Труба цельнотянутая – идеальный товарищ, но не каждому по карману

1 Достоинства и недостатки сплошной конструкции

Область использования таких труб довольно обширная, и все благодаря их неоспоримым достоинствам, о которых мы сейчас и поговорим. Отсутствие швов делает продукцию практически неуязвимой. Трубы отличаются небольшим линейным расширением, вызванным воздействием высоких температур, не боятся высокого давления, коррозионно-устойчивы. Степень теплопроводности зависит от металла, как правильно, она находится на высоком уровне.

Трубы цельнотянутые

Идеально гладкая внутренняя поверхность способствует лучшей пропускаемости. По сравнению со сварными конструкциями такие трубы имеют гораздо лучшие показатели прочности и устойчивости к внешнему воздействию. Их изготавливают из различных марок сталей, которые во многом определяют сферу использования. Существует множество вариаций соединения таких труб, нужный способ подбирается в зависимости от типа сооружения. При этом, чтобы конструкция получилась достаточно надежной, к монтажу предъявляются особые требования.

Скажем несколько слов и о недостатках. Толстостенные изделия обычно славятся высокими антикоррозионными свойствами, при этом страдает их гибкость, что может вызвать некоторые трудности при проведении ремонтно-строительных работ. К тому же, для их производства необходимо специальное дорогое оборудование, да и саму технологию простой назвать нельзя. Все это в сочетании с дорогими материалами негативно сказывается на себестоимости продукции, и в некоторых случаях ее использование попросту нецелесообразно.

2 Виды цельнотянутых труб – тонкие и толстые стенки

Классификация этого типа металлопроката проводится в зависимости от толщины стенки. Если она толще диаметра, то бесшовная труба относится к особо толстостенному типу. Также существует просто толстостенные, тонкостенные и особо тонкостенные элементы. В первом случае толщина металла стенки варьируется в пределах от 5 до 10 % диаметра, во втором – от 2,5 до 5 %, а в третьем не превышает 2,5 %. Кроме того, существуют обыкновенные, усиленные и легкие конструкции. Если необходимо изделие, отличающееся повышенной стойкостью к коррозии, то обратить внимание следует на усиленные элементы, а вот легкие прекрасно поддаются гибке.

Бесшовные трубы

Отличается и материал, из которого производят продукцию. Наиболее часто используются различные марки сталей, однако существуют трубы, изготовленные из иных сплавов и даже цветных металлов. Благодаря такому разнообразию каждый сможет подобрать товар в зависимости от цели. Кроме того, такие трубы могут производить по разным технологиям. Существуют горяче- и холоднокатаные изделия, и их главным сходством можно назвать отсутствие швов. А вот об особенностях изготовления и требованиях мы поговорим дальше.

3 Где пригодится изделие – многообразие сфер

Благодаря высоким прочностным показателям, эти трубы нашли свое применение во многих отраслях человеческой жизнедеятельности, но все же основным следует считать монтаж различных магистралей. Они используются в нефтяной и газовой промышленности для транспортировки топлива. А отсутствие сварных швов и абсолютно гладкая внутренняя поверхность делает их главными элементами трубопровода, по которому подается питьевая вода. Но если в коммунальной сфере можно использовать и иные типы полых изделий, то для транспортировки агрессивных веществ, подающихся под высоким давлением либо повышенных температурах, именно бесшовная труба будет выступать незаменимым элементом.

Бесшовные трубы в строительстве

Однако на этом область применения еще не заканчивается. Без них трудно представить атомную промышленность. Изделия используются в машино-, авиа-, судо-, вагоно- и тракторостроении, где они прекрасно справляются с задачами вала передачи вращения и не только. Строительство, монтаж буровых вышек и угольных шахт – в этих нишах также необходимы цельнотянутые полые элементы. Их целесообразно применять в сложных эксплуатационных условиях, которые простой металл и сварочные швы могут не выдержать. Стоит сказать, что монолитные изделия нашли себя даже в тяжелой оборонной промышленности.

4 Требования стандартов к продукции

Все требования, предъявляемые к холоднодеформированной продукции. изложены подробно в ГОСТ 8734–75, и сейчас мы немного остановимся на них. Бесшовная труба такого типа выпускается мерной и немерной длины. В первом случае этот параметр находится в пределах от 1,5  до 11,5 м, во втором – 4,5–9м. Предельные отклонения составляют не более 10 мм. По требованию заказчика изделия мерной длины могут быть от 4 до 9 м, а предельные отклонения в этом случае остаются прежними. Трубы кратной мерной длины выпускаются от 1,5 до 9 м. Более подробно с размерами и предельными отклонениями изделия можно ознакомиться, заглянув в техническую документацию.

Прошедшие испытания бесшовные трубы

Обычно такая продукция изготавливается в соответствии с наружным диаметром и толщиной стенки. Но по требованию заказчика производители могут ориентироваться и на иные параметры, например, оба диаметра и разностенность, либо учитывать внутренний диаметр и толщину стенки. Также по желанию потребителя могут быть комбинированные предельные отклонения. Например, по толщине стенки изделие изготавливается повышенной точности, а вот по диаметру – обычной.

Производитель обязан следить, чтобы ни овальность, ни разностенность изделия не выводили его за пределы допустимых отклонений. В ГОСТ также приведены и значения возможной кривизны. Для труб диаметром до 8 мм она должна быть менее 3 мм. Причем с увеличением диаметра этот параметр наоборот уменьшается. А вот когда диаметр изделия находится в пределах от 8 до 10 мм, тогда максимально допустимая кривизна составляет всего 2 мм на метр длины. Если диаметр превышает 10 мм, то возможная кривизна и вовсе не должна быть более 1,5 мм.

Существует бесшовная труба специального назначения, выпускаемая в соответствии с ГОСТ 9941–81. Этот тип металлопроката также бывает мерной, кратной и немерной длины. Толщина стенки колеблется в пределах от 0,3 до 24 мм, а диаметр 5–250 мм. Допустимая кривизна зависит от параметров. Например, для труб диаметром свыше 5 мм и с толщиной металла от 0,5 мм этот показатель не может быть более 1 мм на метр. А вот у изделий, толщина стенок которых менее вышеуказанного значения, а диаметр больше 15 мм, кривизна может достигать 2 мм.

Края металлопроката обрезаются под углом 90° и не должны иметь дефектов. По требованию потребителя на концах изделий могут наноситься специальные фаски под сварку. При этом такое допускается только в случае, когда толщина металла превышает 5 мм.

Особые требования в этом случае предъявляются и к металлу изделия. Например, химический состав стали должен соответствовать ГОСТ 5632. Причем очень важно, чтобы доля вредных примесей, а именно серы, не превышала 0,02%. Согласно ГОСТ, изделия термически обрабатываются, однако по просьбе потребителя эту операцию можно не проводить. На поверхности не допускается наличие следующих дефектов: закаты, плены, рванины и трещины. Исключением выступают только трубы, не прошедшие зачистку. В этом случае на них могут присутствовать единичные плены, риски либо небольшие вмятины, но только при условии, что вышеуказанные дефекты не отразятся на толщине стенки и диаметре предмета.

Бесшовная труба такого качества по требованию заказчика должна свободно выдерживать гидравлическое давление. Более подробно нормы оговариваются в ГОСТ 3845. Также изделия могут проходить дополнительный контроль ультразвуком. А вот горячедеформированные трубы должны соответствовать нормам, оговоренным в ГОСТ 8732–78. В этой технической документации приведены таблицы с размерами изделий. Бесшовная горячедеформированная труба мерной и немерной длины выпускается от 4 000 до 125 000 мм. Если речь идет о длине, кратной мерной, то возможен небольшой припуск, не превышающий 5 мм на каждый рез. Предельные отклонения составляют +15 мм для изделий более 6000 мм и +10 мм в случае, когда труба короче указанной длины.

Овальность и разностенность пустотелого предмета не должны выводить за пределы нормы диаметр и толщину стенок. Рассмотрим значения допустимой кривизны. Этот параметр, как и в предыдущих случаях, зависит от толщины стенок элемента. Например, если она менее 20 мм, то этот параметр не может превышать 1,5 мм. Если толщина металла колеблется в пределах от 20 до 30 мм, то допустимой считается кривизна 2 мм. А вот для более толстостенных труб она может составлять даже 4 мм. Все приведенные значения соответствуют 1 м изделия.

5 Как проводятся испытания и проверка качества?

Бесшовная труба повышенного качества обязательно подвергается ряду испытаний, ведь в дальнейшем она будет частью весьма ответственных конструкций. Убедившись в том, что поверхность изделия не имеет никаких дефектов, с помощью специальных приборов измеряется длина, кривизна, овальность и диаметр полого предмета. Кроме того, обязательными являются испытания на растяжение, которые проводятся в соответствии с ГОСТ 10006–80. Определяют относительное удлинение и сужение элемента после разрыва, предел текучести материала и его временное сопротивление.

Испытания бесшовных конструкций

Еще бесшовная труба подвергается испытаниям на растяжение при повышенных температурах (ГОСТ 19040–81). В этом случае определяются характеристики материала при воздействии температур от 35 до 1200 °С. Эти элементы должны пройти и испытания гидравлическим давлением, в противном случае необходимо проводить контроль качества каждого изделия. В ГОСТ 17410 оговариваются условия проведения ультразвукового контроля. Если хотя бы по одному из показателей результаты неудовлетворительные, то проводят повторные испытания, но уже берется удвоенное количество образцов.

6 В чем состоит секрет производства?

Сперва рассмотрим технологический процесс изготовления горячекатаных труб. Следует отметить, что это производство состоит из нескольких этапов. В качестве сырья выступают специальные заготовки. Они могут быть кованными, катанными либо непрерывно литыми и даже слитками. Тип этого элемента влияет на качество и класс прочности готовой продукции. Сначала заготовки поступают на специальные станы либо прессы, где формируется гильза. Далее необходимо увеличить диаметр гильзы до нужного размера. На этом этапе проводится и выравнивание поверхности будущей трубы. После этого изделие поступает на специальный обкатный стан.

Производство бесшовных труб

Затем трубы идут на стан непрерывной горячей прокатки, и в завершении следует этап холодной калибровки. При необходимости на изделие наносится резьба. Процесс формирования гильзы проходит на специальных станках, состоящих из грибовидных или конусных валков, вращающихся в одну сторону. Они располагаются в вертикальной плоскости и имеют небольшой наклон, всего несколько градусов. На заготовку, расположенную между осей, воздействуют вращательно-поступательные движения. В результате уменьшается ее сечение, а в осевой части образуется небольшое отверстие.

Чтобы увеличить диаметр, необходима специальная оправка. Она устанавливается между валами, и во время последующих проходов металлическая гильза уже насаживается на нее. С помощью направляющих линеек и непроводных роликов можно избежать смещения конструкции. Существуют различные автоматические установки, с помощью которых происходит корректировка диаметра. Работают они по следующему принципу: специальная оправка вставляется в калибр таким образом, чтобы между этими двумя частями был зазор, равный толщине стенки будущего изделия. Затем бесшовная труба подвергается прокатке. Причем каждый раз оправка разворачивается на 90°.

Чтобы изделие поступило на оправку, опускается нижний ролик установки, и после того, как заготовка окажется на нужном месте, этот ролик занимает исходное положение. Таким образом труба возвращается в рабочую клеть для последующей операции. Теперь рассмотрим, как производится холоднодеформированная бесшовная труба. В качестве заготовки в этом случае также выступает горячекатаное изделие, просто оно нагревается до относительно небольших температур. Далее следует процесс волочения будущей трубы, во время которого она вытягивается, уменьшается толщина стенок и регулируется диаметр.

Эти элементы отличаются высоким качеством поверхности, что значительно расширяет область их применения. Чтобы добиться хороших антикоррозионных свойств, готовую трубу подвергают цинкованию. Благодаря тонкому слою цинка на поверхности металла появляется защитная пленка, препятствующая его контакту с кислородом и проникновению последнего вглубь. Обработанные таким образом изделия не нуждаются в дальнейшей покраске либо грунтовке.