Як неважко здогадатися по назві статті, вона присвячена тому, яким чином, за якими стандартами і для чого проводиться сталева безшовна труба.
Види труб
Давайте почнемо здалеку.
За якими ознаками взагалі класифікуються труби? • Метод виробництва. Виділяються електрозварні прямошовні труби, електрозварні труби зі спіральним швом, безшовні гарячедеформовані труби, безшовні холоднокатані і теплодеформіровані труби. Втім, останні дві категорії об'єднуються загальним стандартом, так що розглядати їх окремо сенсу немає. • Товщина стінок. Виділяють особливо товстостінні труби, товстостінні, тонкостінні та особливо тонкостінні. Відмінність полягає в співвідношенні зовнішнього діаметра і товщини стінок. Важливо: для труб діаметром менше 20 міліметрів класифікація по товщині стінок має дещо інший вигляд. Труби зі стінками товщиною менше 1,5 міліметра відносяться до тонкостінних, а з товщиною менше 0,5 мм - до особливо тонкостінним. • Наявність або відсутність антикорозійного покриття. Стандартами передбачено цинкування тільки водогазопровідних і прямошовних електрозварювальних труб; однак оцинкованими можуть проводитися абсолютно будь-які сталеві вироби, незалежно від методу виробництва, розмірів і форми. Герой нашої статті - сталева труба безшовна, без відбору по товщині стінок і без цинкового покриття.
Методи виготовлення Якщо все електрозварні труби виробляються з плоского листа, який на початковому етапі згортається в трубку, то сировина для безшовних труб - штанга, циліндрична монолітна заготовка.
Гарячодеформована труба Основні етапи виробництва гарячедеформовані труби такі: • Заготівля відправляється в піч, де розігрівається до температури приблизно на 50 градусів вище точки рекристалізації сталі. При цьому метал стає пластичним, а проте до температури плавлення ще далеко. • Розпечена заготовка надходить на прошивний прес, де вона перетворюється на порожній циліндр. Металурги називають його гільзою. Зовні гільза вже являє собою трубу, але вельми неправильної геометрії і з розмірами, далекими від цільових. • Потім кілька груп вальців здійснюють власне гарячу деформацію заготовки: вона набуває необхідних діаметр і товщину стінок, при цьому кілька витягується в довжину. • Готова труба безшовна сталева остуджується водою і калібрується в останніх в лінії вальцях. • Після цього залишається лише обробити трубу на відрізки необхідної довжини і відправити на склад.
Холоднодеформована труба Виробництво холоднодеформованої (холоднокатаної) труби відрізняється від попередньої лише двома ключовими моментами: • Після прошивного стану гільза охолоджується водою і всі подальші операції проходить при температурі нижче тієї, при якій сталь робиться пластичної. Звідси назва - «холоднокатана». Холодної заготівлю, втім, можна назвати досить умовно: при деформації в вальцях сталь виділяє дуже багато тепла. • Перед фінальною калібруванням холоднодеформована труба обов'язково проходить відпал.
Вона знову розігрівається до температури рекристалізації і остигає. Навіщо? Щоб метал став більш пластичним і в'язким і позбувся накопичилися при деформації внутрішніх напружень. Стандарти і сортамент
Труби сталеві безшовні виробляються за двома стандартами залежно від методу виробництва: 1. Гарячедеформовані труби виробляються за ГОСТ 8732-78; 2. Холоднодеформовані труби виготовляються за ГОСТ 8734-75.
Що кажуть стандарти про ці види труб? Гарячедеформовані ГОСТ 8732-78 Сортамент сталевих труб цього стандарту включає діаметри від 20 міліметрів до 550. Мінімальна товщина стінок 2,5 міліметра; сама товстостінна труби має стінку товщиною 75 міліметрів. Труби можуть виготовлятися немірної довжини від 4 до 12,5 метра або мірної довжини в тих же межах. Можливо виробництво труб кратної мірної довжини. Діапазон розмірів - ті ж самі 4-12,5 метра; на кожний різ робиться припуск 5 міліметрів.
Кривизна довільної ділянки труби повинна перебувати у межах півтора міліметрів для труб з товщиною стінок менше 20 міліметрів; двох міліметрів для стінок в діапазоні 20-30 мм і 4 міліметрів для стінок товщі 30 мм. Стандарт регламентує граничні відхилення по зовнішньому діаметру труби і по товщині її стінок. З повною таблицею сортаменту і таблицею граничних відхилень при виробництві труб можна ознайомитися у додатку до статті. Холоднодеформовані ГОСТ 8734-75
Труби виробляються діаметром від 5 до 250 міліметрів при стінках товщиною від 0,3 до 24 міліметрів. У таблиці сортаменту (вона теж присутня в додатках) труби чітко розділені на чотири групи по товщині стінок. • Труби з відношенням зовнішнього діаметра до товщини стінок більше 40 відносяться до особливо тонкостінних; • Труби, у яких відношення зовнішнього діаметра до товщини стінок в діапазоні від 12,5 до 40, стандарт відносить до тонкостінних; • Товстостінні труби мають це співвідношення в діапазоні 6 - 12,5; • Нарешті, з відношенням зовнішнього діаметра до товщини стінок менше шести труби вважаються особливо товстостінними.
Крім того, труби діаметром 20 мм і менше можуть бути віднесені до двох категорій виходячи з абсолютного значення товщини їх стінок: труби зі стінками тонше 1,5 міліметрів - тонкостінні, якщо ж стінки тонше 0,5 мм - труби відносять до особливо тонкостінним.
Про що ще говорить стандарт? • Труби із співвідношенням діаметра до стінки більше п'ятдесяти при діаметрі більше 100 мм і труби з відношенням зовнішнього діаметра до товщини стінок менше чотирьох поставляються виключно після погодження технічної документації із замовником; • Допустимі незначні овальність і разностенность труб. Обмеження - допуски по діаметру і товщині стінок (вони теж наведені в додатку): якщо разностенность і овальність не виводять трубу за межі цих допусків, то все в порядку. • Кривизна довільного ділянки труби на погонний метр не повинна перевищувати 3 міліметрів для труб від 4 до 8 міліметрів, 2 міліметрів для труб в діапазоні діаметрів 8 - 10 мм і півтора міліметрів для труб понад 10 міліметрів. • За угодою з замовником постачання труб без фінальної термообробки. Але ТІЛЬКИ за угодою: у загальному випадку отжиг є обов'язковим.
Області застосування Те, де застосовуються безшовні сталеві труби, визначається їх якостями: відсутністю шва, величезну міцність на розрив, неможливістю витоків (зварні труби, незважаючи на обов'язкову дефектоскопію, через деякий час експлуатації інший раз грішать цим) і можливістю виробляти їх з дуже товстими стінками. Зверніть увагу: 75-міліметрова стінка для стандартних горячедеформірованних труб - не межа. Можуть поставлятися труби поза стандартів, з товщиною стінок, обмеженою лише розмірами заготовки. Такі труби виходять поздовжнім свердлінням откалиброванной болванки.
Однак, назвати їх дорогими буде вкрай толерантним применшенням. • Гідравлічні системи. Що таке гідравлічний циліндр, що піднімає, наприклад, кузов БелАЗу? Це поршень, в оболонку якого під кошмарним тиском нагнітається масло і видавлює його назовні. Сам поршень зазвичай виготовляють з нержавіючої сталі і полірують: він контактує в атмосферним повітрям, чорна сталь може заіржавіти. А от сам гідравлічний циліндр - ніщо інше, як товстостінна безшовна труба. • Енергетика. Тепло мало виробити - його ще потрібно відібрати у котла і перетворити в обертання турбіни або в нагрів води в теплотрасі. Теплосприймач в котлі - так звані екрани і ширми - зсередини намагається розірвати перегрітий пар; зовні ж бушує полум'я.
Тут від товщини стінок залежить не тільки здатність труби протистояти розриву внутрішнім тиском, а й те, за скільки років ця труба прогорить. Зупинка котла і його розтин для ремонту - задоволення довгий і дуже дороге: доріг і сам ремонт, і припинення подачі тепла. Тут застосування товстостінній безшовної труби більш ніж окупається. • Що таке видобуток нафти? Це послідовно: буріння свердловини; установка в неї обсадної труби; відкачка нафти; її трансфер по нафтопроводу. Глибина свердловин обчислюється сотнями метрів; бур проходить скельні породи, обсадна труба повинна протистояти переміщень товщ грунту, а насосно-компресорні труби повинні витримувати тиск в сотні атмосфер. Як ви думаєте, які труби там застосовують? • Хімічна промисловість використовує на тільки товстостінні, а й тонкостінні безшовні труби. Навіщо? Якщо на деяких етапах переробки нафти або полімеризації газів потрібні величезні тиску (і там безроздільно панує толстостенка), то експериментальні лабораторії деколи мають справу з високотоксичними препаратами.
Згадайте хоча б оборонні підприємства. Особлива міцність на розрив не потрібна, проте витік навіть декількох молекул абсолютно неприпустима. І тут, всі в білому і на білому коні, з'являються сталеві безшовні труби: немає шва - немає і можливості витоку. • В авіації, автомобільної промисловості та суднобудуванні затребувана міцність тонкостінної безшовної труби при її мінімальній вазі. Логічно: адже там зайві кілограми означають перевитрата палива, а вуглеводні зовсім недешеві ...
З'єднання безшовних труб Чи є якісь особливості у методів, якими стикуються безшовні труби? Принципової різниці з електрозварювальних труб немає. А от товщина стінок в деяких випадках впливає на вибір методу. • Особливо тонкостінні труби без катанной різьби з'єднуються виключно газовим зварюванням. Віртуози примудряються варити їх електрикою, але якщо такого досвіду у вас немає - труба буде раз за разом прогорати наскрізь. • Трубні різьби чудово нарізається як вручну, так і на токарному верстаті. При цьому відсутність зварного шва позбавляє від побоювань за його цілісність. Зрозуміло, це не стосується особливо тонкостінної труби: плашка або різець просто переріжуть її наскрізь. • Товстостінні труби варяться тільки після зняття фаски. В іншому випадку міцність труб буде зведена нанівець слабким зварним швом. Фаска ж дозволяє проварити трубу по всій її товщині. • Зрозуміло, у разі толстостенкі про газовій зварці мова не йде: пальник її просто не прогріє. Тільки і виключно електрозварювання з електродами не тонше четвірки.
Висновок Будемо вважати наше знайомство з цим видом труб відбувся. Не забудьте: сортамент і допуски труб можна знайти у додатку до статті. Удачи в будівництві!
