Толстостенная металлическая труба

Толстостенные стальные трубы — применение и основные характеристики

В системах, в которых жидкости или газы транспортируются под высоким давлением, необходимо использование таких изделий, как труба толстостенная. Они отличаются от других подобных изделий своими конструктивными особенностями, обладают целым рядом выдающихся характеристик.

Труба металлическая толстостенная

Стандарты для толстостенных труб

Основная конструктивная особенность толстостенных труб становится понятной уже из названия: это их толстые стенки. Между тем определение «толстые» очень расплывчатое и не дает возможность несведущему человеку определить, изделия с каким именно размером сечения можно причислить к данной категории. Вообще все трубы по параметрам своего сечения подразделяются на две основных категории:

• толстостенные и особо толстостенные изделия;
• с тонкими и особо тонкими стенками.

Понятно, что для того, чтобы причислить трубу к категории толсто- или тонкостенных, необходимо сопоставить толщину ее стенки с диаметром изделия. К примеру, трубы с диаметром больше одного метра и толщиной стенки в 5 мм никак нельзя назвать толстостенными, но такой же размер толщины стенки для изделия диаметром порядка 12 мм будет являться уже очень значительным.

Именно поэтому в свое время и были разработаны соответствующие Государственные стандарты (8732-78, 8734-75), согласно которым к толстостенным причисляют изделия, у которых соотношение наружного диаметра к толщине стенки находится в диапазоне 6–12,5. Необходимость в двух стандартах возникла потому, что толстостенные трубы изготавливаются по двум технологиям: методом холодного и горячего деформирования.

Производство толстостенных труб

ГОСТ 8732 оговаривает для толстостенных труб и длину. Так, это могут быть изделия немерной длины, значение которой находится в диапазоне 4–12,5м, а также приблизительной длины, мерной и кратной мерной. Все перечисленные категории длин, согласно требованиям стандарта, должны находиться в пределах 4–12,5м, но по договоренности с заказчиком могут изготавливаться по индивидуальным размерам.

Заказчик в зависимости от своих потребностей может оговорить с производителем следующие параметры:

• длину, которая также может быть приблизительной;
• толщину стенки, которая может превышать 16 мм.

Стандартом также предусматриваются отклонения, которые толстостенные трубы могут иметь по своей длине. Так, в зависимости от наружного диаметра допустимы следующие отклонения:

• -+15 мм (при длине более 6 метров и диаметре от 152 мм);
• -+10 мм (при длине менее 6 метров).

Если изделие отпускается заказчику с приблизительной длиной, то отклонения по данному параметру могут составлять ±500 мм.

Способы производства

Производство стальных толстостенных труб осуществляется методом холодного либо горячего деформирования. Что характерно, все они относятся к категории бесшовных. Технологический процесс производства по технологии горячего деформирования состоит из следующих этапов:

• в качестве заготовки используется цилиндрический брусок, который называют штангой;
• заготовку нагревают в специальной печи и доводят ее до пластичного состояния;
• размягченную заготовку пропускают через прошивной стан, где она получает форму трубы;
• трубу раскатывают на специальном оборудовании для получения требуемых параметров толщины стенки и наружного диаметра.

Трубы нержавеющие 42х10 мм из стали 10х17н13м2т толстостенные

После выполнения всех технологических операций толстостенная труба подвергается калибровке и нарезается на требуемую длину.

При использовании метода холодного деформирования трубы проходят аналогичные технологические операции, но их дополнительно охлаждают при помощи воды. После такого охлаждения труба подвергается вальцеванию, которое осуществляется при температуре, находящейся ниже точки рекристаллизации металла, из которого изготовлено изделие.

Готовую толстостенную трубу, полученную методом холодной деформации, подвергают отжигу, что позволяет избавить ее от внутренних напряжений. Отжиг, кроме этого, дает возможность сделать трубы более пластичными, это позволяет подвергнуть их финишной калибровке

Сферы применения

Толстостенная труба, полученная методом как холодной, так и горячей деформации, – это изделие, относящееся к категории бесшовных. Как известно, труба гидравлическая бесшовная, по сравнению со сварными изделиями, обладает большей прочностью и исключительной надежностью, что дает возможность применять ее для оснащения систем, эксплуатируемых в условиях повышенных нагрузок.

Из всех сфер промышленности, в которых применяются толстостенные бесшовные трубы, наиболее распространенной является химическая. Значительная толщина стенок и отсутствие шва, ослабляющего конструкцию, позволяет успешно использовать такие изделия в тех ситуациях, когда необходимо гарантированно исключить утечку токсичных химических веществ из трубопровода, по которому они транспортируются. Как правило, в этом случае для производства используется нержавеющая сталь.

Применение толстостенных труб в нефтегазовой промышленности

Толстостенные трубы, которые могут быть изготовлены из обычной либо из нержавеющей стали, применяются для оснащения гидросистем, гидроцилиндров, эксплуатируемых под повышенными нагрузками. В частности, такие трубы используются в качестве элементов установок, в которых выполняется полимеризация газов, а также в автоклавах, которые предназначены для обработки химического сырья.

Без толстостенных труб нельзя представить себе оснащение нефте- и газоперерабатывающих предприятий. Именно из таких изделий выполняются сложные и наиболее ответственные участки трубопроводов, элементы перерабатывающих узлов и компрессорных станций, проводятся обсадные работы.

Еще одной отраслью, в которой используются гидравлические бесшовные трубы, является энергетическая промышленность. Из них изготавливаются системы, по которым транспортируется пар к турбинам, ширмы и защитные экраны для оснащения котельного оборудования. Толстостенные нержавеющие трубы применяются и для оснащения атомных электростанций.

Используются такие трубы и для того, чтобы обустроить паропроводы для обогрева промышленных цехов, а также других объектов. Отличительной особенностью толстостенных изделий является то, что они могут эксплуатироваться при значительном давлении, которое может превышать значения в 200–300 Атм. Такие значения давления считаются критическими для большинства труб, но не для толстостенных, способных выдерживать значительные давления.

Подбор стальных труб по таблице соотношения диаметра к толщине стенки

Качество металлических труб, активно применяемых в жилищном строительстве и обустройстве инфраструктуры, контролируется ГОСТом. Нормативные документы предписывают, какими должны быть стальные трубы: таблица по диаметру и толщине стенки определяет изделие как толстостенное или тонкостенное и ограничивает условия эксплуатации.

Толстостенный трубопрокат

К сортаменту толстостенного трубопроката относятся монолитные бесшовные и сварные трубы с круглым диаметром. Колена обладают высокой прочностью, способны длительный период выдерживать высокое внутреннее давление.

Разновидности материала

Показатель «толстостенность» имеет конкретные пределы. Рамки диктует ГОСТ: толщина стенки стальной трубы, относящейся к толстостенной, должна укладываться в границы коэффициента 6-12,5 по формуле соотношения толщины металла к наружному диаметру. Показатель меньше 6 относит изделие к разряду особо толстостенных. Последний вид труб изготавливается по спецзаказу промышленных предприятий космической и авиационной отраслей, не относится к массово реализуемым материалам.

Массово выпускаемая стальная толстостенная труба поступает к покупателю в трех видах:

• мерные от 4,5 до 9 метров длиной;
• немерные длиной 1,5–11,5 метра;
• кратные мерным 1,5–9 метров.

Последний вид подготовлен к распилу на сегменты: в длину колена заложен размер каждого элемента и припуски на распил. Размер припусков для толстостенных изделий составляет 5 мм: это позволяет разделить элемент стандартным фабричным полотном и зачистить кромки, подготовив узел к сборке.

Показателем качества является тип изделия. Он присваивается в зависимости от типа используемого материала и принципа производства трубопроката:

• группа Б — трубы из стали с минимальным уровнем окисления;
• группа С — из термообработанного материала;
• группа Д — узлы, не имеющие предписаний по использованию конкретного материала, но с требованиями к устойчивости к гидроударам и прохождением соответствующих контрольных испытаний;
• группа Е — термообработанные трубы с жестким перечнем механических характеристик.

По общим стандартам контролируется и маркируется любая выпускаемая промышленными предприятиями стальная толстостенная труба: размеры изделий, соответствующие внутренние и внешние диаметры перечисляются в соответствующих производственных таблицах. Наиболее распространенные узлы, стандартные для многих работ, имеют диаметр от 16 до 70 мм. К ним массово производятся запорные элементы, арматура и монтирующиеся приборы.

Сфера применения

Основное назначение труб — транспортировка жидких и газообразных сред. Толстостенные трубы применяются для монтажа коммуникаций большой протяженности, высокого давления на большие расстояния. В приоритете бесшовные горячедеформированные узлы повышенной прочности, например, труба стальная толстостенная ГОСТ 8732 78. Тип среды определяет оптимальный материал: для жидкости с содержанием соды требуется устойчивость к щелочам, а для транспортировки газов минимальная пористость. Распространенный материал, соответствующий таким требованиям, — сталь 45: труба толстостенная такого качества применяется для изготовления узлов масштабных водопроводов.

Общее требование к сортаменту, используемому в строительстве, авто- и авиапромышленности, в бурении и доставке полезных ископаемых, — герметичность, прочность, отсутствие трещин, «ракушек», полостей в толще материала и сколов.

Особенности тонкостенных труб

Для характеристики тонкостенных труб применяется та же формула с соотношением толщины стенки к внешнему диаметру изделия. Стальная тонкостенная труба может таковой считаться, если полученный по формуле коэффициент находится в диапазоне от 12,5 до 40. Отдельная категория особо тонкостенных труб объединяет узлы с толщиной материала менее 0,5 мм. Это применяемые в медицине и науке элементы, производством которых занимаются профильные предприятия, а не трубопрокатные заводы.

Способ производства

Технологии производства тонкостенных труб:

1. Горячее или холодное деформирование, при котором материал выдавливается через пресс, что придает колену форму цилиндра. Вальцевание придает изделию конечную форму.
2. Электросварка, при которой расходным элементом для изготовления трубы является металлический лист. Он сгибается и сваривается, затем формуется при помощи вальцовочного аппарата. Распространены два типа промышленной сварки: TIG и HF.

Вальцовочный станок приводит к стандарту и толщину стенок трубы, и форму ее среза.

Изготовление труб другого типа возможно по индивидуальному заказу.

Область использования

Тонкостенные трубы — материал, применяющийся во многих отраслях. Их прочность позволяет монтировать из таких узлов локальные трубопроводы. В этом случае в приоритете бесшовные трубы.

Сварная труба и профильные образцы применяются в строительстве и декоративной отделке фасадов, интерьеров, мебели. Техника полировки внешней поверхности и не ощущаемый ни визуально, ни на ощупь микрошов позволяет выпускать яркие глянцевые изделия, которые не боятся влаги и перепадов температуры. Из таких хромированных нержавеющих трубок изготавливаются ограды и перила для лестниц, ворота и ландшафтный декор.

Работа с трубами возможна и в домашних условиях: мастера прокатывают и гнут узлы на самодельных станках. Стоит учитывать, что отсутствие автоматизированного контроля и условий для тестирования сказывается на качестве изделий. Подвергать такие системы высоким нагрузкам не рекомендуется.

Виды толстостенных труб – их производство и применение

Толстостенная трубная продукция применяется там, где предполагаются условия эксплуатации в экстремальном режиме. На некоторых видах производств на трубопроводы оказывается повышенное давление изнутри и снаружи. Изделия толстостенные имеют ряд особых качеств, что выделяет их из общего ассортимента выпускаемых труб.

Часто данная продукция используется при прокладке магистралей для транспортировки опасных химических жидкостей. Как понятно из названия, труба толстостенная представляет собой изделие с толстыми стенками.

Параметры труб с большой толщиной стен

Характеристики такой продукции, как труба стальная толстостенная, не ограничиваются одной толщиной стенок. При описании изделий указывается коэффициент соотношения между двумя параметрами – наружным диаметром и величиной стенки. В итоге к толстостенным трубам принято относить изделия, у которых данный показатель находится в пределе от 0,5 до 1.

Размеры трубной продукции с толстыми стенками регулируются нормативным документом – ГОСТом 8732-78. В нем имеются данные относительно стандартных параметров сечения изделий, их длины и величины стенок. Последний размер может колебаться в пределе от 3,5 до 75 миллиметров.

Изделиями, имеющими повышенную толщину стенок, считается металлопрокат, у которого она составляет не меньше 6 миллиметров. Металлические трубы выпускают немерной длины, равной от 4 до 12,5 метров с 5-миллиметровой погрешностью. Также их длина бывает мерной и кратной – от 1,5 до 9 метров при 15-миллиметровой допустимой величине отклонений.

В ГОСТе имеются данные о возможных погрешностях не только по длине изделий, но и по внешнему диаметру и по весу. Размер допусков зависит от того, какие параметры имеет труба.

Технологии изготовления трубной продукции

Сырьем для толстостенных труб является нержавеющая и черная сталь, а также отдельные ее сорта этого материала, поскольку они меньше всего поддаются коррозийным процессам

Труба стальная толстостенная бесшовная согласно ГОСТу 8732-78 относится к горячекатаным изделиям. Благодаря отсутствию на ее поверхности стыков, значительно возрастает прочность продукции и сопротивляемость высокому давлению.

Для обустройства трубопровода используется следующая технология:

1. Штангу, представляющую собой цельную цилиндрическую заготовку, нагревают до пластичного состояния, но чтобы не была достигнута температура плавления.
2. На прошивном стане из нее делают изделие полой формы.
3. Его перемещают на вальцы, где подвергают раскатыванию и вытягиванию, пока не будет достигнуты заданные параметры, касающиеся диаметра и толщины стенки.
4. Готовую продукцию охлаждают и нарезают.

Труба, производимая по холоднокатаной технологии, описывается в ГОСТе 9941-81. Данный способ изготовления придает стальным изделиям большую точность размеров и устойчивость к вертикальным нагрузкам. В процессе производства вальцовке подвергается охлажденная заготовка.

Но в данном случае при создании металлического изделия возникает остаточное напряжение, которое может стать центром будущей деформации. По этой причине готовую продукцию подвергают отжигу.

Разные формы сечения трубного проката

Во многом применение толстостенных труб зависит от формы сечения металлопроката:

• круглые изделия – используются для перемещения агрессивных жидких веществ под высоким давлением, также их задействуют в машиностроении и для бурения;
• овальная продукция – участвует в производственных циклах, где необходимо быстро охлаждать жидкость;
• профильные изделия – имеют квадратное или прямоугольное сечение, используются в качестве опорных элементов в строительных конструкциях, имеющих большой вес.

Чаще всего в строительстве задействуют трубы из черной стали, поскольку их дешевле грунтовать и красить.

ГОСТ допускает выпуск труб толстостенных из других материалов. Изделия из меди предназначаются для обустройства систем водоподачи, горячего водоснабжения и кондиционирования. Трубы круглые и профильные из алюминия применяют в пищевой и химической отрасли, при постройке облеченных каркасов.

Стальная толстостенная труба: производство, стандарты, сортамент, применение

В этой статье мы постараемся разобраться, как, по каким нормативным документам и для чего производится труба толстостенная стальная.

Обычно стальные трубы лучше защищать от коррозии навесами и тентами. Но при такой толщине стенок прочность трубы пострадает нескоро.

Определения

Начнем с четкого определения: что это такое — толстостенная стальная труба? Привет, Капитан Очевидность! Про то, что у нее толстые стенки и она из стали, все догадались. Что считать толстыми стенками? Один миллиметр? Пять? Полметра?

В данном случае «толстостенная» — это технический термин и в этом качестве имеет четкие границы.

Есть несколько классов трубы с точки зрения толщины ее стенок:

Понятно, что труба с толщиной стенок в пять миллиметров при внешнем диаметре в 12 мм будет очень даже толстостенной, а при внешнем диаметре в 1420 — совсем даже наоборот.

Так вот, класс трубы определяется отношением ее внешнего диаметра к толщине стенки. Если это значение лежит в пределах от 6 до 12,5 — трубу называют толстостенной.

Обратите внимание: по куче статей рекламного характера кочует с небольшими вариациями фраза вида: «Важной характеристикой толстостенной трубы является соотношение толщины у стенки и диаметра снаружи. Данная величина может варьироваться в диапазоне 12,5 — 40.»

Не слушайте авторов. Эти люди бредят. Чтобы понять это, достаточно заглянуть в стандарт.

Труба диаметром 50 мм и с толщиной стенок 5 мм характеризуется им как толстостенная; отношение толщины стенки к диаметру, о котором они говорят, равно 0,1.

Если сверится со здравым смыслом и перевернуть дробь — получим все-таки 10, то есть число из множества между 6 и 12,5, а никак не между 12,5 и 40.

Горячедеформированные трубы могут иметь стенки толщиной до 75 мм, так что эта труба еще сравнительно хрупка и изящна.

Производство

С точки зрения технологии производства любая толстостенная труба из стали — бесшовная. Различают горячедеформированные трубы и холоднодеформированные (холоднокатанные).

Горячедеформированные трубы

• Сырьем для производства служит штанга — заготовка цилиндрической формы. Первым делом она подается в печь, где нагревается до температуры, при которой сталь делается пластичной;

Перед вами сырье для производства бесшовных труб.

• Затем штанга подается на прошивной стан, где превращается в гильзу — полый внутри цилиндр. Он по-прежнему раскален и имеет размеры, весьма далекие от необходимых при довольно неправильной форме.
• Чтобы исправить это, гильза поступает в вальцы, где на находящейся внутри заготовки оправке она раскатывается до нужного диаметра и толщины стенок;
• После прохождения калибровочных вальцов труба — теперь уже нужного размера — охлаждается, нарезается на отрезки нужной длины и складируется.

Холоднодеформированные трубы

Основной процесс производства выглядит так же, как в предыдущем случае. Разница лишь в том, что после прошивного стана заготовка остужается водой, и все этапы вальцевания она проходит при температуре ниже точки рекристаллизации стали.

Так производятся холоднодеформированные трубы малого диаметра.

Обратите внимание: после того, как труба сформирована, она обязательно проходит термообработку — отжиг.

Металл покидают неизбежные после холодной деформации внутренние напряжения, он делается более вязким и более пластичным. После отжига труба повторно калибруется.

Термообработка — обязательный этап производства труб холодной деформации.

Нормативные документы и сортамент

Стальные толстостенные трубы производятся по двум разным стандартам:

• Горячедеформированные бесшовные трубы изготавливаются по ГОСТ 8732-78;
• Холоднодеформированные бесшовные трубы производят по ГОСТ 8734-75.

Разумеется, не весь предусмотренный стандартами сортамент стальных труб относится к толстостенным трубам. Стоит обращать внимания на пресловутое соотношение диаметра и толщины стенок.

Итак, горячедеформированная стальная труба толстостенная может иметь следующие размеры:

см. Приложение к статье -Таблица 1.

Холоднокатанные толстостенные стальные трубы ГОСТ 8734-75 имеют свой сортамент. Здесь не нужны даже расчеты: в приведенной в стандарте таблице четко разделяются классы труб по толщине стенок.

см. Приложение к статье -Таблица 2.

Перед вами не полный сортамент, указанный в стандарте: для уменьшения размера таблицы удалены те ее части, где представлены только тонкостенные трубы.

Области применения

Где могут применяться стальные трубы толстостенные?

Ответ вытекает из их свойств — отсутствия шва (он всегда является слабым местом любой трубы) и большой толщины стенок: там, где необходима особая прочность и способность противостоять гигантским давлениям.

• Гидравлические системы. Гидроцилиндры призваны выдерживать огромные давления, и если контактирующие с атмосферным воздухом части во избежание коррозии изготавливаются из нержавейки, то корпуса цилиндров — из стальной бесшовной толстостенки.

Гидравлические приводы используют именно толстостенные бесшовные трубы.

• Энергетика. Отвод тепла от котлов, подача пара на турбины требует высочайшей прочности; в случае ширм и экранов внутри котла важно еще и то, что труба не должна быстро прогореть.

Остановка и демонтаж котла для ремонта — мероприятие долгое и крайне дорогое.

Эта конструкция — теплообменник для котельной. Угадаете материал?

• Химическая промышленность. Обработка сырья в автоклавах, полимеризация газов — все эти процессы требуют высочайших давлений.

Если что-то сможет им противостоять неограниченно долго, то это именно толстостенная бесшовная труба.

Обратите внимание: когда речь идет о сочетании высокого давления и температуры с агрессивными средами — применяется труба из нержавеющей стали.

Разумеется, тоже толстостенная и бесшовная, однако она изготавливается по своим стандартам.

• Нефтегазовая промышленность. Если для магистральных газонефтепроводов используется сварная труба, то на особо ответственных участках — компрессорных станциях, буровых, перерабатывающих фабриках на этапах, использующих высокие давления — опять же герой нашей статьи.

Сортамент бесшовной толстостенной трубы из стали

Толстостенные бесшовные трубы обеспечивают качественную транспортировку газа или жидкости в системе трубопровода. Описание эксплуатационных характеристик и установленных стандартов изготовления таких изделий.

Толстостенные трубы из стали

Труба толстостенная предназначена для транспортировки жидкости или газа. Толщина стенки определяет нагрузку, которую способна выдержать труба в процессе эксплуатации. Изделие с тонкими стенами подвержено деформации при большой разнице температур транспортируемого вещества и внешней среды. Толстостенные бесшовные трубы лишены этого недостатка. Предназначены для длительной эксплуатации.

Особенности толстостенных бесшовных труб

Несмотря на то, что современные коммуникационные сети сегодня монтируют из полимерных материалов, металлические трубы также пользуются большой популярностью. За счет повышенной прочности труба толстостенная бесшовная применяется для транспортировки жидкости при высоком давлении. Такие изделия изготавливают из высококачественной стали, поэтому трубы используют в производстве деталей для машин и судов.

Материал устойчив к негативному воздействию коррозии и химических веществ. Химический состав стали, применяемой для производства толстостенных труб, определяется техническими требованиями, которые регламентирует ГОСТ. Труба бесшовная с увеличенными стенками может быть изготовлена при использовании цветных металлов.

Классификация готового продукта осуществляется по различным признакам. При этом учитывают моменты:

1. способ изготовления;
2. толщина стен;
3. общая длина готового изделия;
4. форма сечения;
5. область применения.

Согласно размерам ГОСТ, труба толстостенная в длину может составлять от 0,5 м до 12 м. Сечение – овальное, круглое или многоугольное. При обустройстве водопровода отдельные элементы соединяют между собой посредством муфт.

Классификация толстостенных труб

Толстостенную стальную трубу характеризует определенное отношение внешнего диаметра к установленной толщине стенок. Этот показатель варьируется от 6 до 12,5 мм. Если значение ниже 6 мм, то труба позиционируется как особо толстостенная. В зависимости от технических характеристик трубы делят на четыре группы:

Стальная толстостенная труба категории Б изготавливается из сплава стали с нормируемыми химическим составом. На заключительном этапе производства готовые изделия проходят жесткий контроль качества и только после этого попадают к заказчику. Все изделия из группы В предварительно проходят термическую обработку. Трубы из группы Е не подвергают закалке. Характерная особенность бесшовных толстостенных труб группы Д – на завершающем этапе производства подвергаются гидравлическим испытаниям.

При подборе продукции учитывают сферу дальнейшего применения труб. Все изделия проходят процедуру обработки антикоррозийным составом, имеют низкий коэффициент расширения. Кроме этого, отличаются повышенной устойчивостью к перепадам температур.

Область применения толстостенных труб

Металлические толстостенные трубы применяются в сферах:

1. добыча нефти и газа;
2. обустройство гидравлических систем;
3. химическая промышленность;
4. производство энергии;
5. судо- и самолетостроение.

Добыча нефти и газа

Во время бурения скважин на большой глубине возникает необходимость в использовании надежных материалов для обсадки. Поэтому бесшовные стальные трубы с толстой стенкой – незаменимый элемент для нефтедобывающей отрасли. Компактные размеры трубы обеспечивают стабильную работу буровой установки даже при сдвигах грунта. Высокая прочность изделия позволяет выдерживать давление пород.

Обустройство гидравлических систем

Отдельные элементы гидравлических систем функционируют при максимально высоком давлении. Бесшовные толстостенные трубы из стали обладают большим запасом прочности и ресурсом, поэтому изделия – неизменный элемент гидравлических станков, агрегатов, инструментов. Гидравлику используют в отдельных узлах автомобилей, подъемных механизмах, в станкостроении, военной технике и вооружении, при изготовлении инструмента.

Химическая промышленность

В химической промышленности активно используют бесшовные трубы с толстыми и тонкими стенками. Первые способны выдерживать высокое давление, обеспечивают безопасную транспортировку ядовитых и токсичных веществ, предотвращают утечку газов и агрессивных жидкостей. Тонкостенные трубы в химической отрасли – это элементы лабораторного оборудования и медицинских инструментов.

Производство энергии

Для теплообменников большое значение имеет возможность функционирования независимо от внутреннего избыточного давления и высоких температур окружающей среды. Использование толстостенной бесшовной трубы эффективно решает вопрос бесперебойной работы устройств в условиях экстремальных нагрузок.

Судостроение и самолетостроение

Толстостенная бесшовная труба в судо- и самолетостроении позволяет минимизировать итоговые весовые показатели изделия. Основной задачей авиаконструкторов является снижение массы агрегатов для улучшения аэродинамических показателей техники, безопасность полетов, надежность всех систем самолета. Материалы должны обладать повышенными эксплуатационными характеристиками наряду с небольшим весом. Бесшовные толстостенные трубы соответствуют требованиям, поэтому широко применяются в судо- и самолетостроении.

Стандарты и нормативные документы

Процесс изготовления толстостенных бесшовных труб регламентируется соответствующими нормативами. Требования к виду, размерам, методу изготовления четко прописаны в государственных стандартах. В зависимости от способа производства труб применяют разные документы ГОСТ.

Горячедеформированные трубы по ГОСТ 8732-78

Этот документ является основным для производства горячедеформированных труб бесшовного типа. Согласно ГОСТ 8732-78, диаметр готового изделия варьируется в пределах 20-550 мм. Толщина стенок изделия при этом не менее 2,5 мм, но не более 75 мм. Длина трубы может быть мерной или немерной. Максимальный показатель длины отдельно взятого элемента достигает 12,5 м. Припуск на резку – не более 5 мм.

При определении оптимального диаметра следят, чтобы данная величина соответствовала установленному техническому заданию. Превышение показателей выше предельно допустимых значений по ГОСТ запрещено.

Допустимая величина изгиба зависит от толщины стенок труб. Если показатель составляет менее 20 мм, то величина изгиба – не более 1,5 мм. При толщине стенки трубы от 30 мм допустимое значение изгиба – до 2 мм.

Трубы холодного деформирования по ГОСТ 8734-75

ГОСТ 8734-75 – основной документ для изготовления толстостенных труб методом холодного деформирования. Согласно нормативу, толщина стен готового изделия варьируется в пределах 0,3-24 мм при общем диаметре от 5 до 240 мм. Если диаметр и толщина труб не соответствуют указанным размерам, то производство таких изделий осуществляется после предварительного согласования всех технических условий между заводом и заказчиком. Для изделия, толщина стенок которой варьируется от 4 до 8 мм, допускается увеличение длины на 1 мм (на каждый погонный метр).

олоднодеформированные трубы в процессе изготовления подвергают отжигу. Это обязательная процедура для толстостенных изделий по ГОСТ 8734-75, но заказчик может отказаться от обработки стальных труб, если потребуется.

Изготовление толстостенных труб

При производстве сварных труб используется специальная плоская заготовка, которая сгибается по окружности и формирует тело изделия. В случае с бесшовной трубой в качестве заготовки используется монолитная деталь цилиндрической формы. Трубы изготавливают двумя способами:

Метод горячего деформирования

Метод горячего деформирования имеет свои особенности. Этапы изготовления:

1. Подготовка материала.
2. Нагрев заготовки.
3. Придание правильной формы изделию.
4. Быстрое охлаждение.
5. Калибровка.
6. Нарезка.

На первоначальном этапе заготовку нагревают до температуры, превышающей порог кристаллизации металла. В результате деталь становится пластичной, но не растекается. После этого заготовка подается на прошивочный пресс, где из раскаленной стали формируют пустотелый цилиндр.

В процессе горячей деформации будущей трубе придают правильную форму и устанавливают требуемую толщину стенок. Затем заготовку быстро помещают в воду для охлаждения. Проходя через ряд вальцов, изделие подвергается калибровке. Нарезают изделие согласно требованиям заказчика, но с учетом нормативов ГОСТ.

Метод холодного деформирования

Метод холодного деформирования имеет несколько отличий от горячего способа производства труб. Одно из них заключается в том, что охлаждение заготовки осуществляют после прохождения калибровочного стола, а предварительная калибровка производится в холодном состоянии. Перед окончательной прогонкой через вальцы изделие не подвергается отжигу. Это снимает внутреннее напряжение в трубе, сталь становится максимально пластичной и вязкой.

Особенности монтажа толстостенных труб

Достаточно толстые стенки труб позволяют применять резьбовое соединение. Процесс нарезания резьбы проходит легче из-за отсутствия сварного шва.

При сварке толстостенных труб рекомендуют предварительно разделить кромки. Также в обязательном порядке делают фаску. В противном случае качество сварного соединения будет низким.

Соединение бесшовных труб при использовании инверторного сварочного аппарата будет максимально качественным. При этом следят, чтобы толщина электрода составляла не менее четырех миллиметров.

Толстостенные бесшовные трубы обладают хорошими эксплуатационными характеристиками и обеспечивают надежность работающей системы. Поэтому изделия широко используются в различных сферах человеческой деятельности.