Технологія виготовлення та сфери застосування гарячекатаних і холоднокатаних безшовних труб

Гарячекатана і холоднокатана профільна труба є представниками класу безшовних виробів, які виготовляються за допомогою прокатних агрегатів. Такі вироби активно використовуються в літакобудуванні, виробництві автомобілів, в різних галузях машинобудування, а також у видобутку нафти та газу, хімічній та харчовій промисловості, так і в багатьох інших галузях.

 

 

Де використовується гарячекатана труба
Основна задача, яку виконують подібні вироби, полягає в безпечній доставці робочого середовища без виникнення протікання, причому навіть у тому випадку, якщо ця середовище знаходиться в газоподібному стані. Завдяки тому, що в процесі виробництва використовується вуглецева та легована сталь, готові вироби можуть застосовуватися для доставки хімічно активного середовища, так як володіють високими антикорозійними характеристиками.

 

В залежності від того, який саме матеріал використаний в процесі виготовлення, гарячекатані вироби поділяються на декілька категорій:
1. Мають нормовані механічні властивості.
2. Мають нормований хімічний склад.
3. Вироби з нормуванням і хімічних складів і механічних властивостей.
4. Мають нормування випробувального гідравлічного тиску.
5. Нормування контролю механічних властивостей на зразках і хімічних складів.

 

Різні технічні характеристики визначають і сферу, де використовуються гарячекатані безшовні труби. Саме відсутність будь-яких швів забезпечує високу функціональність і міцність подібних виробів, технічні вимоги, пропоновані до гарячекатаним виробам, визначаються ГОСТ 8731-74, а сортамент ГОСТ 8732-78, в свою чергу сортамент холоднокатаних виробів визначається ГОСТ 8734-75, а технічні вимоги ГОСТ 8733-74.

 

Як проводиться гарячодеформована труба
Для виготовлення безшовних гарячекатаних труб застосовується суцільнолита гарячекатана або ковані заготовка, яку розігрівають до температури 900º-1200º і показники температури залежать від того, яка саме марка сталі, що у даному разі використовується. Процес виробництва відбувається на так званих станах трубопрокатних і в його результаті виходить виріб, що має досить невисокі показники точності прокату, а також значні допуски по товщині стінок, так і якість її поверхні виявляється досить низьким.

 

З цих причин технологія гарячого прокату не може бути використана, при виготовленні труб із сталі, мають тонкі стінки і невеликий діаметр. Теоретично, у відповідності зі стандартами, параметри гарячекатаних труб повинні складати від 25х2.5мм до 530х75мм, однак практичні показники від 32х3мм до 426х30мм і пов'язано це з тим, що заводи не мають відповідне оснащення, або ж виробництво є недоцільним.

 

Виробляються гарячодеформовані вироби в кілька етапів:
- заготівля нагрівається до температури, яка ненабагато перевищує поріг кристалізації сталі;
- з допомогою прошивочного преса із заготовки отримують пустотілий циліндр або гільзу;
- з допомогою вальцювання надається правильна форма і відповідний розмір, товщина стінок, зовнішній і внутрішній діаметри;
- сталева профільна труба охолоджується і з допомогою вальців здійснюється її калібрування;
- проводиться нарізка виробів необхідних розмірів, які можуть бути стандартними і немірними.

 

 

Марки сталі, використовуваної для виготовлення гарячекатаних виробів
Виготовляється така труба зі сталі марок:
1. 10.
2. 20.
3. 35.
4. 45.
5. 15ХМ.
6. 30ХГСА.
7. 09Г2С.

 

Допустимі показники тиску не перевищують 20 МПа, а допустимі відхилення діаметру становлять до 1.25%, а товщини стінки до 12.5%. Гарячекатані безшовні труби можуть бути як тонкостінними 6-12.5 міліметрів, так і товстостінними 12.5-40 міліметрів. Також ці вироби можуть мати підвищену точність виготовлення зовнішнього діаметра і звичайну.

 

Де використовується холоднокатана профільна труба
Безшовна холоднокатана профільна труба має більшу вартість, ніж гарячекатана, але є корозійностійкої, тому вона використовується лише в трубопроводах працюють з високим тиском і при високій температурі. Також подібні вироби застосовуються в тих випадках, коли особливі вимоги пред'являються до того, наскільки якісною є поверхня труби і її геометрична форма.
Холодна деформація має декілька принципових відмінностей, зокрема після обробки на прошивальних пресі відбувається охолодження заготовки, і її також калібрування проводиться в холодному вигляді. Для того щоб уникнути внутрішніх напружень, а також зробити матеріал в'язким і пластичним, заготівля нагрівається до стану рекристалізації металу ще перед вальцюванням.

 

Холоднокатана профільна труба може виготовлятися з декількох видів сталі, для цього може бути використана сталь:
1. Вуглецева.
2. Високовуглецева;
3. Легована;
4. Високолегована.

 

Тільки якщо в процесі виготовлення використовуються марки стали зазначені в ГОСТ, може забезпечуватися висока функціональність та стійкість до механічного впливу. На відміну від горячедеформированой, холоднокатана профільна труба безшовна може мати стінки меншої товщини і власний менший діаметр, що значно розширює сфери застосування і забезпечує малу вагу конструкції. Буває чимало ситуацій, коли саме невелика вага стає критичним фактором, але найбільш розповсюдженою зараз є холоднокатана профільна труба з діаметром не більше чотирнадцяти сантиметрів.

 

Якими бувають холоднодеформовані труби
Холоднокатані вироби бувають:
- особливо тонкостінними, з товщиною стінки не більше 0.5 міліметрів, або ж якщо діаметр співвідноситься до товщині більш ніж на 40 одиниць;
- тонкостінними з товщиною стінки 1.5 міліметрів, або ж співвідношення dh/s знаходиться в межах 12.5-40;
- особливо товстостінними, якщо dh/s від 12.5 до 6;
- товстостінними, якщо співвідношення діаметра і товщини становить менше 6.

 

Зустрічаються ситуації, коли співвідношення товщини та діаметру відрізняються від стандартних варіантів, але такі вироби випускаються тільки при необхідності дотримання особливих технічних умов.
Особливі вимоги пред'являються і до кривизні довільного ділянки, яка не може перевищувати 3 мм при товщині стінки менше 8 мм, 2 мм при товщині від 8 до 10 мм і 1.5 мм при товщині стінки більше 10 міліметрів. Крім того, на останньому етапі виготовлення, холоднокатана профільна труба повинна бути піддана відпалу і її геометрична форма і разностенность повинна знаходитися в межах встановлених нормативів.
Допускаються відхилення розмірів виробу для особливо малих діаметрів до 1.5%, для звичайних діаметрів 0.8%, відхилення по товщині стінки для малого діаметра до 12%, для звичайного до 10%. Тільки якщо замовник пред'являє особливі вимоги, від відпалу можна відмовитися. У відповідності з ГОСТ холоднокатана профільна труба виготовляється зі сталі марок — 10,20,35,45,20 Х,40Х,15ХМ,30ХГСА.

 

 

Поставляється безшовна профільна труба, причому як холоднокатана, так і гарячодеформована партіями, що не перевищують сімдесят тонн, які можуть бути упаковані в зв'язки. Якщо діаметр виробу перевищує 159 мм, необхідна її індивідуальна маркування, при цьому повинні бути вказані всі найбільш важливі характеристики.