Труба бесшовная толстостенная и с тонкими стенками – где грань между этими терминами?

1 Особенности и назначение этих труб

Речь идет о длинных пустотелых предметах, преимущественно круглого сечения, хотя встречаются и профильные изделия. В зависимости от способа изготовления эти элементы делятся на сварные и бесшовные. Последние пользуются огромным спросом благодаря ряду достоинств. Такая конструкция сводит вероятность течи к минимуму, ведь наиболее слабым местом выступает именно соединение, даже сварное. Монолитные изделия лишены такого недостатка. А возможность изготавливать экземпляры с тонкими стенками позволяет значительно облегчить конструкцию.

Нержавеющая труба имеет превосходную коррозионную стойкость. Она не боится перепадов температур, выдерживает огромные давления. К ее плюсам стоит отнести долговечность и прекрасные механические показатели. Кроме того, нержавеющая конструкция не нуждается в дополнительной обработке, например, покраске. Заслуживает внимания и прекрасный эстетический вид. К недостаткам следует отнести только завышенную стоимость по сравнению с аналогичными электросварными элементами.

Нержавеющие бесшовные трубы

Область использования таких полых изделий невероятно обширна, начиная с пищевой промышленности и заканчивая производством. Они нашли свое применение в машиностроении, строительстве, на производстве ответственных конструкций. Нефтяная и химическая промышленность также не обошлась без них, бесшовные трубы используются для транспортировки различного рода жидкости и газа. При этом трубопровод может быть не только наземным, но и подводным.

Толстостенная труба – незаменимый элемент гидравлических и энергетических систем. Используется при производстве элементов буровых установок. Она обладает повышенной надежностью, так что если необходимо собрать трубопровод для транспортировки особо токсичных веществ, то и здесь без такого изделия не обойтись. А вот тонкостенная отличается малым весом, поэтому если необходимо создать надежную, но облегченную конструкцию, следует обратить внимание именно на такой полый элемент.

2 Производство – сходства и отличия

Толстостенная, а также труба с тонкими стенками изготавливается несколькими способами. Сначала уделим внимание методу горячего деформирования. В качестве заготовки выступает специальная монолитная штанга из металла, которую помещают в печь и нагревают до такой температуры, чтобы материал стал достаточно пластичен, при этом не начал плавиться. После чего заготовка поступает на прошивной пресс. На этом этапе из нее вынимают сердцевину. Таким образом производят гильзу.

Чтобы из нее получился готовый пустотелый предмет, ее следует пропустить через специальные вальцы. Они вытягивают заготовку в горячем состоянии, формируют необходимый профиль определенного диаметра, а также задают толщину стенок. После такой обработки уже практически готовое изделие охлаждается в емкости с водой и еще раз вальцуется. С помощью последней обработки устраняются все дефекты в размерах. В конце следует резка и транспортировка.

Вытягивание заготовки в горячем состоянии через вальцы

Еще бесшовные элементы изготавливаются способом холодного деформирования. Правда, и в этом случае нагрева не избежать, штанга так же, как и в предыдущем методе, доводится до пластичного состояния и поступает на стан, где из заготовки вынимается середина. Далее гильза проходит охлаждение в воде и в уже остывшем состоянии поступает на вальцевание. Во время прокатки изделие нагревается, и этого тепла вполне достаточно для деформации.

Чтобы улучшить характеристики, практически готовый элемент нагревают до температуры рекристаллизации и остужают. Такая операция называется отжигом. С ее помощью можно снять все остаточные напряжения, которые возникают в процессе деформации металла и могут нести разрушающий характер. После этой операции обрабатываемый экземпляр поступает на последнюю линию вальцев, режется и транспортируется либо отправляется на склад.

Производится этот предмет из различных материалов, но особым спросом пользуется стальная и нержавеющая конструкция. При этом к качеству стали предъявляются особые требования, и этот материал должен соответствовать ГОСТу 8733–74.

3 Характеристики и требования ГОСТа

В обсуждении характеристик труб нам поможет ГОСТ, который мы и рассмотрим подробно. Так как эти элементы участвуют в весьма ответственных конструкциях, то от них ждут соответствующего качества. Холоднокатаные конструкции описываются ГОСТом 8734–75. В этой документации оговариваются размеры и характеристики проката.

Разделение на типы проводят в зависимости от соотношения наружного диаметра изделия к толщине металла. Если эта характеристика менее 6, то конструкция особо толстостенная. А вот когда этот показатель находится в пределах 6–12,5, значит, труба просто толстостенная. Для особо и просто тонкостенных изделий этот показатель будет более 40 либо составлять от 12,5 до 40 соответственно. В ГОСТе приведены таблицы, в которых указываются размеры, принадлежность, теоретическая масса 1 погонного метра металлического предмета, а также возможные отклонения.

Выпускаются бесшовные холоднокатаные изделия мерной (4,5–9 м) и немерной (1,5–11,5 м) длины. При этом в последнем случае допускаются отклонения не более +10 мм. Для элементов кратной мерной длины (1,5–9 м) возможны припуски по 5 мм с каждой стороны. Однако эти параметры по требованию потребителя могут быть несколько откорректированы.

Выпуск бесшовных холоднокатаных изделий

Требования также предъявляются к овальности и кривизне предмета. Для изделий диаметром 4–8 мм, 8–10 мм и свыше 10 мм кривизна любого участка протяженностью 1 м должна быть не более 3, 2 и 1,5 мм соответственно. При этом стоит отметить, что серьезные требования предъявляются и к материалу. Ознакомиться с ними более подробно можно при изучении ГОСТа 8733–74. Обычно при производстве этих пустотелых предметов учитывается наружный диаметр и толщина стенок. Однако по просьбе заказчика в расчет могут браться внутренний и наружный диаметр, а также разностенность.

Горячедеформированная продукция должна соответствовать ГОСТу 8731–74. По желанию потребителя изделие подвергают дополнительной термической обработке. На поверхности элемента не допускаются трещины, закаты, рванины и плены. Незначительные забоины, тонкий слой окалины, мелкие плены, риски и вмятины могут присутствовать. При этом они не должны влиять на овальность и делать стенки толще, чем необходимо.

Концы труб обрезаются под прямым углом, однако толстостенная конструкция может иметь фаску. Она должна располагаться под углом 70° к оси изделия. Можно избежать обрезку концов по требованию заказчика, но необрезанная часть отмечается краской и не учитывается при измерении длины. Весь товар, который будет работать в условиях повышенного давления, проходит соответствующие испытания. Все требования оговорены в ГОСТе 3845.

Кроме того, изделия должны выдерживать испытания на загиб. А конструкции диаметром до 159 мм и толщиной стенок, не превышающей 8 мм, еще подвергаются испытаниям на раздачу. Бесшовные трубы поступают на приемку партиями. Количество обычно не превышает 400 и 200 штук для изделий диаметром до 76 мм и свыше соответственно. При этом все экземпляры изготовляются по идентичной технологии из одинаковых материалов и проходят соответствующую обработку.

4 Монтаж – особенности для тонких и толстых стенок

В принципе монтаж такого элемента особо не отличается от электросварных конструкций, однако необходимо учитывать особенности изделия, а именно: труба толстостенная либо тонкостенная; нержавеющая, стальная или выполненная из другого металла. Наиболее надежный метод соединения – сварка. При этом толстостенная конструкция нуждается в предварительном снятии фасок по краям. В противном случае сварочный шов не охватит металл по всей толщине и будет недостаточно прочным. А ведь это чревато плохими последствиями.

Нужно правильно подобрать и способ сварки. Например, газовая горелка не сможет прогреть изделие, так что работать придется только с электросваркой. При этом диаметр электродов должен превышать 4 мм.

Тонкостенные экземпляры, напротив, соединяются лишь газовой сваркой. Конечно, можно испытать на них и электросварку, но этот способ приведет только к прогоранию металла. Кроме того, можно сделать и резьбовое соединение. Но это получится, только если металл стенок достаточно толстый, иначе резец просто прорежет его насквозь.