Технология изготовления спиралешовных труб

Содержание:

История труб уходит корнями далеко в прошлое, но первое упоминание о стальных трубных изделиях датируется серединой 19 века. Первые стальные трубные изделия изготовляли с помощью сварки.

Этим методом производители пользуются и сегодня, изготовляя половину изделий такого типа от общего производства.

Стальная сварная труба находит применение в большинстве отраслей промышленности, так как достойная замена изделиям из стали, полученным сварным методом, в настоящее время не найдена.

Назначение современных стальных труб сварного типа

Даже быстро развивающиеся технологии не позволяют представить, что когда-то появится подходящая замена стальным трубам, которые используются при строительстве разных строений и конструкций или проведении коммуникационных сетей.

Сварные трубные изделия современного изготовления могут быть как универсального назначения (доставка различной всевозможной рабочей среды потребителю), а могут иметь узкую специализацию (газопроводы и нефтепроводы).

Прокладку коммуникационных сетей над землей и под землей невозможно представить без стальных трубных изделий разного диаметра. Они входят в состав сложнейших технологических устройств, различных приспособлений и механизмов.

Строительные процессы предполагают использование прочных, но легких элементов армирования, в качестве которых используется стальной трубопрокат.

К тому же такие изделия могут выступать в качестве основы при строительстве каркасных конструкций.

Также стоит сказать о трубных изделиях сварного типа, для изготовления которых использовалась нержавеющая сталь.

Этот материал характеризуется уникальными эксплуатационными свойствами, благодаря которым предоставляется возможность применения труб в пищевой и химической отрасли, энергетике и фармации.

Эстетическая привлекательность поверхности труб из «нержавейки» делает их популярными у современных архитекторов в качестве элементов оформления помещений разного типа.

Сырье для производства сварных труб

В качестве исходного сырья для изготовления стальных трубных изделий большая часть производителей использует металл. Это могут быть листы стали толщиной не больше 5 сантиметров, или стальная лента, имеющая различную толщину и свернутая в рулоны.

Современная экономика отдает предпочтение трубным изделиям сварного типа, для производства которых использовалась низколегированная или углеродистая сталь. Ее отличительное свойство – содержание углерода в определенном количестве и минимум легирующих веществ.

По количеству углерода определяется тип стали: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая.

Углерод в большом количестве, входящий в состав исходного материала, неоднократно повышает прочностные характеристики сварной трубы при нормальном использовании.

Однако параллельно снижаются эластичные свойства изделий, и возрастает степень их ломкость в холоде.

Следовательно, большое количество углерода делает материал более хрупким при эксплуатации в холоде, что значительно сужает сферу использования готовой продукции.

Сталь, в которой легирующие вещества содержатся в количестве, не превышающем 2,5%, отличается прочностью независимо от эксплуатационных условий. Трубопрокат из такой стали имеет продолжительный срок службы и меньшую массу при одинаковых условиях.

Низколегированная сталь для трубных изделий повышает стоимость готовой продукции, и одновременно увеличивает прочностные характеристики, устойчивость к износу и коррозии.

Если сравнивать аналогичные качества труб сварного типа из углеродистой стали, то высокая стоимость трубопроката из низколегированной стали не имеет особой важности.

Для изготовления нержавеющих трубных элементов используется аналогичная сталь. Это материал устойчив к коррозии, прост в обработке, с небольшой массой и привлекательной поверхностью. Труба из нержавеющей стали может быть холодного или горячего проката. В первом случае стальные листы имеют толщину от 0,4 до 5 миллиметров, во втором – от 2 миллиметров до 5 сантиметров.

Разновидности сварных трубных изделий

Производство сварных труб с продольным прямым швом осуществляется посредством метода сварки мест соединения стальных листов. Другими словами стальной лист или лента сворачиваются, а их края сваривают друг с другом. Швы таких изделий прямые и располагаются по всей длине. На трубах большого диаметра делают два шва, так как в ширину стальные листы имеют ограничения.

Спиралешовные трубы производятся из рулонной листовой стали (прочитайте также: «Изготовление труб из листового металла – что необходимо, чтобы сделать самостоятельно»).

Трубопрокат этого вида имеет одно неоспоримое преимущество – труб могут выпускаться с диаметральным сечением около 2,5 метров с использованием заготовки равной ширины.

Трубопрокат, изготовленный по такой технологии, характеризуется отношением диаметра к толщине стенок более 100.

Спиралешовные трубные изделия производятся с применением более простых механизмов, чем трубы с прямым швом. Однако стоит заметить, что процесс изготовления характеризуется высокой точностью. Спиральный шов имеет еще одно весомое преимущество: при аварийной ситуации не образуется продольная магистральная трещина, которая считается самой опасной деформацией трубопровода.

Следовательно, последствия аварии ликвидировать намного проще. Недостатком спирального шва является его увеличенная длина и, как следствие, дополнительные расходы на сварочные материалы.

Способы изготовления

Труба сварная производится несколькими способами, среди которых наибольшее распространение получили: метод печной сварки, электросварной метод и сварка в защитной  газовой среде.

Способ печной сварки

Согласно этой технологии стальные заготовки (штрипсы) подвергаются воздействию высоких температур.

Полоска металла, выступающая в качестве заготовки, в специальной туннельной печи нагревается до температуры 13000С.

Выходящая из печи заготовка подвергается обдуву направленным потоком воздуха, что приводит к нагреванию боковых кромок до 14000С и очищению их от окалин, способствующих ухудшению качества шва.

Полученную горячую заготовку отправляют на формовочно-сварочный стан, в настройках которого заложен определенный диаметр. Здесь будущее изделие принимает нужную форму. Далее выполняется дополнительный воздушный обдув, и кромки стали свариваются при воздействии высокой температуры и определенного давления.

Штрипсу повторно отправляют в печь, где, проходя через формовочные валики, она подвергается обжатию, способствующему повышению качества сварного шва. Технология печной сварки позволяет получать изделия горячего проката.

Метод электросварки

Изготовление сварных труб с использованием электрической сварки считается самым распространенным способом, так как в результате можно получить трубы большого диаметра, имеющие тонкие стенки, хороший шов и поверхность высокого качества. Существует несколько видов электросварки, но производство трубных изделий, предназначенных для магистрального трубопровода, в большинстве случаев осуществляется методом дуговой сварки под флюсом.

По этой технологии производство делится на несколько этапов. Вначале специальные прокатные станы выполняют формовку холодных стальных листов, в результате этого на выходе получаются трубные заготовки.

Процесс изготовления прямошовных труб любого диаметрального сечения подразумевает применение валковой формовки. Чтобы изготовить полуцилиндры или круглые заготовки для прямошовных труб, используют прессовую формовку.

Сталь для изготовления спиралешовных трубных изделий проходит процедуру формовки в валково-оправочных или втулочных станах.

Дальнейшее изготовление зависит от вида трубы: используя электродуговую сварку, кромки заготовок сваривают с двух сторон, получая в результате продольный прямой  или спиралевидный шов. Далее снимается грант со шва, и труба охлаждается водой. Затем ее отправляют в калибровочный стан, где добиваются соответствия диаметра определенным параметрам по всей длине трубного изделия.

После этого труба подвергается визуальному и ультразвуковому контролю качества швов, проходит специальные гидроиспытания, которые позволяют проверить прочность шва под воздействием высокого давления, аналогичное тому, что будет оказываться в эксплуатационный период. Затем проводится еще одна ультразвуковая проверка, и при отсутствии дефектов трубные изделия отправляют потребителю.

Метод сварки в защитных газах

В большинстве случаев такой технологией пользуются при производстве стальных сварных труб из нержавеющей или высоколегированной стали.

У таких металлов под действием стандартной сварки наблюдается карбидизация легирующих элементов, в результате чего отмечается значительное ухудшение качества швов.

Решить такую проблему помогает сварка стали в защитной газовой среде с использованием аргона, гелия или углекислого газа.

Такая технология позволяет пользоваться достоинствами и газовой, и электрической сварки.

Указанные газы имеют больший удельный вес по сравнению с воздухом, поэтому при попадании в рабочую зону сварки выталкивают его.

В результате взаимодействие сварочной ванны и атмосферы полностью исключается. Сварка трубных изделий с использованием защиты газом выполняется посредством вольфрамовых электродов.

Полученные швы отличаются высоким качеством, так как становятся одним целым с изделием. Такая технология гарантирует герметичное соединение стальных элементов и высокие прочностные характеристики готовой продукции. Методом электрической сварки или сварки в защитном газе получают стальные трубы холодного проката.

Преимущества сварных труб

Сварка с применением современных технологий позволяет получать швы высокого качества, которые могут сравниваться по прочности с цельнометаллическим изделием.

Это позволяет существенно расширить сферу использования такого трубопроката и выполнять монтаж в таких местах, где ранее допускалось применение только бесшовных материалов.

Трубные изделия сварные делают производственный процесс более дешевым, благодаря и технологии производства, и незначительным финансовым расходам.

Сварной трубопрокат отличается утонченной стенкой, чем у бесшовных изделий. Это дает возможность выпускать облегченные трубы и сэкономить расход стали.

Более легкие трубные изделия упрощают их транспортировку  и монтажные работы, для которых необходимо меньшее число единиц техники и занятых людей.

Помимо этого готовая листовая сталь имеет одинаковую толщину в любом месте, следовательно, стенки сварных трубных изделий не будут иметь большие погрешности по толщине.

Труба электросварная стальная – назначение, параметры, производство — Металл Профи

Технология производства электросварных прямошовных труб достаточно сложна. Предварительно у комбината производителя приобретается штрипс. Затем штрипс проходит входной контроль, проверяется химический состав стали, вес рулона, высота и толщина заготовки. С помощью 5-валковой правильной машины штрипс распрямляется.

Потом обрезаются кромки у штрипса, затем он помешается на стан, далее с помощью специальных обжимных механизмов формируется необходимый диаметр трубы. Далее в процесс вступает сварочный механизм, используется специальные высокочастотные импульсы 220 килогерц которые позволяют вести сварочный процесс с высокой скоростью.

Кромки заготовки расплавлены, обжимные станы в этот момент своим давлением, дают возможность получить хороший и надежный шов.

Затем снимается грат с целью повышения качественности шва, проводится охлаждение водой, производится калибровка, при необходимости трубы подвергаются термообработке, устраняется овальность труб и отрезается необходимая длина трубы.

Далее следует финишный визуальный осмотр продукции, проверка образцов гидравлическим испытанием и упаковка труб — пикетирование.

Более подробную информацию о производстве электросварных прямошовных труб и прочих испытаниях можно получить по этому видеоролику

Применение труб электросварных по ГОСТ 10704

Электросварные прямошовные трубы высоко ценятся своей универсальность и относительно небольшой ценой. Многие промышленные организации и строительные компании широко применяют электросварные трубы в различных видах деятельности.

• Трубопроводные системы — водопроводы, тепловые сети, газопроводы с маленьким давлением. При этом по трубопроводам из электросварной трубы можно передавать химически агрессивные жидкости и среды
• Металлоконструкции — ангары промышленные, легкосъемные бытовые и дорожные конструкции, ограждения, строительные леса и прочее.
• Хозяйственная деятельность – уличные скамьи, поручни, лестничные перила, остановки общественного транспорта, заборы, навесы и другие конструкции.
• Отдельные трубные элементы — отводы, переходы, тройники, сгоны
• Автомобилестроение – каркасы, рамы, детали

• Безусловно, электросварная продукция значительно уступает в своих технических характеристиках горячекатаным бесшовным трубам по ГОСТ 8732-78.
• Продукцию со швом нельзя использовать в ответственных магистралях для передачи нефти и газа, непозволительно применять такую продукцию там, где планируется высокое давление в трубопроводе.
• Если изначально прокладка трассы происходит в агрессивных средах, то нужно тщательно взвесить все возможные риски при использовании электросварной магистрали.

Основные параметры труб прямошовных электросварных по ГОСТ 10704-91

По регламенту 10704 устанавливаются размеры на сварные изделия, употребляемые сплавы по регламенту 10705,предельные отклонения от установленных стандартов продукции и выпускаемый сортамент труб.

Диапазон сварных изделий начинается диаметром 10мм и заканчивается 1420мм. Подробнее можно посмотреть в таблице 1 в конце статьи. Толщины стенок производимой продукции представлены в пределах от 1 до 32 мм.

По своей длине продукция по ГОСТ производятся в двух вариантах;

• мерная длина – если внешний диаметр меньше 70 мм, то длина будет от 5 до 9 метров, при внешнем диаметре продукции от 70 мм до 219 мм длина составит от 6 до 9 метров. При внешнем d 219 мм — 630 мм мерность будет 10-12 метров. Продукция, d которой > 630 мм выпускаются немерной длины.
• немерная длина: < 30 мм d длина не менее 2 метров, от 30 мм и до 70 мм – не < 3 метров, > 70 мм — длина трубы более 5 метров.

Так как шовная сварная конструкция изготавливается из листового штрипса, то отклонения по толщине стенки обычно минимальны, в среднем допустимы вариации в 10% от начального размера стенки в обе стороны.

Кривизна не может быть > 1,5 мм на погонный метр. Для трубной продукции, которую изначально планируют применять в ответственных строительствах как основной элемент конструкции, допускается кривизна не >1 мм на 1 метр продукции.

Овальность в зависимости от классов точности выпускаемой продукции не должна превышать 1процент наружного диаметра электросварной трубы.

Масса одного метра трубной продукции в теоретической таблице представленного сортамента начинается с 0,22 кг (сортамент 10х1) и заканчивается 1095 кг (сортамент 1420х32). Точный вес каждого типоразмера можно посмотреть в таблице 1 или рассчитать самостоятельно. Для этого нам необходимо знать диаметр продукции и толщину стенки. Применим следующую формулу:

Вес одного метра равен 3,14*(Д-С)*С*Р*П

Д — это диаметр, С-толщина стенки, Р — длина в метрах, П – плотность материала (постоянная величина кг/м3 она равна 7850)

Посчитаем для примера трубу 219*8 — 3,14*(0,219-0,008)*0,008*1*7850=41,6 кг. По таблице 1 вес одного метра такого сортамента заявлен как 41,63.

Важно знать, что у прямошовной продукции, выпущенной по ГОСТ 10706 масса одного метра больше на 1 процент, это происходить за счет заводского усиления сварного шва.

Государственный стандарт для труб диаметром от 10мм до 530 мм. Регламент 10705-80

Регламент 10705-80 дает полную информацию о сортаменте, мехсвойствах металла, хим составе металла. В такой продукции преобладают углеродистые качественные стали и сплавы с низкой легированностью.

По своим техническим характеристикам электросварные прямошовные трубы делятся на 4 категории:

• Группа А- нормы по механическим признакам. Используется 308 государственный регламент, стали КП (кипящая сталь) СП(спокойная сталь) и ПС(полуспокойная сталь) сталь1-сталь2-сталь3-сталь4
• Группа Б- нормирование свойств по химическим признакам, применяется регламент 9045, сталь 08Ю,также 380-94 государственный стандарт стали 1, ст 2, ст 3, ст 4, регламент 19381- стали с низкой легируемостью, с содержанием углерода менее 0,46 процента, регламент 1050 – используются стали 20,15,10,08 все спокойные стали, кипящие и полуспокойные. Также трубную продукцию по группе Б выпускают со сталью 22ГЮ, у этой стали следующий химсостав: Углерод — процентное отношение от 0,15 до 0,22, марганец — не менее 1,2 и не более 1,4%,кремний – процентное отношение от 0,15 до 0,3, хром не более 0,4 процента, алюминий и титан 0,3%. Сера до 0,01, фосфор и кальций до 0,02,азот до 0,012процента в сплаве.
• Группа В — выпущенные изделия по такой группе регламентируются уже как по мехсвойствам металла так и по химсоставу. Стали применяются такие же, как и в группе Б, еще используют сталь 08Ю по регламенту 9045 и низколегированную сталь 22ГЮ с тем же химическим составом
• Группа Г – такая группа обязательно регламентируются гидроиспытаниям

Сварные трубы категории — А, Б, В всегда подвергаются полному контролю неразрушающими методами.

Требования к внешнему виду электросварной трубы

На продукции, произведенной по регламенту 10704-91 не допустимы трещины, рванины, плёны и фрагменты закатов. При термообработке на поверхности допустимо появление пленок окисных, при этом присутствие окалин строго запрещено.

В тех случаях если следы подчистки, небольшие риски, мелкие забоины, рябь на поверхности, примятости не выводят за регламентированные допуски по геометрии трубной продукции и за размеры ее стенки, то они могут присутствовать в готовом изделии.

Сварочный шов и зона вокруг шва должны обязательно проходить зачистку. В случае непровара шва у трубы необходимо устранить такую недоработку.

Для кромок продукции допустимы смещения к толщинам стенок, но не свыше десяти %. Для электросварных изделий диаметров свыше 159 мм смещение возможно до двадцати процентов по отношению к величине стенки

По регламенту 10705 на прямошовной электросварной продукции диаметром свыше 57мм разрешено присутствие одного поперечного шва. По согласованию с покупателем допускается присутствие одного поперечного шва на продукции d < 57 мм.

Если предварительно термообработанные изделия подверглись сварочным ремонтным работам, то следует вторично провести обработку аналогичной методикой. Наружный грат на поверхности изделия необходимо полностью удалять.

При тщательной зачистке все заусеницы удаляются с поверхности трубы. Трубы обрезаются под прямым углом.

Марки стали и их применение в электросварной продукции

• При производстве изделий по ГОСТ 10704 используют следующие марки стали:
• Сталь 10-конструкционый углеродистый качественный сплав, хорошие характеристики на высокую температуру — до плюс 350 Цельсия, свариваемость без ограничений
• Сталь 20- конструкционный углеродистый качественный сплав, температуры — до плюс 350 по Цельсию, сварка без ограничений, несклонна к отпускной хрупкости
• Сталь 17Г1С- низколегируемая для сварных конструкций, качественная кремнемарганцовистая, диапазон температур от минус 45 до плюс 475 градусов, хорошо сваривается
• Сталь 09Г2С — легированная для сварных конструкций, рабочий диапазон температур от минус 70 до плюс 425 градусов под давлением. Сварка без ограничений
• Сталь 13хфа — конструкционная легированная, отличается хорошей коррозийной защитой, стойкость к водородным трещинам и сульфидному растрескиванию, хладостойкая, Сварка без ограничений

Сталь 09ГСФ- повышенной коррозийной стойкости, хладостойкая,рабочий диапазон от минус 60 до плюс 40 градусов. Стойкость к образованию водородных трещин и сульфидных растрескиваний. Сварка без ограничений.

Сталь 10Г2ФБЮ- сталь легированная для сварных конструкций. Используется в магистралях нефти и газа.Сварка без ограничений.

Все стали легкосвариваемые, есть большой выбор низколегированных и коррозийностойких видов. Стали способны работать в агрессивных средах при транспортировке нефти и газа, химической продукции.

Выпуском электросварных труб по ГОСТ занимается большое количество предприятий в России, начиная от небольших частных фирм заканчивая крупными промышленными комплексами.

1. При выборе изготовителя стоит обратить внимание на организации с долгой и успешной историей работы на рынке, на техническую оснащенность и своевременную модернизацию оборудования.
2. Очень важно что бы на предприятиях выпускающих металлические изделия строго следили за техникой безопасности при сварочных работах. Ну и конечно же приоритетны организации которые предлагают большой сортамент продукции и хорошие объемы производства
3. Приобретая партию прямошовной электросварной продукции по ГОСТ 10704-91 необходимо попросить предоставить сертификат соответствия или технический паспорт на регламентацию, в нем должны быть указаны все необходимые данные:

• Название;
• Марка стали;
• Хим состав металла;
• Где можно использовать продукцию;
• Параметры изделия;
• Метод производства;
• Страна производитель;
• Основной стандарт или применяемый регламент;
• Поставщик листового штрипса.

Источник:

Труба электросварная что это такое

Главная › Инструменты

Технология изготовления сварных труб со спиральным швом

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Процесс изготовления спиральношовных труб большого диаметра 530…1420 мм на станах Волжского трубного завода является более

Сборка и сварка рулонной стали спиральным швом позволяют получить любой диаметр трубы независимо от ширины полосы. При использовании этого метода процесс изготовления идет непрерывно, обеспечивая требуемую точность размера и формы трубы без последующей калибровки. На рис. 57 показана схема стана.

Полоса из рулона 1, проходит правильные вальцы 2 и накапливается в компенсационной петле 5, обеспечивая непрерывность выполнения спирального шва при обрезке концов полос гильотинными ножницами 3, а также при сборке и сварке их стыка на установке 4.

После компенсационной петли лента движется со

сварочной скоростью, определяемой вращением толкающих валиков 7. С помощью парных дисковых ножей 6 обрезают продольные кромки под сварку. Настройку стана на требуемый диаметр трубы производят разворотом формовочной машины и выходного моста, перемещая их на катках по криволинейным рельсовым путям. Сворачивание полосы в трубу осуществляют заталкиванием ее в формовочное устройство 9.

Спиральный шов выполняется сваркой под флюсом тремя сварочными головками. Две из них крепятся на общей штанге 8, вводимой внутрь трубы, третья головка 10 расположена снаружи. Первый внутренний шов, приваривающий кромку полосы к сформованной трубе, имеет малую площадь сечения и является технологическим.

Его назначение — устранить возможность взаимного перемещения кромок и предотвратить вытекание сварочной ванны при сварке наружного рабочего шва. Внутренний рабочий шов варит двухэлектродная головка, обеспечивая хорошее формирование и полный переплав технологического шва.

Такая технология позволяет гарантировать отсутствие кристаллизационных трещин при сварке низколегированных сталей со скоростью до 110 м/ч. Выходящая из стана непрерывная труба летучим устройством 11 разрезается на трубы мерной длины.

Рис. 57. Схема технологического процесса производства спирально — шовных труб

совершенным. Наличие летучего устройства, обеспечивающего механизацию обрезки, сборки и сварки концов полос, позволило обойтись без компенсационной петли.

Конец полосы 1 и начало полосы 2 последовательно проходят обрезку на ножницах I (рис. 58, а) и закрепляются прижимами калибровочных ножниц II. После выполнения одновременного калибровочного реза концов обеих полос передвижением суппорта III до упора (рис.

58, б) задняя кромка полосы 1 устанавливается по оси канавки подкладки сварочной установки. Соответственно перемещением до упора гильотинных ножниц/ передняя кромка полосы 2 подается в сварочную установку. При этом обеспечивается требуемый зазор в стыке.

Концы полос зажимаются и свариваются. При выполнении всех этих операций агрегат движется вместе с полосой, а затем отпускает ее и возвращается в исходное положение. В процессе выполнения спирального шва осуществляется непрерывный ультразвуковой контроль.

Места обнаруженных дефектов автоматически маркируются краской.

Рис. 58. Схема летучего агрегата для сборки и сварки

• концов рулонов
• При увеличении диаметра труб, используемых при укладке
• магистральных трубопроводов, приходится увеличивать толщину стенки.
• Толщина полос рулонной стали обычно не превышает 14 мм. Поэтому
• 72
• спиральношовные трубы диаметром 1420 мм и более изготовляют из отдельных листов либо в два слоя из рулонной стали.

Непрерывный процесс изготовления спиральношовных труб диаметром до 2520 мм из отдельных листов осуществляют на специальном стане Волжского трубного завода. Листы по одному подаются на рольганг листоукладчиком, центрируются и поступают на участок фрезеровки торцов (рис.

59), где каждая пара кромок, подлежащих стыковке, обрабатывается одновременно. Кромки фиксируются откидными упорами 1 и зажимами 2 и обрабатываются фрезами 3. Затем листы подаются к неподвижной сварочной установке (рис. 60).

Здесь производятся сборка и сварка стыка между ними на медной подкладке под флюсом с постановкой заходных технологических планок. После этого карта из двух листов рольгангом подается на летучую сварочную установку (рис. 61), предназначенную для сборки и сварки стыков между картой и концом непрерывной полосы.

В процессе выполнения операции летучая установка движется вместе с концом полосы, причем секции рольганга, поддерживающего полосу автоматически, опрокидываются, пропуская ее, и поднимаются вновь для поддержания привариваемой карты.

Затем специальный механизм отламывает технологические планки, а непрерывная полоса проходит те же операции обработки продольных кромок под сварку, формовки трубы, двусторонней сварки спирального шва, его контроля и резки на мерные части, которые были рассмотрены ранее.

Рис. 60. Схема сварки двух листов

Рис. 61. Схема прихватки карты в непрерывной ленте

Для изготовления спирально-шовных труб в два слоя предназначен

стан Новомосковского трубного завода (рис. 62, а). Две последовательно

1. расположенные линии подготовки полосовой рулонной стали отличаются
2. расположением скоса кромок (верхние и нижние) под спиральные швы.
3. Кроме того, различием в технологии выполнения поперечных стыков полос
4. из-за необходимости плотного прилегания слоев друг к другу и возможности
5. подварки стыка наружного слоя для образования трубы. Так, в линии,
6. формирующей наружный слой трубы, необходимо удалять усиление шва,
7. тогда как провар всей толщины не обязателен. Напротив, во второй линии
8. проплавление всей толщины необходимо, а удалять усиление шва не
9. требуется. После компенсационной петли обе полосы заталкиваются в
10. формующее устройство таким образом, чтобы спиральные стыки наружного
11. 74

и внутреннего слоев оказались сдвинутыми на шаг, равный 100 мм; каждый из швов выполняется как бы на подкладке (рис. 62, а). Сварка их на стане осуществляется технологическими швами в среде С02.

Рабочие швы выполняют после разрезки непрерывной трубы на отдельном рабочем месте (рис. 62, б) под флюсом двумя дугами с полным переплавом технологических швов.

Затем у каждого конца трубы накладывают кольцевой шов, устраняющий зазор между слоями с последующей обработкой торца и снятием фаски кромки трубы (рис. 62, в).

Рис. 62. Схема изготовления двухслойных труб со спиральным швом: а — схема линии стана; б — схема выполнения рабочих швов; в — устранение зазоров между слоями по концам труб

С помощью стекла и алюминия можно создавать не только эффектные экстерьеры зданий, но и формировать элегантные пространственные решения внутри помещений. Предложения компании Фирма «ГлассГрупп» предлагает реализовать под ключ различные архитектурные …

В рамах тележек железнодорожного подвижного состава нередко наиболее сложные элементы выполняют в виде стальной отливки с относительно тонкими стенками. Примером этому может служить рама тележки электровоза ВЛ-80 (рис. 51), состоящая …

В тяжелом машиностроении рамы клетей мощных прокатных станов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде массивных стальных отливок. На рис. 51 показана рама вертикальной клети прокатного стана, составленная из …

Сварные трубы – технология, применение, достоинства

ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве.

  Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен  атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб.

Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет  сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными.

Этого уже достаточно для того, чтобы  дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.

Прямо или по спирали?

• И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.
• Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков,  которые сворачивают металл «в трубочку» — так что остается только соединить его края электросваркой.   
• Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:
• — для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.

1. — при остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.
2. — если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать  дополнительные проблемы при  ликвидации аварии.
3. Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:

• — изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.
• —  при сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.
• — при спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции  
• — если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.

Плюсы и минусы сварных или электросварных труб

Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство бесшовных труб. Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.

Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.

Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и профильные трубы (прежде всего квадратные и прямоугольные).

Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть.  В чем же они состоят?

Во-первых – сварные трубы выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов.

Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.

Во-вторых – сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из сварных труб, то обязательно придется  пользоваться фитингами.

В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.

1. Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:
2. — оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)
3. — покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией
4. — покрытие внешних поверхностей тепло и  гидро-изоляцией

Области применения и ГОСТы

• Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.
• Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.
• Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:

ГОСТ, наименование
ГОСТ 10705-80	ГОСТ 10706-76	ГОСТ 20295-80
Трубы стальные электросварные	Трубы стальные электросварные прямошовные	Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов
Марки стали
Углеродистые Ст1-3сп/пс Качественные 08, 10, 20	Углеродистые Ст3сп/пс Категории 3-5	Качественные 10, 20 Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С Выбор марки стали обусловлен классом прочности К34-К60
Размеры (наружный диаметр)
от 10 мм. до 530 мм.	от 478 мм. до 1420 мм.	от 159 мм. до 820 мм.
Области применения электросварных труб
Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа	Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс	Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления

Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620  мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром — до 20 мм.

• Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:
•           1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;
•           2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;
•           3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.
• Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:
•           — 6 м до 76 диаметра
•           -11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.
• Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.  
• Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.
• Видео по теме:

Недостаточно прав для комментирования

Производство электросварных труб

Сейчас наблюдается тенденция увеличения спроса на стальные трубы. Это во многом связано с совершенствованием технологий их производства. Высокую эффективность показывает способ производства при помощи электрической сварки.

Сварочный шов в трубе может идти прямо и по спирали

Одним из наиболее важных достоинств такого технологического процесса является возможность производства труб в огромном диапазоне диаметров – от 5 до 1620 мм. Для особых задач изготавливаются трубы и большего диаметра.

Заготовкой для данных труб является листовая сталь. Для труб с толщиной стенки 2,5 мм и менее используется холоднокатаная сталь. Горячекатаные листы применяются для труб с более толстыми стенками. Холоднокатаная сталь лучше подходит для производства труб – она имеет более качественную поверхность и лучшую точность по ширине.

На трубы может оказываться значительное давление, а вероятность дефектов в стали, подвергнутой холодной прокатке, гораздо меньше. У листовой холоднокатаной стали есть только один значимый недостаток – более высокая стоимость.

Однако, сварная труба, изготовленная из холоднокатаной листовой продукции, чаще всего имеет меньшую стоимость, чем изделие с такими же параметрами, полученное другими металлургическими процессами.

Сварочный шов в трубе может идти прямо и по спирали. В зависимости от этого признака разделяются и технологические процессы. Для прямошовных труб используются в качестве заготовки отдельные листы, а спиралешовных – лента, смотанная в рулоны.

Технология изготовления труб с прямым швом позволяет получить трубы с толстыми стенками. Однако максимальный диаметр и длина изделия ограничены размерами листами.

У спиралешовных труб ограничения противоположны – невозможность обработки толстых листов при доступности производства изделий значительной длины и диаметра.

При равных условиях прямошовные трубы имеют меньшую стоимость из-за более простого техпроцесса.

Изготовление прямошовных труб описано в стандарте ГОСТ 10704-91, а спириалешовных — в ГОСТе 8696-74. Также имеется ряд других стандартов, которые распространяются на трубы, применяемые в особых отраслях. Примером может быть ГОСТ 20295-85, который действует на трубы, используемые в магистральных газонефтепроводах и труб для транспортировки нефтепродуктов.

Изготовление прямошовной сварной трубы

Сначала выполняется очистка листов. Она особенно требуется для горячекатаных листов, на поверхности которых остается окалина. Листы погружают в травильные ванны, где растворы кислот и щелочей удаляют все загрязнения. После этого выполняется правка листа, целью которой является получение ровной и плоской поверхности.

У листов большой толщины подрезаются кромки, чтобы получить четкий стык. Затем выполняется гибка, материал небольшой толщины обрабатывается на гибочных машинах, а толстые листы гнутся на прессах. При этом получить из толстолистовой нужную форму за одну операцию получается редко, поэтому гибку часто выполняют ступенчато.

Полученную трубу заваривают автоматической сваркой. Часто используется сварка под флюсом, которая способствует получению качественного шва. Процесс выполняется на электросварном стане.

Агрегат сначала производит шов с наружной стороны. Скорость этой работы до 4 м/мин. Затем трубу переворачивают, и внутрь неё запускается тележка. Она выполняет сварку изнутри.

Скорость внутренней сварки уступает наружной примерно в 2 раза.

После выполнения сварочного шва труба очищается от оставшегося флюса, а шов зачищается. Чтобы проверить прочность трубы, её подвергают гидравлическому испытанию, в ходе которого внутрь изделия закачивается жидкость под высоким давлением. Этот процесс одновременно выступает в роли калибровки, придавая трубе форму, близкую к идеальному кругу.

Изготовление спиралешовной сварной трубы

Стальной рулон может нуждаться в аналогичной подготовке, что и лист. Также требуется применение разматывающих устройств, которые будут подавать материал в рабочую зону. Размотанный материал частично сохраняет свою форму, поэтому ему необходимо придать плоскостность. Размотка рулонов особенно толстой стали может происходить только с подогревом.

Затем полосу из рулона сворачивают по спирали. Удобство такого метода, в том что из полосы одного размера можно получить трубы с широким диапазоном диаметров, чего нельзя сказать про технологию производства прямошовных труб. Для придания формы используются гибочные машины, применение прессов не требуется.

Сварка спиралешовной трубы более сложна, чем прямошовной. Однако такой шов придает трубе большую прочность. Используется также автоматическая сварка под флюсом. Зачистку шва и гидравлические испытания производят аналогичным образом.

Статья носит ознакомительный характер. Не забывайте консультироваться со специалистами.