Стальные трубы высокого давления, их виды и характеристики

Трубопрокаты из стали используют на многих предприятиях и производствах. Не смотря на сложный и длительный процесс создания, спрос на стальные трубы высокого давления есть всегда.

Не менее популярны следующие виды:

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

Ко всем вышеперечисленным видам обязательно предъявляют завышенные требования, прописанные в ГОСТах 10705-80, 10706-80, 20295-85, 8696-74, 3262-75.

Без дополнительной обработке, стальные трубы высокого давления не допускаются в продажу или производство. К примеру, любому металлу нужно придать антикоррозийное покрытие, что положительно скажется на его качестве.

На некоторые виды трубопрокатов наносят изоляционные материалы, пластмассу или лак, а так же может использоваться специальная краска.

Сталь можно обрабатывать по-разному, а значит и методов для производства труб разработано несколько. Перечислим основные.

1. Литая. Изготавливается путем литья через специальные машины или станки.
2. Бесшовная. Изготавливается или производится за счёт прессования. В процессе используют прокатку стальной заготовки.
3. Сварная. Выполняются из листа стали, который после придания округлой формы необходимо сварить на стыке.

Сварную трубу из стали можно производить по двум технологиям:

• Холоднодеформированная.
• Электросварная.

Бесшовные трубопрокаты из стали производят способом холодной или горячей катки.

Для любой их них предусмотрено 6 классов, которые еще классифицируют по:

• материалам для изготовления;
• целостности изделия в поперечном виде;
• техническому предназначению;
• методу изготовления;
• по форме сечения.

О каждом классе более подробно

1 кл. По другому называют газовый или стандартный. Используют для подачи газа, сыпучих материалов или жидкостей.

Создание трубопроводов, прокладка подземного кабеля, систем орошения невозможна без данных изделий. Еще они подходят для опоры, всевозможных ограждений.

2 кл. Идет на любой магистральный трубопровод с высоким и низким давлением. По ним идет подача газов, транспортировка нефтепродуктов под давлением. Второй класс подходит для транспортировки продуктов нефтехимии, топлива и жидкости.

3 кл. Применим в системах с высоким давлением или при экстремальных температурах. Еще используют в пищевой, химической промышленности. Подходит для отопительных котлов, ядерной техники.

4 кл. В основном применяются на мероприятия по поиску залежей природных ресурсов в качестве бурильной, вспомогательной или обсадной трубы.

5 кл. Именуются также конструкционными трубами, которые применимы при производстве транспорта и вспомогательного оборудования. Их используют в мебельном производстве — делают мелкие стальные конструкции. Могут использоваться в буровой промышленности, в качестве опор или мачт.

Видео

6 кл. Выпускается для машиностроительной отрасли, из них изготавливают цилиндры, поршни для гидравлических устройств. Также подходит для подшипников, автомобильных валов и других комплектующих для автомобильной промышленности. Используются также при создании различных резервуаров, которые эксплуатируются под значительным давлением.

Читайте статью о стальной водогазопроводной трубной продукции.

Как изготавливают стальные бесшовные трубы высокого давления

По ГОСТам определяются конкретные параметры, по которым и производят конкретный вид материала. В основе любого изделия без шва — углеродистая или нержавеющая сталь.

Еще по ГОСТу формируют диаметры для труб.

Бесшовную трубу из нержавейки изготавливают по конкретным методам.

• Ковка.
• Волочение.
• Прессование.
• Прокат.

По любому методу стальные бесшовные трубы получаются надежными и прочными. Благодаря таким характеристикам чаще всего они используются в трубопроводах сжатого воздуха или система гидравлики (в последнем варианте применяют уже стальную трубу высокого давления для гидравлики).

Название говорит само за себя. Для любого бесшовного трубопроката характерно отсутствие каких-либо швов, соединяющих окружность. Из-за этого бесшовный метод производства достаточно сложен, нуждается в завышенных ресурсах. Что не может не сказаться на цене или себестоимости, если сравнить с изделиями выполненными по другой технологии.

Горячекатаная бесшовная. Выполняется за счет производственного станка из литой, кованной или горячекатаной заготовки. Их разогревают до + 1200 по Цельсию. Температурный режим связан с марками стали.

Благодаря вышеописанному процессу изготавливаются трубопрокаты с низким показателем точности, с большой толщиной стенки и низким качеством поверхности. Получается, что данное производство не предназначено для изготовления труб небольших диаметров и с тонкой стенкой.

Из основных этапов в производстве выделяют следующие.

• Заготовку отправляют в печь, где сталь разогревается чуть выше критической точки, означающей период рекристаллизации.
• Потом раскаленный заготовку направляют в прошивной пресс. Там прямоугольный брусок приобретают форму полого цилиндра. На языке металлурга — это называется «сделать гильзу». Визуально раскаленная сталь уже является трубой, но не имеет необходимую геометрию и размера.
• После прошивного пресса деталь идет на несколько вальцов. Они выполняют процесс горячей деформации. Раскалённая деталь получает нужный диаметр и стенки. В процессе вальцевания заготовка еще и растягивается.
• После вальцевания заготовки необходимо остужать водой, а также подвергнуть контрольной калибровке.
• Процесс выполнен. Остается разрезать на части готовую продукцию и складировать.

Видео

1. ГОСТ 8732-78
2. Прописан диаметр: минимальный 20 мм, максимальный 550 мм.
3. Толщина стенки от 2,5 мм до 75 мм.
4. По длине: минимум 4 метра, максимум 12,5 метров. Некоторые производство предусматривают индивидуальный размер с припусками.
5. По кривизне на каждые полтора метра допускается погрешность не более 20 миллиметров. Для стенок не более от 2 до 4 мм, зависимо от размера.
6. Еще предусмотрено предельное отклонение от наружного диаметра.

Бесшовная холоднодеформированная. Производится за счёт волочения. В процессе используют горячекатаная гильза, которую пропускают через трубопрокатный станок.

Температурный режим достаточно низки для стали, не более 450 градусы по Цельсию. Технология холодной деформации позволяет выпускать небольшие диаметры с тонкой стенкой. Размер достаточно точный по толщине. Технология гарантирует высокие показатели по качеству для поверхности изделия.

Видео

Способ холодной деформации аналогичен горячей, но есть два ключевых момента:

• Пройдя прошивной стан, стальная «гильза» должно охладиться в воде. Дальнейший процесс уже выполняется на пониженных температурах, где заготовка уже менее пластична. Получается, что название говорит само за себя. Хотя пониженные температуры в процессе выделяют достаточно тепла.
• До финальной калибровки холодная деформация предусматривает предварительный отжиг. По факту «гильзу» повторно разогревают до рекристаллизации и оставляют остывать. Для чего это нужно? Металлу придают свойства пластичности и вязкости, а еще так снимают внутренние напряжения.

1. ГОСТ 8734-75
2. Допускается незначительная овальность или разностенность трубы.
3. По кривизне перевод участка для изделия погрешность на 1 метр не превышает 3 миллиметров для тонкостенных трубопрокатов. Погрешность для трубопрокатов средней толщины на 1 метр не более 2 миллиметров.
4. При индивидуальной договоренности с заказчиком финальная термообработка не выполняется. Для стандарта термообработка обязательна.

Как классифицируют данную продукцию

Подобные виды трубопроката на практике классифицируют по методам производства и толщине стенок.

Видео

Из методов выделяют:

• Электросварной прямошовный.
• Электросварной со спиральным швом.
• Бесшовной горячедеформированный.
• Бесшовный холоднокатаный и теплодеформированный.

Последние два методы объединены в общий стандарт.

По толщине стенки:

• Особо толстостенная;
• Толстостенная;
• Тонкостенная;
• Особо тонкостенная.

Всё отличие связано с разницей наружных диаметров и толщинами стенок.

Антикоррозийное покрытие. Она либо обязательна, либо не предусмотрена совсем. Причем оцинковке подвергаются водогазопроводные и прямошовные электросварные трубы. Оцинковка допустима на любых стальных видах, изготовленных по любому способу производства.

Где применяют

Стальная труба высокого давления без шва отличается огромнейшей прочностью на разрыв, отсутствием утечки. В производстве допустимы трубопрокаты без шва с толстой стенкой.

Данные изделия идеальны для гидравлической системы. Чтобы поднять кузов грузовой машины, необходим поршень, внутри которого под сумасшедшим давлением подается масло. Для такого поршня незаменим бесшовный вариант материала.

Видео

Энергетическая промышленность. Передача тепла — это не только нагрев от котлов. Тепло можно доставить до потребителя по теплотрассе, как и горячую воду. Для теплосъемников в котлах (экранах и ширмах) необходим материал, способный выдерживать перегретые пары и пламя.

От толщины теплосъемника зависят критические показатели на разрыв от внутреннего давления. Также учитывают и срок службы. Без качественного бесшовного элемента невозможно гарантировать подачу тепла на весь сезон.

Нефтяная отрасль. Трубопрокаты высокого давления используют для скважин, обсадных труб, откачки природных ресурсов и транспортировки по трубопроводу.

Хорошее изделие должно противостоять многим факторам, в том числе и движению грунта. Конечно, только высококачественные трубопрокаты способны на долгий срок службы без аварий.

Они выдерживают давление в десятки и сотни атмосфер. Чем глубже скважины, тем выше нагрузки. Сталь справляется с очень высоким давлением, противостоит толщине грунта.

Автомобильная, авиационная и судостроительная промышленность. В указанных секторах в спросе тонкостенная бесшовная труба с минимальным весом.

Итог. Считаем, что ознакомление со стальными трубами высокого давления на этом закончено. Более подробная (техническая) информация содержится в ГОСТах.