в мессенджеры:
Трубы бесшовные толстостенные принадлежат к категории сортового металлопроката и характеризуются как цельный профиль, не имеющий сварных стыков и соединений, полученных другим способом. Благодаря выраженной прочности и надежности такая категория проката пользуется немалым спросом, особенно при создании систем и конструкций повышенной ответственности.
Данная категория трубного металлопроката рассчитана на эксплуатацию в условиях высоких нагрузок, вызываемых давлением транспортируемых материалов или внешними воздействиями. При этом высокое качество сплавов, применяемых при производстве труб, абсолютная герметичность и большая прочность за счет увеличенной толщины стенок делают прокат востребованным при создании высоконагруженных узлов машин, авиационной техники и судов, а также при обустройстве ответственных трубопроводов для химической промышленности, нефтепереработки и прочих сфер.
Принадлежность трубы к категории толстостенных изделий определяется по коэффициенту соотношения толщины стенки профиля к величине внешнего сечения. Толстостенными считаются те бесшовные трубы, у которых коэффициент колеблется в диапазоне от 6 до 12,5, а если показатели меньше нижнего значения, то речь идет об особо толстостенных изделиях.
Нормированные характеристики цельнотянутых бесшовных труб:
– Внешний диаметр.
– Толщина материала (стенки).
– Длина.
Трубы толстостенные цельнотянутые делятся на две категории: холодной и горячей прокатки. Основным различием между этими типами металлопроката является температура производственного процесса, отображающаяся на характеристиках готовых изделий. Трубы, полученные способом горячей прокатки, отлично поддаются последующей обработке, но точность геометрических параметров и качество внешней и внутренней поверхности при этом недостаточно высоки.
Бесшовные трубы холодной прокатки имеют более высокую прочность, практически безупречно ровную внешнюю поверхность без дефектов и максимально точную геометрию. Качество таких труб по сравнению с горячекатаными трубами существенно выше, что отображается на цене проката.
В зависимости от определенных характеристик, используемых стальных сплавов и методик дополнительной обработки, прокат маркируется следующим образом:
– Д - продукция, которая прошла гидравлические испытания.
– В - металлопрокат подвергся термообработке.
– Е - не проводилась закалка.
– Б - при производстве используется сталь, химический состав которой нормирован и характеризуется минимальными показателями окисления.
Выраженная прочность, надежность и достаточно небольшая удельная масса толстостенных бесшовных труб обеспечивают высокий спрос на эту категорию проката в целом ряде производственных отраслей. В числе наиболее распространенных сфер применения можно выделить:
– Нефте- и газодобыча. В этой промышленной отрасли толстостенные трубы задействованы при создании трубопроводов, по которым перемещаются жидкие материалы и газы. Кроме того, герметичные и высокопрочные изделия используются при бурении для создания надежной обсадной конструкции, обеспечивающей безаварийное и стабильное функционирование буровых установок.
– Химическая промышленность. Транспортировка различных химических веществ и соединений требует абсолютной герметичности, поэтому при обустройстве производственных комплексов широко применяются бесшовные трубы, как тонкостенного типа, так и толстостенной категории. Благодаря высокой прочности толстостенный прокат применяется при обустройстве путепроводов для опасных веществ и газов, процесс перемещения которых происходит под воздействием высокого давления.
– Авиационная, судо- и машиностроительная сфера. Высочайшая прочность на разрыв и небольшой удельный вес обеспечивают возможность применения труб при создании различных ответственных узлов и систем.
– Создание гидросистем. В механизмах широкого спектра спецтехники, главных узлах автотранспорта, в различном оборудовании и машинах, на производственных предприятиях и на многих других объектах применяются гидросистемы. Их главным назначением является транспортировка материалов, которую сопровождает высокое давление и интенсивные температурные режимы. Стальные трубы, имеющие толстые стены и огромный запас прочности, без труда справляются со всеми неблагоприятными воздействиями, сопровождающими эксплуатацию гидравлических систем.
– Энергетические установки. Неотъемлемыми сопутствующими факторами, сопровождающими работу различного энергетического оборудования, являются высокие температурные показатели окружающей среды и выраженное внутреннее давление, воздействующие на конструкцию трубопровода. Для нормального функционирования оборудования в таких условиях оптимальным вариантом является обустройство бесшовных толстостенных магистралей.
Примеры:
– работа гидравлических систем, установленных в узлах подъемных механизмов, станках, инструментах;
– обустройство буровых установок, способных выдерживать давление пород, при добыче углеводородов;
– эксплуатация теплообменников в энергетике;
– прокладка коммуникаций в труднодоступных местах;
– лабораторное и промышленное оборудование в химической промышленности, не допускающее утечку ядовитых газов, агрессивных веществ;
– аппараты судов, летательных аппаратов, сочетающие небольшой вес и повышенную прочность;
– устройство водопроводных и дренажных систем;
– монтаж паропроводов, комплексов, подающих пар в котельное оборудование;
– теплотехнические установки, выдерживающие высокие температуры;
– инженерные, технические решения после механической обработки трубных заготовок.
Производство бесшовных толстостенных труб, как и любого другого проката, осуществляется в соответствии с действующими государственными стандартами и прочими техническими требованиями, изложенными в нормативных документах.
В качестве основных стандартов, регламентирующих процесс производства и параметры проката, можно выделить:
– ГОСТ 8732-78 - регулирует параметры горячекатаных труб.
– ГОСТ 8734-75 - отвечает за характеристики холоднокатаного проката.
Если речь идет о производстве трубного металлопроката специального назначения, в силу вступают другие стандарты и нормативные документы. На сегодняшний день изготовление такой категории труб подчиняется ГОСТу 32528-2013, в 2015 году пришедшим на смену ГОСТу Р 53383-2009.
Стандартами нормируются следующие характеристики:
– Размеры.
– Вес изделий.
– Предельно допустимые отклонения.
– Технологии производства.
– Химический состав сплавов.
Размерные параметры труб по ГОСТ 8732-78:
– Диаметр - 20-550 мм.
– Толщина стенок - 25-75 мм.
– Длина - 4-12,5 м.
Размеры проката в соответствии с ГОСТ 8734-75:
– Диаметр - 5-250 мм.
– Толщина стенок - 0,3-24 мм.
– Длина - 4-12,5 м.
Для правильного расчета допустимых нагрузок при создании различных систем и конструкций и при определении оптимальной грузоподъемности транспорта, выполняющего перевозку, необходимо точное определение массы изделия, рассчитываемое для одной единицы проката. Параметры массы (М) зависят от размеров наружного диаметра (D) и значений толщины стенки (S). Для расчета теоретической массы одного метра бесшовных труб, определяемой в килограммах, используется указанная в государственных стандартах формула: М=0,02466 х S х (D - S). При выполнении расчетов общепринятая плотность стали выражается показателями 7,850 г/см³.
Отклонения по массе проката ГОСТом не обозначены, но при отклонении от размерных параметров вес изделия определяется исходя из среднеарифметического значения минусовых и плюсовых допусков, обозначенных в соответствующих таблицах госстандарта.
Стандарт | Сталь |
EN 10210-1,2 | S235JRH, S275J0H, S275J2H, S355J0H, S355J2H, S355K2H, S355NH, S355NLH |
EN 10216-1 | P195TR1, P195TR2, P235TR1, P235TR2, P265TR1, P265TR2 |
EN 10216-2 | P195GH TC1, P235GH TC1, P265GH TC1 |
EN 10216-3 | P275NL1, P275NL2, P355N, P355NH, P355NL1, P355NL2 |
EN 10216-4 | P215NL, P265NL, P255QL |
EN 10225 | S355G1+N, S355G14+N, S355G15+N |
EN 10297-1 | E235, E275, E315, E355, E275K2, E355K2 |
DIN 1629 | St 37.0, St 44.0, St 52.0 |
DIN 17121 | RSt 37-2, St 44-2, St 37-3, St 44-3, St 52-3 |
ISO 3183 | L245NE, L290NE, L360NE, L415NE |
ASTM A53 | Grade B |
ASTM A106 | Grade B, Grade C |
ASTM A252 | Grade 2, Grade 3 |
ASTM A333 | Grade 1, Grade 6 |
API 5L | Grade B, X42, X46, X52, X56, X60 |
Стандарт | Сталь | |
EN 10216-2 | P195GH TC2, P235GH TC2, P265GH TC2, 16Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-5, 10CrMo9-10, 15NiCuMoNb5-6-4, X10CrMoVNb9-1 | |
DIN 17175 (DIN 2448) | St35.8/III, St45.8/III, 15Mo3, 14MoV6-3, 13CrMo4-4, 10CrMo9-10 | |
ASTM A335 | Grade P1, Grade P2, Grade P5, Grade P11, Grade P12, Grade P22, Grade P91 |
Стандарт | Сталь |
EN 10216-5 | 1.4301, 1.4306, 1.4541, 1.4571, 1.4401, 1.4404, 1.4466, 1.4462 |
ASTM A312 | TP304, TP304L, TP316, TP316L, TP310S, TP317L, TP317LN, TP317LNM, TP321, TP347, TP410, TP410S, S31803, S32304 |
Эти же виды сталей подходят для изготовления толстостенных труб, используемых для возведения подводных трубопроводных систем.
При создании стальных бесшовных труб применяются следующие технологии:
– Горячая прокатка. Стальная заготовка, имеющая цилиндрическую форму, нагревается до температуры кристаллизации, после чего в подготовленном изделии при помощи прошивочного станка формируется сквозное отверстие. Полученная пустотелая заготовка под воздействием высоких температур проходит обработку на прокатном стане, а последующее проведение вальцовки задает диаметр и толщину стенки трубы. Полученный трубный профиль охлаждают водой и выполняют завершающую калибровку, после чего изделие нарезают на отрезки необходимой длины, соответствующие нормам, установленным ГОСТами, и требованиям заказчика.
– Холодная деформация. Этапы по подготовке заготовки при использовании этой технологии осуществляются таким же образом, как и при использовании горячей прокатки. Единственным отличием является то, что заготовка, прошедшая обработку на прошивочной установке, сразу подвергается охлаждению. Само холодное деформирование изделия может выполняться несколькими способами: волочение профиля сквозь отверстие меньшего диаметра или прокаткой, применение которой предполагает вытяжку заготовки до получения трубы с необходимыми параметрами. В процессе производства холодная катанка проходит процедуру отжига, что способствует улучшению эксплуатационных параметров металлопроката.
Оптимальным вариантом для соединения отдельных отрезков толстостенных бесшовных труб в единую конструкцию трубопровода является формирование резьбы на их торцах для последующей состыковки. Благодаря бесшовной конструкции и увеличенной толщине стенок проведение такой обработки не доставляет особых трудностей.
Если используется не резьбовое соединение, а стыковка труб посредством поперечного сварного шва, то прокат потребует предварительной подготовки торцевой поверхности. Производится зачистка кромки для удаления фаски и загрязнений различного рода. После этого соединяемые между собой трубы прихватывают в нескольких точках с разных сторон и приступают к формированию сварного шва. Сам шов выполняется в несколько слоев, количество которых зависит от толщины соединяемых профилей. Качество и герметичность сформированного соединения в обязательном порядке подлежит проверке, что реализуется за счет пробной прогонки рабочей среды по системе.