструкции бурильных установок. В угольной промышленности с их помощью выводится лишний пар под давлением. Во всех этих вариантах применяются горячекатаные трубы, отличающиеся высокой прочностью. Во всех областях машиностроения без них также не обойтись. Трубы используются в конструкции самолетов, автомобилей, кораблей, станков, в военной промышленности. Главной причиной широкого использования этого вида металлопроката является беспрецедентная среди аналогов устойчивость к внутреннему давлению.

Для таких трубопроводов выбирают только бесшовные трубы благодаря их прочности

В зависимости от назначения бесшовные стальные трубы делятся на 6 классов:

• 1 класс. Такие трубы рассчитаны на прокладку ирригационных систем, электрических линий, а также транспортировку газообразных смесей и различных жидкостей. Также из такого проката можно собирать ограждения, строительные леса и другие подобные конструкции.
• 2 класс. Это прокат для магистральных трубопроводов, по которым могут идти вода, нефть, газ, твердые тела, топливо и нефтепродукты.
• 3 класс. Такие трубы применяются в средах с высокими нагрузками давления и температур.
• 4 класс. Изделия используются в нефтедобывающей промышленности в качестве вспомогательных элементов, частей бурильных и обсадных конструкций.
• 5 класс. Это трубопрокат, который используется в качестве элементов конструкций мачт, вышек, кранов или опор. Также из таких труб делают части мебели.
• 6 класс. Трубы для различных отраслей машиностроения. Их применяют для изготовления цилиндров, поршней, подшипников. Также из них делают резервуары для больших нагрузок давления и кольца валов.

Такое деление значительно облегчает выбор трубопровода для конкретного производства. Но иногда все же, лучше обратиться за консультацией к специалистам. В большинстве случаев это поможет сэкономить время.

Применение цельнотянутых труб в различных отраслях промышленности

Цельнотянутые трубы, также известные как бесшовные трубы, широко используются во многих отраслях промышленности благодаря их высокой прочности и устойчивости к различным нагрузкам.

Применение в нефтегазовой промышленности

В нефтегазовой промышленности бесшовные трубы используются для транспортировки нефти и газа на большие расстояния. Они также применяются в конструкции бурильных установок для добычи этих ресурсов.

Применение в угольной промышленности

В угольной промышленности бесшовные трубы используются для вывода лишнего пара под давлением.

Применение в машиностроении

В машиностроении бесшовные трубы используются в конструкции самолетов, автомобилей, кораблей, станков и других машин. Они также используются в военной промышленности.

Классификация бесшовных труб

Бесшовные стальные трубы делятся на 6 классов в зависимости от их назначения:

• Трубы для нефтегазовой промышленности
• Трубы для угольной промышленности
• Трубы для машиностроения
• Трубы для военной промышленности
• Трубы для строительства
• Трубы для других отраслей промышленности

Это деление помогает выбрать подходящую трубу для конкретного производства. Однако, в некоторых случаях, лучше обратиться за консультацией к специалистам, чтобы сэкономить время и избежать ошибок.

Какие материалы используются для производства цельнотянутых труб

При горячем способе цилиндрическая заготовка прогревается в печи, затем в раскаленном виде поступает в прошивной стан, где прокалывается и проходит через обжимные валки, расположенные под углом.

Так получают толстостенную гильзу, равную по диаметру первоначальной заготовке, но 2,5-4 раза длиннее. Раскатку производят на автоматическом, непрерывном или трехвалковом стане. Выбор оборудования обуславливает характеристики готовой продукции. На заключительном этапе еще раскаленная труба поступает в калибровочный стан, охлаждается и проходит стабилизирующий отжиг для снятия остаточных напряжений и упрочнения структуры сплава.

Холодная деформация предусматривает множество операций. В производстве используют проколотые заранее гильзы, очищенные от окалины, просушенные в специальной камере и покрытые смазкой.

Возможно изготовление методом прокатки или волочения. Не нагретая сталь меняет форму медленно. Процесс разделен на несколько этапов, после каждого производится термообработка и травление, для удаления окислов. Защитная бескислородная среда позволяет сократить или исключить обработку кислотными составами. Количество циклов составляет от 5 до 15. Затем выполняют калибровку, шлифовку внутри и снаружи трубы.

Поверхность нержавеющих сталей можно шлифовать до зеркального состояния.

• Горячедеформированные изделия имеют наружный диаметр 20-550 мм. с толщиной стенки 2,5-70 мм.
• Холоднодеформированные – диаметр сечения: 5-250 мм., стенка: 0,3-24 мм.

Бесшовные стальные трубы в зависимости от метода производства имеют разное назначение и свойства. Для некоторых областей возможно применение стандартов ТУ, например, в изготовлении мебели или ограждений не важны параметры гидравлического давления.

Какие технологии используются для производства цельнотянутых труб

Как производят бесшовные стальные трубы - вопрос, который часто возникает у людей, интересующихся процессом производства данного вида труб. Они широко применяются в различных отраслях, таких как нефтегазовая промышленность, строительство, автомобильная промышленность и другие. В этой статье мы рассмотрим все этапы производства бесшовных стальных труб и расскажем о технологиях, применяемых при их изготовлении.

Как производят бесшовные трубы: Основные этапы

Этап 1: Выбор сырья

Процесс производства бесшовных стальных труб начинается с выбора качественного сырья. Основным материалом, используемым для их изготовления, является стальной прокат. Качество и химический состав проката играют важную роль в процессе производства, поэтому необходимо тщательно выбирать поставщиков сырья.

Этап 2: Обработка сырья

После выбора сырья следует его обработка. Сырье проходит через процесс очистки и нагрева. Очистка необходима для удаления загрязнений и посторонних примесей, которые могут негативно сказаться на качестве и прочности конечной продукции. Затем сырье подвергается нагреву, чтобы придать ему оптимальную пластичность для последующего формования.

Этап 3: Формование бесшовной стальной трубы

На этом этапе происходит формование трубы. Сырье подвергается специальной обработке, в результате которой получается готовая форма будущей трубы. Одним из основных методов формования является процесс горячей экструзии, при котором нагретое сырье пропускается через специальные матрицы и прессуется до получения требуемого диаметра и толщины стенки трубы.

Этап 4: Горячая обработка

После формования трубы следует этап горячей обработки. Горячая обработка проводится для снятия внутренних напряжений, улучшения механических свойств стали и придания ей дополнительной прочности. Одним из основных методов горячей обработки является процесс закалки и отпуска, при котором труба нагревается до высокой температуры, затем быстро охлаждается и подвергается последующему отпуску.

Этап 5: Холодная обработка

После горячей обработки бесшовная стальная труба подвергается холодной обработке. Этот этап включает процессы прокатки и тяжки. Прокатка применяется для точного уточнения размеров и формы трубы, а также для достижения требуемой гладкости поверхности. Тяжка используется для дополнительной обработки стенки трубы и придания ей более точных размеров.

Этап 6: Контроль качества

Контроль качества является важной частью процесса производства труб. На этом этапе проводятся различные испытания и проверки, включая испытания на прочность, толщину стенки, длину, диаметр и другие параметры. Качественные трубы должны соответствовать определенным стандартам, таким как ГОСТ, ASTM, API или DIN.

FAQ

Вопрос 1: Какие отрасли используют бесшовные стальные трубы?

Ответ: Такие трубы широко применяются в нефтегазовой промышленности для транспортировки нефти и газа на большие расстояния. Они также используются в строительстве для систем отопления и водоснабжения, а также в автомобильной промышленности для изготовления выхлопных систем.

Вопрос 2: Какие преимущества имеют бесшовные трубы по сравнению со сварными?

Ответ: Бесшовные стальные трубы обладают более высокой прочностью и устойчивостью к высоким температурам, чем сварные трубы. Они также обладают лучшей герметичностью и гладкостью внутренней поверхности, что позволяет увеличить эффективность транспортировки жидкостей и газов.

Вопрос 3: Каковы размеры и диаметры?

Ответ: Размеры и диаметры бесшовных стальных труб могут варьироваться в зависимости от требований конкретного проекта. Они доступны в широком диапазоне размеров, начиная от небольших труб диаметром несколько миллиметров и до крупногабаритных труб диаметром несколько метров.

Вопрос 5: Какие материалы могут использоваться для производства бесшовных стальных труб?

Ответ: Для производства бесшовных стальных труб могут использоваться различные виды стали, такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, легированная сталь и другие специальные сплавы. Выбор материала зависит от требований конкретного проекта и условий эксплуатации.

Вопрос 6: Каковы основные преимущества?

Ответ: Основные преимущества бесшовных стальных труб включают высокую прочность, устойчивость к высоким температурам, гладкость внутренней поверхности, герметичность и возможность использования в различных отраслях. Они также обладают долгим сроком службы и низким уровнем коррозии.

Какие преимущества имеет использование цельнотянутых труб по сравнению с другими типами труб

Металлические трубы являются неотъемлемой частью множества инженерных и строительных задач. Некоторые из проектов требуют более точных расчетов при выборе подходящих типов коммуникаций. Среди основных критериев выделят способ производства трубы, материал изготовления (сплав), размер и стоимость. Более детально рассматриваются такие характеристики, как прочность на изгиб, предельное рабочее давление и температура.

В связи с этим стальные трубы подразделяют на несколько разновидностей по способу изготовления и применению:

• Бесшовные или цельнолитые – холоднокатаные, холоднодеформированные, горячекатаные и цельнотянутые (от 5 до 550 мм).

Бесшовные трубы изготавливаются без использования сварки и проходят через различные технологические процессы волочения и прокатки, обеспечивающие равномерную структуру материала. Отсутствие шва придает изделиям высокую прочность и устойчивость к воздействию повышенных нагрузок и агрессивных сред. Важно отметить, что, несмотря на их преимущества, бесшовные трубы чаще всего дороже в производстве, поэтому экономически невыгодны для задач, которые требуют задействования большого количества материала в условиях нормальной эксплуатации (небольшое давление и температура).

Шовные трубы формируются путем сварки прямого или спирального шва, который соединяет отдельные куски металла. Шов придает трубе прочность, но в то же время создает слабые точки, которые дают о себе знать под воздействием высокой температуры, давления и агрессивной среды (коррозия). В связи с этим между шовными и бесшовными трубами выделяется качественное отличие, заключающееся в их предельно допустимом давлении.

Так, шовные электросварные трубы выдерживают меньшее давление по сравнению с бесшовными. По этой причине они неприменимы в отраслях, где трубопровод должен выдерживать большую нагрузку и внутреннее давление (нефтегазовая промышленность, машиностроение, судостроение и т.д.). При этом, они широко распространены для общего применения при прокладке коммуникаций в частных и жилых многоэтажных домах, где максимальное давление не превышает 2-3 атм (для первых) и 16 атм (для вторых). Большинство видов сварных труб с легкостью выдерживают эти значения, поэтому использовать бесшовные разновидности не имеет смысла – лишняя трата денег.

Преимущества цельнотянутых труб

Металлические трубы - это неотъемлемая часть многих инженерных и строительных задач. В выборе подходящих типов коммуникаций играют важную роль такие факторы, как способ производства, материал изготовления, размер и стоимость. Важные характеристики, такие как прочность на изгиб, предельное рабочее давление и температура, также учитываются при выборе типа трубы. В зависимости от способа изготовления и применения, стальные трубы делятся на несколько разновидностей:

Бесшовные трубы

Бесшовные трубы изготавливаются без использования сварки и проходят через различные технологические процессы волочения и прокатки, обеспечивающие равномерную структуру материала. Отсутствие шва придает изделиям высокую прочность и устойчивость к воздействию повышенных нагрузок и агрессивных сред. Важно отметить, что, несмотря на их преимущества, бесшовные трубы чаще всего дороже в производстве, поэтому экономически невыгодны для задач, которые требуют задействования большого количества материала в условиях нормальной эксплуатации (небольшое давление и температура).

Шовные трубы

Шовные трубы формируются путем сварки прямого или спирального шва, который соединяет отдельные куски металла. Шов придает трубе прочность, но в то же время создает слабые точки, которые дают о себе знать под воздействием высокой температуры, давления и агрессивной среды (коррозия). В связи с этим между шовными и бесшовными трубами выделяется качественное отличие, заключающееся в их предельно допустимом давлении.

Преимущества цельнотянутых труб

Цельнотянутые трубы, будучи бесшовными, имеют несколько преимуществ перед шовными трубами:

• Высокая прочность и устойчивость к воздействию нагрузок и агрессивных сред
• Меньшая вероятность образования коррозии
• Более высокое предельное рабочее давление
• Меньшая стоимость производства

В целом, цельнотянутые трубы - это оптимальный выбор для проектов, требующих высокой точности и надежности, а также для условий, где материал подвергается высоким нагрузкам и агрессивным средам.

Какие недостатки имеет использование цельнотянутых труб

При выборе труб для использования в различных отраслях промышленности и строительства, важно учитывать различия между типами труб — цельнотянутыми и сварными. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо учитывать при выборе.

Цельнотянутые трубы

Цельнотянутые трубы изготавливаются путем протягивания металлического бруска через матрицу при высокой температуре. Этот процесс позволяет производить трубы с высокой точностью по диаметру и стенке, а также с гладкой поверхностью и отсутствием швов.

Преимущества цельнотянутых труб:

• Высокая точность размеров;
• Гладкая поверхность, что позволяет уменьшить сопротивление потока в жидкостных и газовых трубопроводах;
• Отсутствие швов, что делает эти трубы более прочными и устойчивыми к коррозии;
• Подходят для использования в условиях высокого давления и температуры.

Недостатки цельнотянутых труб:

• Высокая стоимость производства;
• Ограниченная длина труб, обычно не более 12 метров;
• Неравномерность структуры материала вдоль трубы, что может привести к дополнительной обработке и изменению свойств материала.

Сварные трубы

Сварные трубы изготавливаются путем сварки металлических полос. Этот процесс проходит на высокой температуре, что позволяет соединить полосы в одну целую трубу. Сварные трубы могут быть изготовлены различных размеров и форм.

Преимущества сварных труб:

Галилео. Трубы и иглы

• Низкая стоимость производства;
• Большой выбор размеров и форм;
• Возможность производить трубы большой длины, более 12 метров;
• Возможность производства из различных материалов.

Недостатки сварных труб:

• Низкая точность размеров и поверхности, что может привести к увеличению сопротивления потока в жидкостных и газовых трубопроводах;
• Наличие шва, который может быть местом концентрации напряжений и привести к коррозии и образованию трещин;
• Низкая прочность и устойчивость к высоким температурам и давлению.

Какой тип труб выбрать?

Выбор типа труб зависит от конкретной ситуации и условий эксплуатации. Например, при постройке газопроводов или нефтепроводов часто используют цельнотянутые трубы из-за их высокой прочности и устойчивости к коррозии.

Однако, если нужно изготовить большое количество труб для использования в обычных условиях, сварные трубы могут быть более экономически выгодными.

Также стоит учитывать факторы, такие как размеры, форма, материал и давление, при котором будут использоваться трубы. Например, при постройке системы водоснабжения лучше использовать цельнотянутые трубы, чтобы снизить сопротивление потока и уменьшить расход воды.

Как увеличить прочность сварных труб?

Для повышения прочности сварных труб можно использовать различные методы и технологии. Один из них — улучшение сварного шва. Для этого используются специальные методы сварки, например, сварка в инергазе или под флюсом. Эти методы позволяют снизить степень окисления металла при сварке и улучшить качество шва.

Также можно применять методы термической обработки, такие как отжиг или закалка, для повышения прочности материала трубы.

Вывод

Выбор между цельнотянутыми и сварными трубами зависит от конкретной ситуации и условий эксплуатации. Цельнотянутые трубы более точны по размерам и имеют гладкую поверхность без швов, что делает их подходящими для использования в условиях высокого давления и температуры. Сварные трубы более экономически выгодны и могут быть изготовлены в различных размерах и формах, но требуют более тщательной проверки на прочность и коррозию.

В каких отраслях промышленности наиболее часто используются цельнотянутые трубы

Следующее огромное направление использования бесшовных труб – строительство. Этот вид металлопроката активно применяется при возведении различных зданий и сооружений, других объектов. То есть везде где требуется возведение металлоконструкций. Причем если для трубопроводов идут бесшовные трубы с круглым сечением, то в строительстве немного иначе. Помимо труб с классическим круглым сечением активно задействуют профильные бесшовные трубы. Особо актуально применение сварных конструкций из труб с квадратным и прямоугольным профилем. Перечислять все строительные конструкции, где потенциально могут использоваться бесшовные трубы, – бессмысленно. Настолько все вариативно, начиная с конструкционных элементов зданий и заканчивая ограждающими конструкциями. То есть все те же факторы что и в случае с машиностроением. Речь о высоких температурах, высоком давлении, устойчивости к нагрузкам, снижении веса конструкции.

Но есть один дополнительный фактор. Этот фактор называется – декоративные свойства. У трубы нет шва, а значит она выглядит более привлекательно чем сварная. Этим пользуются, активно применяя бесшовные трубы из нержавейки в дизайне помещений, создании малых архитектурных форм. Впрочем, и бесшовные трубы из углеродистых марок стали со специальным покрытием, например, хромированные, тоже используются.

И не отметили еще одно важное направление – обустройство инженерных систем различного функционального предназначения. Например, бесшовные трубы активно применяются при обустройстве скважин, в качестве обсадных. Об этом детальнее в статье «Труба бесшовная для скважины – актуальность использования и правила выбора». А помимо этого отметим еще водостоки, ливневки, дренажные системы. Есть и другие конструкции где актуально применение именно бесшовных труб.

Какие факторы влияют на качество цельнотянутых труб

• первичная среда применения.

Основных разновидностей всего четыре: газ, нефть, пар и вода. Самой прочной считается газовка, на втором месте после нее – трубопровод из-под светлых нефтепродуктов, на третьем – из-под темных. Далее идет паровка, за ней – водянка;

• время эксплуатации.

Для заказчика выгоднос нерабочей или малоработавшей ветки. Продавец всегда указывает этот параметр в предложении. Малоработавшей считается ветка, чей срок эксплуатации – до 10 лет.

Лучшими же по качеству называют лежалые трубы. Они полностью новые и не использовались – хранились на складе у завода или посредника. Через какое время от момента изготовления трубы бу становятся лежалыми, сказать затруднительно; здесь важнее не год выпуска, а условия хранения;

• швы.

Встречаются бесшовные (цельнотянутые), прямошовные, поперечношовные и спиралешовные трубопроводы, а также смешанного типа. В приоритете для покупателя – цельнотянутые и прямошовные;

• влажность грунта.

Под воздействием воды металл ржавеет. Следовательно, чем суше почва, тем лучше в ней сохранятся металлопрокат. В этом смысле удачные территории для демонтажа – регионы России с континентальным климатом: Астраханская область, Краснодарский край, Забайкалье и юго-восточный Урал, большая часть Сибири и южные границы России с Казахстаном, Крым и Калмыкия, а также средняя полоса от Воронежа до Новосибирска;

• дефекты.

Этот показатель труб бу напрямую влияет на их. Если изъян нельзя устранить, трубопровод отбраковывают на металлолом. Дефекты могут быть снаружи и внутри трубы бу, чаще возникают в нижней части.