Лого
Бесшовные нержавеющие трубы

Бесшовные нержавеющие трубы: виды и особенности применения

Среди бесшовных моделей труб, представляющих собой конструкцию без отдельного наружного защитного слоя, наибольшую популярность обрели нержавеющие стальные виды. Благодаря большой долговечности, прочности и простоте сборки, они находят широкое применения в народном хозяйстве и быту. Немаловажный фактор успеха — несколько разновидностей магистралей, а также отсутствие сварочных швов, что улучшает антикоррозийное воздействие труб.

Бесшовные нержавеющие трубы
Трубы для скважины

Производство бесшовных нержавеющих труб

Первый существенный минус нержавеющих видов бесшовных стальных труб — чрезвычайная трудоёмкость, требующая точностей и больших затрат по времени и деньгам. Производство данных конструкций состоит из нескольких этапов: каждый из них требует высоких затрат на сырьё, материалы, электроэнергию, а также отдельного плана по изготовлению.

Главная причина, по которой к этим трубам предъявляются наибольшие меры контроля качества, — груз, транспортируемый по каналам магистралей. В основном, это продукция, требующая стерильной среды при поставке на разные расстояния. Для достижения этого результата, металл тщательно очищается от примесей и ненужных сплавов. Внутренние и внешние детали подвергаются обработке и очистке от мусора.

Начальный этап производства — выбор марки и вида производственной стали. Главная особенность данных конструкций, — отсутствие продольных сварочных швов, достигается профессиональным сечением. Без данного процесса невозможно получить нужные параметры бесшовных стальных труб из нержавеющей стали. Конечно, единая техника выполнения сечения не может применятся ко всем конструкциям, поэтому методика обработки делится на следующие виды:

Производство бесшовных труб
Металлопрокат из нержавеющей стали

Перед непосредственным изготовлением происходит процедура заготовки. Высокие стандарты качества и производства вынуждают использовать автоматизированные станки, при этом, не отменяя процедуру ручных приготовлений. В специальных печах будущие конструкции проходят этап нагревания. По достижению температуры каления, трубы перемещаются на другой аппарат.

Следующий этап заготовки проходит в прессовально-прошивном стане. Здесь труба обретает нужную форму и свойства, согласно заранее обусловленным конфигурациям, схемам и планам производства стальных конструкций. Заготовка пронизывается насквозь, тем самым создавая внутренне пространство, по которому будет транспортироваться нужное вещество.

Для корректировки формы магистралей, они обрабатываются специальными химическими элементами, не влияющими на исходные характеристики металла. Производственное вмешательство должно быть максимально незаметным внешне для конструкции, но при этом, отражаться на внутренних параметрах. Не должно быть никаких разрывов в защитном слое, угроз деформации и отхода стальных пластин. Данные процессы помогают трубам сохранять начальную форму после накаливания.

С этого момента начинается основной этап производства бесшовных нержавеющих труб. Он проходит в следующей последовательности:

  • Полученная заготовка бесшовной трубы из нержавеющей стали раскатывается до установленной длины специальными промышленными валиками. Данная процедура помогает сформировать начальную форму конструкции и установить размеры внешнего и внутреннего диаметра.
  • Труба остывает (без стороннего вмешательства со стороны использования фризеров и жидкого азота), после чего погружается в специальную ванную с нейтральной щелочной и кислой средой. Здесь конструкция подвергается внешней калибровке и измерениям.

Последний этап заключается в установке необходимых пропорций бесшовных нержавеющих труб: конструкция подвергается тщательным замерам, расчётам параметров и необходимых математических и физических величин. По окончанию вычислений, решается вопрос о проведении дополнительной процедуры обработки.

Подкрепляющий процесс изготовки бесшовных труб из нержавеющей стали — повторная закалка конструкции с целью укрепления внешней оболочки. Повторная обработка помогает не только увеличить срок эксплуатации магистрали, но и укрепляет молекулярную кристаллическую решётку, придавая прочности, что улучшает внешние и внутренние свойства труб.

Технические характеристики

Всевозможные виды металлопроката
Широкий ассортимент нержавеющих труб

Главный параметр, благодаря которому, бесшовные трубы из нержавеющей стали получили широкое распространение в быту и народном хозяйстве — высокая устойчивость к коррозии и хороший коэффициент сопротивляемости воздействию воды. Такой результат достигается ввиду отсутствия сварочных швов между скрепляющими пластинами, что обеспечивает хорошую защиту от ржавления. Именно поэтому у бесшовных нержавеющих труб не бывает околошовной коррозии.

Данное свойство позволяет таким трубам спокойно выдерживать постоянное высокое и низкое давление, создаваемое от перемещения воды по внутренним каналам, справляться со всеми экстремальными условиями окружающей среды. Ввиду устойчивости к резким перепадам давления, трубы обладают устойчивостью к чрезвычайной влажности и температурным скачкам, зависящих от природы поставляемого вещества. Для теплоёмких носителей пороговый показатель составляет 800 градусов, для едких щелочей и кислот — 345.

Марки стали нержавеющих труб

Главные марки производственной стали для изготовления бесшовных нержавеющих труб представлены в следующем списке:

  • 12X18H10T: данная модель формируется с помощью добавления тугоплавких химических элементов: хрома, титана и никеля. Первый уменьшает влияние воды на конструкцию и затормаживает процедуру ржавления, второй — уплотняет внешние пластины, придавая им прочности, третий — обеспечивает вязкость.  Бесшовные нержавеющие трубы 12X18H10T обладают устойчивостью к коррозии и не требовательны к точным математическим расчётам.
  • 10X17H13MDT: используется для транспортировки продуктов химической и фармакологической продукции на дальние расстояния. Основная причина узкой направленности эксплуатации — хорошая защита от токсинов и кислотных сред, но плохая прочность и долговечность. К тому же, процесс монтажа данных конструкций занимает больше всего времени, поэтому производство осуществляется несколькими тиражами.
  • 06XH28MDT: широко используется при возведении магистралей по транспортировке продукции нефтяной и металлургической промышленности. Благодаря отсутствию примесей и деталей внутренних каналов трубы, конструкция не нуждается в постоянных чистках и монтажных работах, а прочные металлические скрепы между пластинами обеспечивают бесперебойную поставку без угрозы деформации.
  • 10X23H18: несмотря на сложности с установкой точных размеров и сложностью производства, данный вид стали находит применение в строительной сфере, где должна быть бесперебойная поставка магистралей. Изготовление из тугоплавких металлов, соединяющихся в сплавы, позволяет таким конструкциям использоваться в камерах для сжигания топлива и высокотемпературных котлах.

Импортные марки производственной стали представлены продукцией американской международной компании AISI:

  • AISI 304: высокотемпературный вид стали, получаемый при продолжительном накаливании железа при низком содержании углеродных молекул в соединениях при спаивании конструкции. Главное свойство бесшовной нержавеющей трубы AISI 304 — стойкость к влиянию кислотной и щелочной среды, а также низкое содержание хрома и никеля, что обеспечивает дополнительную прочность.
  • AISI 316 Ti: представляет собой улучшенную версию 304-ой модели. В соединении добавлено больше антикоррозийных химических элементов, молибдена и титана, придающих не только устойчивость к ржавлению, но и тугоплавкость.
  • AISI 904L: данная марка производственной стали относится к хромоникелевым нержавеющим сталям. Получила широкое применение в прокладывании длинных магистралей для поставки материала в экстремальных условиях окружающей среды. Обладает самой сильной устойчивостью к большинству виду коррозии.
  • AISI 310S: представляет собой модификацию производственной стали AISI 310. Отличается низким содержанием углерода в сплавах и химическом составе креплений конструкции. Получила широкое распространение при возведении конструкций для транспорта газообразных веществ. Обладает хорошей защитой от жаропрочности, токсичности и сопротивлением текучести и окислению.

Как становиться ясно, свойство конструкций ГОСТ и AISI довольно похожи между собой. По сути, они — аналоги друг друга, за исключением некоторых особенных свойств.

Таблица соответствий производственных марок стали
ГОСТAISI
12X18H10TAISI 304
10X17H13MDTAISI 316 Ti
06XH28MDTAISI 904L
10X23H18AISI 310S
Важно:

создание бесшовных труб из нержавеющей стали позволяет использовать 20 различных видов сплавов. Данное разнообразие помогает создавать конструкцию с уникальным набором характеристик, подходящих под определённый вектор применения.

Размеры бесшовных труб

Размеры труб регламентируются ГОСТ
Различные диаметры бесшовных труб

Размеры нержавеющих бесшовных труб регламентируются одной государственной организацией по контролю качества — ГОСТ. В зависимости от вида, размеры, физические и математические величины устанавливает отдельный регламент. К счастью для производителей, для теплодеформированных и холоднодеформированных изделий предусмотрено единое постановление ГОСТ 9941-81, а пропорции горячедеформированных регламентирует ГОСТ 9940-81.

Внешне данные документы очень похожи, но в них присутствует важное отличие. Оно заключается в разности похожих механических параметрах бесшовных труб. Различие обуславливается в противоположных методиках изготовления, складывающихся исходя из цели эксплуатации.

Необходимые постановления ГОСТ о механических и физических параметрах данных конструкций представлены в следующих таблицах:

Постановление ГОСТ 9940-81 о параметрах горячедеформированных бесшовных нержавеющих труб
Марка производственной стали Временное сопротивление конструкции при деформации, мм^2 Относительное удлинение трубы, мм^2 Плотность материала, г/см^3
Не менее
08X13 375 24 8.01
12X13 397 20 8.01
15X25T 445 15 7.91
Таблица допустимых отклонений для теплодеформированных бесшовных нержавеющих труб
Размеры конструкции

Допустимые отклонения при изготовлении, %

Обычное производство Высокая точность изготовления
Исходя из значений наружного диаметра 1.57 1.1
По толщине стенки 1.54 1.12

Необходимые значения размеров нержавеющих бесшовных труб для тепло- и холоднодеформированных моделей представлены в следующих таблицах:

Постановление ГОСТ 9941-81 о параметрах тепло- и холоднодеформированных бесшовных нержавеющих труб
Марка производственной стали Временное сопротивление конструкции при деформации, мм^2 Относительное удлинение трубы, мм^2 Плотность материала, г/см^3
Не менее
08X13 377 23 8.04
12X13 402 19 8.04
15X25T 453 13 7.99
Таблица допустимых отклонений для данных конструкций
Размеры труб, мм Предельно допустимые отклонения при методике изготовления, %
обычное высокоточное
Исходя из значений наружного диаметра +/- 1.3% +/- 0.98%
По толщине стенки, мм +/- 15.6% +/- 12.8%
Для конструкций, сделанных из марки стали 06XH28DMT
По наружной толщине защитного слоя, мм +/- 0.54
По значениям внутреннего диаметра, мм +/- 12.43

Требования к изделиям из нержавейки

Ещё одно свойство нержавеющей стали — инертность по отношению к любым веществам, поставляемым по внутренним каналам во время транспортировки. Для бесшовных труб из нержавеющего типа сплава подбираются исключительно металлы, обладающие реакционной нейтральностью. Данная мера обусловлена тем, что большинство поставляемых веществ должны обладать абсолютной стерильностью и походить на структуру начального состава.

Технические характеристики бесшовных нержавеющих труб представлены многими величинами, размер которых строго регламентируется постановлениями ГОСТ. Самые важные прикладные нормы:

  • Разрывное сопротивление металла при внешнем воздействии: данная величина представляет собой значение максимального стороннего влияния на конструкцию, при превышении которого, стальные пластины начинают расслаиваться и разрушаться. Для бесшовных труб из нержавейки данный показатель должен начинаться от 533 Н/кв.
  • Относительное удлинение конструкции: данная физическая величина — основополагающий показатель гибкости стальных креплений и арматур при растяжении в условиях деформации. Отдельный параметр — удлинение после разрыва определённых частей конструкции. Он представляет собой показатель отхода от нормы восстановления трубы после прогиба и выражается в процентах. Все виды бесшовных труб обязаны обладать показателем относительного удлинения не менее 43%.
  • Содержание атомов серы в сплаве не должно превышать 0.04% ввиду гидрофильности химического элемента.

Кривизна будущих изделий также подвергается жёсткому контролю со стороны регламентирующей организации ГОСТ. Связано это с тем, что поставляемые вещества должны доставлять к месту назначения с минимальными потерями, а чаще всего, вовсе без них. Важные величины, размеры которых не должны превышать допустимые значения, представлены в следующей схеме:

  • Толщина стенок по условленному параметру площади поперечного сечения не должна составлять больше 1мм на 1м длины стальной конструкции.
  • Сечение стальных пластин, образующих защитное крепление металлической не должно быть больше 15мм на 1м длины.

Этап сварки проходит вручную. Один из главных процессов, — резка изделий, обязательно проводится под прямым углом, при этом, пройдя предварительную очистку от загрязнений и неровностей гладкого конца трубы. Внешняя и внутренняя поверхность конструкции не должна содержать трещин, разрывов и закруглений возле обоих концов точек контакта. Иными словами, бесшовные трубы из нержавеющей стали не должны иметь визуальных и практических дефектов.

Трубы нержавеющие бесшовные изготовление
Сварка лазером
Важно:

цвет трубы должен быть ярким, желательно белым. Это нужно для того, чтобы конструкция отражала свет, так как ультрафиолетовые лучи негативно влияют на работоспособность транспортной магистрали.

Технические параметры для бесшовных нержавеющих труб 12X18H10T
Предел текучести металла при выплавке, МПа Плотность материала, из которого сделана конструкция, г/см^3 Толщина стенок при площади поперечного сечения, мм Общий диаметр, мм Минимальная длина трубы, м Максимальная длина трубы, м
221 8.21 0.15 5-7.2 0.74 3.32
244 9.11 0.22 8-27 0.89 5.66
265 9.98 0.31 28 и больше 1.02 8.01

Таблица теоретических весов бесшовных нержавеющих труб

Вес данных конструкций складывается в зависимости от величин общего диаметра и толщины внутренних стенок конструкции на 1 погонный метр трубы. Все технические параметры представлены в следующей таблице:

Таблица теоретических весов бесшовных нержавеющих труб
Диаметр трубы, мм Толщина стенки, мм Вес конструкции, кг Метров в тонне, м
6.33 1.21 0.16 7652.32
8.43 1.23 0.19 5460.23
10.21 2.44 0.32 4201.54

Другой способ рассчитать вес бесшовной нержавеющей трубы — применить специальную универсальную формулу:

M= I*(d-a)*p*П*a, где:

I — длина трубы, м;

D — наружный диаметр трубы, мм;

A — толщина стенок конструкции в соответствии с площадью поперечного сечения, м;

P — плотность нержавеющей стали, из которой состоит труба, г/см^3;

П — число Пифагора, приблизительно равное 3.14;

Нужно знать:

плотность нержавеющей стали модели 12X18H10T — постоянная величина, приблизительно равная 7.96 г/см^3.

Виды бесшовных труб и их особенности

Основополагающие факторы классификации бесшовных стальных труб — технология изготовления и установленные технические параметры. Первый параметр позволяет производителям выпускать продукцию 2 типов:

  • Горячекатаные;
  • Холоднокатаные;

Заранее установленные технические параметры — толщина стенок конструкции согласно площади поперечного сечения и диаметру. Именно этот показатель определяет вектор направления эксплуатации стальных бесшовных труб. Всего существует 2 вида магистралей по толщине стенок:

  • Толстостенные;
  • Тонкостенные;
Нужно знать:

резка заготовок осуществляется под прямым углом с соблюдением параметров ГОСТ. В итоговой конструкции должны отсутствовать любые рубцы, вмятины и закаты.

Горячекатаные бесшовные трубы

Технология горячей прокатки
Горячекатаные трубы ГОСТ 8732-78

Данный вид нержавеющих магистралей изготавливается под влиянием большой температуры, намного превышающей аналогичные показатели при спаивании кристаллических решёток. Изготавливаются большими тиражами для поставок объёмных веществ на большие расстояния без перебоев и длительных технических работ.

При производстве используется технология горячей прокатки. Стальная бесшовная заготовка, предварительно обработанная нержавейкой, проходит процедуру механизации, превращается в полую гильзу, после чего подвергается раскатыванию. Данный процесс создания бесшовной нержавеющей конструкции обеспечивает магистрали с точным подбором диаметра.

У данных видов бесшовных нержавеющих труб присутствует несколько серьёзных недостатков:

  • Техника изготовления не позволяет выпускать модели с малым общим диаметром, что существенно снижает круг применения.
  • Несмотря на точность вычислений общего диаметра, остальные физические и математические величины не поддаются общим формулам исчисления. Данное явление возникает вследствие невозможности образования гладкого конца трубы после прокатки.

Холоднокатаные бесшовные трубы

Холоднодеформированный металлопрокат
 Холоднокатаные трубы ГОСТ 8734-75

Кроме технологии производства, отличаются большей тонкостью меньшими диаметрами и сечением, нежели горячекатаные аналоги. Производство осуществляется путём разогрева стальных заготовок до сравнительно небольших температур, после чего труба извлекается из-под сварочного аппарата путём волочения конструкции.

По сути, холоднокатаные бесшовные трубы — полная противоположность горячекатаных, так как они, в отличие аналогов, обладают гладкой поверхностью, позволяющей транспортировать практически любые вещества на условные расстояния. При производстве используется метод холодной деформации, обеспечивающий последующую устойчивость конструкции к резким понижениям температуры.

Стоит заметить:

для метода холодной деформации подходят все виды сечения, кроме круглого. Данная технология сварочной обработки неприменима к возведению холоднокатаных бесшовных труб из-за того, что для её создания нужно большое пространство, что данная система обеспечить не может.

Данный вид стальных нержавеющих труб обладает несколькими недостатками:

  • Они абсолютно не подходят для транспортировки больших партий на длинные расстояния, так как узкий внутренний диаметр приводит к частому засорению каналов и вынуждает постоянно прибегать к техническим работам для устранения неполадок.
  • Метод холодной деформации делает трубы менее устойчивыми к внешним влияниям и деформации.

Толстостенные бесшовные трубы

Горячекатаные виды стальных нержавеющих труб
Труба бесшовная

Представляют собой горячекатаные виды стальных нержавеющих конструкций, подвергшихся лёгкой деформации. Нужна для качественных долгосрочных транспортировок жидкостей и газов в трубопроводных магистралях.

Благодаря отсутствию сварочных швов, данные конструкции способны выдерживать огромное парциальное и постоянное давление. Немаловажный фактор популярности среди производителей — дешевизна материалов и сырья для изготовления. Низкоуглеродная сварка на основе добавления тугоплавких химических элементов добавляет прочность и увеличиваtт срок эксплуатации.

Размеры толстостенных нержавеющих бесшовных труб зависят от диаметра конструкций при соответствующей толщине стенки:
Диаметр, ммТолщина стенки, мм
6715
23429
41145
Поперечно винтовая прокатка
Схема готовых толстостенных бесшовных труб, подвергшихся горячекатаной обработке

S1 — площадь поперечного сечения гладкой поверхности трубы;

D1 — наружный диаметр гладкого конца;

A — толщина стенок в соответствии с площадью поперечного сечения;

Dв — внутренний диаметр трубы;

D — внешний диаметр противоположного конца трубы;

S — площадь поперечного сечения другого окончания конструкции

Тонкостенные бесшовные трубы

Нержавейка холоднокатаная тонкостенная
Тонкостенный вид

Представляют собой холоднокатаные виды нержавеющих стальных конструкций. Получаются с помощью вторичной обработки труб минимальными производственными температурами, с последующим лёгким деформированием гладкого конца. Отличительная особенность производства данных моделей — отсутствие сварки.

Так как готовое изделие получают из заготовок, то для проката стальных бесшовных конструкций могут использоваться несколько видов сплавов:

  • Высоколегированные;
  • Легированные;
  • Высокоуглеродистые;
  • Углеродистые.

Монолитность конструкции обеспечивает возможность транспортировки в суровых и экстремальных условиях. Благодаря таким качествам, тонкостенные бесшовные трубы широко применяются в машиностроении, авто- и авиастроении, поставке продуктов химической и криогенной промышленности.

Согласно постановлениям ГОСТ 8734-75 и 8733-74, величина общего диаметра труб зависит от показателя толщины стенки. В отличие от толстостенных аналогов, холоднодеформированные модели подвергаются термообработке, влияющей на конечный результат. В официальных постановлениях предусмотрен вариант отказа от данной процедуры, при этом, исходные величины изменяются:

Диаметр, мм Толщина стенки, мм Диаметр, мм Толщина стенки, мм
При термообработке Без термообработки
56 2 67 2.6
366 8.9 379 9.5

Применение бесшовных нержавеющих труб

Нержавеющие модели бесшовных конструкций приобрели наибольшее распространение в быту и за его пределами благодаря прекрасным свойствам и параметрам. Превосходная гладкая поверхность обеспечивает бесперебойную поставку транспортируемого вещества без угрозы массового засорения.

Главный фактор успеха — отсутствие сварочных швов в конструкции, что обеспечивает лучшую защиту от коррозии, позволяет прокладывать пути транспортного сообщения в суровых и экстремальных условиях окружающей среды. К тому же, химические элементы, из которых изготавливаются сплавы для магистралей, не влияют на исходный состав поставляемого вещества.

Ещё один существенный плюс отсутствия сварочного шва между стальными пластинами — гибкость и пластичность, позволяющие выдерживать огромные давления и температуры до 870 градусов по Цельсию. Устойчивость к кислотности позволяет данным трубам применятся практически во всех сферах жизни человека. Общий список направлений эксплуатации выглядит следующим образом:

  • Химическая промышленность;
  • Машино- и судостроение;
  • Электро- и теплоэнергетика;
  • Военно-промышленные нужды;
Важно:

бесшовные трубы из нержавеющей стали не предусматривают поставку солесодержащих веществ на постоянной основе.

Несмотря на разнообразие направлений эксплуатации бесшовных нержавеющих конструкций, их применение довольно узкое и складывается исходя из технических параметров заготовок.

Влияние нержавейки на направление эксплуатации стальных бесшовных труб рассматривается как самое главное при возведении нержавеющих магистралей. Тщательный подбор качественного антикоррозийного покрытия, обеспечивающего долгую защиту от воздействия воды, позволяет расширить область применения до следующих отраслей:

  • Отдельные транспортные точки продукции нефтяной и газовой промышленности;
  • Возведение паропроводов для тепловых электростанций;
  • Транспортировка продукции горнодобывающей промышленности;
  • Строительная сфера;

Особенности и виды соединения

Дуговая сварка в защитном газе
Система сварки TIG

Стыковка бесшовных нержавеющих труб осуществляется с помощью кристаллической сварки. Главная отличительная особенность данных конструкций, позволяющая им пользоваться огромным успехам на рынке трубной промышленности, — отсутствие сварочных швов, позволяющих применять автоматическую, полуавтоматическую и ручную технологию сварки.

Отсутствие сварочных швов, — самых уязвимых мест крепления стальных пластин, позволяет добавлять тугоплавкие химические элементы, улучшающие прочность и гибкость конструкции. Таким образом получаются цельнотянутые бесшовные нержавеющие трубы, подразделяющиеся на толстостенные и тонкостенные модели.

Типы сварки бесшовных нержавеющих труб

Схема высокочастотной сварки
Система сварки HF
  • TIG: процесс сварки происходит в атмосфере инертного газа. Он защищает конструкцию от последующего кислородного и углеродного окисления. Источник тепла для сварки — электрическая дуга, создающаяся во время перехода электронов тугоплавкого химического элемента (зачастую Вольфрама, W) на точку сварки. При соблюдении всех норм, швы получаются ровными и гладкими, ничем не уступают металлическим аналогам.
  • HF: представляет собой сварку высокочастотным электрическим током. Ограниченность зоны плавления, отсутствие мест термодинамического раздражения и неоднородность шва приводят к меньшой прочности в сравнении с другими видами. Единственный плюс, благодаря которому используется технология HF — относительная дешевизна.
  • Laser: лазерная система соединения труб совмещает в себе параметры TIG и HF, объединяя прочность конструкции и уменьшая зону плавки, что уменьшает расходы и финансовые издержки. Точность спаивания стальных пластин позволяет использовать эту систему соединения трубных систем в химической промышленности, где важно поддерживать определённые участки конструкции.

Если же вы хотите купить бесшовную трубу в Москве или получить более подробную консультацию, то звоните по телефону: +7 (495) 136-32-54

Видео

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Загрузка...
Понравилось? Поделись с друзьями: