Виды шовных труб, производственные способы, преимущества материала
История труб своими корнями уходит далеко в прошлое, но первое упоминание о стальных трубных изделиях датируется серединой 19 столетия. Первые стальные трубные изделия изготовляли при помощи сварки. Таким способом изготовители пользуются и сейчас, изготовляя половину изделий данного типа от всего производства. Стальная шовная труба находит применение в большинстве промышленных сфер, так как достойная замена изделиям из стали, полученным сварным методом, на данный момент не найдена.
Назначение современных труб из стали сварного типа
Даже быстро развивающиеся технологии не дают возможность представить, что когда-то возникнет подходит замена трубам профильным, которые применяется во время строительства различных построек и конструкций или проведении сетей коммуникаций.
Сварные трубные изделия современного изготовления могут быть как многофункционального назначения (доставка разной всевозможной среды работы потребителю), а могут иметь узкую специализацию (газопроводы и нефтепроводы).
Прокладку сетей коммуникаций над землёй и под землёй нельзя представить без стальных трубных изделий разнообразного диаметра. Они входят в состав сложных технологических устройств, разных устройств и механизмов. Процессы строительства предполагают применение прочных, но легких компонентов армировки, в качестве которых применяется стальной трубопрокат. Стоит еще сказать, что данные изделия выступают в виде основы во время строительства каркасных систем.
Также достаточно сказать о трубных изделиях сварного типа, для производства которых применялась нержавейка. Данный материал отличается уникальными рабочими качествами, посредством которых дается шанс использования труб в пищевой и химической отрасли, энергетике и фармации. Привлекательность в эстетическом плане поверхности труб из «нержавеющей стали» их делает востребованными у современных архитекторов в качестве компонентов декора помещений различного типа.
Сырье для изготовления шовных труб
В качестве начального сырья для производства стальных трубных изделий подавляющая часть изготовителей применяет металл. Это могут быть листы стали толщиной меньше 5 сантиметров, или стальная лента, имеющая разную толщину и свернутая в рулоны. Современная экономика предпочтение отдает изделиям из труб сварного типа, для изготовления которых применялась низколегированная или углеродистая сталь. Ее характерное свойство – содержание углерода в конкретном количестве и минимум легирующих веществ. По количеству углерода определяется вид стали: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая.
Углерод в огромном количестве, который входит в состав начального материала, много раз увеличивает характеристики прочности шовной трубы при нормальном применении. Впрочем параллельно уменьшаются гибкие свойства изделий, и увеличивается степень их ломкость в холоде. Поэтому, немалое количество углерода выполняет материал очень хрупким при работе в холоде, что существенно сужает область применения готовой продукции.
Сталь, в которой легирующие вещества содержатся в количестве, не превышающем 2,5%, выделяется надежностью независимо от условий эксплуатации. Трубопрокат из такой стали имеет долгий рабочий срок и меньшую массу при похожих условиях. Низколегированная сталь для трубных изделий увеличивает цена готовой продукции, и в это же время повышает характеристики прочности, износостойкость и коррозии. Если сопоставлять подобные качества труб сварного типа из углеродистой стали, то большая цена трубопроката из низколегированной стали не имеет особенной важности.
Для производства нержавеющих трубных компонентов применяется идентичная сталь. Это материал стоек к процессам коррозии, прост в отделке, с маленькой массой и симпатичной поверхностью. Труба из нержавейки может быть холодного или горячего проката. В первом варианте листы стали имеют толщину от 0,4 до 5 миллиметров, в другом – от 2 миллиметров до 5 сантиметров.
Разновидности сварных трубных изделий
Производство шовных труб с продольным прямым швом выполняется при помощи метода сварки мест соединения листов стали. Говоря иначе лист стали или лента скручиваются, а их края сваривают между собой. Швы подобного рода изделий прямые и размещаются по всей длине. На трубах крупного диаметра выполняют два шва, так как в ширину листы стали имеют ограничения.
Спиралешовные трубы изготавливаются из рулонной стали листовой (прочитайте также: «Изготовление труб из листового металла – что нужно, чтобы выполнить своими руками»). Трубопрокат данного вида имеет одно очевидное преимущество – труб выпускаются с диаметральным сечением около 2,5 метров с применением заготовки равной ширины. Трубопрокат, сделанный по этой технологии, отличается отношением диаметра к толщине стенок более 100.
Спиралешовные трубные изделия изготавливаются с применением более несложных механизмов, чем трубы с прямым швом. Впрочем нужно сказать, что производственный процесс отличается большой точностью. Спиральный шов имеет еще одно весомое преимущество: при опасной ситуации не появляется продольная магистральная трещина, которая считается наиболее опасной деформацией трубопровода.
Поэтому, результаты аварии устранить более проще. Минусом спирального шва считается его увеличенная длина и, как последствие, лишние траты на сварочные материалы.
Способы изготовления
Труба сварная выполняется несколькими вариантами, посреди которых самое большое распространение получили: метод печной сварки, электросварной метод и сварка в защитной газовой обстановке.
Способ печной сварки
Согласно такой технологии стальные заготовки (штрипсы) подвержены влиянию больших температур. Полоска металла, выступающая в качестве заготовки, в специализированной туннельной печи нагревается до температуры 1300 0 С. Выходящая из печи заготовка подвергается обдуву направленным воздушным потом, что приводит к процесса нагрева боковых кромок до 1400 0 С и очищению их от окалин, помогающих ухудшению качества шва.
Получившуюся горячую заготовку отсылают на формовочно-сварочный стан, в настройках которого заложен конкретный диаметр. Тут грядущее изделие принимает необходимую форму. Дальше делается дополнительный воздушный обдув, и кромки стали свариваются при влиянии большой температуры и конкретного давления.
Штрипсу еще раз отсылают в печь, где, проходя через формовочные валики, она подвергается обжатию, способствующему увеличению качества шва сварки. Технология печной сварки дает возможность получать изделия горячего проката.
Метод электрической сварки
Изготовление шовных труб с применением электрической сварки считается очень популярным способом, так как в результате можно получить трубы крупного диаметра, имеющие тонкие стенки, хороший шов и поверхность хорошего качества. Есть несколько типов электрической сварки, но производство трубных изделий, которые предназначены для магистрального трубопровода, во многих случаях выполняется методом дуговой сварки под флюсом.
По такой технологии производство разделяется на пару этапов. Сначала специализированные прокатные станы выполняют формовку холодных листов стали, благодаря этому на выходе получаются трубные заготовки. Производственный процесс прямошовных труб любого диаметрального сечения предполагает использование валковой формовки. Чтобы сделать полуцилиндры или круглые заготовки для прямошовных труб, применяют прессовую формовку. Сталь для производства спиралешовных трубных изделий проходит процедуру формовки в валково-оправочных или втулочных станах.
Последующее изготовление зависит от варианта трубы: применяя электродуговую сварку, кромки заготовок сваривают с обеих сторон, получая в результате продольный прямой или спиралевидный шов. Дальше снимается грант со шва, и труба охлаждается водой. Потом ее отсылают в калибровочный стан, где добиваются соответствия диаметра конкретным параметрам по всей длине трубного изделия.
Потом труба подвергается зрительному и ультразвуковому контролю качества швов, проходит специализированные гидроиспытания, которые дают возможность проверить стабильность шва под влиянием большого давления, подобное тому, что будет оказываться в период эксплуатации. Потом проходит еще одна ультразвуковая проверка, и при отсутствии недостатков трубные изделия отсылают потребителю.
Метод сварки в защитных газах
Во многих случаях этой технологией пользуются при изготовлении стальных шовных труб из нержавеющей или высоколегированной стали. У подобных металлов под воздействием типовой сварки встречается карбидизация легирующих компонентов, из-за чего отмечается внушительное ухудшение качества швов. Решить эту проблему помогает сварка стали в защитной газовой обстановке с применением аргона, гелия или углекислого газа.
Эта технология позволяет пользоваться плюсами и газовой, и электрической сварки. Указанные газы имеют больший удельный вес если сравнивать с воздухом, благодаря этому при попадании в зону для работы сварки выталкивают его. В результате взаимное действие сварочной ванны и атмосферы полностью исключается. Сварка трубных изделий с применением защиты газом делается при помощи вольфрамовых электродов.
Полученные швы выделяются хорошим качеством, так как становятся единым целым с изделием. Эта технология гарантирует герметичное соединение элементов из стали и большие характеристики прочности готовой продукции. Методом электрической сварки или сварки в защитном газе получают трубы из стали холодного проката.
Преимущества шовных труб
Сварка с использованием новейших технологий дает возможность получать швы хорошего качества, которые могут сравниваться по своей прочности с цельнометаллическим изделием. Это дает возможность значительно увеличить область применения такого трубопроката и проводить монтаж в подобных местах, где раньше допускалось использование только бесшовных материалов. Трубные изделия сварные выполняют процесс производства более недорогим, благодаря и технологии производства, и незначительным денежным растратам.
Сварной трубопрокат выделяется изысканной стенкой, чем у бесшовных изделий. Это позволяет выпускать очень легкие трубы и сэкономить расход стали. Более легкие трубные изделия облегчают их перевозку и сборочные работы, для которых нужно меньшее число единиц техники и занятых людей. Кроме этого готовая листовая сталь имеет равномерную толщину в любых местах, поэтому, стенки сварных трубных изделий не будут иметь большие неточности по толщине.