Технология производства медных труб

Кузьмин О.С., Оленич А.А., Исхаков Р.Ф., Толстобо А.В., Волков С.М.ОАО «Артемовский завод по обработке цветных металлов»

Современная цветная металлургия достигла больших успехов в повышении производительности и качества металлопродукции благодаря широкому применению непрерывных и полунепрерывных технологий производства.

В области производства медных труб перспективным направлением является технология производства литой трубной заготовки с дальнейшей холодной деформацией.

Отсутствие операций горячей деформации приводит к существенному снижению себестоимости конечной продукции.

Введение

В настоящее время в мире существуют несколько технологических процессов производства медных труб общего и специального назначения, которые используют непрерывный способ литья с целью получения полой заготовки, предназначенной для дальнейшей прокатки и многостадийного волочения.

Например, хорошо известна технология «Directube process» (Cast and Roll process), предлагаемая фирмой «SMS MEER» для изготовления труб общего и специального назначения, в том числе и для систем кондиционирования и охлаждения воздуха.

Данный процесс включает в себя непрерывное литье толстостенной полой заготовки, горячую прокатку отливок на планетарном прокатном стане, волочение катанной заготовки до готового размера на стане типа «spinner block».

Фирма «Up Cast OY», Финляндия предлагает новый перспективный процесс «UPCAST SG Tube», который позволяет получать непрерывнолитую трубную заготовку из меди марки Cu-DHP непосредственно под бухтовое волочение. Разработчики данной технологии утверждают, что ее можно использовать в том числе и для производства медных тянутых труб для систем кондиционирования и охлаждения воздуха.

На ОАО «АЗ ОЦМ» медные трубы различного назначения производятся по традиционной технологии, включающей в себя следующие операции: отливку слитков методом полунепрерывного литья, нагрев и прессование мерной литой заготовки, холодную прокатку прессованных полуфабрикатов, волочение катанной трубы до конечного размера.

Данная технологическая цепочка является наиболее материалоемкой и энергозатратной по сравнению с другими ранее указанными процессами, что в конечном счете приводит к высокой себестоимости готовой продукции.

Поэтому на ОАО «АЗОЦМ» проводятся экспериментально-исследовательские работы по подбору более перспективной и экономически выгодной технологии получения медных тянутых труб.

Настоящая работа посвящена экспериментальным исследованиям холодной пластической обработки трубных заготовок, произведенных на установке горизонтального непрерывного литья, выполненной на базе индукционной канальной печи.

Литая трубная заготовка

Опытная медная литая труба с наружным диаметром 48 мм, с толщиной стенки 4 мм полностью соответствует требованиям ГОСТ859, предъявляемым к меди марки М2 и лишь по содержанию железа не попадает в марку М1.

На наружной поверхности опытной литой трубы обнаружены:

• неслитины и мелкие поперечные трещины длиной до 25…30 мм, шириной до 1 мм, располагающиеся друг за другом на спае литейных шагов (см. рисунок 1 а);
• раковины литейного происхождения (см. рисунок 1 б);
• следы, оставленные роликами вытягивающего механизма (рисунок 1 в).

Кроме того, на наружной поверхности литой трубы присутствуют следы удаления дефектов литейного происхождения посредством применения пневматической шлифовальной машинки (рисунок 1 г).

На внутренней поверхности литой трубы никаких серьезных дефектов выявлено не было, в том числе трещин (см. рис. 2 а и б).

Предварительно можно предположить, что дефекты литейного происхождения такие как, неслитины, поперечные трещины на спае шагов, раковины, выявленные на наружной поверхности литой заготовки, должны оказать отрицательное влияние на качество готового проката. Степень этого отрицательного влияния можно будет оценить только в процессе проведения экспериментов по прокатке и волочению литых труб.

Рис.1. Дефекты поверхности опытной трубной литой заготовки: а — поперечные пошаговые трещины, неслитины; б — литейные раковины; в — след от ролика вытягивающей машины; г — следы от удаления поверхностных дефектов ручной шлифовальной машинкой

Рис.2. Общий вид внутренней поверхности опытной литой трубы: а — нетравленная поверхность; б — поверхность после травления

Также можно предположить, что следы, нанесенные роликами вытягивающей машины или другим технологическим инструментом, в процессе последующей обработки металла давлением будут устранены без какого-либо негативного влияния на качество готовой продукции.

Исследования микроструктуры показали, что металл литой трубы имеет достаточно высокую плотность, поскольку в нем не обнаружено серьезных микродефектов в виде пор, раковин, инородных включений (см. рис. 3 а, б);

Рис. 3. Микроструктура опытной литой трубной заготовки: а — микроструктура в продольном сечении литой трубы, *100; б — микроструктура в продольном сечении литой трубы, *200; в — поперечная поверхностная трещина в продольном сечении литой трубы, *200.

Границы зерен тонкие, неутолщеные, что свидетельствует об отсутствии отложений легкоплавких эвтектик;

По заключению лаборатории металлографии поперечные трещины на наружной поверхности проникают вглубь стенки трубы на 0,115 мм (см. рис. 3 в).

В процессе исследования макроструктуры установлено следующее: на всей поверхности поперечного шлифа исследуемой литой заготовки наблюдаются зерна, имеющие четкую радиальную ориентацию. При этом необходимо отметить транскристаллитный характер структуры, т.к.

зерна распространяются от внутренней поверхности до наружной поверхности, через всю толщину стенки трубы. Зерна по периметру поперечного сечения отливки имеют разную ширину, которая увеличивается с 0,5…1,0 мм до 1…2 мм (см. рис. 4 а и б).

Данное обстоятельство свидетельствует о неравномерности теплоотвода от кристаллизующегося металла по периметру кристаллизатора в процессе формирования полой отливки.

Рис. 4. Макроструктура продольного и поперечного сечений опытной литой трубной заготовки: а — макроструктура в поперечном сечении трубы; б — макроструктура различных участков поперечного сечения трубы; в — макроструктура в продольном сечении трубы

В продольном сечении трубы также наблюдается радиально ориентированная структура. Причем, на одном из двух срезов, попадающих в продольное сечение, сформировались зерна шириной 0,5…1,5 мм, на втором — шириной 1…4 мм (см. рис. 4 в).

Для исследования механических свойств литой трубной заготовки из нескольких образцов вырезались плоские продольные полоски шириной 10 мм, предназначенные для проведения испытаний на растяжение.

В процессе испытаний установлено, что предел прочности литой трубы совпадает с пределом прочности горячепрессованной трубы. В то же время, условный придел текучести литой трубы на 10-20% выше по сравнению с горячепрессованной трубой.

Относительное удлинение, как один из показателей пластичности металла у литой трубы так же выше на 15%.

В целом необходимо отметить высокий уровень механических свойств литой трубы, которые вполне сопоставимы с механическими свойствами прессованной заготовки. Это обстоятельство должно оказать положительный эффект на процесс холодной прокатки полых отливок.

Результаты холодной деформации литой медной трубы

Для исследования возможности холодной деформации медной литой заготовки, проводились опытные работы по прокатке на стане ХПТ и волочению. Прокатка литой трубной заготовки осуществлялась на стане марки ХПТ 55-3-8 на размер 32*0,95 мм по следующим режимам: подача — 14 мм, угол поворота — 55-65o, двойных ходов — 80-82.

В результате холодной прокатки была получена катанная заготовка хорошего качества: дефектов, видимых невооруженным глазом, на поверхности обнаружено не было.

Таким образом, дефекты литейного происхождения, выявленные нами в ходе исследования литой заготовки, в процессе холодной прокатки были либо устранены, либо приобрели скрытый характер.

После обработки на стане ХПТ произвели волочение катанной заготовки на цепном волочильном стане на готовый размер 16*0,5 мм за 7 проходов, выполненных с суммарной вытяжкой 3,84.

На втором ходу волочения произошло 8 обрывов захваток (холостой конец). После повторного изготовления захваток, волочение прошло без каких-либо замечаний. При обработке литой заготовки суммарная вытяжка составила 22,71 (степень деформации 95,59%).

При визуальном осмотре продукции дефектов на поверхности готовых труб обнаружено не было.

С целью более тщательного исследования качества полученной продукции была произведена дефектоскопия труб М2 в готовом размере 16*0,5 мм на токовихревом дефектоскопе. Из 157 штук (102 кг) труб было забраковано 9 штук (6 кг) труб.

Основной вид дефектов на отбракованных трубах — забоины и вмятины, полученные в процессе изготовления готовой продукции. Отбраковка от общей массы произведенной трубы составила 5,9%.

Для исследования механических свойств опытных труб в мягком состоянии произвели отжиг образцов, отобранных на разных проходах, в лабораторной печи при температуре 600oС и времени выдержки 30 мин.

Согласно полученным данным, механические свойства отожженных опытных труб готового размера 16*0,5мм полностью соответствуют требованиям ГОСТ 617 и EN 1057, предъявляемым к продукции в мягком состоянии.

Выводы

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Экспериментальным путем подтверждена возможность производства медных тянутых труб общего назначения в мягком состоянии, соответствующих требованиям ГОСТ617 и EN1057, за счет холодной прокатки и многократного волочения трубной заготовки, отлитой на установке непрерывного горизонтального литья.
2. Наличие таких дефектов наружной поверхности литой трубной заготовки, как мелкие раковины, поперечные трещины и неслитины глубиной до 0,115 мм, не должны являться признаком для отбраковки, поскольку указанные несоответствия устраняются в процессе холодной прокатки и последующего волочения отливок. Токовихревая дефектоскопия готового проката не выявляет остаточных проявлений вышеуказанных дефектов.
3. Лабораторные исследования позволили установить, что в плоскостях как поперечного, так и продольного шлифов экспериментальной литой трубы наблюдается макроструктура, имеющая четкую радиальную ориентацию зерна. При этом нужно отметить транскристаллитный характер структуры, т.к. зерна распространяются от внутренней поверхности до наружной поверхности, через всю толщину стенки трубы. При перемещении по периметру полой заготовки зерна изменяют свою толщину, что свидетельствует о неравномерности теплоотвода по периметру кристаллизатора в процессе формирования отливки.
4. В процессе исследований микрошлифов литых заготовок с применением микроскопа при увеличении *100, *200 в материале отливок не обнаружено серьезных микродефектов в виде раковин, газовых пор, неметаллических включений; границы зерен тонкие, неутолщеные, что свидетельствует об отсутствии отложений легкоплавких эвтектик. Конечные результаты эксперимента подтверждают то, что указанные позитивные характеристики микроструктуры положительно повлияли на технологические свойства медных литых труб в процессе холодной прокатки и последующего волочения.
5. Химическая чистота металла, отсутствие серьезных структурных дефектов обеспечили получение достаточно высоких механических свойств литой заготовки, которые оказались вполне сопоставимы со свойствами прессованной трубы. Это обстоятельство также помогло добиться положительных результатов в процессе холодной прокатки и волочения полых отливок.

© Кузьмин О.С., Оленич А.А., Исхаков Р.Ф., Толстобо А.В., Волков С.М., 2010

Отожженная медная труба — производство, применение и недостатки

Медь — металл, который человечество освоило еще до нашей эры. В XIII-XIV выплавлять медь начали в промышленных масштабах для изготовления оружия и колоколов, посуды и других бытовых нужд. Прочность меди и пластичность, высокая теплопроводность и низкое удельное сопротивление — свойства, которые позволяют использовать медь для производства труб различного назначения.

Отжиг придает трубам жесткость, благодаря которой изделие переносит высокое давление и перепады температур, а также стойкость к различного вида агрессивным соединениям, ультрафиолету и повышенной влажности. Поэтому труба медная отожженная — универсальный продукт для транспортировки газа и жидкости, а также для организации систем отопления.

Как производят отожженные медные трубы

Процесс производства медных трубных изделий включает в себя:

• Обработка руды до получения сырой меди.
• Очищения сырца — это продувка кислородом до удаления всех имеющихся примесей и получения сырья для производства медной трубы.
• Для изготовления самой трубы применяется штамповка и прокат, в результате на выходе получается довольно прочное изделие — неотожженная медь, прочность на разрыв при этом достигает 450 МПа, но изделие теряет пластичность, присущую меди. Предельное растяжение изделия не более 6%, что ограничивает область применения полученных труб.
• Для того чтобы изделие получило свойства, которые позволят применять его в различных отраслях, применяется технология отжига: труба нагревается до 700°С и более. После медленного охлаждения труба становится менее прочной на разрыв, но приобретает дополнительную жесткость. Труба не деформируется под воздействием УФ-лучей, давления и температурных перепадов, она надежней, чем неотожженная труба, и пригодна для применения в тех областях, где медная труба без обработки не справилась бы со своими задачами.

Это интересно! Запас прочности отожженной трубы — 220 МПа, а эластичность при этом может увеличиваться в полтора раза и более, т.е это растяжение метровой трубы может достигнуть 1.5 м, прежде чем разорвется.

Применение отожженных труб

Трубы медные, прошедшие обработку отжигом применяются в системах коммуникаций:

• ГВС и ХВС. Трубы из меди гладкие внутри, поэтому не задерживают поток и обеспечивают хорошую проходимость в течение всего периода эксплуатации. Отожженная труба не теряет эксплуатационных характеристик даже после замерзания воды внутри нее и способна выдерживать без повреждений до 5 циклов заморозки.
• Отопительные системы. Медные отожженные изделия, обладают отличной теплостойкостью, поэтому даже наиболее тонкие трубы выдерживают тепловую нагрузку без деформации.

Обратите внимание! Чтобы экономить тепло и избежать теплопотерь при использовании медных труб в отопительных магистралях, теплопроводность которых велика, рекомендуется использовать термоизоляцию.

• Кондиционеры и холодильное оборудование. Медные трубы незаменимы в холодильном оборудовании, поскольку медь после отжига абсолютно инертна к фреону.
• Газораспределительные магистраль. Трубы для газа должны отвечать требованиям безаварийности, выдерживать давление и температурные нагрузки, чтобы обеспечивать бесперебойную транспортировку газа. Можно применять медные отожженные трубы в гидравлических устройствах, где качество и подобные свойства изделий отвечают требованиям государственного стандарта.

Недостатки изделий

Высокая цена на изделия из меди определяет то, что в быту их используют нечасто. Стоимость медного трубопровода велика, хотя те, кто выбрал для себя медные трубы для коммуникаций обеспечили надежную систему, которая прослужит на протяжении длительного времени без ремонта и аварий.

Еще одним фактором, который часто останавливает потребителей при выборе медных труб — это сложность монтажа. Медь — пластична, и ее легко повредить неумелыми действиями.

Медные трубы отличаются высокой теплопроводностью, поэтому при сильном нагреве рабочей среды в трубах без термоизоляции при неосторожном касании могут вызвать ожоги.

Медная труба — технические характеристики и особенности монтажа

Медь — один из лучших проводников тепла, пластичный, хорошо поддающийся обработке материал. Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам медные трубы мастера сантехники используют при монтаже трубопроводов для систем водоснабжения и отопления, прокладке газопроводов, а также при подключении кондиционеров. Их применяют в производстве кристаллизаторов и радиолокационных систем. Это объясняется высокой антикоррозийной устойчивостью, долговечностью и надёжностью медных труб.

В данной статье мастер сантехник рассмотрит характеристики и свойства медных труб, сравнивая эти качества с аналогичными характеристиками конкурентов. И мы надеемся, что это поможет нашим читателям составить собственное мнение об уникальности медных труб и целесообразности их применения в домашних трубопроводах.

Характеристики медных труб

Основные рабочие и эксплуатационные характеристики труб из меди определены в особом нормативном документе ГОСТ 617, последняя редакция которого состоялась в 2006 году.

  Хотя первым номером этого нормативного документа был 617-19 – медные трубы ГОСТ меняли достаточно часто.

Различные редакции данного нормативного документа обновлялись, начиная с 20-х годов, как минимум, в каждое десятилетие ХХ века.

И согласно последнему ГОСТ медная труба изготавливается либо из меди, либо из медно-цинкового Латунные трубысплава (латуни). Поэтому все характеристики медных труб зависят от физических качеств данных конструкционных материалов.

Причем на изготовление труб тратится 7 сортов меди: от 99,5-процентного М3, до 99,9 процентного М1. Ну, а латунь используют всего одного сорта – Л96, в котором содержится не менее 95 процентов чистой меди и еще шесть компонентов, главным из которых является цинк.

• Основные преимущества использования медных труб
• Медь и латунь наделяют изделия следующими достоинствами:

• Способностью сопротивляться коррозии. Срок службы медных фитингов и коммуникаций (от 80 и более лет) превышает срок службы стальных изделий (до 50 лет).
• Отменной стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Медные изделия служат дольше любых труб из термопластичных полимеров.
• Широким диапазоном температур эксплуатации.

Обратите внимание! Медные коммуникации прекрасно работают и  при -200 °C и при +200 °C. Полимерным изделиям с их жалкими -15 и 140 °C такие свойства даже и не снились.

• Высокой прочностью, сравнимой с жесткостью стальных изделий и позволяющей выдерживать давление в 5,5 МПа (около 54 атмосфер). Тогда  как полимерные коммуникации не выдерживают и 25 атмосфер.
• Высокой ковкостью, позволяющей гнуть медные трубы практически без усилий и предварительной термообработки. Таким качеством неспособны похвастаться ни излишне жесткие стальные изделия, ни излишне мягкие полимерные изделия. Последние сгибаются без усилий,  но форму изгиба не держат.

Недостатки медных труб

Единственным спорным качеством рассматриваемого нами конструкционного материала является высокая плотность – 8920 кг/м3, определившая вес труб из меди. Этот показатель выше, чем аналогичная характеристика стали – 7800 кг/м3, и значительно выше, чем плотность полимера – 900 кг/м3.

В итоге, медные трубы уступают стальным и полимерным конструкциям не только в цене трубопровода (медь – дороже), но и в весе (медь – тяжелее). Например, вес трубы медной 12/1 длиной в 1м равен 307 граммам, а вес аналогичного мерного отрезка  стальной трубы равен всего 271 грамму. Разница составляет почти 12 процентов от веса медных изделий.

Однако высокая пластичность меди дает возможность создать практически идеальный трубный прокат – с минимальной разницей между внутренним и внешним диаметром. Поэтому, упомянутая выше труба медная – 1/2 дюйма в диаметре – может весить и 250 грамм, при толщине стенки в 0,8 миллиметров. Следовательно, преимущество стальных изделий – сомнительно.

Ну, а труба медная 1/4 дюйма диаметром и длиной в один метр весит всего 116 грамм, а прокачивает сквозь себя такой же поток носителя, что и 16-миллиметровая труба из металлопластика, которая весит те же 115 грамм.

Ведь медная труба прочнее, поэтому напор в таком трубопроводе будет, как минимум в 2,5 раза сильнее напора в пластиковом водоводе. Следовательно, у пластиковых изделий нет никаких преимуществ перед продукцией из меди.

Способы и технологии изготовления

Согласно ГОСТ труба медная и латунная изготовляется с помощью двух технологических операций – проката и прессования с последующей сваркой стыков. Трубы круглого сечения производят и одним и другим способом. Медная квадратная труба производится преимущественно методом прессования с продольной сваркой шва.

Прокатное производство

Прокатные трубы изготавливаются только методом холодного деформирования. Ведь медь очень пластичный металл, который можно прокатать между вальцами даже без предварительного нагрева. В итоге, на вальцы прокатного стана просто надевают заготовку – гильзу, которая выкатывается до нужного диаметра.

На стадии финальной обработки прокатные трубы разделяются на подвергнутые отжигу и неотожженные изделия.

Последний вариант не предполагает термической обработки трубы после проката, поэтому неотожженные трубы намного прочнее обработанных аналогов.

Ведь внешний и внутренний слой такого изделий будет намного плотнее обычной меди за счет деформации кристаллической решетки металла на прокатных вальцах.

Таким образом отжиг разделяет холоднодеформированные трубы на:

• Жесткие,
• Полужесткие,
• Мягкие.

Сварное производство

Прессованные трубы делают на особых станках из листовой меди. Из листа вырубают мерную заготовку, подаваемую на формовочные вальцы пресса. После прессования лист принимает форму круглой, овальной или квадратной трубы, а стыковочный шов – заваривается в среде инертного газа.

На финише сварную трубу пропускают сквозь калибрующие вальцы, выравнивающие профиль изделия и исправляющие продольную деформацию.

Кроме того, на финальном этапе и прокатные, и прессованные трубы могут подвергнуться еще одному виду обработки – хромированию. В итоге, у производителя получается совершенно новый вид продукции — хромированная труба из меди, по которой можно прокачивать даже очень концентрированные кислоты.

1. Говоря о технологии производства, следует отметить, что от выбранного способа изготовления будет зависеть не только цена и характеристика продукта (бесшовные трубы прочнее), но и габариты конечного изделия.
2. Видео
3. В сюжете — Как делают медные трубы
5. Сечения и размеры медных труб

Высокая ковкость меди позволяет изготовить из этого металла изделие практически любой формы. И даже устаревший нормативный документ на трубы медные – ГОСТ 617-19 – поражает воображение обилием типоразмеров. В новом ГОСТе 617 от 2006 года к сортаменту медных труб причислены около 130 единиц сортамента с оригинальными габаритами сечений.

Причем, в отличие от первого ГОСТа 20-х годов ХХ века в новом нормативном документе все размеры указаны не в дюймах, а в миллиметрах.

Например, вместо такой единицы сортамента, как труба медная 3/8 дюйма появилась труба на 10 миллиметров.

Кроме того, в новом ГОСТе появились и ранее невиданные размеры, например труба медная труба 1/4 дюйма была заменена сразу двумя изделиями – трубами диаметром 6 и 7 миллиметров.

Размеры медных трубКонкретные размеры медных труб зависят от способа изготовления продукции.

Так круглые медные трубы, полученные в результате холодного деформирования заготовки,  имеют диаметр от 3 до 350 миллиметров. Число типоразмеров прокатных труб превышает семь десятков.

И это только в том случае, если принять во внимание внешний диаметр. Толщина стенки таких изделий колеблется между 0,8 и 10 миллиметрами.

Габариты сварных изделий, к которым относятся и трубы медные прямоугольного сечения, имеют меньшие размеры. Диаметр такой продукции начинается от 30 миллиметров, и заканчивается 280 миллиметрами. Число изделий с оригинальным размером внешнего диаметра в сварном сортаменте приближается к 50. Толщина стенок в данном случае может быть более существенной: от 5 до 30 миллиметров.

Длина трубного проката  зависит от диаметра. И трубы диаметром до 18 миллиметров выпускают в виде мерных отрезков по 1-6 метров (с шагом в 0,5 метра) или бухт с общей длиной труб в 10 метров. Более габаритные трубы выпускают в виде мерных или немерных отрезков, длина которых колеблется от 1,5 до 6 метров.

Разумеется, указанные размеры характерны только для отечественной продукции, а вот труба медная KME (известная торговая марка из Германии) может иметь немного иные габариты. Ведь в Евросоюзе действуют свои стандарты качества.

Впрочем, при стыковке труб совершенно неважно, какой размер будет иметь стыкуемое изделие. Технология монтажа зависит от иных причин. И каковы эти причины вам станет понятно после изучения следующего абзаца.

Способы соединения медных труб

К основным способам монтажа трубопроводов из меди относятся высокотемпературная пайка стыков и обжимное прессование. Причем и в том, и в другом случае используются особые фитинги для соединения медных труб.

Пайка трубопроводов

Метод пайки применяется при возможности нагреть трубу до температуры плавления припоя –  Пайка медных трубметаллической проволоки. Нагрев производится газовой горелкой, которая разогревает место контакта до температуры плавления припоя.

Эту технологию способны реализовывать только опытные сварщики – котельщики, работающие со сложными металлоконструкциями, эксплуатация которых проходит в достаточно жестких условиях (высокое внутреннее давление, большая внешняя нагрузка и так далее).

Упрощенно этот процесс выглядит следующим образом: труба очищается от оксидной пленки и вставляется в фитинг, очищенный таким же образом. К месту контакта подводится работающая горелка, в пламени которой нагревается припой. После разогрева припоя его «лепят» на место стыка и, продолжая греть, оборачивают вокруг трубы.

• Операция пайки требует навыков работы с газосварочным аппаратом и хорошего глазомера.
• Видео
• В сюжете — Паяем медные трубы
• Прессование стыков
• Прессование стыков является более простой операцией, которая выполняется по  следующей схеме:

• Торец трубы подрезают под углом 90° к центральной оси трубопровода и снимают внутреннюю фаску. Внешняя сторона трубы шлифуется наждачной бумагой.
• Далее, разбирается фитинг: от него отделяют монтажную гайку и уплотнительный пояс. Гайку и пояс надевают на трубу.
• Трубу надевают на штуцер фитинга и фиксируют место соединения уплотнительным поясом.
• Фитинг фиксируют в тисках или зажимают раздвижным ключом. После чего на резьбовой торец фитинга накручивают монтажную гайку.
• Гайка спрессовывает трубу и штуцер фитинга.

Этот способ похож на монтаж труб из металлопластика. Только для его реализации нужно намного большее усилие. Основное достоинство данной операции – простота реализации. Основной недостаток – ненадежность соединения. В итоге, такой способ монтажа следует применять только в трубопроводах со слабым напором.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Монтаж котельной из меди

Технология производства медных труб и сферы их применения

• Московский Авиационный 
  институт
• (Национальный исследовательский 
  университет)
• Курсовая работа на тему:
• Технология производства медных труб
• и сферы их применения
• Выполнил студент
•  группы :
• Проверил 
• Дата____________
• Подпись______________
• Москва
• 2012
• 1. Медные трубы и их преимущества       3
• 2. Технология производства медных труб      5
• 2.1 Подготовка медной заготовки 
  к производству    5
• 2.2 Основной этап производства       6

2.2.1 Волочение         6

2.2.2 Прокатка         8

2.2.3 Прессование        9

1. 2.3 Термическая обработка        9
2. 2.4 Термоизоляция                10
3. 2.5 Резка на мерные участки или намотка на бухты           10
4. 2.6 Контроль готовой продукции              10
5. 3. Сферы применения 
   медных труб               11
6. 4. Список источников                 12
7. Медные трубы и их преимущества

Медные трубы стали 
производиться в европейских 
странах еще в середине 19 века. Причиной использования столь универсального материала стал факт того, что установленная 
труба из меди в здании способна пережить само здание.

Медные трубы, цена на которые не была столь высокой, вполне готовы себе позволить те, кто рассчитывает проживать в одном и том же доме не одно поколение. В России медные трубы не столь широко эксплуатировались.

Всё дело в повсеместном использовании чугуна для канализационных систем, так как в то время наша страна была лидером по выплавке чугуна.

Медные трубы устойчивы 
к любым температурам теплоносителя 
без ограничения по давлению и 
времени воздействия. Рабочий диапазон температур может составляет от – 200°С до +250°С и даже выше. Например система спринклерного пожаротушения должна выдержать 600°С в течение 30 минут и трубопроводы для нее делают из меди.

При отрицательных температурах пластичность и прочность меди, не уменьшаются как у многих других материалов, а возрастают. Возможен монтаж медных трубопроводов и их эксплуатация (незамерзающие жидкости и газы) в зимних условиях.

Интересно, что при 
расширении замерзшей воды в трубопроводе, благодаря пластичности, медные трубы 
могут деформироваться в зависимости от твердости без разрыва от 1 до 3 раз. Поэтому пригодны для использования на объектах с риском аварийного замораживания в зимний период.

У меди эталонная газонепроницаемость, на нее не действует ультрафиолет. Медные трубы устойчивы к коррозии, а хлорирование питьевой воды только убыстряет образование защитной патины. Медные трубы не стареют и не портятся, и при грамотной эксплуатации медный трубопровод питьевого водоснабжения (по опыту Европы) массово «доживает» до 80 лет и более.

Медные трубы имеют высокую механическую прочность и изготавливаются с толщиной стенки в 1,5-3 раза тоньше, чем стальные, так как не требуется запас на коррозию материала. Это уменьшает их наружные диаметры по сравнению со стальными и пластмассовыми трубами. А с учетом хорошей пластичности тонкие трубы легко поддаются механической обработке и гибке, в том числе вручную.

Наличие большого числа 
видов соединений и фитингов под 
них позволяет выполнять системы 
самой сложной конфигурации разнообразными способами. Это также позволяет работать в узкостях и иных неудобных местах. При монтаже не требуется содержать на площадке тяжелое и громоздкое оборудование. В результате медные трубопроводы весьма удобны и просты в монтаже.

В медных трубопроводах, соединения — самые надежные части системы. Пайка и прессование технологически обеспечивают высокую надежность соединения практически не зависимо от тщательности монтажника, в отличие от сварки и иных способов. Часть соединений могут выполняться монтажниками даже с невысокой квалификацией.

Отсутствие зарастания труб продуктами коррозии и любых 
выделений. У медных труб более низкий коэффициент шероховатости

Кш = (1,5…2)*10-6м, чем у стальных (Кш = 200-10-6м) и даже полимерных (Кш = 8*10-6м) труб. Это увеличивает их пропускную способность, что позволяет применять меньшие внутренние диаметры.

Медь обладает бактериостатичностью — способностью сдерживать развитие микрофлоры на своей поверхности 
и в воде. К некоторым видам 
микроорганизмов медь даже бактерицидна (т.е. убивает болезнетворные бактерии). Использование медных труб в питьевом водоснабжении, наряду с хлорированием, обеспечивает повышенную инфекционную безопасность.

Набор положительных 
качеств медных труб привел к использованию 
их в различных технических системах, придавая им универсальность. Применение одного материала во всех видах установок, позволяет вести на объекте единую технику монтажа систем газо- и водоснабжения, отопления и др. Законодательно уже и в России, этим может заниматься одна монтажная организация.

Медь легко поддается вторичной переработке, в Европе новые трубы на 40% состоят из вторичного металла. При ликвидации или замене медного трубопровода, трубы после демонтажа могут быть использованы на другом объекте или проданы. Привлекательный внешний вид дает возможность использовать медные трубы и при открытой прокладке, используя как элемент дизайна помещения.

Медные трубы круглого сечения производят в соответствии со стандартом ГОСТ Р 52318-2005, гармонизированному с европейским стандартом EN 1057 (1996 г.).

Типоразмеры медных, не изолированных 
труб (по внешнему диаметру) находятся 
в диапазоне 6 — 267 мм. Каждый типоразмер может иметь несколько значений толщины стенки в пределах от 0,6 мм до 3 мм. Трубы для газоснабжения 
имеют диапазон 12 — 267 мм и минимальную толщину стенки 1 мм.

Трубы по ГОСТ 52318-2005 изготовляют 
в мягком, полутвердом и твердом 
состоянии меди, которые различаются 
степенью твердости, механическими 
и эксплуатационными свойствами.

Для производства труб используют рафинированную медь марок: М1, М1ф, М1р, М2, М3, М3р, Cu-DHP, Cu-DLP, Cu-FRTP (чистотой не менее 99,9%). Такая медь отличается высокой коррозионной стойкостью и не теряет своих физических свойств при длительной эксплуатации.

Технология 
производства медных труб

Высокая пластичность меди позволяет, используя разнообразные методы холодной и горячей деформации металла, производить бесшовные трубы. При промышленном производстве бесшовных труб используют три основных метода обработки заготовок: волочение, прокатка, прессование, либо их комбинации. Состав применяемого оборудования и технологические операции на разных производствах могут различаться.

Подготовка 
медной заготовки к производству

Черновая медь подается в медеплавильную печь на предварительную 
плавку. В ее составе используют отходы собственного производства и частично вторичный металл. В пламенной печи для очистки от примесей, содержащихся в черновой меди или отходах, примеси оксидируются вдуванием воздуха в жидкий металл и удаляются.

В конце этого процесса в меди содержится значительное количество оксида меди. Для его удаления и устранения оставшихся примесей медь «дразнят». То есть в барабанную печь, в которой происходит очистка меди, опускают бревно дерева. Этот старинный метод очистки и раскисления используется до сих пор в производстве.

Очищенная медь выливается в установку для непрерывного литья, для получения медных заготовок. Установка для непрерывного литья 
состоит из двух смесителей, из которых 
металл поочередно подается в центральную 
печь.

В ней в заключение, добавляют фосфор, для окончательного раскисления металла. Для получения полуфабрикатов для прокатки труб, металл попадает на стан непрерывного литья.

Получаемый непрерывный литой пруток, специальной многоэлементной пилой режется на заготовки, имеющие необходимую длину.

• Основной этап производства
• После подготовки медных заготовок, применяются основные методы обработки заготовок.
• Волочение
• Волочение — технологический процесс 
  получения трубы, основанный на деформации металла при протягивании трубной заготовки через сужающийся по длине канал, обычно круглого профиля — волоку (фильера, матрица), имеющий несколько меньшее сечение, чем у исходной заготовки.

При волочении происходит обжатие 
и вытяжка металла; уменьшаются 
геометрические размеры заготовки по диаметру с одновременной вытяжкой по длине новой трубы.

Степень обжатия при волочении составляет до 30%, а коэффициент вытяжки — 1,3.

Поэтому процесс волочения может многократно повторяется до получения заданных геометрических размеров трубы, и чередуется с необходимым количеством промежуточных отжигов и смазок.

Наружный диаметр трубы 
при волочении образуется волокой, а внутренний, в большинстве случаев, — оправкой, вставляемой внутрь заготовки. Изделие после волочения 
имеет точные размеры, заданную геометрическую форму, блестящую и гладкую поверхность. Шероховатость медных холоднотянутых труб наименьшая из всех видов существующих труб.

Сырьем для выпуска 
тянутых труб является горячекатаная 
заготовка, подвергаемая при необходимости 
механической обработке. Волочение 
ведется в холодном режиме с использованием эмульсии или масла. Образующееся при деформации тепло отводится эмульсией или обдувом воздуха.

Технологическая смазка (ее состав различен в зависимости 
от способа волочения) наносится 
на трубы для уменьшения трения при 
волочении. Это приводит к снижению тягового усилия волочильного стана, уменьшению расхода энергии и увеличения срока работы волоки.

В качестве смазки применяют 
минеральное масло, графит, силиконовые 
смазки и специальные эмульсии. Качеству смазки уделяют большое внимание, поскольку от ее состава зависят антикоррозионные свойства труб при эксплуатации.

Волочильный инструмент (волока) изготавливают из закаленной стали и твердых сплавов. По пути протяжки исходная заготовка проходит через рабочие зоны волоки: входную, калибрующую и выходную. Калибрующая зона имеет цилиндрическую форму, остальные — коническую.

Для введения заготовки 
в волочильный инструмент передний конец заготовки обжимают, чтобы 
полученный участок свободно входил в отверстие волоки и выходил 
из него с противоположной стороны. До обжатия в заготовку вставляют оправку, которая калибрует внутренний диаметр протягиваемой трубы.

Вышедший из волоки свободный обжатый конец заготовки захватывается устройством тягового механизма волочильной машины. При изготовлении труб широко используются три основные схемы волочения: без оправки, на короткой оправке, на длинной оправке.

Волочение производится на волочильных машинах (станах), которые 
могут быть либо цепные, либо барабанные. На цепных волочильных машинах получают полутвердые или твердые трубы мерной длины (до шести метров). На барабанных — мягкую медную трубу, с намоткой ее на барабане в бухту, заданной длины (25 м или 50 м).

Преимущества волочения 
– высокая производительность, при 
достаточно хорошем качестве труб, недорогой инструмент и относительно простое оборудование. К недостаткам волочения относят: многоцикличность (максимальная деформация за 1 проход не превышает 40%), большое число вспомогательных операций, высокий расход металла.

Прокатка

Прокатка — технологический 
процесс получения трубы, путем деформации металла, при прохождении его между вращающимися навстречу друг другу валками. В этом случае происходит обжатие металла заготовки с уменьшением его геометрических размеров по диаметру.

Трубы из меди изготавливают 
холодной прокаткой на трубопрокатных станах. Общая схема процесса производства состоит из двух операций. В цельной заготовке из меди, диаметром 250 — 600 мм, способом прошивки создается сквозное круглое отверстие, для получения толстостенной трубы — гильзы.

Затем гильза раскатывается на прокатном стане продольной прокатки в круглых калибрах на оправке. Процесс осуществляется на неподвижной оправке двумя калибрами валков с ручьями переменного сечения: широкая часть ручья соответствует наружному диаметру трубной заготовки, а узкая часть — диаметру готовой трубы.

Поэтому обжатие трубы 
происходит пошагово, на длину рабочей 
части валков. После чего подача заготовки возобновляется. При каждой подаче гильзы, она поворачивается на 90°, что позволяет избежать образования 
сплошных продольных рисок на поверхности трубы. Оправка формирует внутренний диаметр трубы. После раскатки всей заготовки оправка автоматически выдвигается из трубы.

Холодной прокаткой 
получают трубы точных геометрических размеров (в том числе и по толщине 
стенки трубы) с внутренней и наружной поверхностью высокого качества.

Холодная прокатка позволяет 
получить трубы с максимальной степенью деформации, допускаемой технической 
характеристикой стана и запасом 
прочности металла. Технология прокатки по сравнению с волочением, имеет следующие преимущества: минимальное число проходов, меньшее число дополнительных операций, большее разовое обжатием за 1 проход, чем при волочении.

Прессование

Прессование — технологический 
процесс получения трубы, методом 
выдавливания (экструзии), находящегося в полости контейнере металла через выходное отверстие матрицы. Процесс прессования проходит в три стадии: распрессовка, прошивка, выдавливание.

Заготовкой для прессования 
является слиток в виде круглой заготовки. Для уменьшения усилий на прессование, заготовку нагревают до температуры 720-880°С. После этого ее помещают в контейнер. Затем производят распрессовку слитка, для заполнение им всего объема контейнера.

После этого осуществляется прошивка металла заготовки, с выходом 
прошивочной иглы через выходное отверстие матрицы контейнера. При этом образуется выходное кольцевое отверстие, через которое происходит выдавливание металла с образованием трубы.

Готовая прямолинейная 
труба имеет определенные длину 
и диаметр, определяемый геометрическими параметрами матрицы и прошивочной иглы и объемом контейнера. Степень обжатия может достигать 90%, а коэффициент вытяжки находится в пределах 8 -50, а иногда и выше. Рассмотренными технологическими операциями получают продукцию с требуемыми свойствами — мягкую, полутвердую, твердую.

Медные трубы для отопления: разновидности и технология соединения

Доброго всем дня!

Практически повсеместно пластиковые трубопроводы вытесняют традиционные металлические. Вместе с этим на второстепенный план отходит и медная труба.

Однако настоящие ценители исключительной надёжности знают толк в медных трубопроводах, и ни за какие коврижки не идут на поводу бюджетной практичности.

Предлагаем разобраться, в чём секрет такой преданности, казалось бы, к пережитку прошлого, а на деле – лидеру трубного проката.

Характеристики меди

Медь (Cu, купрум) узнаваема по золотисто-розовому оттенку, который под воздействием углекислого газа и влаги приобретает сначала интенсивный желто-красный цвет, а со временем покрывается плёнкой (патиной) с зеленовато-голубым отливом.

На заметку! Патина не только придаёт медным изделиям вид благородной, аристократичной старины, но и выполняет защитную функцию. Поэтому её не рекомендуют счищать.

Основные физико-химические характеристики меди:

• Высокая теплопроводность.
• Ковкость и пластичность.
• Температура плавления — 1083⁰С.
• Не подверженность коррозии.
• Высокий коэффициент электропроводности (2 место среди металлов) и малое электрическое сопротивление.
• Инертность в отношении большинства веществ, грибков, плесени, вируса и различных бактерий.
• Стойкость к ультрафиолетовому излучению.

Требования к поверхности труб

ГОСТ 617, как и документ 11383-75, определяет основные требования к поверхности изделий. Внутри и снаружи трубы не должно быть загрязнений, которые затрудняют осмотр.

Обратите внимание! По стандарту 11383-75 категорически недопустимо наличие раковин, трещин или расслоений на поверхности готовой продукции.

Возможны отдельные незначительные поверхностные дефекты, вмятины не больше четверти миллиметра, количество которых не более 2 на метр длины, если они не выводят общие размеры за предельные значения отклонений (ГОСТ 11383 от ´75 года). При этом в партии допускается не больше 10% изделий с такими дефектами.

Если твердые медные трубки (документ 11383) изготовлены с повышенной точностью, то местные вмятины могут иметь глубину не больше 0,2 мм и количество таких изделий не может превышать 2% от всей партии. Допустимо наличие кольцеватости, цвета побежалости, окисления, местных потемнений, которые не затрудняют проведение визуального контроля.

При проверке качества труб оцениваются не только их механические свойства, но и внешний вид

Область применения

Сфера применения медной арматуры крайне широка. Прежде всего, это привычные всем системы холодного и горячего водоснабжения и водоотведения, газопроводы, сантехника и отопление, в том числе конвекторного типа и системы «тёплый пол».

Кроме того трубы из меди активно используются в системах кондиционирования, теплообменниках газовых водонагревателей, охлаждающих контурах холодильников, топливных установках различного назначения (в автомобиле- , самолётов- и кораблестроении).

Эстетическая привлекательность медного трубопровода позволяет не прятать коммуникации внутри стен или за панелями. В свете этого медные трубки часто применяются в качестве кожуха для прокладки электропроводки, выполняя одновременно и роль изолятора и элемента декора.

Способы и технологии изготовления

Различают 2 основные технологии изготовления, влияющие в конечном итоге на эксплуатационные характеристики трубопровода, сферу его применения, а также стоимость самих труб и фитингов к ним:

• Прокатное производство.
• Сварное производство.

По завершению трубы могут хромироваться, окрашиваться и покрываться полиэтиленовой или поливинилхлоридной оболочкой.

Прокатное производство

Прокатный (бесшовный) способ считается наиболее распространённым и обеспечивающим максимальную прочность труб. Суть технологии заключается в придании медной заготовке (гильзе) нужной конфигурации за счёт «холодного» прогона через вращающиеся вальцы специального трубопрокатного станка.

Именно прокатные трубы рекомендуются для обустройства водопроводов и отопительных контуров.

Сварное производство

Сварные трубы изготавливаются из листовой меди, накручиваемой на болванку прессовочного вала нужного размера и формы и свариваемой инертным газом в месте стыка. После сварки труба прокатывается на калибровочных валах, выравнивающих её и устраняющих продольную деформацию сварного шва.

Метки

баклажан болезнь весна видео вырастить выращивание грунт дача двери дерево домашний домашних условиях жимолость зима инструкция капуста картофель кирпич клубника кухня мебель морковь обрезка огурец описание открытом грунте перец подготовка помидор посадка посев рассада растение рецепт сажать семя смородина собственными руками сорт теплица томат труба уход фото цветок

  Магнитится ли чугун — отзывы, рекомендации, советы!

Сварные, бесшовные, прямоуголные трубы — характеристики и применение

23.08.2020 Комментариев к записи Сварные, бесшовные, прямоуголные трубы — характеристики и применение нет

Тротуарная плитка: преимущества и производство