У багатьох галузях промисловості широко використовуються сталеві труби. Вони міцні, довговічні, просто монтуються. Методи їх виготовлення визначаються: необхідною якістю готового виробу, перерізу, розмірами, формою, видом вихідної заготовки, особливостями матеріалу, областю застосування.
Експлуатаційні характеристики будь-якого виду сталевої труби, виходячи з методу її виробництва, визначаються відповідним нормативними документами, необхідних для того, щоб розуміти особенності експлуатації конкретного виду вироби.
Труби металеві виробляють із сталей високого і низького легування, вуглецевих сортів сталей, кольорових металів, чавуну, різних сплавів.
Труби безшовні можуть бути гарячекатані (гаряча прокатка), холоднокатаними (холодна прокатка), холоднотянуті (волочіння), пресованими.
Гарячою прокаткою виробляють труби діаметром від 16 до 1200 мм з вуглецевих, легованих і високолегованих сталей і сплавів, а також багатошарові труби.
Залежно від властивостей металу заготовки, розмірів і вимог до якості труб гарячу прокатку здійснюють кількома способами, кожному з яких притаманні свої технологічні переваги і недоліки. Однак незалежно від застосовуваного способу схема виробництва гарячекатаних безшовних труб включає наступні основні технологічні операції: нагрів заготовки, отримання порожнистої гільзи, підігрів гільзи (при необхідності), отримання труби проміжних розмірів (розкочування гільзи в трубу), підігрів труби (при необхідності), остаточну формовку труби по діаметру і товщиною стінки.
Види виробництва гарячекатаних безшовних труб класифікують за трьома основними відмінними рисами:
- За способом отримання гільзи: прошивкою в косовалкових стані або на пресі, поєднанням прошивки на пресі з розкочуванням на косовалкових стані, прессововалковой прошивкою.
- За способом розкочування гільзи в трубу: поздовжньою прокаткою на стаціонарно встановленої короткою оправці (автоматичні стани); періодичної прокаткою на довгій плаваючій конічній оправці з порціонною подачею металу у валки (пілігрімові стани); поздовжньою прокаткою на довгій циліндричній плаваючій, утримуваної або частково утримуючій оправці в многоклетевом стані (безперервні стани); гвинтовій прокатці на довгій плаваючою оправці в косовалкових стані (раскатні стани); проштовхуванням стаканів за допомогою дорна через ряд зменшуючих в діаметрі роликових обійм або калібровочних кілець (рейкові стани); видавлюванням металу в кільцеву щілину, утворену матричних кільцем і стаціонарно встановленої оправкой (трубопрофільних преси); поперечної прокаткою на нерухомій оправці в конічних валках, встановлених під обертається обоймі (планетарні стани).
- За способом остаточного формування діаметра і товщини стінки готової труби: прокаткою в калібрувальному, редукційному або редуційнорозтяжному станах; поєднанням обкатки труби в розкатному косовалковому стані з прокаткою в калібрувальному або редукційний станах; поєднанням прокатки в редуційнорозтяжному стані з обкаткою в косовалкових розкатних станах і прокаткою в калібрувальному стані; прокаткою на станорозширювачах.
Перший і третій відмітні ознаки можуть поєднуватися з будь-яким із способів розкочування гільзи в трубу, тому вони більшою мірою характеризують не спосіб виробництва, а технологічні особливості і можливості конкретної трубопрокатної установки.
Найбільш повно процес виробництва безшовних труб характеризується другим відмітною ознакою - способом розкочування гільзи в трубу, по якій трубопрокатні цехи і агрегати отримують відповідну назву.
Трубопрокатні агрегати з автоматичним станом. Універсальність сортаменту прокочується труб, велика маневреність, порівняно висока продуктивність і висока ступінь механізації і автоматизації виробничого процесу зумовили значне поширення цих агрегатів у світовій практиці трубного виробництва.
За способом виготовлення (технології) бувають труби:
- гарячодеформовані,
- холоднодеформовані.
ГОРЯЧОДЕФОРМОВАНІ ТРУБИ
Сталеві гарячодеформовані безшовні труби виготовляють з штанги - круглої в перерізі заготовці.
Коротко процес виготовлення можна викласти так:
- Заготовку прогрівають до такої температури, коли сталь стає пластичною.
- На прошивному стані її трансформують у гільзу (порожній циліндр).
- Далі розпечена заготовка потрапляє в вальці, де вона витягується і обжимается до необхідних товщини стінок і діаметра. При цьому всередині гільзи знаходиться оправлення.
- На останньому етапі трубу калібрують вулицями, охолоджують і нарізають відрізками необхідної довжини.
Деталі технології можуть відрізнятися в залежності від:
типу заготовки, яка може бути катаної, кованої, безперервнолитої, злитком;
способу розкочування гільзи, яка може бути отримана прошивкою і продавлювання металу пресом (екструзією) і інших параметрів.
ХОЛОДНОДЕФОРМОВАНІ ТРУБИ
Основними перевагами технологічного процесу холодної прокатки труб є:
- мінімальні втрати металу в обріз;
- можливість отримання високих обтиснень по діаметру і стінці труби;
- істотне зниження допусків і різностінності по товщині стінки труб;
- широкий сортамент труб з незначного числа типорозмірів заготовок;
- досягнення високої якості внутрішньої і зовнішньої поверхні труб.
Серією класичного прокату є вироби округлої форми. Вони використовуються для транспортування рідин, газових суспензій, водяної пари.
Холодна прокатка - це основний спосіб виготовлення:
- тонкостінних труб з низьколегованих, вуглецевих і нержавіючих сталей;
- профільних і пароперегрівальних виробів для енергетичних установок;
- спеціальних товстостінних труб для пристроїв високого тиску;
- труб високої точності для авіаційної промисловості і машинобудування.
Безшовні холоднодеформовані сталеві труби найчастіше роблять із стандартною вуглецевої сталі, що здешевлює цю серію металопрокату.
Технологічна схема даної прокатки залежить від марки стали, з якої виробляються труби, їх призначення та розміру.
Безшовні труби використовуються в відповідальних конструкціях, які працюють під високим тиском. Для транспортування токсичних речовин застосовуються переважно гарячекатані безшовні вироби. Крім цього, вироби, виконані методом гарячої прокатки, широко експлуатуються в автомобілебудуванні, авіації і т.д., а також використовуються для транспортування агресивних хімічних речовин і нафти (хімічна і нафтова галузі).
Використання таких деталей також затребуване в комунальній сфері. З них монтуються різні господарські комунікації, які здійснюють транспортування гарячої води, холодної води, газу, а також відведення стоків (каналізаційна система).
У вуглевидобувній сфері такі вироби використовуються для відводу пара і інших продуктів від обладнання. Крім цього, суцільні труби використовуються в оборонній промисловості, суднобудуванні, металургії. Широту експлуатації безшовних виробів пояснюється їх високою надійністю. З них виконуються досить складні, з конструктивної точки зору, комунікації, які використовуються в важких галузях виробництва.
Незважаючи на те, що останнім часом багато комунікаційних мереж монтуються з полімерних матеріалів, сталева безшовна труба своїх позицій практично не втратила. Ряд якостей, які притаманні даному матеріалу, робить її незамінною в багатьох випадках.
Безшовні вважаються більш надійним матеріалом, при цьому спосіб їх виробництва ніяк не позначається на якості, а серед електрозварювальних матеріалів вигідно відрізняються труби зі спіральним швом.
Класифікація.
Існують спеціальні стандарти, в яких чітко регламентовані параметри і марки стали, з яких виробляються труби безшовні цільнотягнені. За співвідношенням діаметр труби / товщина стінки безшовні труби ділять на:
- особливо товстостінні (стінка товщі діаметра на 10%);
- товстостінні (стінка становить від 5 до 10% діаметра);
- тонкостінні (2,5 - 5%);
- особливо тонкостінні (менше 2,5%).
Товщина стінки також визначає вид труби: посилена, легка і звичайна. Оскільки подібні труби мають широке поширення і застосовуються в різних галузях промисловості, то часто проводяться не тільки зі сталі, але і з різних сплавів, а також з кольорових металів.
Сфера застосування цільнотягнутих труб.
Відмінні характеристики, що відрізняють безшовні труби, зробили їх незамінними в трубопроводах, де рідкі середовища відрізняються агресивністю, подаються під високим тиском або мають високі температури (наприклад, пар). Це дозволяє використовувати цільнотянуті труби в будь-яких магістральних трубопроводах, починаючи від комунальної сфери. Абсолютно рівна внутрішня поверхня таких труб є ідеальною для подачі питної води. Оскільки трубопровід з безшовних труб прекрасно переносить високі температури і скачки тиску, а також хімічно стійкий, то він оптимальний для використання в системах опалення та гарячого водопостачання. Міцність і надійність муфтових з'єднань гарантує безпеку використання таких труб для монтажу потенційно вибухонебезпечних трубопроводів, по яких транспортується газ, нафту, інші вуглеводні.
Ще одна ніша для використання безшовних труб теплова та атомна енергетика, авіаційна промисловість, оборонна промисловість, суднобудування, вагонобудування, машинобудування, важка промисловість, будівництво, сільського господарства та ін.
Високий ступінь зносостійкості забезпечила застосування безшовних труб в тих сферах, де присутні найбільш складні умови експлуатації металу.