Особенности производства стальных труб для высоких давлений — области использования

При создании коммуникаций в сложных условиях применяют качественные и долговечные материалы. Стальные бесшовные трубы высокого давления востребованы на многих предприятиях, так как выдерживают воздействие окружающей и рабочей среды. Производство труб должно соответствовать ГОСТам; иначе стальные трубы не годятся для прокладки коммуникаций.

Общие сведения о стальной продукции

Сталь — прочный материал для изготовления труб. Дополнительная термо- или химическая обработка делает её устойчивой к негативному влиянию окружающего мира.

Стальные трубы делят на несколько типов:

• бесшовные;
• котельные;
• профильные;
• электросварные.

Вся продукция соответствует государственным стандартам, указанным в ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10706-80 и ГОСТ 8732-78.

Рассматриваемые изделия подвергаются обработке для повышения коррозионной стойкости. Специальным составом покрывают поверхность, исключая появление следов ржавчины. Это повышает эксплуатационные характеристики. В некоторых случаях поверх металла наносится пластик или другой коррозионностойкий пластичный материал.

Бесшовные стальные трубы большого давления создаются с помощью технологии холодной или горячей прокатки.
Классификацию таких труб осуществляют по разным критериям.

• виду используемого материала;
• О сохранности структуры материала в сечении.
• по применяемому способу изготовления;
• по внутренней форме;
• по техническому предназначению.

Производители разделяют продукцию на несколько классов.

1. Первый класс называют стандартным или газовымЕго используют для перемещения жидкостей, газов и сыпучих материалов. Иногда его применяют в качестве защиты электрических проводов при их укладке в землю.
2. Второй класс составляют стальные трубы высокого давления. Их используют для создания магистралей подачи нефтепродуктов и других видов топлива под давлением.
3. Третий класс предназначен для работы с рабочей средой под давлением при высоких температурах, что делает его подходящим для использования в пищевой или химической промышленности.
4. Класс четвёртый применяется в нефтегазовой отрасли.
5. Пятый класс применяют при конструировании транспортных средств, мебели или опор.
6. Шестой применяется в машиностроении.

Трубы из стали с высоким рабочим давлением используются при строительстве трубопроводов в промышленных зданиях.

Методы производства стальных труб без сварных швов.

ГОСТ устанавливает размеры диаметра и толщины. В производстве применяют углеродистую или нержавеющую легированную сталь. Выбор материала в значительной степени определяется желаемой конечной стоимостью труб, поскольку легированные металлы дороже из-за сложности их изготовления.

Выделяют несколько технологий производства:

• ковка;
• волочение;
• прессование;
• прокат.

Прокат проще в осуществлении и более популярен. Подходит для производства большого количества изделий. Ковка позволяет получить более плотную структуру металла.

Горячекатаный способ

Этот способ изготовления требует специального оборудования и заготовок, произведенных литого, кованого или горячекатаного способами.
Изготовление затруднено из-за нагрева: необходимо очень высокую температуру для достижения требуемой пластичности. Работа с такими заготовками трудна из-за выделяемого тепла. Это также усложняет задачу контроля однородности толщины стенок.

Этапы изготовления стальных труб для высоких давлений.

1. Заготовку нагревают в печи до температуры, при которой начинается кристаллизация. Для каждого металла эта температура своя. Слишком сильный перегрев приводит к изменению химического состава и свойств материала. Поэтому на производстве важно соблюдать температурный режим.
2. В пластичном виде заготовке формируют нужную форму и размеры под давлением. Изменение геометрии заготовок на этом этапе затруднено из-за высокой вязкости, выделяющегося тепла и других свойств расплава.
3. После прессования труба имеет неточную форму. Изменить её можно, прокатывая заготовку через вальцы. Стальную трубу высокого давления добиваются нужного диаметра и толщины стенок. В определенных ситуациях изделие удлиняют.
4. Изделие охлаждают водой и калибруют. Охлаждение происходит постепенно. Слишком быстрое охлаждение делает стальную трубу хрупкой. Калибровку проводят для снижения напряжения в структуре материала во время кристаллизации. Без нее изделие теряет прочность и может лопнуть даже при небольшом воздействии.
5. После охлаждения металла продукцию делят на необходимое число частей определённой длины. В завершении обрабатывают торцы.

Данная технология не дает возможности изготавливать варианты маленького диаметра или со стенками тонкой толщины.

Холоднодеформированный способ

При использовании этого метода труба формируется путем волочения. В процессе обработки температура заготовок не поднимается выше 450 градусов Цельсия, что недостаточно для изменения свойств материала. Технология эффективна для изготовления стальных труб с высоким давлением, имеющих тонкую стенку и небольшой наружный диаметр.

Метод холодного формования напоминает горячий прокат, однако обладает рядом особенностей.

• На прошивном станке заготовку постоянно охлаждают холодной водой. Остальные процессы выполняются при пониженной температуре. Эластичность почти исчезает, но этого хватает, чтобы придавать стальной трубе желаемую форму и размеры.
• Для настройки заготовку повторно нагревают и охлаждают. Такую операцию называют отжигом.

Такой способ изготовления продукции становится всё более распространенным, но уже сейчас многие компании начинают использовать импортное оборудование.

Классификация по разным параметрам

Стальные изделия классифицируются по технологиям изготовления и толщине образуемых стенок.

Классификация в зависимости от технологий производства:

• бесшовная горячая деформация;
• бесшовная теполодеформация или холоднокатаный метод;
• электросварной метод с применением спирального шва;
• электросварной с прямым швом.

Толщина стенок стальных труб – важный параметр при разработке конструкций и трубопроводов.
От неё зависят цена изделия, допустимая нагрузка, вес и другие характеристики. Существуют различные виды труб по этому показателю.

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

Внешний диаметр служит главным параметром при выборе.

Внешнее покрытие специальным составом некоторых стальных труб повышает их устойчивость к коррозии. Защита поверхности полимерами не является обязательной процедурой.

Трубы для систем выбирают с учётом коррозионной стойкости. водо— или водоснабжения. Внесение небольшой доли цинка в состав металла предохраняет его от пагубного влияния высокой влажности.

Стальные трубы из высокоустойчивого материала покрыты цинком и стоят дороже, однако отличаются повышенной надёжностью.

Сфера применения

Высокая прочность изделий за счет отсутствия швов минимизирует риск возникновения течей.

• для монтажа гидравлической системы;
• В энергетике высоко ценятся за бесшовную структуру и высокую стойкость к высоким температурам, что делает их пригодными для создания систем теплоснабжения.
• Трубы применяют при строительстве трубопроводов для транспортировки нефти и нефтепродуктов. Введение примесей изменяет свойства металла, делая его устойчивым к воздействию химических веществ.
• Благодаря высокой прочности изделие почти не подвержено смещению грунта, при котором на него оказывается сильное давление.
• В промышленности используются, но реже благодаря высокой цене.

Благодаря небольшому весу и высокой прочности этот тип труб широко применяется. Современные технологии производства способствуют снижению цены.

Производители из России и других стран выпускают стальные трубы большого давления. Маркировка указывает на максимальное давление, диаметр и толщину стен. Такая маркировка упростит подбор труб для монтажа трубопровода.

Использовали ли вы когда-нибудь стальные трубы под высоким давлением? Расскажите об этом в комментариях.

Также предлагаем ознакомиться с подборкой видео на данную тему.

Производство стальных бесшовных горячедеформированных труб.

Изготовление бессемянных труб под высоким давлением.