Бесшовные трубы как делают: как делают цельнотянутые стальные трубы, производство, изготовление

Назначение и производство стальных бесшовных труб

Сортамент и классификация стальных бесшовных труб столь обширны, что в них легко запутаться. При этом, чтобы правильно подобрать прокат для конкретных задач производства, необходимо разбираться в основах: знать технологии производства, назначение изделий и ограничения в применении. Иначе бюджет может быть израсходован неэффективно. Тем более что бесшовная труба стоит дороже аналогов со швами из-за более высокой прочности. Об этом и многом другом расскажем в статье.

Производство бесшовных труб – сложный процесс. Но это оправдано их характеристиками

Технологии производства бесшовных труб

Бесшовные трубы производят двумя способами – при помощи горячей прокатки и холодной прокатки. Обе технологии сложны и сопряжены с большими расходами. Это одна из причин, по которой стальные бесшовные трубы стоят достаточно дорого. Изделие не сразу попадает в прокатный стан. В начале требуется создать заготовку. Для холодной и горячей прокатки их изготавливают одинаково. Для этого используют следующие методы:

• Ковку.
• Прессовку.
• Волочение.
• Прокатку.

Далее технологии различаются. Горячая прокатка состоит из следующих этапов:

1. Подготовки. Заготовку нагревают до температуры 1180–1200 °С.
2. Создания гильзы. При помощи специального грибовидного сверла в осевой части заготовки проделывается крупное отверстие. Теперь изделие становится больше похоже на трубу. После гильза направляется на обкатный стан.
3. Собственно прокатки. Здесь внутренняя и внешняя стенки изделия зажимаются между двумя вращающимися валиками. Так подгоняются диаметр и толщина стенок. Чтобы отрегулировать эти параметры до нужных значений, на прокатном стане установлен специальный ограничитель.

Чтобы подогнать бесшовную трубу под сортамент, указанный цикл повторяется несколько раз до достижения идеального результата.

Холоднокатаный прокат отличается особенно гладкой поверхностью. Кроме того, деформирование заготовки здесь происходит без применения высоких температур. Поэтому технология состоит из следующих этапов:

1. Обработки. Для холодной прокатки заготовки выбираются с особой тщательностью. Затем их обжигают, протравливают с помощью кислоты. Далее нужно убрать с поверхности следы этих процессов. Для этого заготовку обрабатывают щелочью. И только затем она проходит фосфатирование или омеднение. Это нужно, чтобы повысить прочность.
2. Формирования сечения. Стенки трубы зажимаются между двумя вращающимися валиками. Так подгоняется толщина стенок и диаметр. Последний меняют при помощи изменения угла наклона валиков.
3. Обжатия. Для него меняется направление движения трубы и валков. Так фиксируются достигнутые параметры изделия.

Этот цикл также полностью повторяется несколько раз до достижения заданных показателей. Если необходимо произвести тонкостенные изделия, заготовку снова протравливают и отжигают.

Назначение бесшовных стальных труб

Бесшовные трубы из-за своей впечатляющей прочности и устойчивости к различным нагрузкам применяются практически во всех отраслях промышленности. Например, они востребованы при добыче полезных ископаемых, в частности, нефти и газа, для транспортировки этих веществ на большие расстояния. Трубы применяются и в конструкции бурильных установок. В угольной промышленности с их помощью выводится лишний пар под давлением. Во всех этих вариантах применяются горячекатаные трубы, отличающиеся высокой прочностью. Во всех областях машиностроения без них также не обойтись. Трубы используются в конструкции самолетов, автомобилей, кораблей, станков, в военной промышленности. Главной причиной широкого использования этого вида металлопроката является беспрецедентная среди аналогов устойчивость к внутреннему давлению.

Для таких трубопроводов выбирают только бесшовные трубы благодаря их прочности

В зависимости от назначения бесшовные стальные трубы делятся на 6 классов:

• 1 класс. Такие трубы рассчитаны на прокладку ирригационных систем, электрических линий, а также транспортировку газообразных смесей и различных жидкостей. Также из такого проката можно собирать ограждения, строительные леса и другие подобные конструкции.
• 2 класс. Это прокат для магистральных трубопроводов, по которым могут идти вода, нефть, газ, твердые тела, топливо и нефтепродукты.
• 3 класс. Такие трубы применяются в средах с высокими нагрузками давления и температур.
• 4 класс. Изделия используются в нефтедобывающей промышленности в качестве вспомогательных элементов, частей бурильных и обсадных конструкций.
• 5 класс. Это трубопрокат, который используется в качестве элементов конструкций мачт, вышек, кранов или опор. Также из таких труб делают части мебели.
• 6 класс. Трубы для различных отраслей машиностроения. Их применяют для изготовления цилиндров, поршней, подшипников. Также из них делают резервуары для больших нагрузок давления и кольца валов.

Такое деление значительно облегчает выбор трубопровода для конкретного производства. Но все же, чтобы купить бесшовные трубы, лучше обратиться за консультацией к специалистам. В большинстве случаев это поможет сэкономить время.

Ограничения в применении бесшовных стальных труб

Еще одним условием грамотной покупки партии труб является знание некоторых лимитов в их использовании:

• Трубопроводы с холодной водой в многоквартирных домах. Допустимый диаметр – до 150 мм.
• Горячее водоснабжение и отопление на промышленных объектах и в жилых домах. Наружный диаметр должен быть от 40 до 50 мм.
• Магистральные нефтегазовые трубопроводы. Могут использоваться трубы диаметром от 1020 мм и более.
• Гидравлические системы автомобилей и дорожной техники. Здесь все зависит от количества жидкости. Диаметр трубы может варьироваться от 8 до 50 мм.
• Химическая и нефтегазовая промышленность. Для внутренней передачи жидкостей подойдут трубы до 273 мм.
• В строительстве для забивки опорных конструкций мостов, фундаментов, свай подойдет прокат диаметров от 650 мм.
• Допустимый диаметр канализационных труб может варьироваться от 530 до 1020 мм.
• Для подачи воды в городских котельных или подвода отопления к дому применяются изделия диаметром до 325 мм.

Чтобы правильно рассчитать стоимость стальной бесшовной трубы, лучше обратиться за консультацией к продавцу. Менеджеры уточнят цену доставки и учтут скидки, если таковые имеются.

Бесшовные трубы и термообработка на велосипеде

Перейти в каталог Выбора велосипеда

Автор: Антон Степанов

 

Многое уже сказано о материалах и железе, но есть еще вопросы, на которые нужно ответить. Производители обязаны писать, из какого материала они делают свои трубы и другие детали и это хорошо. Однако, непонятностей там хватает. Вы можете прочитать в описании раму такую фразу: «frame with cro-mo seamless down tube». Увидеть там слово cro-mo, вспомнить мои статьи и видео и решить: ВАУ! ХРО-МО, БЕРУ! А по факту, рама то из говна! Так давайте же вместе разберемся, где говно, а где конфеты.

 Любая формулировка, кроме full cro-mo, 100% cro-mo означает, что в раме есть hi-ten трубы, а это уже плохо. При этом не стоит отвлекаться на сопутствующие слова и фразы. Для вашего сведения разъясню:

 Seamless – означает, что трубы бесшовные. То есть выполнены по технологии, без участия сварки. Это уже хорошо! Обычные трубы делаются из загнутого листа, который проваривается по всей длине и при нагрузках это очень плохо. Сварка это всегда плохо и чем ее больше – тем хуже. Она создает кучу напряжений в материале, просто разрывает его изнутри и последнее, что нужно раме из таких говно труб – это ваши 360 и теилвипы.

 Butted (double, triple) – это означает, что одна или несколько труб сделаны с применением технологии переменного сечения. То есть ближе к стыкам трубы толще, а по центру тоньше. Это хорошо!

 Tapered – означает, что труба имеет коническую форму. По сути это позволяет немного снизить вес и придать конструкции приятный внешний вид. Это хорошо, но не обязательно.

 Hydro formed – означает, что некоторые трубы сделаны с применением гидроформинга. Это процесс, при котором трубу кладут в специальный кондуктор, нагревают, а затем под давлением подают внутрь жидкость и трубу распирает изнутри. Труба при этом принимает форму кондуктора. При этом процессе важно не забывать о баттинге изначальной трубы, иначе стенки получается очень тонкими, после расширения в результате форминга.

 Heat treated – означает, что детали прошли термообработку. Говоря о деталях, вне рамы, это означает, что материал будет иметь хорошую жесткость и прочность. Если термообработка применяется для алюминия, то это обозначается буквой T. 7075T4, например, означает, что этот алюминий прошел термообработку и лучше, чем просто 7075. Например, мои звезды сделаны из алюминия В95Т2.

 Мы забредаем в дебри понятия термообработка. У этого явления есть и негативная сторона. Например, термообработанные стальные трубы имеют большую жесткость, чем обычные, что не дает им гнуться, однако при критических деформациях они трещат в местах стыков по сварке. Не смотря на это, heat treated cro-mo это лучше, чем просто cro-mo. Если говорить, о рамах, то лучше иметь только часть труб с термообработкой. Дропауты, каретка и рулевой стакан, не более. Дропауты после термообработки не будут гнутся от гриндов, каретка не разобьется от смены подшипников, такая же участь не постигнет рулевую колонку. Остальные трубы лучше брать из обычной стали, без термообработки. Чрезмерная жесткость быстро приведет к трещинам, ведь трубы переднего и заднего треугольников рамы постоянно «играют» и адская жесткость там не нужна.

 Есть еще такая операция, как отпуск после сварки. Heat treated after welding. Такая операция позволяет снять все напряжения в сварных швах и позволяет использовать менее толстые трубы, благодаря чему достигается снижение веса рамы на 150-200 грамм и увеличение цены на 30%. Нужно ли это? Судить вам. Если процесс выполнен правильно – рама не будет трескаться просто так, однако если будет нарушение технологии, как было у Dartmoor в прошлом, то рамы будут разваливаться, как попытки доказать, что нашему миру 6000 лет.

 Подведем итоги:

1)      Рама должна быть либо 100% cro-mo 4130, full cro-mo либо cro-mo 4130 (full cro-mo) bouble/triple butted, heat treated dropouts, heat tube and bb. Еще возможно heat treated after welding и иметь включения hydro formed tubes.

2)      Вилка (жесткая) должна быть 100% cro-mo 4130, full cro-mo либо cro-mo 4130 (full cro-mo) bouble/triple butted, heat treated dropouts and legs.

Перейти в каталог Выбора велосипеда

Как делают трубы? Процесс изготовления — OMS

В конце прошлого года мы писали об истории труб и о том, какое значение они имели для развития человечества. В этой статье мы более подробно рассмотрим процесс изготовления труб.

Бесшовные или сварные стальные трубы

В нефтяной и газовой промышленности для хранения и транспортировки углеводородов используются стальные трубы различных размеров. Эти трубы либо бесшовные, сформированные из стальной заготовки, которая нагревается и прошивается, либо сварные, изготовленные из длинных плоских кусков стали, изогнутых в форме трубы и запаянных по шву. Оба типа труб проходят три процесса: сначала необработанная сталь преобразуется в более удобную для обработки форму, затем трубы изготавливаются на производственной линии на трубном заводе и, наконец, трубы режут и модифицируют в соответствии с требованиями заказчика.

Блюмы и слябы

На начальных этапах производства труб железная руда и кокс расплавляются, продуваются кислородом для удаления углерода и заливаются в формы для получения слитков сырой стали. Слитки далее обрабатываются путем прокатки для создания «блюмов», из которых затем получаются заготовки, которые становятся бесшовными трубами, и «плиты», которые становятся сварными трубами.

Сварная труба

После формирования слябов сталь подвергается дальнейшей обработке путем нагревания, нанесения покрытия, удаления окалины и прокатки и формируется в узкие полосы, называемые заготовками. Заготовка скручивается и отправляется на сварку трубы.

Электросварка сопротивлением (ERW)

Стальная заготовка разматывается и нагревается, а затем пропускается через желобчатые ролики, которые загибают концы и формируют форму трубы. Несварную трубу пропускают через сварочные электроды – металл сопротивляется току, что вызывает нагрев и расплавление ванн там, где кромки соприкасаются друг с другом, и в результате этого процесса образуется сварной шов.

Высокочастотная индукционная сварка (ВЧИ)

Сварка ВЧИ похожа на ВПВ, но для создания тока используется индукционная катушка. Сварные трубы HFI считаются более подходящими для использования в нефтяной и газовой промышленности, потому что этот процесс создает более прочный и качественный сварной шов, который больше подходит для труб, подвергающихся высокой усталости и напряжению.

Продольная дуговая сварка под флюсом (LSAW)

Продольная дуговая сварка под флюсом — это процесс, при котором сварной шов и зона дуги «погружаются» под слой плавкого флюса. Труба LSAW формируется из стальных листов, а не рулонов, и используется для труб диаметром более 24 дюймов или труб, для которых требуется особенно большая толщина стенки.

Бесшовная труба

Бесшовная труба изготавливается путем нагревания квадратных стальных заготовок и формования цилиндров, называемых «кругами». Круг раскаливают добела в печи и прокатывают под высоким давлением. Когда заготовка вытягивается, в центре образуется отверстие, и через него проталкивается пулеобразный острие. Затем трубы большего диаметра проходят через процесс оправки, где после пробивки оболочка трубы прокатывается через оправку с стержнями оправки внутри. Этот процесс обеспечивает более стандартный внешний диаметр (OD) и контролируемую толщину стенки (WT). Трубы меньшего диаметра изготавливаются с использованием процесса штепсельной мельницы.

Использование в нефтяной и газовой промышленности

Все эти типы труб используются в нефтяной и газовой промышленности. Бесшовные трубы популярны, потому что отсутствие шва указывает на меньшее количество точек напряжения и они обладают превосходной механической прочностью. Им также можно придать более точную и предсказуемую форму. Однако бесшовные трубы значительно дороже, чем сварные трубы, и имеют большие сроки изготовления, поскольку производятся в очень немногих местах. Хотя шов в сварной трубе создает потенциальное слабое место, постоянный прогресс в технологии сварки значительно улучшил качество. Сварные трубы также имеют более постоянную толщину стенки и гораздо более короткое время выполнения заказа.

Контроль качества

После изготовления трубы режут и модифицируют в соответствии со спецификациями заказчика, после чего они проходят различные процессы контроля качества и проверки.

OMS предлагает ряд услуг по контролю труб и сварных швов, о которых вы можете прочитать здесь. С момента основания инспекторы OMS проверили сотни тысяч труб и сварных швов для клиентов из энергетической отрасли по всему миру.

Находите эту статью полезной? Подпишитесь на больше здесь!

Процесс производства бесшовных и сварных труб

Процесс производства бесшовных труб

Бесшовные трубы являются самыми прочными среди всех типов труб, поскольку они имеют однородную структуру по всей длине трубы.

• Бесшовные трубы производятся различных размеров и видов. Однако существует Ограничение на изготовление труб большого диаметра. Бесшовные трубы широко используются в производстве фитингов, таких как отводы, отводы и тройники.
• Подробно объясняются различные производственные процессы;

Процесс производства труб на оправке

В процессе производства труб на оправке стальная заготовка нагревается до высокой температуры во вращающейся печи. Цилиндрическая выемка, также известная как исходная выемка, производится с помощью вращающегося прошивного станка и набора роликовых механизмов, которые удерживают прошивной станок в центре заготовки.

Внешний диаметр пробойника примерно равен внутреннему диаметру готовой трубы. С помощью вторичного расположения валков достигаются наружный диаметр и толщина.

Процесс производства труб с оправкой

Процесс производства труб с оправкой Mannesmann

Маннесманн был немецким инженером, который изобрел этот процесс производства труб. Единственная разница между процессом штекерной мельницы и процессом мельницы с оправкой заключается в том, что в методе с оправкой внутренний диаметр достигается за один проход. Напротив, в методе Маннесмана возможна многоступенчатая редукция.

Процесс производства кованых бесшовных труб

В процессе производства ковочных труб нагретая заготовка помещается в ковочный штамп диаметром, немного превышающим диаметр готовой трубы. Гидравлический пресс кузнечного молота с соответствующим внутренним диаметром используется для создания цилиндрической поковки.

После завершения ковки труба подвергается механической обработке для достижения окончательного размера. Процесс производства ковочных труб используется для изготовления бесшовных труб большого диаметра, которые невозможно изготовить традиционными методами. Кованые трубы обычно используются для парового коллектора.

Методы производства кованых бесшовных труб

Тест по компонентам трубопровода – проверь себя, пройди этот тест

Процессы экструзии 

При производстве экструзионных труб нагретая заготовка помещается внутрь матрицы. Гидравлический поршень прижимает заготовку к прошивной оправке, и материал вытекает из цилиндрической полости между матрицей и оправкой. Это действие производит трубу из заготовки.

Иногда производители производят трубы большой толщины, известные как полые. Многие производители вторичных труб использовали эту исходную полость для производства труб различных размеров.

процесс экструзии

Процесс производства сварных труб

Сварные трубы изготавливаются из листового или непрерывного рулона или полос. Для изготовления сварной трубы первый лист или рулон прокатывают в круглом сечении с помощью листогибочной машины или вальца в случае непрерывного процесса.

После прокатки круглого сечения из листа труба может быть сварена с присадочным материалом или без него. Сварная труба может изготавливаться больших размеров без каких-либо ограничений по высоте. Сварная труба с присадочным материалом может быть использована для изготовления длиннорадиусных отводов и отводов.

Сварные трубы дешевле, чем бесшовные трубы, и из-за сварного шва они непрочные.

Для сварки труб используются различные методы сварки.

• ВПВ — Электросварка сопротивлением
• EFW – сварка плавлением
• HFW – высокочастотная сварка
• SAW – дуговая сварка под флюсом (длинный шов и спиральный шов)

Процесс производства стальных труб ERW

первую пластину формируют в цилиндрической форме, а продольные кромки сформированного цилиндра сваривают оплавлением, низкочастотной контактной сваркой, высокочастотной индукционной сваркой или высокочастотной контактной сваркой.