Труба толстостенная – выдержит любые нагрузки!

1 Труба толстостенная – ГОСТ, характеристики

Из самого названия рассматриваемого нами изделия становится понятным, что речь идет о трубах с толстыми стенками. При этом человек далекий от металлургии вряд ли может сказать, какие стенки считаются толстыми, а какие тонкими. Ему требуется знать четкий показатель, по которому трубы причисляют к одному из далее приведенных видов:

• толстостенные и особо толстостенные;
• тонкостенные и особо тонкостенные.

Тут потребителя ожидает проблема – точных цифр, определяющих толсто- или тонкостенность труб, в природе не существует. Это вполне логично. Если нас интересует изделие очень большого диаметра, например, труба с сечением (внешним) в 1420 мм, толщина стенок в 5 мм не сделает ее толстостенной. А те же самые 5 миллиметров для изделия сечением в 12 миллиметров уже четко говорят, что перед нами конструкция с действительно толстыми стенками.

Таким образом, толстостенная труба – это такое изделие, в котором величина отношения ее внешнего сечения к толщине стенки входит в границы 6–12,5.

Именно так Государственные стандарты 8732 (утвержден в 1978 году) и 8734 (утвержден в 1975), описывают толстостенную трубную продукцию. Стандарта два, так как трубы выпускаются по двум технологиям: холодное и горячее деформирование.

По ГОСТ 8732 интересующие нас изделия металлургической промышленности могут производиться и отпускаться потребителям длиной 4–12,5 метров (такую длину называют немерной), а также мерной, кратной мерной и приблизительной длины. В последнем случае изделия изготавливают в рамках немерной длины. По желанию потребителя металлургической продукции ему могут поставляться трубные конструкции и такой длины, которая не попадает в промежуток от 4 до 12,5 метров.

Также по согласованию с покупателем выпускаются и трубы:

• приблизительной длины;
• с толщиной стенки свыше 16 миллиметров.

Понятно, что в процессе производства бывает нереально добиться четкого соблюдения требований Госстандартов. По этой причине вводится понятие допустимых отклонений изделий по длине. Величины таких отклонений следующие:

• для готовой продукции с сечением (наружным) от 152 мм и выше и длиной более 6 м – плюс 15 мм;
• для продукции длиной менее 6 м – плюс 10 мм.

Для изделий приблизительной длины допускаются более серьезные отклонения на уровне ±500 мм.

По внешнему диаметру "некритическими" принято считать такие отклонения:

• ±1–1,25 % для труб с сечением (наружным) от 219 мм и выше;
• ±0,8–1 % для продукции диаметром 50–219 мм;
• ±0,5 % для труб сечением менее 50 мм.

В ГОСТ 8734 аналогичным образом описаны и размеры труб с толстыми стенками, и возможные их отклонения от стандартных значений, предоставлено и много другой информации, которая, несомненно, имеет большую важность для потребителей и производителей продукции металлургической отрасли.

2 Как изготавливаются толстостенные изделия?

Как было сказано, все трубы с толстыми стенками выпускаются по двум методикам (холодная и горячая деформация). Причем технологически готовые изделия являются бесшовными. Схема изготовления горячедеформированных труб такова:

• берется цилиндрическая стальная заготовка под названием штанга;
• ее нагревают в металлургической печи до пластичного состояния;
• "размягченную" заготовку отправляют на прошивной стан, на котором из нее делают цилиндр с полостью внутри;
• раскаленная заготовка (она характеризуется неправильной формой, весьма далекой от той, которую планируется получить) подается на раскатку до требуемой толщины стенки и сечения на специальные вальцы.

Указанные вальцы являются последним этапом процесса производства трубы методом горячего деформирования. После них выполняется калибровка получившегося изделия, его охлаждение и нарезка на заданную длину. Трубы готовы, их можно отправлять на склад, где они будут дожидаться своего покупателя.

Технология холодной деформации практически идентична описанному способу. Но она предполагает обработку заготовки водой после ее выхода из прошивного стана. Это делается для того, чтобы остудить заготовку, а затем подвергнуть ее вальцеванию при низкой температуре (под таковой понимают значение ниже точки, при которой сталь начинает рекристаллизоваться).

По требованиям ГОСТ труба толстостенная (холоднодеформированная) подвергается отжигу. Данный вид термической обработки очень важен для качества готовой продукции, так как он убирает внутренние напряжения металла, без образования коих невозможна "холодная" процедура производства бесшовных труб. Отжиг стали обеспечивает изделиям относительно высокую пластичность и вязкость. После него проводится еще одна (финальная) калибровка изделия.

3 В каких отраслях используются металлические трубы с толстыми стенками?

Области применения описываемых конструкций обусловлены главной их особенностью – отсутствием шва. Бесшовные изделия всегда дороже по своей себестоимости сварных аналогов с такими же характеристиками, поэтому они находят свое применение на особо ответственных объектах. На таких, где требуется по-настоящему уникальная прочность конструкций, функционирующих зачастую под огромными нагрузками.

Одним из крупнейших потребителей толстостенных изделий без шва считается химическая промышленность. "Мощные" трубы, о которых идет речь в нашей статье, не поддаются высокому давлению, обеспечивают герметичность трубопроводов, что исключает опасность утечки токсичных или иных вредных веществ. А именно с такими веществами и работают химические заводы.

Толстые стенки труб оптимальны для использования их в гидросистемах, например, для выпуска корпусов гидравлических цилиндров, работающих под серьезнейшими нагрузками, в установках для полимеризации газов, промышленных автоклавах для обработки химического сырья. Здесь стоит отметить, что "химики" часто эксплуатируют трубы из нержавеющей стали с толстыми стенками, которые защищают конструкции от агрессивных сред.

Не менее востребованы описываемые нами изделия и нефтегазовыми предприятиями. С их помощью производится обустройство ответственных и сложных участков газонефтепроводов, перерабатывающих узлов, буровых и компрессорных станций. Такие трубы, кроме того, незаменимы для выполнения обсадных работ.

В энергетической сфере герои нашего рассказа используются для монтажа комплексов, подающих пар к турбинам от котлов и топок, ширм и специальных защитных экранов котельного оборудования. Трубы с толстыми стенками применяются и на атомных электростанциях. Но в этом случае они обязательно делаются из нержавеющей стали.

В меньших объемах описываемая продукция эксплуатируется и для других целей. Например, для строительства паропроводов, которые предназначаются для обогрева цехов промышленных комбинатов, некоторых магистральных трубопроводов и иных аналогичных объектов, функционирующих при действительно гигантских (до 2–3 сотен атмосфер) нагрузках.