Технология изготовления стальных электросварных 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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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).

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

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.

Читайте также:  Технология подготовки труб под сварку

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

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?

Технология изготовления стальных электросварных труб

  • 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.

Технология изготовления стальных электросварных труб

  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:

Технология изготовления стальных электросварных труб

  • — 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 Технология изготовления стальных электросварных трубсварных 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
  1. Качественные 10, 20
  2. Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С
  3. 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

Технология производства электросварных прямошовных труб — СтоТонн

Технология изготовления стальных электросварных труб

Около  10 % общего объема выпускаемой стали идет на производство труб. Это говорит о востребованности данных  изделий на рынке металлопроката. Существуют различные виды труб и различные  способы их изготовления.

В данной материале  рассмотрим сварные  прямошовные трубы

Какую сталь используют при производстве труб сварных прямошовных

При  производстве  данных  труб используются, как правило  углеродистые марки стали, которые имеют высокую прочность  и твердость,  но имеют  низкие показатели износо- и теплостойкостьи.

 Так же иногда используются при производстве  низколегированные и легированные стали, но в значительно меньшем объеме.   За  счет легирующих элементов  свойства сталей улучшают.

Для повышения твердости – добавляют хром, для прочности и пластичности — никель,   для  твердости и износостойкости — марганец, а алюминий – для жаростойкости.

Выделим селедующие этапы производства труб

Изготовление прямошовных электросварных труб выполняется на основании   ГОСТов 10706-76, 10705-80 и 10704-91.

Читайте также:  В области поставки запорной арматуры

Этапы  технологического  процесса производства труб:

Технология изготовления стальных электросварных труб

Схема производства электросварных прямошовных труб

  1. Данный  процесс производится  с помощью агрегатов продольной порезки. Такие механизмы  отличаются своей производительностью и рассчитаны на резку металлов  различной толщины и ширины. Агрегаты продольной резки производят полосы металла  одинаковой ширины, с высокой точностью. В дальнейшем это обеспечит схождение кромок полос при формовке трубной заготовки.

  1. На этом этапе полосы пропускаются через систему спаренных горизонтальных валков. Этот процесс позволит устранить дефекты поверхности , шероховатость, волнистость.

  1. Такая операция позволяет получить одну бесконечную полосу. Этот этап выполняется с помощью полуавтоматической сварки под флюсом. Такой способ соединения металлов обеспечивает формирование прочных и пластичных швов с минимально количеством дефектов. Произведенная  бесконечная полоса передается в накопитель.

  1. Для того, чтобы придать плоской заготовке форму трубы, полосу пропускают через систему горизонтальных и вертикальных валков. Каждая последующая пара валков уменьшает радиус заготовки, пока ее кромки максимально не сблизятся друг с другом.

  1. Для таких целей  применяется высокочастотная сварка. Соединяемые кромки заготовки нагреваются токами высокой частоты до температуры плавления, а потом сдавливаются обжимными роликами. В итоге образуется прочное соединение. Такая высокочастотная сварка может проводиться индукционным или контактным способом. Оба способа используются  при изготовлении труб:

  • В первом случае нагрев будет осуществляется при помощью индуктора. Он провоцирует в  заготовке, проходящей сквозь его витки, высокочастотный переменный ток. Этот процесс очень быстрый и занимает несколько секунд.
  • При использовании контактного способа сварки ток от высокочастотного генератора подводится с помощью контактов. Оставаясь неподвижными они  скользят в процессе сварки  по перемещающимся вдоль них трубным заготовкам. Недосток данного  способа – это необходимость периодической замены контактов.

Технология изготовления стальных электросварных труб

Высокочастотная сварка профильных труб

6.СНЯТИЕ ГРАТА

Такая процедура улучшает внешний  вид  и качество сварочного шва.

7. ЭТАП КАЛИБРОВКИ

Здесь устраняется овальность труб и обеспечивается точность их геометрических размеров и форм. Для этого изделия пропускаются через калибровочные валки. Перед такой процедурой предварительно  изделие  остужается  с помощью воды.

8. ЭТАП ПРОФИЛИРОВАНИЯ

Данная  операция производится  только при изготовлении профильной трубы.  Заготовки  круглой формы пропускаются через формовочные валки, которые  придают им прямоугольную(квадратную)  или форму.

9. ЭТАП ПОРЕЗКИ

Отрезной станок режет бесконечное изделие на отрезки нужной длины.

10. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

Важный этап. Изделие проходит контроль по трем параметрам: неразрушающий контроль сварного шва, гидроиспытание и сплющивание:

Этап проверки: неразрушающий контроль

Для проведения неразрушающего контроля, согласно ГОСТа 10705-80, возможно  пользоваться магнитнм, ультразвуковым, вихретоковым  либо  рентгеновским  способом. Самый распространенный —  ультразвуковой.

Он отличается тем, что является  недорогим, но эффективным  метод обнаружения дефектов в сварных швах. Выполняется процесс автоматически, а сам дефектоскоп устанавливается в линию стана. Так  проверку проходит 100% швов.

При обнаружении дефектов они исправляются, а исправленные  трубы далее  проходят гидроиспытание.

Этап проверки: гидроиспытание

Гидроиспытанию подвергается не все трубы, а около  10-15 %  от партии. Такая  процедура прописана в ГОСТе 3845-75. ЕЕ смысл в создании  кратковременного  повышеного  давления (на 5 секунд) до 30 или 60 кгс/см2. Трубы не лолжны при это деформироваться, и на поверхности не должно появиться  потеков жидкости.

Этап проверки: сплющивание

Такому испытанию подвергаются две трубы из партии. Проводится оно  в соответствии с положениями ГОСТа 8695-75. Трубы сплющиваются до расстояния между стенками. При таком сплющивании  не должно появиться трещин или надрывов.

Самый последний этап — визуальный контроль труб и их упаковка.  Далее изделие готово к отгрузке покупателю.

Сфера применение профильной трубы

Электросварные прямошовные трубы универсальны.

 У них весьма обширная сфера применения:  промышленных отраслях, машиностроении, строительных сферах, для сооружения инженерных сетей, эксплуатирующийся при повышенных нагрузках, в том числе  нефте-, газо- и водопроводы, а также сети отопления. электросварные трубы способны  выдерживать высокое давление, это  позволяет использовать их для прокладки локальных и магистральных коммуникаций.

С их помощью сварных профильных труб  сооружаются многочиленные  конструкции.

Можно предположить, что  слабым местом электросварных труб является сварной шов. Но это не так.  Для их изготовления не зря выбрана именно высокочастотная сварка.

Для ее применения не требуются дополнительные сварочные или присадочные материалы. Фактически на выходе получается  монолитное изделие. Это и обеспечивает высокие прочностные характеристики.

 Важно,  при их производстве  соблюдать все  требования  технологического процесса и нормативных документов.

Как производят трубы электросварные

Вы узнаете как производится стальная труба: 3 секрета с завода

Труба известна с древних времен, существует аналогия внешнего вида этой конструкции с деревом, бамбуком, тростником. Эти недолговечные материалы использовались для изготовления первых коллекторов.

С течением времени требования к изделиям стали гораздо выше.

В наше время для производства труб стали применяться стойкие материалы – металлы (бронза, медь, железо) и сплавы – сталь, круглые изделия из которой делают с 1852 года при помощи сварки.

Технология изготовления стальных электросварных труб

Общие сведения

Использование или отсутствие сварки – главное отличие при изготовлении востребованных изделий. Половина всех выпускаемых стальных труб – сварные.

Технология сварки в защитном инертном газе применяется в производстве изделий из стали с высоким содержанием легирующих элементов, и из нержавейки.

В современной промышленности метод сварки находится на должном уровне, созданные шовные изделия получаются наилучшего качества, не уступая по своим характеристикам цельнометаллическим. Стальные металлические сварные трубы дешевле бесшовных и по своим характеристикам (с использованием инновационных технологий) не уступают трубам без швов.

Сварные разновидности имеют тонкие стенки, а это значит, они легкие и удобные для транспортировки и проведения монтажных работ. Затраты на спецоборудование по перевозке труб, на оплату персонала могут быть снижены.

Еще одно преимущество труб со сваркой –одинаковая толщина по всей длине, т.к. они создаются из готового стального листа одной толщины.

Стальные трубы выпускаются современными производителями круглой формы и в виде овалов, прямоугольников, квадратов. Это диктуется потребителями и запросами заказчиков. Горячекатанная круглая заготовка из стали при помощи пресса приобретает необходимые формы, калибруется под нужные размеры и используется покупателями в зависимости от цели назначения этих профильных изделий.

Технология изготовления стальных электросварных труб

Трубы производятся на металлургических заводах

Процесс изготовления: много интересного

Производство стальных труб представляет собой процесс скручивания в трубу стальных листов, предварительно термически обработанных.

Содержание углерода такого сырья недопустимо выше 0,2% от массы. При закручивании кромочная часть листов разогревается электротоком и обжимается электродными кольцами (валками). За шестьдесят секунд таким способом свариваются десятки метров.

При разной толщине стенок скорость этого процесса меняется. Трубы сразу нарезаются по определенным размерам с помощью специального оборудования (электрические труборезы для стальных труб), которым всегда оснащен завод по производству стальных труб.

Технологический процесс различается по типу изделий, которые выпускает завод стальных труб.

Электросварные прямошовные

Производство электросварных труб представлено в виде последовательности действий:

  1. Нарезание продольных полос из развернутого листа стали (штрипса).
  2. Сварка ленты «бесконечной» длины (непрерывность производства).
  3. Превращение ленты (при помощи вальцев) в округлую заготовку (шов открыт).
  4. Проварка шва (с применением таких видов сварки – дуговой, лазерной, плазменной, электронной и др.)
  5. Калибровка полученной заготовки.
  6. Проверка шва ультразвуковым исследованием или с помощью вихревых токов.
  7. Нарезка на отрезки нужной длины.

Электросварные спиральношовные

Производитель стальных труб использует и такую технологию, в которой предполагается закручивание листов стали в спираль вместо трубки. Соответственно шов сварки идет по спирали, что придает изделию большую прочность. Такая стальная электросварная труба имеет меньше шансов на то, чтобы разорваться.

Бесшовные горячедеформированные

Трубный завод может обойтись без сварки, применяя бесшовный метод.

Заготовки в форме цельных цилиндров разогревают в печи, затем при помощи прошивного пресса они становятся цилиндрами с полостью внутри.

Полученные гильзы вытягивают в горячем виде, применяя вальцы, до нужного размера. Стенки трубы и диаметр приобретают заданные параметры. После остывания трубы делается резьба по длине и складирование.

  Как установить пропиленовые трубы для отопленияТехнология изготовления стальных электросварных труб

Такое трубное производство помогает делать сверхпрочные изделия с толщиной стенок до семидесяти пяти миллиметров.

Бесшовные холоднодеформированные

Такие разновидности стального коллектора производятся подобно описанным выше.

Но различие этих типов в том, что после прошивки изделие охлаждается и остальные манипуляции с ней осуществляются в холодном виде.

Когда труба сформирована, ее отжигают, нагревая до рекристаллизационной температуры стали (для устранения внутреннего напряжения стали). Затем происходит окончательное охлаждение.

Бесшовные холоднодеформированные не такие толстые (в стенках), как горячедеформированные, их толщина колеблется в пределах от 0,3 до 24 миллиметров.

При работе с этими изделиями (со сварными чаще) обязательно нужно держать под рукой фаскосниматель для стальных труб – спецаппарат для зачистки поверхности (наружной и внутренней) и для выравнивания швов после сварки.

Для создания отводов от основного «русла» применяется седелка на стальную трубу. Монтаж трубопроводов очень облегчается при использовании таких деталей.

Читайте также:  Утюг зубр для труб

Материал

Основа стальных труб – легированная сталь. Этот сплав бывает в листах (толщиной до пятидесяти миллиметров) или в рулонах, в виде стальной ленты. Изготовление труб из этого материала связано с техническими характеристиками стали:

  • прочность высокого уровня;
  • возможность выдержки значительного давления;
  • низкий коэффициент линейного расширения.

Наряду с положительными характеристиками у стали выделяют и отрицательный момент – низкую коррозийную устойчивость. Чтобы продлить срок эксплуатации стальных труб, их подвергают антикоррозионной обработке: пассивной (использование спецоболочек для наружных и внутренних частей труб) и активной (электрозащита).

Трубная металлургическая компания использует следующие марки стали.

Марка стали Тип труб
ст3, ст10-20, ст17г1с-у (углеродистые) Производство сварных труб (для универсального назначения) широко применяет такие материалы
ст20-10 Горячекатанные без швов
ст20 Холоднодеформированные
08Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т (стойкие к коррозии) Изделия для химической и энергетической промышленности
08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т Нержавеющие центробежнолитые (для среды с агрессивными характеристиками)

Маркировка стальной трубы говорит специалисту о зашифрованной в буквенно-цифровых обозначениях информации о том, кто производит изделие (или товарном знаке), о размерах трубы и марке стали.

Сталь, применяемая для создания труб, по уровню содержания углерода бывает с его низким, средним и высоким содержанием. По этому показателю (и многим другим) составляются качественные характеристики труб.

Сталь с высоким содержанием углерода ведет к особой прочности труб, но при этом уменьшаются характеристики эластичности и устойчивости к холоду, поэтому такие изделия нежелательно использовать в условиях низких температур.

Легирующие элементы, входящие в состав материала для стальных труб, может значительно повлиять на увеличение прочности при условии процентного их содержания не более 2,5 процентов. Изделия из низколегированной стали дороже, но прочнее и менее подвержены коррозии. Они прослужат намного дольше, чем те, у которых высокое содержание легирующих элементов.

Популярны коллекторы из нержавеющей стали, отличающейся высокой коррозионной стойкостью.

  Как снять фаску с канализационной трубы

Характеристики

Параметры, влияющие на качество стальных изделий:

  • способ производства;
  • размеры (диаметр);
  • толщина;
  • наружное покрытие;
  • перфорация.

Характеристика стальных труб зависит от того, есть ли шов в изделии. Бесшовные намного надежнее и прочнее, т.к. шов сам по себе — уязвимое место.

Источник

Этапы изготовления электросварных прямошовных труб

На производство труб во всем мире идет примерно 10 % общего объема выпускаемой стали. По этой достаточно солидной цифре можно судить о востребованности таких изделий. Существуют разные виды труб и способы их изготовления. В данной статье речь пойдет о сварных прямошовных.

Материалы для изготовления труб

Чаще всего для производства труб используются углеродистые марки стали. Они отличаются высокой прочностью и твердостью, но низкой износо- и теплостойкостью.

Несколько уступают им по популярности низколегированные и легированные стали. При этом за счет легирующих элементов их свойства удается улучшить.

Так, хром используется для повышения твердости, никель – прочности и пластичности, марганец – твердости и износостойкости, а алюминий – жаростойкости.

Этапы изготовления труб

Изготовление прямошовных электросварных труб выполняется на основании ГОСТов 10706-76, 10705-80 и 10704-91. Технологический процесс включает в себя несколько этапов:

  1. Порезка листового металла. Операция выполняется с помощью агрегатов продольной порезки. Они отличаются производительностью и рассчитаны на работу с металлами разной толщины и ширины. Агрегаты продольной порезки дают возможность с высокой точностью изготовлять полосы металла одинаковой ширины. Это в дальнейшем обеспечивает схождение кромок полос при формовке трубной заготовки.
  2. Правка полос. На данном этапе полосы пропускаются через систему спаренных горизонтальных валков. Таким образом устраняются дефекты поверхности (например, волнистость).
  3. Сварка полос. Эта операция позволяет получить одну бесконечную полосу. Она выполняется с помощью полуавтоматической сварки под флюсом. Такой способ соединения металлов обеспечивает формирование прочных и пластичных швов с минимально возможным количеством дефектов. Полученная бесконечная полоса передается в накопитель.
  4. Формовка трубной заготовки. Чтобы придать плоской заготовке форму трубы, ее пропускают через систему горизонтальных и вертикальных валков. Каждая последующая пара валков уменьшает радиус заготовки, пока ее кромки максимально не сблизятся друг с другом.
  5. Сварка продольного шва. Для этой цели применяется высокочастотная сварка. При ее использовании соединяемые кромки заготовки нагреваются токами высокой частоты до температуры плавления, а потом сдавливаются обжимными роликами. В результате образуется прочное и долговечное соединение. Высокочастотная сварка может проводиться индукционным или контактным способом. Оба они задействуются при изготовлении труб:
  • В первом случае нагрев осуществляется с помощью индуктора. Он возбуждает в трубной заготовке, проходящей сквозь его витки, высокочастотный переменный ток. Этот процесс очень быстрый и занимает не более трех секунд.
  • При использовании контактного способа сварки ток от высокочастотного генератора подводится с помощью контактов. Они остаются неподвижными и в процессе сварки скользят по перемещающимся вдоль них трубным заготовкам. Недостатком способа является необходимость периодической замены контактов.

Высокочастотная сварка позволяет со скоростью до 50 м/мин. изготавливать трубы диаметром до 426 мм с толщиной стенки до 8 мм.

  1. Снятие грата. Эта операция выполняется для улучшения внешнего вида и качества сварочного шва.
  2. Калибровка. На данном этапе устраняется овальность труб и обеспечивается точность их геометрических размеров и форм. Для этого изделия сначала остужают с помощью воды, а затем пропускаются через калибровочные валки.
  3. Профилирование. Такая операция выполняется только при изготовлении профильных труб. Для этого круглые заготовки пропускаются через формовочные валки, которые и придают им прямоугольную или квадратную форму.
  4. Порезка. На данном этапе бесконечная труба режется на отрезном станке для получения изделий заданной длины.
  5. Контроль качества труб. Э тап является одним из важнейших. Он включает в себя три вида проверки: неразрушающий контроль сварного шва, гидроиспытание и сплющивание:
  • Согласно положениям ГОСТа 10705-80, для проведения неразрушающего контроля может использоваться магнитный, ультразвуковой, вихретоковый или рентгеновский способ. Чаще всего используется ультразвуковой. Это недорогой, но эффективный метод обнаружения дефектов в сварных швах. Он выполняется автоматически, а сам дефектоскоп устанавливается в линию стана. Соответственно, проверку проходит 100% швов. При обнаружении дефектов они исправляются, а отремонтированные трубы, помимо ультразвуковой дефектоскопии, в обязательном порядке проходят гидроиспытание.
  • Гидроиспытанию подвергается 15 % труб от партии. Сама процедура прописана в ГОСТе 3845-75. Заключается она в кратковременном повышении давления (на 5 секунд) до 30 или 60 кгс/см 2 . Трубы должны выдерживать его без деформации, а на их поверхности не допускается появления потеков жидкости.
  • Испытанию на сплющивание подвергаются две трубы из партии. Оно проводится в соответствии с положениями ГОСТа 8695-75. Трубы сплющиваются до расстояния между стенками, равного ? наружного диаметра. При этом на их поверхности не должно появиться трещин или надрывов.

  Изометрия как чертить трубы

На заключительном этапе состояние поверхности труб контролируется визуально, они упаковываются и отгружаются потребителю или на склад.

Применение электросварных прямошовных труб

Электросварные прямошовные трубы универсальны. Они используются в сфере ЖКХ, машиностроении и промышленных отраслях.

Чаще всего такие трубы применяются для сооружения инженерных сетей, эксплуатирующихся при повышенных нагрузках. К ним относятся нефте-, газо- и водопроводы, а также сети отопления.

Способность электросварных труб выдерживать высокое давление позволяет с успехом использовать их для прокладки локальных и магистральных коммуникаций.

Стальные трубы можно обоснованно назвать уникальным строительным материалом. С их помощью сооружено немало конструкций, достойных занесения в Книгу рекордов Гиннесса.

К ним относятся самые длинные в мире трубопроводы для транспортировки различного сырья: нефтепровод «Дружба» (8900 км), газопровод «Запад – Восток» (8407 км), аммиакопровод (2500 км) и даже спиртопровод (135 км).

Самым сложным подводным сооружением можно назвать подводный газопровод Langeled. Он состоит из труб диаметром 1200 мм, уложен на глубине до 1200 м и имеет длину 1200 км.

Заключение

На первый взгляд может показаться, что слабым местом электросварных труб является сварной шов. Однако для их изготовления не зря выбрана именно высокочастотная сварка. Для ее применения не требуются дополнительные сварочные или присадочные материалы.

Фактически она позволяет получить монолитное изделие. Это и обеспечивает электросварным прямошовным трубам высокие прочностные характеристики и широкую сферу применения.

Главное при их изготовлении – соблюдение требований технологического процесса и нормативных документов.

Источник

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector