Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства

Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства

Как и из каких заготовок выполняется холоднодеформированная цельнотянутая труба? Зачем она необходима и чем выделяется от сварных труб в плане рабочих свойств? Каким нормативным документам подчиняется производство?Давайте же заодно попробуем отыскать ответы.

Наш герой крупным планом.

Специфики и сферу использования

  • Насосно-компрессорные магистрали из труб, работающие для перекачки нефти и газового конденсата под большим давлением.
  • Обсадные колонны нефтяных скважин.
  • Магистрали из труб для поддерживания внутрипластового давления при разрабатывании подземных месторождений.
  • Стены баллонов со сжатым газом.
  • Гидравлические цилиндры.

Гидроцилиндры подъема молота для сваебойной машины. Внутреннее давление во время работы исчисляется сотнями атмосфер.

Комбинируя марку стали и толщину стенок, можно получить трубы с параметрами, удовлетворяющими почти что каждым требованиям к прочности.

Производственная технология

Заготовки для изготовления — говоря иначе передельные трубы, которые производятся способом горячей деформирования из цилиндрических заготовок — штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь выполняется пластичной, и преобразуется в пустотелый цилиндр — гильзу — на так называемом прошивном стане.Очень просто говоря, ее последующая отделка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с поэтапно уменьшающимся размером на стационарной или вращающейся оправке. Главное отличие от горячекатаных труб — в том, что, в отличии от них, холоднодеформированные проходят ключевые операции при температуре меньше метки рекристаллизации.

Схема цикла производства.

Как смотрятся важные этапы производства?

  1. Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
  2. Химическая отделка, нужная для убирания с плоскости ржавчины и окалины. Для углеродистых сталей применяются растворы кислот (серной и соляной), для легированных — расплав едкого натра с окислителем NaNO3. После травления заготовки постепенно промываются горячей водой в ванной, потом струёй холодной воды под давлением, после этого 20-30 минут сушатся при температуре 150 — 180С.
  3. Заготовки отправляются в ванны со смазкой и инновационными покрытиями, которые уменьшают потери на трение при последующей отделке.
  4. Потом передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в процедуре прокатки уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки в то же время несколько делают больше длину заготовки.
  5. Последующая отделка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках или волочение в кольцевом калибраторе. Труба целиком вырабатывается, превращаясь в изделие с образцовой геометрией и заданным диаметром.

Калибровка способом волочения.

  1. Заключительный этап перед прохождением контроля качества — термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с дальнейшим постепенным остыванием убираются скопившиеся внутренние напряжения материала, становятся больше его гибкость и вязкость.

Термообработка — заключительный этап производства.

Нормативные документы

Ассортимент

Вот ассортимент параметров, благодаря которым производятся цельнотянутые трубы холодной деформирования:

Документ Содержание ГОСТ 8734-75 Сортамент изделий ГОСТ 8733-74 Требования в техническом плане для производства

Что интересно, на сайтах многих дилеров продукции трубопрокатных фирм могут встречаться честная дезинформация. В перечнях нормирующих производство документов упоминаются несуществующие или неактуальные нормы.Приведем пару примеров.

  • ГОСТ 8733-87 на стальные цельнотянутые трубы — актуализированная версия стандарта за номером 8733-74. Практически сразу после принятия документ был отменен и в наше время не применяется.
  • ГОСТ 8734-78 на стальные цельнотянутые трубы никогда не существует. Его номер собой представляет слияние 8732-78, содержащего сортамент труб горячей деформирования, и вышеупомянутого 8734-75.
  • Подобно, трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8733-75 — определенное слияние соответствия продукции нормам 8733-74 (техусловия) и 8734-75 (сортамент).
  • Трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8732-75 тоже не существует в природе. И этот номер — определенное искажение — 8732-78, содержащего сортамент горячедеформированных изделий.
  • Напоследок, упоминающиеся на ресурсе некоего дилера трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8734-87 — и совсем презабавнейший фейк.

Стандарт с подобным номером в действительности есть, только вот к ГОСТ у него нет никакого отношения. Этот номер принадлежит документу в мировой системе ИСО (International Organization for Standardization, ISO), который&…. отвечает российскому ГОСТ 24296-93 &«Штифты цилиндрические закаленные&».

Для производства труб данная продукция имеет достаточно подозрительное отношение.

ГОСТ 8734-75

Переходим к изучению главных факторов параметров. Итак, какой должна быть бесшовная холоднодеформированная труба по ГОСТу 8734-75?Документ выделяет 4-ре класса изделий.

Класс Отношение наружного диаметра к толщине стены Полные значения диаметра (D) и толщины стены (S), мм Особотонкостенные 40 и более D менее 20, S менее 0,5 Тонкостенные 12,5 — 40 D менее 20, S менее 1,5 Толстостенные 6 — 12,5 Особотолстостенные Менее 6

  • Немерной длины (от 1,5 до 11,5 м).
  • Мерной длины (4,5 — 9 м с допуском +10 мм).

Однако: для внешнеторговых организаций предусматривается поставка изделий мерной длины от 4 метров.

  • Длины, кратной мерной (от 1,5 до девяти метров с припуском на любой рез 5 мм).

Полный ассортимент диаметров и толщины стенок, которые учитывает ГОСТ 8734-75 на стальные цельнотянутые трубы, чрезмерно большой для не очень большой публикации, благодаря этому приведем лишь граничные значения.

  • Диаметр может составлять от 5 до 250 мм.
  • Толщина стенок — 0,3 — 24 мм.

Чтобы сравнить: при изготовлении способом горячей деформирования стены могут достигать 75 миллиметров.

Тем не менее: по согласованию с клиентом сортамент можно расширить. В особенности, возможен выпуск труб с наружным диаметром 4 и толщиной стенок 0,2 мм.Изделия поставляются собственно по приведенным значениям — наружному диаметру и толщине стенок. Если есть желание клиента вероятна поставка по внутреннем диаметру и стенке или двоим диаметрам и разностенности.Диапазон допусков вполне предсказуемо устанавливается основными параметрами.

Допуск по диаметру Диаметр, мм 0,15 мм 4 — 10 0,3 мм 10 — 30 0,4 мм 30 — 50 0,8 % 50 и более Допуск по толщине стенок Толщина стенок, мм 0,12 мм До 1 10 % 1 — 5 12 % 1 — 2,5 при диаметре от 100 мм 8 % Более 5

ГОСТ 8733-74

Как уже говорилось, ГОСТ 8733-74 на стальные бесшовные трубы имеет техусловия для их изготовления.

Крепость а также внешний вид изделий нормируются.

Какие собственно?Документ учитывает следующие группы по способу нормирования:

  • Б — с нормированием химического состава.
  • В — с нормированием химического состава и механических параметров.
  • Г — с нормированием химического состава и механических параметров с контролем останних на термообработанных образцах.
  • Д — с нормированием гидравлических испытаний.
  • Е — с нормированием обработки термическим способом, марки стали и механических параметров.

В общем случае изделия поставляются клиенту после обработки термическим способом (обжига, отпуска или нормализации). Исключение — особотонкостенная труба с отношением диаметра к толщине стены D/S=50 и более; тем не менее, и тут все устанавливается договором между клиентом и изготовителем.Наличие трещин, пленок, закатов и раковин на плоскости не позволителен. Малозначительные недостатки вроде вмятин и следов отслоившейся окалины допустимы, но не должны выводить изделие за границы установленых стандартом допусков.В общем случае торцы обрезаются под прямым углом к продольной оси. На трубах под сварку может быть снята фаска под угол в 34 — 40 градусов к ее торцу; при этом по краешку оставляется кольцо шириной от 1 до 3 миллиметров.

На торцах сняты фаски под шов сварки.

Покупатель может «настойчиво попросить» гидравлических испытаний давлением, которое вычисляется по формулам ГОСТ 3845, но не больше 200 атмосфер. Проверки высоким давлением возможны по согласованию с изготовителем.

На фото — стенд для гидравлических испытаний.

Однако: заместо гидравлических испытаний возможны проверки неразрушающими способами, инструкция по проведению которых содержится в том же стандарте за номером 3845.Также, для прошедших термическую обработку труб из сталей марок 20, 10 и 15 ХМ по требованию клиента предусматриваются такие варианты испытаний:

  1. На изгиб — для всех типоразмеров.
  2. На раздачу — для диаметра до 160 и толщины стенок до 8 мм.
  3. На сплющивание — диаметром от 22 и стенка имеет толщину до 10 мм.
  4. На бортование — для диаметров D = 25 — 160 мм при толщине стены:
  5. При D до 60 мм — до 10 % D.
  6. При D = 60 — 108 мм — до 8% D.
  7. При D = 108 — 140 мм — до 6% D.
  8. При D = 140 — 160 мм — до 5 % D.

Изделия принимаются партиями.Размер партии ограничен их размерами:

  • При диаметре до 76 мм и толщине стены до 2,5 мм — не больше 400 штук.
  • При прочих размерах — не больше 200 штук.

Без сомнения, речь лишь о правилах приемки. Ничто не мешает выбрать куда приличное количество труб.

По требованию потребителя партия состоит из труб, выполненных из стали одной плавки.

Заключение

Будем надеятся, что не утомили читателя обилием цифр и сухой технической информации. К сожалению, сама стилистика публикации предполагает очень умеренная кол-во лирических отступлений (см.еще публикацию &«Скорлупа для труб: изучаем специфики и процедуру монтажа&»).Как обычно, приложенное видео предложит добавочные материалы. Успехов!

Бесшовная холоднодеформированная труба – особенности производства и применения!

Бесшовная холоднодеформированная труба производится из низкоуглеродистых или высоколегированных сталей различных марок путем холодной деформации. Такой тип труб соответствует нормам ГОСТ 8734 и применяется в различных видах промышленности и производства.

1 Как производят холоднодеформированную стальную трубу?

Технология производства может различаться в зависимости от конкретных возможностей на производственном предприятии, однако процесс одинаков для всех видов как холоднодеформированных, так и горячедеформированных труб, которые производятся по стандартам ГОСТ 8734 и 8732-78. Разница заключается в типе заготовки (катаная, кованая) и способе прокатки, при котором применяется либо специальный пресс либо метод прошивки, который мы подробнее опишем далее.

На первом этапе специальная стальная заготовка (используются практически все известные марки стали) раскаляется до температуры начала кристаллизации стали, при которой появляется необходимая для работы пластичность материала. Далее заготовка устанавливается на специальный автоматизированный прошивной станок. Постепенно она подается в бокс с вальцами, с помощью которых она обжимается или вытягивается по нужному диаметру и соответствующей толщине. Затем происходит процесс калибровки, остывание и нарезка готовых металлических труб. Разница между холодным и горячим прокатом в процессе производства стальных тонкостенных и толстостенных труб заключается в показателях прочности готового материала.

Холоднодеформированная труба после вальцевания охлаждается с применением водного раствора, а после процесса калибровки подвергается дополнительной термической обработке. В случае с горячедеформированной процесс остывания происходит постепенно и без применения термообработки и водного раствора. Соответственно, готовый материал обладает различными свойствами, однако холоднодеформированные трубы более распространены за счет большей долговечности и прочности.

2 Где применить изделие, и в чем его главные преимущества?

Бесшовные холоднодеформируемые трубы, которые соответствуют ГОСТ 8734, в зависимости от толщины стенок применяются в различных видах промышленности. Тонкостенные и особо тонкостенные трубы с оцинкованным слоем чаще всего нужны в различных гидравлических системах (поршни и цилиндры для моторов и насосов), при изготовлении точного холодильного оборудования, в медицинском производстве, косметической и пищевой промышленности. Они способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому в них транспортируют опасные газы и жидкости под давлением, а также из них строят магистральные газопроводы и нефтепроводы.

Трубы со средней и высокой толщиной стенок и большим диаметром применяются для строительства трубопроводов, газопроводов, в энергетической, криогенной промышленности, судопроизводстве и автомобилестроении (производство двигателей.). Главным преимуществом служит цельная составляющая, которая не имеет сварного шва, а значит, обладает большим запасом прочности и долговечности и другими повышенными характеристиками. Среди основных преимуществ можно выделить:

  • высокий ассортимент готовой продукции (по толщине стенок и диаметру);
  • максимальные характеристики прочности;
  • долговечность и стойкость к различного рода климатическим изменениям;
  • эстетичность материала и хорошие эксплуатационные свойства.

Стоимость бесшовных труб зависит от марки стали, которая используется для ее производства, толщины стенок, диаметра, способа изготовления и объема. В любом виде она стоит дороже стандартных сварных металлических труб, но и обладает гораздо большим потенциалом. Для некоторых видов промышленности изготовление бесшовных труб осуществляется на заказ, так как к нормам ГОСТ 8734 прибавляются дополнительные технические условия и нюансы (особенно для производства материалов для химической промышленности).

3 Классификация и сортамент по ГОСТ 8734 – 4 категории

По показателям качества и своим свойствам все бесшовные трубы, как горячекатаного производства, так и холоднодеформируемые можно условно разделить на четыре категории. Бесшовные холоднодеформируемые трубы по ГОСТ 8734 принято классифицировать по специальной таблице в зависимости от толщины стенок, внутреннего и наружного диаметра. Таким образом, они бывают:

  • особо тонкостенные. Толщина стенок не превышает 0,6 мм. Минимальная толщина – 0,3 мм. Внутренний диаметр может варьироваться от 5 до 250 мм.
  • тонкостенные бесшовные. Толщина стенок по принятому стандарту составляет от 0,6 до 20 мм по внутреннему радиусу, диаметр – от 5 до 250 мм.
  • толстостенные. Минимальный диаметр – 0,6 миллиметров при толщине стенок до 24 мм.
  • особо толстостенные. Трубы, используемые преимущественно в топливной, химической и автомобильной промышленности. Диаметр – до 70 миллиметров при толщине стального слоя до 12 мм.

При этом следует также учитывать показатель Dh/s, который отображает отношение наружного диаметра к толщине стенок. Для тонкостенных видов этот показатель составляет от 12 до 35. Для толстостенных и особо толстостенных труб dh/s – от 6 до 13 и менее 6 соответственно. Существует также холоднодеформируемая труба профильного типа, она применяется реже и различается по ширине и высоте профиля. Ширина профиля может варьироваться от 70 до 150 мм, высота – от 50 до 100 мм.

Что касается классификации по качеству и характеристикам металлических свойств, то бесшовные трубы принято делить на категории:

  • Б. Изготовленные из среднелегированных марок стали, которые соответствуют ГОСТ 14959, 18495, с учетом нормирования основного химического состава.
  • В. Изготовленные из низколегированных углеродистых сталей различных марок (в основном стали ГОСТ 1050 или ГОСТ 4543 с нормированием химического состава).
  • Д. Без нормирования химических свойств, для использования преимущественно в гидравлических системах с прохождением специальных испытаний по нормам давления в процессе производства.
  • Е. Изготовленные из высоколегированных марок стали с дополнительной термической обработкой химического состава.

По длине бесшовные холоднодеформируемые трубы (ГОСТ 8734) делятся на:

  • немерные – длина от 1,5 метра до 12 метров.
  • мерные – стандартные трубы длиной 4,5 и 9 метров.
  • с кратной размерностью – длина от 1,5 до 9 метров.

Стандартный способ упаковки бесшовных труб – пачками по несколько штук одинаковой длины, завернутые в защитную пленку и специальную бумагу. Однако способ упаковки может отличаться в зависимости от конкретных технических условий при производстве и пожеланий заказчика.

4 Как выбрать бесшовные металлические трубы – на что ориентироваться?

При выборе холоднодеформируемые труб из углеродистых сталей различного класса необходимо обращать внимание в первую очередь на стандарт материала, из которого они изготовлены по классификации ГОСТа 8734, технические и эксплуатационные характеристики и сферу применения. В том случае, если бесшовная труба не соответствует стандартам указанного ГОСТа 8734, она не обеспечит в полной мере функциональные свойства в своей области применения.

Скорее всего, она изготовлены с применением дополнительных примесей из низкокачественной стали без дополнительной термообработки и соблюдения необходимых технологий производства. Использовать такие трубы на важных объектах не рекомендуется, так как это может привести к выходу из строя всей конструкции. Как уже говорилось выше, цена на качественные бесшовные трубы зависит от марки стали, толщины стенок, длины изделия и конкретного производителя. На сегодняшний день в нашей стране есть множество специализированных компаний-производителей, которые предлагают холоднодеформируемые и горячедеформируемые трубы без швов, изготовленные в соответствии со всеми нормами и принятыми стандартами качества.

Несмотря на то, что бесшовная труба (ГОСТ 8734) считается намного прочнее, чем электросварная, в некоторых случаях целесообразно использовать именно электросварные трубы со спиральным швом и аналогичной толщиной стенок.

Это необходимо тогда, когда труба не испытывает избыточного давления и особенно актуально в автомобильном производстве. Кроме того, трубы со спиральным швом обладают хорошими характеристиками прочности и стоят вдвое дешевле. В случае монтажа и необходимости нарезать резьбу на стандартном оборудовании рекомендуется выбирать тонкостенные и особо тонкостенные виды. Кроме того, при сварке таких труб для отопительного оборудования рекомендуется применять только газосварное оборудование, а не электрику. В случае с толстостенными видами рекомендуется предварительно разрезать кромки и обязательно снять фаски – это способствует увеличению надежности на месте сварки. Для труб со средней толщиной стенок целесообразно использовать сварочные аппараты инверторного типа.

Трубы стальные бесшовные и технология изготовления холоднодеформированных изделий

Холоднодеформированные стальные трубы являются уникальными изделиями по эксплуатационным характеристикам и эстетике. Несмотря на то, что современные технологии позволяют изготавливать качественные и недорогие полимерные трубы, есть отрасли, где металл заменить невозможно. Бесшовные стальные изделия востребованы в медицине, машиностроении, на химических производствах, в строительстве – везде, где нужна надежность, безопасность и прочность.

Особенности стальных бесшовных труб

Стальные бесшовные трубы, изготовленные методом холодной деформации металла, способны противостоять высокому внутреннему давлению, температурным нагрузкам, химическому и механическому воздействию. Эти изделия не имеют «зоны риска» в виде шва. В процессе производства они проходят дополнительную обработку, которая и придает трубам завершенность структуры, размера и геометрических форм.

Достоинства стальных бесшовных холоднокатаных труб:

  • идеальное соответствие размеров по ГОСТу;
  • зеркальная гладкость внешней и внутренней стенки, что обеспечивает заявленную пропускную способность в долгосрочном периоде, высокую эстетичность, устойчивость к коррозийным процессам;
  • прочность и долговечность;
  • низкая материалоемкость, поскольку повышенная прочность (в сравнении с обычными) позволяет использовать тонкостенные материалы;
  • неограниченный диапазон использования.

Они находят применение в изготовлении высокоточного медицинского оборудования, в машиностроении для производства двигателей, на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях для транспортировки агрессивных жидкостей и газов.

К недостаткам относят высокую стоимость холоднокатаных бесшовных труб, которая обусловлена сложным технологическим процессом их изготовления.

Технология производства

Холоднокатаные трубные материалы производят их горячекатаных заготовок, путем дальнейшей обработки труб без нагревания.

Обратите внимание! Горячекатаные стальные трубы являются сырьем для производства холоднокатаного проката.

Производственный процесс холоднокатаных труб состоит из двух ступеней.

Первая – это производство черновых заготовок классическим способом горячей деформации. Здесь из металлической литой болванки производят полую толстостенную гильзу, которую в горячем виде раскатывают на специальном оборудовании. Вторая ступень – холодная обкатка трубной заготовки, для придания ей необходимых размеров, геометрической формы, характеристик по ГОСТу.

Схема технологического процесса производства холоднокатаной бесшовной трубы:

  • черновую заготовку нарезают на необходимые сегменты;
  • подвергают химической обработке для удаления посторонний поверхностных загрязнений, окалины;
  • промывают водой, чередуя температуру;
  • сушат при температуре 160-180 градусов;
  • покрывают специальным составом, который уменьшает трение металла о прокатное оборудование;
  • подают на прокатку в холодном виде, уменьшают толщину стенки до близких значений;
  • обрабатывают торцы изделия;
  • Прокаткой (протяжкой, волочением, ковкой – зависит от имеющегося на предприятии оборудования) доводят трубу до требуемых размеров, калибруют, выравнивают геометрию изделия;
  • готовые изделия подвергают тепловой обработке для снятия напряжения металла и выравнивания характеристик пластичности и вязкости металла.

Прокатка трубы в холодном виде позволяет получать высокопрочные тонкостенные изделия, которые способны выдерживать существенные нагрузки в агрессивной среде.

Преимущества холоднокатаных стальных труб

Особая технология холодной прокатки позволяет изготавливать нержавеющие стальные трубы малых диаметров (капельных), средние и большие.

Преимуществом холоднокатаных труб является:

  • обширный ассортимент выпускаемой продукции (диаметр, толщина стенки, геометрические конфигурации);
  • точное соответствие заявленным размерам;
  • прочность.

Стоимость холоднокатаной бесшовной продукции зависит от марки стали, производственных технологий, используемых присадок в производственном процессе. Однако затраты окупаются в процессе эксплуатации.

Классификация и стандарты

Сортамент холоднокатаного трубного проката регулируется ГОСТ 8734-75. Данная документация содержит табличные данные размеров: внешнего диаметра (от 5 мм до 250 мм), толщины стенки, веса одного погонного метра трубы.

Классифицируют изделия по нескольким признакам. По качеству стали трубные бесшовные изделия делят на следующие группы:

  • Б – сталь среднелегированная, соответствующая ГОСТам 14959 и 18495. Классификация по соответствию химического состава металла.
  • В – стали низколегированные ГОСТ 1050 или ГОСТ 4543. Классификация по соответствию химического состава металла плюс испытания механической прочности.
  • Г – контролируется состав сплава, механическая прочность плюс дополнительное испытание при высокой температуре.
  • Д – классификация по соответствию нормам рабочего давления (гидравлические испытания). Здесь химический состав сплава не является критичным.
  • Е – трубы из высоколегированной стали с контролем термоустойчивости и механической прочности.

Обратите внимание! Контроль качества изготовления трубной продукции проводится на каждом этапе. Завершающая стадия – контроль кривизны продукции и сплющивания стенок. Все допустимые отклонения зафиксированы в ГОСТе 8734 от 1975 года.

Трубные изделия делят на разные категории, в зависимости от формата и назначения. Основной форматной классификацией является деление по толщине стенки на:

  • особотонкостенные (больше 35);
  • тонкостенные (от 13 до 35);
  • толстостенные (от 6 до 13);
  • особо толстостенные (меньше 6).

Деление на группы изделий по толщине стенки подчиняется математическим пропорциям отношения диаметра трубы (наружного) к толщине стенок. В скобках указаны значения данных пропорций для каждого вида.

Обратите внимание! Толщина стенки бесшовной трубы является основной характеристикой ее прочности. По договоренности с заказчиком параметры могут изменяться в индивидуальном порядке. Например, трубы изготовят не по наружному, а по внутреннему диаметру, с заказанной толщиной стенки.

По конфигурации сечения бесшовные трубы бывают:

  • круглыми;
  • овальными;
  • квадратными;
  • прямоугольными.

Размеры профильной продукции характеризуются длинной стенки. Минимальный размер 50 мм, максимальный – 150 мм.

По назначению трубы холоднокатаные бесшовные делят на:

  • изделия особого назначения – капиллярные, высокого давления, повышенной точности (ГОСТ 9567);
  • обычные – предназначенные для мебельного производства, строительства, монтажа коммуникаций.

Значимой характеристикой является длина изделий. Она может быть мерной от 4,5 до 9 м, немерной 4-9 м и кратной мерной с шагом в 1,5 м.

Выбираем холоднодеформированные трубные изделия

При выборе холоднокатаных бесшовных труб следует руководствоваться соответствием предлагаемой продукции ГОСТу 8734-75 и назначением:

  • Если в документации к трубам не указан данный документ, как основной, то трубы могут быть произведены с нарушениями. Первое, к чему прибегают недобросовестные производители – это несоответствие марки стали, замена материала на более дешевый сплав, несоблюдение технологического цикла.
  • Присутствие в сплаве посторонних примесей низколегированной стали, несоблюдение технологии производства, приводит к критическому снижению прочности трубы. Если вы выбираете трубы для изготовления особо прочных механизмов, трубопроводов или конструкций, то обращайтесь к продукции проверенных производителей, где качество будет гарантированно.
  • Если трубы вам нужны для «обычных» трубопроводов, где нет избыточной нагрузки, то стоит обратить внимание на продукцию горячекатаную с электросварным прямым или спиральным швом. Такие трубы обойдутся в два раза дешевле бесшовных, а запаса прочности их будет вполне достаточно.
  • Если приобретаете трубную продукцию для монтажа посредством резьбовых соединений, то рекомендуется выбирать тонкостенные трубы.
  • Для сварочных работ на бесшовных трубах используют газовое оборудование, а не электрические аппараты.
  • Толстостенные трубы перед сваркой предварительно готовят – снимают фаску со среза. Такая подготовка делает сварочный шов более прочным.
  • Трубы средней толщины рекомендуется сваривать при постоянном токе. Для чего используют инверторный аппарат и соответствующие электроды. Такая сварка обеспечит требуемое качество соединения для труб повышенной прочности.

Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства

Каким образом и из каких заготовок производится холоднодеформированная бесшовная труба? Для чего она нужна и чем отличается от электросварных труб в плане эксплуатационных характеристик? Каким нормативным документам подчиняется производство?

Давайте вместе постараемся найти ответы.

Наш герой крупным планом.

Особенности и область применения

Увы, придумать им применение при монтаже своими руками сантехники или любого другого домашнего оборудования довольно проблематично. Цена изделий слишком высока, а прочность заведомо избыточна для любых разумных целей.

Если коротко, то они востребованы там, где нужна экстремальная прочность (прежде всего – на разрыв). Альтернативная технология, куда более дешевая и технологичная – производство сварных труб – имеет существенный недостаток.

Несмотря на все методы контроля, шов всегда будет слабым местом: при превышении предела прочности трубопровод будет рваться именно по его линии.

Уточним: все электросварные трубы не стоит валить в общую кучу. Качество и прочность шва сильно различаются в зависимости от выбранной технологии; так, высокочастотная сварка дает худшее качество шва по сравнению с электродной в аргоновой среде.

Приведем несколько примеров областей применения бесшовных труб.

  • Насосно-компрессорные трубопроводы, служащие для перекачки нефти и газового конденсата под высоким давлением.
  • Обсадные колонны нефтяных скважин.
  • Трубопроводы для поддержания внутрипластового давления при разработке подземных месторождений.
  • Стенки баллонов со сжатым газом.
  • Гидравлические цилиндры.

Гидроцилиндры подъема молота для сваебойной машины. Внутреннее давление в процессе работы исчисляется сотнями атмосфер.

Комбинируя марку стали и толщину стенок, можно получить трубы с характеристиками, удовлетворяющими практически любым требованиям к прочности.

Технология производства

Заготовки для производства – так называемые передельные трубы, которые производятся методом горячей деформации из цилиндрических заготовок – штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь делается пластичной, и превращается в полый цилиндр – гильзу – на так называемом прошивном стане.

Упрощенно говоря, ее дальнейшая обработка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с постепенно уменьшающимся размером на стационарной или вращающейся оправке. Ключевое отличие от горячекатаных труб – в том, что, в отличие от них, холоднодеформированные проходят основные операции при температуре ниже отметки рекристаллизации.

Схема производственного цикла.

Как выглядят основные этапы производства?

  1. Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
  2. Химическая обработка, необходимая для удаления с поверхности ржавчины и окалины. Для углеродистых сталей используются растворы кислот (серной и соляной), для легированных – расплав едкого натра с окислителем NaNO3. После травления заготовки последовательно промываются горячей водой в ванне, затем струей холодной воды под давлением, после чего 20-30 минут сушатся при температуре 150 – 180С.
  3. Заготовки отправляются в ванны со смазкой и технологическими покрытиями, которые снижают потери на трение при дальнейшей обработке.
  4. Затем передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в процессе прокатки уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки одновременно несколько увеличивают длину заготовки.
  5. Дальнейшая обработка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках или волочение в кольцевом калибраторе. Труба окончательно формируется, превращаясь в изделие с идеальной геометрией и заданным диаметром.

Калибровка методом волочения.

  1. Последний этап перед прохождением контроля качества – термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с последующим постепенным остыванием снимаются накопившиеся внутренние напряжения материала, увеличиваются его пластичность и вязкость.

Термообработка – последний этап производства.

Нормативные документы

Перечень

Вот перечень стандартов, согласно которым производятся бесшовные трубы холодной деформации:

ДокументСодержание
ГОСТ 8734-75Сортамент изделий
ГОСТ 8733-74Технические требования к производству

Что любопытно, на сайтах многих дилеров продукции трубопрокатных предприятий встречаются откровенная дезинформация. В списках нормирующих производство документов упоминаются несуществующие или неактуальные стандарты.

Приведем несколько примеров.

  • ГОСТ 8733-87 на стальные бесшовные трубы – актуализированная версия стандарта за номером 8733-74. Вскоре после принятия документ был отменен и в настоящее время не используется.
  • ГОСТ 8734-78 на стальные бесшовные трубы никогда не существовал. Его номер представляет собой смешение 8732-78, содержащего сортамент труб горячей деформации, и упомянутого выше 8734-75.
  • Аналогично, трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8733-75 – явное смешение соответствия продукции стандартам 8733-74 (техусловия) и 8734-75 (сортамент).
  • Трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8732-75 тоже не существуют в природе. И этот номер – явное искажение – 8732-78, содержащего сортамент горячедеформированных изделий.
  • Наконец, упоминающиеся на сайте некоего дилера трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8734-87 – и вовсе презабавнейший фейк.

Стандарт с таким номером на самом деле существует, только вот к ГОСТ он не имеет никакого отношения. Этот номер принадлежит документу в международной системе ИСО (International Organization for Standardization, ISO), который…. соответствует российскому ГОСТ 24296-93 “Штифты цилиндрические закаленные”.

К производству труб эта продукция имеет довольно сомнительное отношение.

ГОСТ 8734-75

Перейдем к изучению основных моментов стандартов. Итак, какой должна быть бесшовная холоднодеформированная труба по ГОСТу 8734-75?

Документ выделяет четыре класса изделий.

КлассОтношение наружного диаметра к толщине стенкиАбсолютные значения диаметра (D) и толщины стенки (S), мм
Особотонкостенные40 и болееD менее 20, S менее 0,5
Тонкостенные12,5 – 40D менее 20, S менее 1,5
Толстостенные6 – 12,5
ОсоботолстостенныеМенее 6
  • Немерной длины (от 1,5 до 11,5 м).
  • Мерной длины (4,5 – 9 м с допуском +10 мм).

Однако: для внешнеторговых организаций предусмотрена поставка изделий мерной длины от 4 метров.

  • Длины, кратной мерной (от 1,5 до 9 м с припуском на каждый рез 5 мм).

Полный перечень диаметров и толщины стенок, которые предусматривает ГОСТ 8734-75 на стальные бесшовные трубы, слишком велик для небольшой статьи, поэтому приведем лишь граничные значения.

  • Диаметр составляет от 5 до 250 мм.
  • Толщина стенок – 0,3 – 24 мм.

Для сравнения: при производстве методом горячей деформации стенки могут достигать 75 миллиметров.

Впрочем: по согласованию с заказчиком сортамент может быть расширен. В частности, возможен выпуск труб с наружным диаметром 4 и толщиной стенок 0,2 мм.

Изделия поставляются именно по приведенным значениям – наружному диаметру и толщине стенок. При желании заказчика возможна поставка по внутреннем диаметру и стенке или обоим диаметрам и разностенности.

Диапазон допусков вполне предсказуемо определяется ключевыми параметрами.

Допуск по диаметруДиаметр, мм
0,15 мм4 – 10
0,3 мм10 – 30
0,4 мм30 – 50
0,8 %50 и более
Допуск по толщине стенокТолщина стенок, мм
0,12 ммДо 1
10 %1 – 5
12 %1 – 2,5 при диаметре от 100 мм
8 %Свыше 5

ГОСТ 8733-74

Как уже упоминалось, ГОСТ 8733-74 на стальные бесшовные трубы содержит технические условия для их производства.

Прочность и даже внешний вид изделий нормируются.

Документ предусматривает следующие группы по способу нормирования:

  • Б – с нормированием химического состава.
  • В – с нормированием химического состава и механических свойств.
  • Г – с нормированием химического состава и механических свойств с контролем последних на термообработанных образцах.
  • Д – с нормированием гидравлических испытаний.
  • Е – с нормированием термической обработки, марки стали и механических свойств.

В общем случае изделия поставляются заказчику после термической обработки (обжига, отпуска или нормализации). Исключение – особотонкостенная труба с отношением диаметра к толщине стенки D/S=50 и более; впрочем, и здесь все определяется договором между заказчиком и производителем.

Наличие трещин, пленок, закатов и раковин на поверхности не допускается. Незначительные дефекты вроде вмятин и следов отслоившейся окалины допустимы, но не должны выводить изделие за границы установленных стандартом допусков.

В общем случае торцы обрезаются под прямым углом к продольной оси. На трубах под сварку может быть снята фаска под углом в 34 – 40 градусов к ее торцу; при этом по краю оставляется кольцо шириной от 1 до 3 миллиметров.

На торцах сняты фаски под сварной шов.

Потребитель может потребовать гидравлических испытаний давлением, которое вычисляется по формулам ГОСТ 3845, но не более 200 атмосфер. Испытания большим давлением возможны по согласованию с производителем.

На фото – стенд для гидравлических испытаний.

Однако: вместо гидравлических испытаний возможны испытания неразрушающими методами, инструкция по проведению которых содержится в том же стандарте за номером 3845.

Кроме того, для прошедших термообработку труб из сталей марок 20, 10 и 15 ХМ по требованию заказчика предусматриваются следующие виды испытаний:

  1. На загиб – для всех типоразмеров.
  2. На раздачу – для диаметра до 160 и толщины стенок до 8 мм.
  3. На сплющивание – диаметром от 22 и толщиной стенки до 10 мм.
  4. На бортование – для диаметров D = 25 – 160 мм при толщине стенки:
    • При D до 60 мм – до 10 % D.
    • При D = 60 – 108 мм – до 8% D.
    • При D = 108 – 140 мм – до 6% D.
    • При D = 140 – 160 мм – до 5 % D.

Изделия принимаются партиями.

Размер партии лимитирован их размерами:

  • При диаметре до 76 мм и толщине стенки до 2,5 мм – не более 400 штук.
  • При прочих размерах – не более 200 штук.

Разумеется, речь лишь о правилах приемки. Ничто не мешает заказать куда большее количество труб.

По требованию потребителя партия может состоять из труб, произведенных из стали одной плавки.

Заключение

Надеемся, что не утомили читателя обилием цифр и сухой технической информации. Увы, сама тематика статьи подразумевает весьма умеренное количество лирических отступлений (см.также статью “Скорлупа для труб: изучаем особенности и технологию монтажа”).

Как всегда, приложенное видео предложит дополнительные материалы. Успехов!

Оставить комментарий

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Технология трубы: производства и холоднодеформированные

Особенности и область применения

Для начала узнаем, для чего по большому счету необходимы бесшовные трубы (просматривайте кроме этого статью «Прозрачная труба: характеристики и материалы»).

Увы, придумать им использование при монтаже своими руками сантехники либо любого другого домашнего оборудования сложно. Цена изделий через чур высока, а прочность заведомо избыточна для любых разумных целей.

В случае если кратко, то они пользуются спросом там, где нужна экстремальная прочность (в первую очередь — на разрыв). Другая разработка, куда более недорогая и технологичная — производство сварных труб — имеет значительный недочёт.

Не обращая внимания на все способы контроля, шов постоянно будет не сильный местом: при превышении предела прочности трубопровод будет рваться как раз по его линии.

Уточним: все электросварные трубы не следует валить в неспециализированную кучу. прочность и Качество шва очень сильно различаются в зависимости от выбранной разработки; так, высокочастотная сварка дает нехорошее уровень качества шва если сравнивать с электродной в аргоновой среде.

Приведем пара примеров областей применения бесшовных труб.

  • Насосно-компрессорные трубопроводы, служащие для газового конденсата и перекачки нефти под большим давлением.
  • Обсадные колонны нефтяных скважин.
  • Трубопроводы для поддержания внутрипластового давления при разработке подземных месторождений.
  • Стены баллонов со сжатым газом.
  • Гидравлические цилиндры.

Комбинируя марку стали и толщину стенок, возможно взять трубы с чертями, удовлетворяющими фактически любым требованиям к прочности.

Бесшовные холоднодеформированные трубы

Производятся по той же технологии (трубный прокат), что и горячедеформированные изделия. Только в самом завершении работы изделие прогоняют через дополнительную прокатку в холодном состоянии. Различные технологии прокатки позволяют получать на выходе продукцию с различными техническими характеристиками, что обуславливает широкие возможности использования труб.

Основные области применения:

  • Коммунальное хозяйство;
  • Производство автомобилей;
  • Нефтегазовая область;
  • Химическая промышленность;
  • Производство разного рода механизмов;
  • Строительство;
  • Котельные установки.

Почему холоднодеформированные бесшовные трубы так широко используются при производстве автомобилей и различных механизмов? Все дело в высококачественной наружной и внутренней поверхности, а также в отличных несущих свойствах и стойкости к высокому внутреннему давлению.

Согласно ГОСТ, стандартное изделие может быть изготовлено из стали под марками 10, 35, 20, 45, 15ХМ. Все стандарты, которым должно соответствовать изделие, определяется ГОСТ 8734-85.

Продукция подразделяется на 4 основных категории:

  • Особо тонкостенные изделия;
  • Тонкостенные изделия;
  • Толстостенные изделия;
  • Особо толстостенные изделия.

Говоря о характеристиках холодноформированных бесшовных труб, нельзя не упомянуть про их высокую точность размеров форм и стенок. Именно поэтому они с равной степенью эффективности могут применяться и в прокладке систем трубопроводов, и в производстве различных устройств.

Разработка производства

Заготовки для производства — так именуемые передельные трубы, каковые производятся способом тёплой деформации из цилиндрических заготовок — штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь делается пластичной, и преобразовывается в полый цилиндр — гильзу — на так именуемом прошивном стане.

Упрощенно говоря, ее предстоящая обработка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с неспешно уменьшающимся размером на стационарной либо вращающейся оправке. Ключевое отличие от горячекатаных труб — в том, что, в отличие от них, холоднодеформированные проходят главные операции при температуре ниже отметки рекристаллизации.

Как выглядят главные этапы производства?

  1. Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
  2. Химическая обработка, нужная для удаления с окалины и поверхности ржавчины. Для углеродистых сталей употребляются растворы кислот (серной и соляной), для легированных — расплав едкого натра с окислителем NaNO3. По окончании травления заготовки последовательно промываются тёплой водой в ванне, после этого струей холодной воды под давлением, по окончании чего 20-30 мин. сушатся при температуре 150 — 180С.
  3. Заготовки отправляются в ванны со технологическими покрытиями и смазкой, каковые снижают утраты на трение при предстоящей обработке.
  4. После этого передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в ходе прокатки значительно уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки в один момент пара увеличивают длину заготовки.
  5. Предстоящая обработка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках либо волочение в кольцевом калибраторе. Труба совсем формируется, преобразовываясь в изделие с заданным диаметром и идеальной геометрией.
  1. Последний этап перед прохождением контроля качества — термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с последующим постепенным остыванием снимаются накопившиеся внутренние напряжения материала, возрастают его вязкость и пластичность.

Нормативные документы

Список

Вот список стандартов, в соответствии с которым производятся бесшовные трубы холодной деформации:

ДокументСодержание
ГОСТ 8734-75Сортамент изделий
ГОСТ 8733-74Технические требования к производству

Что любопытно, на сайтах многих дилеров продукции трубопрокатных фирм видятся откровенная дезинформация. В перечнях нормирующих производство документов упоминаются несуществующие либо неактуальные стандарты.

Приведем пара примеров.

  • ГОСТ 8733-87 на металлические бесшовные трубы — актуализированная версия стандарта за номером 8733-74. Практически сразу после принятия документ был отменен и на данный момент не употребляется.
  • ГОСТ 8734-78 на металлические бесшовные трубы ни при каких обстоятельствах не существовал. Его номер является смешением 8732-78, содержащего сортамент труб тёплой деформации, и вышеупомянутого 8734-75.
  • Подобно, трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8733-75 — явное смешение соответствия продукции стандартам 8733-74 (техусловия) и 8734-75 (сортамент).
  • Трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8732-75 также не существуют в природе. И данный номер — явное искажение — 8732-78, содержащего сортамент горячедеформированных изделий.
  • Наконец, упоминающиеся на сайте некоего дилера трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8734-87 — и вовсе презабавнейший фейк.

Стандарт с таким номером в действительности существует, лишь вот к ГОСТ он не имеет никакого отношения. Данный номер в собственности документу в интернациональной системе ИСО (International Organization for Standardization, ISO), который…. соответствует русскому ГОСТ 24296-93 «Штифты цилиндрические закаленные».

ГОСТ 8734-75

Перейдем к изучению главных моментов стандартов. Итак, какой должна быть бесшовная холоднодеформированная труба по ГОСТу 8734-75?

Документ выделяет четыре класса изделий.

КлассОтношение наружного диаметра к толщине стеныБезотносительные значения диаметра (D) и толщины стены (S), мм
Особотонкостенные40 и болееD менее 20, S менее 0,5
Тонкостенные12,5 — 40D менее 20, S менее 1,5
Толстостенные6 — 12,5
ОсоботолстостенныеМенее 6
  • Немерной длины (от 1,5 до 11,5 м).
  • Мерной длины (4,5 — 9 м с допуском +10 мм).

Но: для внешнеторговых организаций предусмотрена поставка изделий мерной длины от 4 метров.

  • Длины, кратной мерной (от 1,5 до девяти метров с припуском на любой рез 5 мм).

толщины стенок и Полный перечень диаметров, каковые предусматривает ГОСТ 8734-75 на металлические бесшовные трубы, через чур велик для маленькой статьи, исходя из этого приведем только граничные значения.

  • Диаметр образовывает от 5 до 250 мм.
  • Толщина стенок — 0,3 — 24 мм.

Но: по согласованию с клиентом сортамент возможно расширен. В частности, вероятен выпуск труб с наружным толщиной 4 и диаметром стенок 0,2 мм.

Изделия поставляются как раз по приведенным значениям — наружному толщине и диаметру стенок. При жажде клиента вероятна поставка по внутреннем стенке и диаметру либо обоим диаметрам и разностенности.

Диапазон допусков в полной мере предсказуемо определяется ключевыми параметрами.

Допуск по диаметруДиаметр, мм
0,15 мм4 — 10
0,3 мм10 — 30
0,4 мм30 — 50
0,8 %50 и более
Допуск по толщине стенокТолщина стенок, мм
0,12 ммДо 1
10 %1 — 5
12 %1 — 2,5 при диаметре от 100 мм
8 %Более чем 5

ГОСТ 8733-74

Как уже упоминалось, ГОСТ 8733-74 на металлические бесшовные трубы содержит технические условия для их производства.

Какие конкретно как раз?

Документ предусматривает следующие группы по методу нормирования:

  • Б — с нормированием состава.
  • В — с нормированием механических свойств и химического состава.
  • Г — с нормированием механических свойств и химического состава с контролем заключительных на термообработанных примерах.
  • Д — с нормированием гидравлических опробований.
  • Е — с нормированием термической обработки, марки механических свойств и стали.

В общем случае изделия поставляются клиенту по окончании термической обработки (обжига, отпуска либо нормализации). Исключение — особотонкостенная труба с отношением диаметра к толщине стены D/S=50 и более; но, и тут все определяется соглашением между производителем и заказчиком.

Наличие трещин, пленок, раковин и закатов на поверхности не допускается. Незначительные недостатки наподобие следов и вмятин отслоившейся окалины допустимы, но не должны выводить изделие за границы установленных стандартом допусков.

В общем случае торцы обрезаются под прямым углом к продольной оси. На трубах под сварку возможно снята фаска под углом в 34 — 40 градусов к ее торцу; наряду с этим по краю оставляется кольцо шириной от 1 до 3 миллиметров.

Потребитель может «настойчиво попросить» гидравлических опробований давлением, которое вычисляется по формулам ГОСТ 3845, но не более 200 атмосфер. Опробования громадным давлением вероятны по согласованию с производителем.

Но: вместо гидравлических опробований вероятны опробования неразрушающими способами, инструкция по проведению которых содержится в том же стандарте за номером 3845.

Помимо этого, для прошедших термообработку труб из сталей марок 20, 10 и 15 ХМ по требованию клиента предусматриваются следующие виды опробований:

  1. На загиб — для всех типоразмеров.
  2. На раздачу — для диаметра до 160 и толщины стенок до 8 мм.
  3. На сплющивание — диаметром от 22 и толщиной стены до 10 мм.
  4. На бортование — для диаметров D = 25 — 160 мм при толщине стены:
  5. При D до 60 мм — до 10 % D.
  6. При D = 60 — 108 мм — до 8% D.
  7. При D = 108 — 140 мм — до 6% D.
  8. При D = 140 — 160 мм — до 5 % D.

Изделия принимаются партиями.

Размер партии ограничен их размерами:

  • При диаметре до 76 мм и толщине стены до 2,5 мм — не более 400 штук.
  • При других размерах — не более 200 штук.

По требованию потребителя партия может складываться из труб, произведенных из стали одной плавки.

Бесшовные горячедеформированные трубы

Данные изделия идеально подходят для транспортировки агрессивных жидкостей. Широко применяются в следующих областях:

  • Строительство;
  • Нефтедобывающая отрасль;
  • Машиностроение;
  • Химическая промышленность;
  • Перерабатывающая промышленность;
  • Сфера ЖКХ (проведение магистральных трубопроводов).

Особо толстостенные трубы

Стандарты при производстве горячедеформированной трубы определяются исходя из ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8731-87. Основные характеристики изделия: наружный диаметр 25-530 мм, различается повышенная и обычная точность производства. Изготавливаются из марок стали 10, 35, 20, 45.

Благодаря характеристикам изделие может применяться для транспортировки жидкостей и газа под высоким давлением.

Не менее важными являются и следующие преимущества таких изделий: герметичность, стойкость к образованию коррозию, повышенная прочность и надежность.

Особо тонкостенные трубы

Продукция столь востребована для транспортировки таких жидкостей и веществ, как нефть, газ, вода, потому, что они способны выдержать высочайший уровень внутреннего и окружающего давления. Они не заменимы там, где планируется установить инженерный замкнутый трубопровод.

Изделия подразделяются на различные группы согласно длине. Производятся они из различных типов стали: углеродистой, легированной, низколегированной. Выбор продукции зависит от требований сферы, где ее планируется использовать.

Подведем итоги

Горячедеформированные и холоднодеформированные современные бесшовные трубы появились на рынке сравнительно недавно, но сразу же стали очень востребованы в промышленных отраслях. Они обладают всеми качествами для того, чтобы справляться с важными и ответственными задачами. Перед покупкой изделия рекомендуется просмотреть фото, изучить всю информацию о нем. Фото продукции вы также можете посмотреть на нашем сайте.

Технология производства холоднодеформированных труб

Технологический процесс производства холоднокатаных труб состоит из ряда последовательных операций. При холодной прокатке трубную заготовку со склада подают на стеллажи, где производят осмотр и отбраковку некачественной продукции. У годных заготовок обрезают концы, разрезают и набирают их в пакеты. При производстве труб из специальных сталей, заготовки подвергают предварительному отжигу в печи. Это нужно для восстановления пластических свойств металла до уровня, необходимого для пластической деформации. В зависимости от состава стали, применяют два вида термообработки: одинарную (отжиг, нормализация или отпуск); двойную (закалка или нормализация с последующим отпуском).

Технология производства холоднодеформированных труб

Отжиг (рекрестализационный) ведут по следующему режиму: нагрев трубы до температуры, превышающей температуру кристаллизации на 30-50°, выдержка и медленное охлаждение. Для труб из углеродистых сталей с 0,08-2%С температура отжига составляет 680-700°. Отжиг труб из стали ШХ-15 проводят при температуре 790±10°С с выдержкой в течение 1-2 часов и быстрым охлаждением до 720°С, замедленным – до 650°С, а затем на воздухе. При отжиге снижается твердость металла, повышается вязкость, снимаются внутренние напряжения, устраняется структурная неоднородность.

Нормализация протекает по схеме: нагрев труб до температуры выше температуры рекристаллизации на 50°С, непродолжительная выдержка для прогрева и завершения фазовых превращений с последующим охлаждением на воздухе. Для низкоуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо отжига при 850-1000 (без выдержки), а для легированных сталей при 950-1050°С с выдержкой, равной 1минута на 1 миллиметр толщины стенки трубы. Охлаждение углеродистых сталей проводят на открытом воздухе, а легированных в ванне с водой. Нормализация устраняет крупнозернистую структуру, полученную при деформации; уменьшает внутренние напряжения; повышает механические свойства стали.

Закалку ведут по схеме: нагрев трубы до температуры растворения избыточных фаз, выдержка и быстрое охлаждение со скоростью, превышающей критическую. Обычно применяется температура закалки труб с последующим охлаждением водой. Чтобы снизить фазовые напряжения закалки обязательно проводят отпуск, который является окончательной операцией термической обработки. Схема отпуска: нагрев труб в закаленном состоянии до температуры ниже интервала превращений, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение с определенной скоростью. В результате отпуска сталь получает требуемые механические свойства: повышенную вязкость при сохранении прочности и упругости, уменьшение внутренних напряжений.

Большую роль в получении холоднокатаных труб высокого качества играет химическая подготовка поверхности труб перед деформацией. Окалину с поверхности углеродистых труб удаляют травлением в кислотных растворах (H2SO4, HCl). При травлении хорошо растворяется железо и его оксид FeO. В процессе химической реакции кислотного раствора с окалиной выделяется водород, который разрушает сцепление окалины с металлом и способствует ее отделению. При травлении около 0,5% металла теряется, в результате качество металла ухудшается – он приобретает травильную хрупкость, для борьбы с которой используют специальные присадки. Для травления труб из легированных сталей применяют щелочной расплав NaOH с окислителем NaNO3. При обработке сталей в этом расплаве происходит преобразование оксидов железа и легирующих элементов в высшие, легко растворимые в кислотах.

После травления для удаления с поверхности труб кислотного раствора и продуктов травления трубы промывают горячей водой в ванне, а затем струей холодной воды под давлением.

Так как технологические покрытия и смазки плохо пристают к влажной поверхности трубы, то после промывки трубы подвергают сушке в печах, при температуре 150-180°С. Продолжительность сушки составляет 20-30 минут.

Перед холодной прокаткой на поверхность труб наносят технологические покрытия и смазки, которые служат для уменьшения коэффициента трения при деформации и получения труб без поверхностных дефектов, а кроме того защищает металл от атмосферной коррозии. В качестве покрытия для труб применяют омеднение, фосфотирование и оксолатирование.

Омеднению подвергают трубы из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей с чистой , обезжиренной или травленой поверхностью. На трубных заводах применяют два способа нанесения медной пленки – холодный (контактный) и горячий. В состав растворов для химического омеднения входят: серная кислота (H2SO4); сульфат меди (CuSO4 5H20); хлорид натрия (NaCl); сульфат железа (FeSO4 7H2O). Температура раствора 30 – 75°С, время выдержки 1 – 20 минут. Для труб из стали с высоким содержанием никеля и молибдена применяют холодное омеднение в контакте со стержнями из углеродистой стали при этом трубы являются катодами, а прокладки из углеродистой стали – анодами, возникает гальванический ток.

При холодной прокатке труб из углеродистых и легированных сталей в качестве покрытия применяют фосфатную пленку, которая обладает высокой смачиваемостью и способностью удерживать на поверхности металла смазку. В промышленности применяют два способа фосфатирования. В состав растворов для фосфатирования труб входят: оксид цинка (ZnO); ортофосфорная кислота (H3PO4); азотная кислота (HNO3). Температура раствора 50 – 70°, выдержка 7 – 10 минут.

После фосфатирования трубы обрабатывают в 5 – 10 % – ном водном растворе хозяйственного мыла при температуре 35 – 50° в течение 8 – 10 минут. При взаимодействии мыла с цинкофосфатной пленкой образуется цинковое мыло, обладающее хорошими антифрикционными свойствами.

Медные фосфатные покрытия не могут быть использованы в качестве смазок. Поэтому их всегда применяют в качестве подслоя, а сверху наносят тонкий слой смазки, которая благодаря прочному покрытию хорошо удерживается на трубе в процессе холодной прокатки, предохраняя ее от непосредственного контакта с инструментом. При холодной деформации труб применяют следующие виды смазок: тальк; графит; солидол; касторовое масло; мыльная эмульсия; окись цинка; полимерные жирные кислоты; хлористый аммоний или натрий.

Клеть стана холодной прокатки труб – ХПТ

Стан холодной прокатки труб ХПТ – 32-2 предназначен для получения труб повышенной точности по диаметру и толщине стенки путем пластической деформации металла валками на конической оправке.

Основным принципом работы стана холодной прокатки труб является уменьшение радиуса кольцевой щели, образованной между калибрами рабочих валков и оправкой при возвратно-поступательном движении рабочей клети.

Стан холодной прокатки имеет периодический режим работы, так как труба прокатывается отдельными участками по ее длине. Прокатка трубы осуществляется на неподвижной конической оправке – калибрами, установленными и закрепленными в рабочих валках. Ручей калибров выполнен переменным радиусом, максимальная величина которого равна радиусу заготовки, а минимальная – радиусу готовой трубы.

Движение клети, при котором происходит уменьшение размеров заготовки по диаметру и толщине стенки называется прямым ходом. Во время прямого хода клети калибры поворачиваются на угол 185-214°, при этом радиус кольцевой щели между ними и оправкой уменьшается по мере приближения клети к крайнему переднему положению. В крайнем переднем положении рабочей клети калибры выходят из контакта с трубой, и она вместе с оправкой поворачивается на угол 57-90°, после чего валки возвращаются в исходное положение, т.е. происходит обратный ход клети. В исходном положении труба не соприкасается с калибрами, и механизм подачи продвигает ее по оправке вперед на определенную величину, называемую подачей. После этого снова следует прямой ход клети и цикл повторяется.

В результате уменьшения диаметра и толщины стенки увеличивается длина готовой трубы по сравнению с длиной заготовки. Это увеличение длины называется вытяжкой. При холодной прокатке наибольшее уменьшение поперечных сечений стальных труб достигает 88%, а уменьшение толщины стенки 70%, при этом допуск на диаметр обычно находится в пределах ±0,5-0,8% от диаметра готовой трубы, а допуск на толщину стенки ±0,5-10% от заданного ее готового значения.

За время одного полного цикла прокатки за пределы очага деформации выходит участок готовой трубы, длина которого равна произведению подачи на суммарную вытяжку (отношение длины готовой трубы к длине заготовки). Это произведение называется линейным смещением металла.

Станы холодной прокатки труб принято называть валковыми станами, так как деформация заготовки осуществляется валками, принудительное вращение которых, обеспечивается зацеплением их ведущих зубчатых шестерен со стационарно установленными зубчатыми рейками. Синхронизация вращения верхнего и нижнего валков обеспечивается зубчатыми колесами.

Для исключения затекания деформируемого металла в зазор между цилиндрическими (нерабочими) поверхностями калибров выполняют развалку ручья вблизи кромок. В результате ширина ручья по образующей бочки калибров в любом его сечении превышает формируемый в нем диаметр трубы. Для последовательной раскатки металла, заполняющего выпуски и нарушающего круглость сечения трубы, в конце хода клети вперед заготовку поворачивают вокруг ее оси примерно на 1/6 периметра. Во избежание интенсивного износа калибров и огранки прокатываемых труб угол кантовки выбирают 60°.

Технологические особенности прокатки на неподвижной оправке и весьма значительные динамические нагрузки в системе, обусловленные цикличностью процесса, высокие требования к точности проката и качеству его поверхности сдерживают рост производительности станов холодной прокатки труб. Этим объясняется поиск новых конструктивных решений, повышенное внимание к ремонту и обслуживанию станов.

Основные направления совершенствования технологического процесса и оборудования для повышения качества проката и производительности процесса включают:

1. удлинение хода рабочей клети с целью увеличения обжатия металла за один проход;

2. увеличение числа одновременно прокатываемых труб;

3. сокращение длительности перезарядки;

4. повышение жесткости системы « инструмент – рабочая клеть » и быстроходности оборудования;

5. использование новых конструкций инструмента и рационализация его калибровок.

Холодная прокатка является одним из основных способов изготовления тонкостенных труб из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей; толстостенных труб с точным внутренним каналом для установок высокого давления; пароперегревательных и профильных труб для энергетических установок; труб высокой точности для машиностроения и авиационной промышленности.

К основным достоинствам технологического процесса холодной прокатки труб относят: сведенные к минимуму потери металла в обрезь; возможность достижения высоких обжатий по стенке и диаметру трубы с использованием конической оправки; значительное снижение разностенности и допусков по толщине стенки трубы; получение широкого сортамента готовых труб из ограниченного числа типоразмеров заготовок; высокое качество наружной и внутренней поверхности труб.

Технологическая схема холодной прокатки труб зависит от марки стали (сплава), из которой изготавливают трубы, их размера и назначения.

В процессе холодной прокатки труб в результате пластической деформации металла и его скольжения по инструменту выделяется значительное количество тепла, которое, в первую очередь, разогревает деформирующий инструмент, ухудшает условия работы технологических смазок, что приводит к понижению стойкости инструмента, ухудшению его качества и качества труб. Для охлаждения инструмента и прокатываемой трубы применяют эмульсии на основе нефтепродуктов. Они обладают высокой теплопроводностью и хорошей смачиваемостью.

Металлопродукция
высокого качества

Труба бесшовная холоднодеформированная гост 8734-75 является самым прочным изделием среди всего трубного металлопроката. Благодаря тому, что по всей длине нет сварного шва, полностью исключается утечка жидкостей или газообразных веществ. Данную продукцию можно эксплуатировать даже в тяжелых условиях (под высоким давлением и под воздействием высоких температур).

Ниже мы подробно рассмотрим, что представляет собой труба бесшовная холоднокатаная и как проходит весь технологический процесс изготовления. Разберем все необходимые характеристики, которые вам необходимо знать для подбора подходящего материала.

Труба бесшовная холоднодеформированная гост 8734-75 размеры и характеристики

Для производства используется сталь высокого качества с большим содержанием углерода в составе. Углерод делает металл более твердым и стойким к физическому воздействию со стороны. Как видно из названия труба стальная бесшовная холоднодеформированная гост 8734-75 не имеет на своей поверхности соединительного шва. Благодаря этому продукция получает дополнительную прочность.

Базовые технические характеристики зависят от конкретного способа изготовления, а также от марки стали, из которой производится изделие. Каждый этап производства регламентируется соответствующим ГОСТом. В нем прописаны все параметры, размеры и характеристики, которым должна соответствовать готовая продукция.

На основании соответствующего ГОСТа, изделия полученные методом холодной деформации, обладают следующими техническими характеристиками:

  • Стенка трубы должна обладать определенной толщиной, в зависимости от прямого назначения. Минимальная толщина составляет 0,3 миллиметра, максимально возможная толщина не должна превышать порог в 24 миллиметра;
  • Каждый метр трубы должен иметь одинаковую массу в зависимости от толщины и диаметра. Данный показатель указан в соответствующей таблице ГОСТа;
  • Труба обладает внешним и внутренним диаметром. Внутренний диаметр может составлять от 5 до 250 миллиметров;
  • Имеется дополнительный показатель отклонения кривизны, который учитывается в проектных расчетах. Он не должен превышать три миллиметра. Если этот показатель будет больше, то продукция отправится в брак;
  • Длина изделия может быть мерной (минимальная — 4,5 метра, а максимальная длина – 9 метров) и немерной (от 1,5 до 11,5 метров).

Базовая классификация продукции

Изделия классифицируются на основании технических характеристик. Имеется четыре основные классификации:

  • В зависимости от формы трубы (круглое сечение, квадратное сечение, прямоугольное сечение);
  • В зависимости от толщины стенки. Есть тонкостенные и толстостенные изделия;
  • В зависимости от внутреннего диаметра. Малые (от 5 до 60 миллиметров), средние (от 60 до 150 миллиметров), большие (от 150 до 250 миллиметров).

Бесшовная продукция подразделяется на шесть групп по главному назначению. Каждая из этих категорий обладает своим набором характеристик и параметров, которые применяются в определенной отрасли:

  • Первая категория – газовые. Это обычные трубы, которые применяются для транспортировки бытовых жидкостей и газообразных веществ. В строительной отрасли их можно использовать для различных конструкций, которые будут испытывать небольшие нагрузки;
  • Вторая категория – трубопроводы магистрального назначения. Они предназначены для передачи жидкостей и газообразных веществ на большие расстояния под высоким давлением;
  • Третья категория – комбинированные трубопроводы. Эти изделия способны выдерживать как большое внутреннее давление, так и высокую температуру;
  • Четвертая категория – для газодобывающей и нефтедобывающей промышленности. Применяются для специального оборудования, которое устанавливается глубоко под землей или под водой;
  • Пятая категория – конструкционные. Они обладают высокими прочностными показателями. Из этого материала делают прочные конструкции несущего типа, а также используют в машиностроении для элементов каркаса;
  • Шестая категория – машиностроительные. Благодаря своим особым механическим свойствам, эта продукция отлично подходит для изготовления поршневой системы двигателей и гидравлических механизмов.

Какими преимуществами обладают бесшовные трубы

Благодаря использованию специальной стали с высоким содержанием углерода, а также особой технологии производства эти изделия обладают высокой прочностью, что выделяет их среди всего остального металлопроката.

Вот несколько других преимуществ, благодаря которым бесшовная

продукция так популярна на отечественном рынке:

  • Отсутствие сварного соединения делает трубы герметичными, что позволяет использовать их при высоких показателях давления и температурного режима;
  • Высокие показатели жесткости, делают продукцию более стойкой к различным внешним механическим деформациям (удары, изгибы);
  • Тонкостенная продукция обладает небольшой массой, что позволяет применять ее в самолетостроении для изготовления различных крепежных элементов каркаса самолета;
  • Высокий показатель экологической безопасности. Полностью исключается утечка, поэтому их можно использовать для транспортировки различных веществ с очень агрессивной средой (кислоты, щелочи и т.д.).

Как делают трубу бесшовную

Весь технологический процесс изготовления продукции холоднодеформированного типа выполняется в несколько операций. На подготовительном этапе необходимо выложить все стальные заготовки на специально подготовленные стеллажи и выполнить полный осмотр. Все подозрительные и деформированные заготовки необходимо забраковать. Далее у каждой заготовки необходимо отрезать неровные концы. В случае, если материал заготовок имеет специальные примеси для повышения прочности, то перед прокатом его необходимо отжечь. Благодаря отжигу сталь получит дополнительные свойства, а также необходимую пластическую деформацию.

А теперь давайте рассмотрим каждую технологическую процедуру более подробно. Начнем мы с отжига (термическая обработка). Металлическая заготовка нагревается в специальных печах до определенной температуры, которая приблизительно на 40 градусов должна превышать показатель кристаллизации стального сплава. После нагрева выполняется выдержка в течение необходимого временного промежутка, а далее выполняется охлаждение в медленном режиме. В результате данной процедуры материал заготовки становится более вязким, структура стали становится неоднородной. Температура термической обработки будет зависеть от конкретной марки стали. Если процентное соотношение углерода в составе не будет превышать 2 процента, то температура нагрева может составлять порядка 700 градусов. Если количество углерода в составе будет больше, то температура отжига может достигать порядка 790 градусов.

Кроме отжига может выполняться процедура нормализации. Она выполняется практически по такой же схеме, как и отжиг. Сначала заготовка нагревается, только в этом случае температура нагрева может достигать 1000 градусов. Далее выполняется выдержка на протяжении небольшого временного промежутка (1-2 минуты) и последующее охлаждение в воде или на открытом воздухе в зависимости от марки материала. Сталь с высоким содержанием углерода охлаждают на воздухе, а легированные стали охлаждают в специальной емкости с холодной водой. Процедура нормализации позволяет улучшить механические свойства материала в несколько раз.

Для повышения прочности материала бесшовки выполняется процедура закалки. Сначала заготовка нагревается до необходимой температуры, при которой избыточные фазы начнут растворяться. После этого небольшая выдержка и резкое охлаждение при помощи холодной воды. Благодаря закалке повышаются прочностные характеристики металла и улучшаются его механические свойства.

Химическая обработка в холодном прокате

В холодном прокате одним из важных процессов является химическая обработка металлической поверхности. Для этого используют различные растворы кислот, а для протравки используют раствор оксида железа. Химическая обработка необходима для того чтобы удалить с поверхности окалину, которая образовалась после закалки и другой термической обработки.

  1. После нанесения кислоты на поверхность будет выделяться водород, который будет разрушать структуру окалины.
  2. Далее необходимо тщательно промыть заготовку под теплой водой и удалить все следы окалин и химического раствора.
  3. Ну а после промывания трубы отправляются в специальные печи для просушки, где в течение получала, они находятся при температуре 150 градусов.

После химической обработки материал уже готов к холодной прокатке на специальных станках. Процедура деформации будет сопровождаться трением. Для того чтобы понизить коэффициент трения, на поверхности со всех сторон наносится небольшой слой смазки, а также выполняют дополнительную процедуру омеднения. Это необходимо для того, чтобы поверхность оставалась без дефектов при прокатке.

Омеднение – это нанесение небольшого слоя меди на заготовку. Покрывать медью можно как углеродистую, так и легированную продукцию. В основном используют горячий способ омеднения, когда специальный состав из сульфата меди и дополнительных примесей нагревается до 75 градусов и наносится на поверхность. Если сталь содержит больше одного процента дополнительных элементов в составе (молибден, никель и другие химические элементы), то применяют холодный способ омеднения. В этом случае используется специальная методика, основанная на гальваническом токе.

Дополнительно трубы можно покрывать фосфатной пленкой. Это делается для того, чтобы необходимая смазка как можно дольше удерживалась на поверхности изделия. Процедура выполняется при помощи раствора из оксида цинка и ряда кислот. Раствор нагревается до температуры в 60 градусов. В него помещается заготовка, не более чем на 10 минут. Далее необходимо дать раствору высохнуть и промыть водой и жидким мылом.

Теперь заготовка покрывается слоем смазки и оправляется на прокатный станок, где она проходим между вальцами, тем самым формируется труба определенной формы и геометрических размеров.

Области применения

Благодаря качественному производству бесшовной трубы и ее высоким показателям прочности и жесткости ее можно эксплуатировать в различных отраслях отечественной промышленности. Вот шесть основных областей применения, где можно использовать холоднокатаную бесшовную трубу:

  • Энергетическая промышленность. Применяется для подачи горячей воды и пара, а также для конструкционных элементов циркуляционного типа в паровых котлах и турбинах;
  • Химическая промышленность. Высокая герметичность изделия позволяет пускать по нему различные химические вещества с агрессивной средой (кислоты и щелочные растворы);
  • Нефтедобывающая промышленность. Используется для непосредственной добычи нефти. И для ее транспортировки под давлением на достаточно большие расстояния;
  • Пищевая промышленность. Очень востребованы для обычных трубопроводов, по которым подается холодная или горячая вода. А также для отвода пищевых отходов и продуктов жизнедеятельности человека;
  • Строительная отрасль. Здесь данные изделия используются для металлических конструкций, которые будут воспринимать большие нагрузки. Из труб собирают опоры и мачты различных геометрических размеров;
  • Авиастроение и машиностроение. Для создания некоторых элементов корпуса самолетов и автомобилей. Из подходящих труб делаются элементы поршневых и гидравлических систем.

Труба бесшовная холоднодеформированная гост 8734-75 имеет особенную технологию производства, которая состоит из нескольких технологических процессов. В результате получается прочный металлопрокат с высокими показателями и характеристиками.

Ссылка на основную публикацию