Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства

Труба бесшовная холоднодеформированная ГОСТ 8734-75

Трубы бесшовные холоднодеформированные

производят в соответствии с ГОСТ 8733-74(стандарт на технические требования) и ГОСТ 8734-75 (стандарт на сортамент). Данные трубы изготавливают из углеродистых (10,20,30,45), легированных и высоколегированных марок сталей. Сортамент холоднодеформированных труб, которые, как правило, есть на нашем складе, находится в диапазоне от 8 до 76 мм в диаметре и от 1 до 10 мм по толщине стенки. В некоторых случаях можно рассматривать изготовление под заказ холоднодеформированных труб большего диаметра, до 114 мм.

По технологии производства холоднодеформированные трубы делятся на два типа: холоднокатанные, получаемые в результате холодного проката на станах холодной прокатки (ХПТ), и холоднотянутые, получаемые в результате волочения на трубоволочильных станах.

В качестве исходного сырья для производства бесшовных холоднодеформированных труб всегда используется бесшовная горячедеформированная труба. Таким образом, конечный продукт проходит всегда, как минимум, две стадии обработки: горячий прокат (из квадратной заготовки – в горячедеформированную трубу) и холодный прокат (волочение): из горячедеформированной – в холоднодеформированную трубу.

Благодаря этому, характерными особенностями холоднодеформированных труб являются, во-первых, их механические свойства, позволяющие выдерживать различные динамические усилия (на изгиб, на кручение, на растяжение, на сплющивание и т.д) и, во-вторых, их точные геометрические размеры, достигаемые при производстве на стадии холодной обработки. Указанные особенности позволяют находить применение холоднодеформированным трубам в тех отраслях промышленности, где к изделию заведомо предъявляются повышенные требования к тем или иным параметрам. В частности, основными потребителями холоднодеформированных труб являются предприятия разных отраслей машиностроения, где изготавливаемые из труб изделия подвержены высоким механическим динамическим нагрузкам (автостроение, вагоностроение, тракторостроение, судостроение, станкостроение и т.д.), отрасли энергетики, нефтепереработки и нефтехимии, где используемые в том или ином оборудовании трубы подвергаются высоким давлениям и температурам, отрасли точного машиностроения, где изделия, получаемые из холоднодеформированных труб, должны иметь особо точные геометрические параметры внутреннего или наружного диаметра и толщины стенки.

Трубы по стандарту изготавливаются, как правило, в немерной длине (от 1,5 до 12 м). Под заказ можно изготавливать холоднодеформированные трубы в оговоренной мерной длине (например, 6000 или 9000 мм), в отдельных случаях возможно изготовление труб более 12 м.

Процесс производства холоднодеформированных труб состоит из нескольких последовательных операций. На первом этапе происходит химическая подготовка поверхности труб, заключающаяся в удалении окалины путем помещения в кислотный раствор. В результате химической реакции происходит отделение имеющейся окалины от поверхности. После процесса травления трубы промывают, как правило, сначала в горячей, а потом в холодной воде под давлением. На следующем этапе трубы подвергают принудительной сушке в печи и нанесению специальных смазочных присадок, которые уменьшают деформацию при процессе прокатки или волочения. Следующий, основной этап производства – это непосредственно процесс холодной прокатки или волочения, в результате которого труба приобретает необходимые заданные параметры длины и толщины стенки. Конкретная технологическая схема проката выбирается в зависимости от марки стали, от размеров трубной заготовки и необходимых конечных размеров.

На нашем складе во Фрязево всегда в наличии широчайший ассортимент (порядка 100 типоразмеров) х/д труб по гарантированно лучшим на рынке ценам. В случае отсутствия какого-то размера в наличии мы всегда можем заказать его для Вас на заводе-производителе и максимально быстро произвести данный заказ.

Цена на холоднодеформированные трубы всегда зависит от конкретного соотношения диаметра и толщины стенки. В отличии от горячедеформированных, которые имеют практически одну цену на весь сортамент, в х/д трубах каждый типоразмер имеет свою стоимость. Чем меньше диаметр и толщина стенки – тем дороже будет стоимость данного типоразмера. Это связано с технологией производства: чем меньше диаметр и чем меньше толщина стенки – тем больше проходов при волочении необходимо сделать, чтобы дойти от начального диаметра горячей трубы до необходимого диаметра холодной трубы. Может потребоваться от одного до пяти проходов, каждый из которых, соответственно, увеличивает себестоимость и цену на данный размер.

Купить бесшовную холоднодеформированную трубу

На складе Фрязево Вы всегда сможете найти необходимый типоразмер холоднодеформированных бесшовных труб. Цену и наличие Вы можете проверить прямо на сайте по ссылке или обратившись к нам по тел. +7 (495) 781 71 53. В случае редких типоразмеров или большого объема необходимых труб, мы можем обсудить поставку данных труб под заказ.

Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства

Каким образом и из каких заготовок производится холоднодеформированная бесшовная труба? Для чего она нужна и чем отличается от электросварных труб в плане эксплуатационных характеристик? Каким нормативным документам подчиняется производство?

Давайте вместе постараемся найти ответы.

Наш герой крупным планом.

Особенности и область применения

Для начала выясним, для чего вообще нужны бесшовные трубы (читайте также статью «Прозрачная труба: материалы и характеристики»).

Увы, придумать им применение при монтаже своими руками сантехники или любого другого домашнего оборудования довольно проблематично. Цена изделий слишком высока, а прочность заведомо избыточна для любых разумных целей.

Если коротко, то они востребованы там, где нужна экстремальная прочность (прежде всего — на разрыв). Альтернативная технология, куда более дешевая и технологичная — производство сварных труб — имеет существенный недостаток.

Несмотря на все методы контроля, шов всегда будет слабым местом: при превышении предела прочности трубопровод будет рваться именно по его линии.

Уточним: все электросварные трубы не стоит валить в общую кучу. Качество и прочность шва сильно различаются в зависимости от выбранной технологии; так, высокочастотная сварка дает худшее качество шва по сравнению с электродной в аргоновой среде.

Приведем несколько примеров областей применения бесшовных труб.

  • Насосно-компрессорные трубопроводы, служащие для перекачки нефти и газового конденсата под высоким давлением.
  • Обсадные колонны нефтяных скважин.
  • Трубопроводы для поддержания внутрипластового давления при разработке подземных месторождений.
  • Стенки баллонов со сжатым газом.
  • Гидравлические цилиндры.

Гидроцилиндры подъема молота для сваебойной машины. Внутреннее давление в процессе работы исчисляется сотнями атмосфер.

Комбинируя марку стали и толщину стенок, можно получить трубы с характеристиками, удовлетворяющими практически любым требованиям к прочности.

Технология производства

Заготовки для производства — так называемые передельные трубы, которые производятся методом горячей деформации из цилиндрических заготовок — штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь делается пластичной, и превращается в полый цилиндр — гильзу — на так называемом прошивном стане.

Упрощенно говоря, ее дальнейшая обработка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с постепенно уменьшающимся размером на стационарной или вращающейся оправке. Ключевое отличие от горячекатаных труб — в том, что, в отличие от них, холоднодеформированные проходят основные операции при температуре ниже отметки рекристаллизации.

Схема производственного цикла.

Как выглядят основные этапы производства?

  • Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
  • Химическая обработка, необходимая для удаления с поверхности ржавчины и окалины. Для углеродистых сталей используются растворы кислот (серной и соляной), для легированных — расплав едкого натра с окислителем NaNO3. После травления заготовки последовательно промываются горячей водой в ванне, затем струей холодной воды под давлением, после чего 20-30 минут сушатся при температуре 150 — 180С.
  • Заготовки отправляются в ванны со смазкой и технологическими покрытиями, которые снижают потери на трение при дальнейшей обработке.
  • Затем передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в процессе прокатки уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки одновременно несколько увеличивают длину заготовки.
  • Дальнейшая обработка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках или волочение в кольцевом калибраторе. Труба окончательно формируется, превращаясь в изделие с идеальной геометрией и заданным диаметром.

    Калибровка методом волочения.

    Последний этап перед прохождением контроля качества — термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с последующим постепенным остыванием снимаются накопившиеся внутренние напряжения материала, увеличиваются его пластичность и вязкость.

    Термообработка — последний этап производства.

    Нормативные документы

    Перечень

    Вот перечень стандартов, согласно которым производятся бесшовные трубы холодной деформации:

    ДокументСодержание
    ГОСТ 8734-75Сортамент изделий
    ГОСТ 8733-74Технические требования к производству

    Что любопытно, на сайтах многих дилеров продукции трубопрокатных предприятий встречаются откровенная дезинформация. В списках нормирующих производство документов упоминаются несуществующие или неактуальные стандарты.

    Приведем несколько примеров.

    • ГОСТ 8733-87 на стальные бесшовные трубы — актуализированная версия стандарта за номером 8733-74. Вскоре после принятия документ был отменен и в настоящее время не используется.
    • ГОСТ 8734-78 на стальные бесшовные трубы никогда не существовал. Его номер представляет собой смешение 8732-78, содержащего сортамент труб горячей деформации, и упомянутого выше 8734-75.
    • Аналогично, трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8733-75 — явное смешение соответствия продукции стандартам 8733-74 (техусловия) и 8734-75 (сортамент).
    • Трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8732-75 тоже не существуют в природе. И этот номер — явное искажение — 8732-78, содержащего сортамент горячедеформированных изделий.
    • Наконец, упоминающиеся на сайте некоего дилера трубы стальные бесшовные по ГОСТу 8734-87 — и вовсе презабавнейший фейк.

    Стандарт с таким номером на самом деле существует, только вот к ГОСТ он не имеет никакого отношения. Этот номер принадлежит документу в международной системе ИСО (International Organization for Standardization, ISO), который…. соответствует российскому ГОСТ 24296-93 «Штифты цилиндрические закаленные».

    К производству труб эта продукция имеет довольно сомнительное отношение.

    ГОСТ 8734-75

    Перейдем к изучению основных моментов стандартов. Итак, какой должна быть бесшовная холоднодеформированная труба по ГОСТу 8734-75?

    Документ выделяет четыре класса изделий.

    КлассОтношение наружного диаметра к толщине стенкиАбсолютные значения диаметра (D) и толщины стенки (S), мм
    Особотонкостенные40 и болееD менее 20, S менее 0,5
    Тонкостенные12,5 — 40D менее 20, S менее 1,5
    Толстостенные6 — 12,5
    ОсоботолстостенныеМенее 6
    • Немерной длины (от 1,5 до 11,5 м).
    • Мерной длины (4,5 — 9 м с допуском +10 мм).

    Однако: для внешнеторговых организаций предусмотрена поставка изделий мерной длины от 4 метров.

    • Длины, кратной мерной (от 1,5 до 9 м с припуском на каждый рез 5 мм).

    Полный перечень диаметров и толщины стенок, которые предусматривает ГОСТ 8734-75 на стальные бесшовные трубы, слишком велик для небольшой статьи, поэтому приведем лишь граничные значения.

    • Диаметр составляет от 5 до 250 мм.
    • Толщина стенок — 0,3 — 24 мм.

    Для сравнения: при производстве методом горячей деформации стенки могут достигать 75 миллиметров.

    Впрочем: по согласованию с заказчиком сортамент может быть расширен. В частности, возможен выпуск труб с наружным диаметром 4 и толщиной стенок 0,2 мм.

    Изделия поставляются именно по приведенным значениям — наружному диаметру и толщине стенок. При желании заказчика возможна поставка по внутреннем диаметру и стенке или обоим диаметрам и разностенности.

    Диапазон допусков вполне предсказуемо определяется ключевыми параметрами.

    Допуск по диаметруДиаметр, мм
    0,15 мм4 — 10
    0,3 мм10 — 30
    0,4 мм30 — 50
    0,8 %50 и более
    Допуск по толщине стенокТолщина стенок, мм
    0,12 ммДо 1
    10 %1 — 5
    12 %1 — 2,5 при диаметре от 100 мм
    8 %Свыше 5
    Читайте также:  Как делается сэндвич труба для дымохода: устройство и установка

    ГОСТ 8733-74

    Как уже упоминалось, ГОСТ 8733-74 на стальные бесшовные трубы содержит технические условия для их производства.

    Прочность и даже внешний вид изделий нормируются.

    Документ предусматривает следующие группы по способу нормирования:

    • Б — с нормированием химического состава.
    • В — с нормированием химического состава и механических свойств.
    • Г — с нормированием химического состава и механических свойств с контролем последних на термообработанных образцах.
    • Д — с нормированием гидравлических испытаний.
    • Е — с нормированием термической обработки, марки стали и механических свойств.

    В общем случае изделия поставляются заказчику после термической обработки (обжига, отпуска или нормализации). Исключение — особотонкостенная труба с отношением диаметра к толщине стенки D/S=50 и более; впрочем, и здесь все определяется договором между заказчиком и производителем.

    Наличие трещин, пленок, закатов и раковин на поверхности не допускается. Незначительные дефекты вроде вмятин и следов отслоившейся окалины допустимы, но не должны выводить изделие за границы установленных стандартом допусков.

    В общем случае торцы обрезаются под прямым углом к продольной оси. На трубах под сварку может быть снята фаска под углом в 34 — 40 градусов к ее торцу; при этом по краю оставляется кольцо шириной от 1 до 3 миллиметров.

    На торцах сняты фаски под сварной шов.

    Потребитель может потребовать гидравлических испытаний давлением, которое вычисляется по формулам ГОСТ 3845, но не более 200 атмосфер. Испытания большим давлением возможны по согласованию с производителем.

    На фото — стенд для гидравлических испытаний.

    Однако: вместо гидравлических испытаний возможны испытания неразрушающими методами, инструкция по проведению которых содержится в том же стандарте за номером 3845.

    Кроме того, для прошедших термообработку труб из сталей марок 20, 10 и 15 ХМ по требованию заказчика предусматриваются следующие виды испытаний:

  • На загиб — для всех типоразмеров.
  • На раздачу — для диаметра до 160 и толщины стенок до 8 мм.
  • На сплющивание — диаметром от 22 и толщиной стенки до 10 мм.
  • На бортование — для диаметров D = 25 — 160 мм при толщине стенки:
    • При D до 60 мм — до 10 % D.
    • При D = 60 — 108 мм — до 8% D.
    • При D = 108 — 140 мм — до 6% D.
    • При D = 140 — 160 мм — до 5 % D.

    Изделия принимаются партиями.

    Размер партии лимитирован их размерами:

    • При диаметре до 76 мм и толщине стенки до 2,5 мм — не более 400 штук.
    • При прочих размерах — не более 200 штук.

    Разумеется, речь лишь о правилах приемки. Ничто не мешает заказать куда большее количество труб.

    По требованию потребителя партия может состоять из труб, произведенных из стали одной плавки.

    Заключение

    Надеемся, что не утомили читателя обилием цифр и сухой технической информации. Увы, сама тематика статьи подразумевает весьма умеренное количество лирических отступлений (см.также статью «Скорлупа для труб: изучаем особенности и технологию монтажа»).

    Как всегда, приложенное видео предложит дополнительные материалы. Успехов!

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Технология производства холоднодеформированных труб

    Технологический процесс производства холоднокатаных труб состоит из ряда последовательных операций. При холодной прокатке трубную заготовку со склада подают на стеллажи, где производят осмотр и отбраковку некачественной продукции. У годных заготовок обрезают концы, разрезают и набирают их в пакеты. При производстве труб из специальных сталей, заготовки подвергают предварительному отжигу в печи. Это нужно для восстановления пластических свойств металла до уровня, необходимого для пластической деформации. В зависимости от состава стали, применяют два вида термообработки: одинарную (отжиг, нормализация или отпуск); двойную (закалка или нормализация с последующим отпуском).

    Технология производства холоднодеформированных труб

    Отжиг (рекрестализационный) ведут по следующему режиму: нагрев трубы до температуры, превышающей температуру кристаллизации на 30-50°, выдержка и медленное охлаждение. Для труб из углеродистых сталей с 0,08-2%С температура отжига составляет 680-700°. Отжиг труб из стали ШХ-15 проводят при температуре 790±10°С с выдержкой в течение 1-2 часов и быстрым охлаждением до 720°С, замедленным – до 650°С, а затем на воздухе. При отжиге снижается твердость металла, повышается вязкость, снимаются внутренние напряжения, устраняется структурная неоднородность.

    Нормализация протекает по схеме: нагрев труб до температуры выше температуры рекристаллизации на 50°С, непродолжительная выдержка для прогрева и завершения фазовых превращений с последующим охлаждением на воздухе. Для низкоуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо отжига при 850-1000 (без выдержки), а для легированных сталей при 950-1050°С с выдержкой, равной 1минута на 1 миллиметр толщины стенки трубы. Охлаждение углеродистых сталей проводят на открытом воздухе, а легированных в ванне с водой. Нормализация устраняет крупнозернистую структуру, полученную при деформации; уменьшает внутренние напряжения; повышает механические свойства стали.

    Закалку ведут по схеме: нагрев трубы до температуры растворения избыточных фаз, выдержка и быстрое охлаждение со скоростью, превышающей критическую. Обычно применяется температура закалки труб с последующим охлаждением водой. Чтобы снизить фазовые напряжения закалки обязательно проводят отпуск, который является окончательной операцией термической обработки. Схема отпуска: нагрев труб в закаленном состоянии до температуры ниже интервала превращений, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение с определенной скоростью. В результате отпуска сталь получает требуемые механические свойства: повышенную вязкость при сохранении прочности и упругости, уменьшение внутренних напряжений.

    Большую роль в получении холоднокатаных труб высокого качества играет химическая подготовка поверхности труб перед деформацией. Окалину с поверхности углеродистых труб удаляют травлением в кислотных растворах (H2SO4, HCl). При травлении хорошо растворяется железо и его оксид FeO. В процессе химической реакции кислотного раствора с окалиной выделяется водород, который разрушает сцепление окалины с металлом и способствует ее отделению. При травлении около 0,5% металла теряется, в результате качество металла ухудшается – он приобретает травильную хрупкость, для борьбы с которой используют специальные присадки. Для травления труб из легированных сталей применяют щелочной расплав NaOH с окислителем NaNO3. При обработке сталей в этом расплаве происходит преобразование оксидов железа и легирующих элементов в высшие, легко растворимые в кислотах.

    После травления для удаления с поверхности труб кислотного раствора и продуктов травления трубы промывают горячей водой в ванне, а затем струей холодной воды под давлением.

    Так как технологические покрытия и смазки плохо пристают к влажной поверхности трубы, то после промывки трубы подвергают сушке в печах, при температуре 150-180°С. Продолжительность сушки составляет 20-30 минут.

    Перед холодной прокаткой на поверхность труб наносят технологические покрытия и смазки, которые служат для уменьшения коэффициента трения при деформации и получения труб без поверхностных дефектов, а кроме того защищает металл от атмосферной коррозии. В качестве покрытия для труб применяют омеднение, фосфотирование и оксолатирование.

    Омеднению подвергают трубы из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей с чистой , обезжиренной или травленой поверхностью. На трубных заводах применяют два способа нанесения медной пленки – холодный (контактный) и горячий. В состав растворов для химического омеднения входят: серная кислота (H2SO4); сульфат меди (CuSO4 5H20); хлорид натрия (NaCl); сульфат железа (FeSO4 7H2O). Температура раствора 30 – 75°С, время выдержки 1 – 20 минут. Для труб из стали с высоким содержанием никеля и молибдена применяют холодное омеднение в контакте со стержнями из углеродистой стали при этом трубы являются катодами, а прокладки из углеродистой стали – анодами, возникает гальванический ток.

    При холодной прокатке труб из углеродистых и легированных сталей в качестве покрытия применяют фосфатную пленку, которая обладает высокой смачиваемостью и способностью удерживать на поверхности металла смазку. В промышленности применяют два способа фосфатирования. В состав растворов для фосфатирования труб входят: оксид цинка (ZnO); ортофосфорная кислота (H3PO4); азотная кислота (HNO3). Температура раствора 50 – 70°, выдержка 7 – 10 минут.

    После фосфатирования трубы обрабатывают в 5 – 10 % – ном водном растворе хозяйственного мыла при температуре 35 – 50° в течение 8 – 10 минут. При взаимодействии мыла с цинкофосфатной пленкой образуется цинковое мыло, обладающее хорошими антифрикционными свойствами.

    Медные фосфатные покрытия не могут быть использованы в качестве смазок. Поэтому их всегда применяют в качестве подслоя, а сверху наносят тонкий слой смазки, которая благодаря прочному покрытию хорошо удерживается на трубе в процессе холодной прокатки, предохраняя ее от непосредственного контакта с инструментом. При холодной деформации труб применяют следующие виды смазок: тальк; графит; солидол; касторовое масло; мыльная эмульсия; окись цинка; полимерные жирные кислоты; хлористый аммоний или натрий.

    Клеть стана холодной прокатки труб – ХПТ

    Стан холодной прокатки труб ХПТ – 32-2 предназначен для получения труб повышенной точности по диаметру и толщине стенки путем пластической деформации металла валками на конической оправке.

    Основным принципом работы стана холодной прокатки труб является уменьшение радиуса кольцевой щели, образованной между калибрами рабочих валков и оправкой при возвратно-поступательном движении рабочей клети.

    Стан холодной прокатки имеет периодический режим работы, так как труба прокатывается отдельными участками по ее длине. Прокатка трубы осуществляется на неподвижной конической оправке – калибрами, установленными и закрепленными в рабочих валках. Ручей калибров выполнен переменным радиусом, максимальная величина которого равна радиусу заготовки, а минимальная – радиусу готовой трубы.

    Движение клети, при котором происходит уменьшение размеров заготовки по диаметру и толщине стенки называется прямым ходом. Во время прямого хода клети калибры поворачиваются на угол 185-214°, при этом радиус кольцевой щели между ними и оправкой уменьшается по мере приближения клети к крайнему переднему положению. В крайнем переднем положении рабочей клети калибры выходят из контакта с трубой, и она вместе с оправкой поворачивается на угол 57-90°, после чего валки возвращаются в исходное положение, т.е. происходит обратный ход клети. В исходном положении труба не соприкасается с калибрами, и механизм подачи продвигает ее по оправке вперед на определенную величину, называемую подачей. После этого снова следует прямой ход клети и цикл повторяется.

    В результате уменьшения диаметра и толщины стенки увеличивается длина готовой трубы по сравнению с длиной заготовки. Это увеличение длины называется вытяжкой. При холодной прокатке наибольшее уменьшение поперечных сечений стальных труб достигает 88%, а уменьшение толщины стенки 70%, при этом допуск на диаметр обычно находится в пределах ±0,5-0,8% от диаметра готовой трубы, а допуск на толщину стенки ±0,5-10% от заданного ее готового значения.

    За время одного полного цикла прокатки за пределы очага деформации выходит участок готовой трубы, длина которого равна произведению подачи на суммарную вытяжку (отношение длины готовой трубы к длине заготовки). Это произведение называется линейным смещением металла.

    Станы холодной прокатки труб принято называть валковыми станами, так как деформация заготовки осуществляется валками, принудительное вращение которых, обеспечивается зацеплением их ведущих зубчатых шестерен со стационарно установленными зубчатыми рейками. Синхронизация вращения верхнего и нижнего валков обеспечивается зубчатыми колесами.

    Читайте также:  Как соединить полипропиленовые трубы эффективными и современными способами

    Для исключения затекания деформируемого металла в зазор между цилиндрическими (нерабочими) поверхностями калибров выполняют развалку ручья вблизи кромок. В результате ширина ручья по образующей бочки калибров в любом его сечении превышает формируемый в нем диаметр трубы. Для последовательной раскатки металла, заполняющего выпуски и нарушающего круглость сечения трубы, в конце хода клети вперед заготовку поворачивают вокруг ее оси примерно на 1/6 периметра. Во избежание интенсивного износа калибров и огранки прокатываемых труб угол кантовки выбирают 60°.

    Технологические особенности прокатки на неподвижной оправке и весьма значительные динамические нагрузки в системе, обусловленные цикличностью процесса, высокие требования к точности проката и качеству его поверхности сдерживают рост производительности станов холодной прокатки труб. Этим объясняется поиск новых конструктивных решений, повышенное внимание к ремонту и обслуживанию станов.

    Основные направления совершенствования технологического процесса и оборудования для повышения качества проката и производительности процесса включают:

    1. удлинение хода рабочей клети с целью увеличения обжатия металла за один проход;

    2. увеличение числа одновременно прокатываемых труб;

    3. сокращение длительности перезарядки;

    4. повышение жесткости системы « инструмент – рабочая клеть » и быстроходности оборудования;

    5. использование новых конструкций инструмента и рационализация его калибровок.

    Холодная прокатка является одним из основных способов изготовления тонкостенных труб из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей; толстостенных труб с точным внутренним каналом для установок высокого давления; пароперегревательных и профильных труб для энергетических установок; труб высокой точности для машиностроения и авиационной промышленности.

    К основным достоинствам технологического процесса холодной прокатки труб относят: сведенные к минимуму потери металла в обрезь; возможность достижения высоких обжатий по стенке и диаметру трубы с использованием конической оправки; значительное снижение разностенности и допусков по толщине стенки трубы; получение широкого сортамента готовых труб из ограниченного числа типоразмеров заготовок; высокое качество наружной и внутренней поверхности труб.

    Технологическая схема холодной прокатки труб зависит от марки стали (сплава), из которой изготавливают трубы, их размера и назначения.

    В процессе холодной прокатки труб в результате пластической деформации металла и его скольжения по инструменту выделяется значительное количество тепла, которое, в первую очередь, разогревает деформирующий инструмент, ухудшает условия работы технологических смазок, что приводит к понижению стойкости инструмента, ухудшению его качества и качества труб. Для охлаждения инструмента и прокатываемой трубы применяют эмульсии на основе нефтепродуктов. Они обладают высокой теплопроводностью и хорошей смачиваемостью.

    Трубы стальные бесшовные и технология изготовления холоднодеформированных изделий

    Холоднодеформированные стальные трубы являются уникальными изделиями по эксплуатационным характеристикам и эстетике. Несмотря на то, что современные технологии позволяют изготавливать качественные и недорогие полимерные трубы, есть отрасли, где металл заменить невозможно. Бесшовные стальные изделия востребованы в медицине, машиностроении, на химических производствах, в строительстве – везде, где нужна надежность, безопасность и прочность.

    Особенности стальных бесшовных труб

    Стальные бесшовные трубы, изготовленные методом холодной деформации металла, способны противостоять высокому внутреннему давлению, температурным нагрузкам, химическому и механическому воздействию. Эти изделия не имеют «зоны риска» в виде шва. В процессе производства они проходят дополнительную обработку, которая и придает трубам завершенность структуры, размера и геометрических форм.

    Достоинства стальных бесшовных холоднокатаных труб:

    • идеальное соответствие размеров по ГОСТу;
    • зеркальная гладкость внешней и внутренней стенки, что обеспечивает заявленную пропускную способность в долгосрочном периоде, высокую эстетичность, устойчивость к коррозийным процессам;
    • прочность и долговечность;
    • низкая материалоемкость, поскольку повышенная прочность (в сравнении с обычными) позволяет использовать тонкостенные материалы;
    • неограниченный диапазон использования.

    Они находят применение в изготовлении высокоточного медицинского оборудования, в машиностроении для производства двигателей, на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях для транспортировки агрессивных жидкостей и газов.

    К недостаткам относят высокую стоимость холоднокатаных бесшовных труб, которая обусловлена сложным технологическим процессом их изготовления.

    Технология производства

    Холоднокатаные трубные материалы производят их горячекатаных заготовок, путем дальнейшей обработки труб без нагревания.

    Обратите внимание! Горячекатаные стальные трубы являются сырьем для производства холоднокатаного проката.

    Производственный процесс холоднокатаных труб состоит из двух ступеней.

    Первая – это производство черновых заготовок классическим способом горячей деформации. Здесь из металлической литой болванки производят полую толстостенную гильзу, которую в горячем виде раскатывают на специальном оборудовании. Вторая ступень – холодная обкатка трубной заготовки, для придания ей необходимых размеров, геометрической формы, характеристик по ГОСТу.

    Схема технологического процесса производства холоднокатаной бесшовной трубы:

    • черновую заготовку нарезают на необходимые сегменты;
    • подвергают химической обработке для удаления посторонний поверхностных загрязнений, окалины;
    • промывают водой, чередуя температуру;
    • сушат при температуре 160-180 градусов;
    • покрывают специальным составом, который уменьшает трение металла о прокатное оборудование;
    • подают на прокатку в холодном виде, уменьшают толщину стенки до близких значений;
    • обрабатывают торцы изделия;
    • Прокаткой (протяжкой, волочением, ковкой – зависит от имеющегося на предприятии оборудования) доводят трубу до требуемых размеров, калибруют, выравнивают геометрию изделия;
    • готовые изделия подвергают тепловой обработке для снятия напряжения металла и выравнивания характеристик пластичности и вязкости металла.

    Прокатка трубы в холодном виде позволяет получать высокопрочные тонкостенные изделия, которые способны выдерживать существенные нагрузки в агрессивной среде.

    Преимущества холоднокатаных стальных труб

    Особая технология холодной прокатки позволяет изготавливать нержавеющие стальные трубы малых диаметров (капельных), средние и большие.

    Преимуществом холоднокатаных труб является:

    • обширный ассортимент выпускаемой продукции (диаметр, толщина стенки, геометрические конфигурации);
    • точное соответствие заявленным размерам;
    • прочность.

    Стоимость холоднокатаной бесшовной продукции зависит от марки стали, производственных технологий, используемых присадок в производственном процессе. Однако затраты окупаются в процессе эксплуатации.

    Классификация и стандарты

    Сортамент холоднокатаного трубного проката регулируется ГОСТ 8734-75. Данная документация содержит табличные данные размеров: внешнего диаметра (от 5 мм до 250 мм), толщины стенки, веса одного погонного метра трубы.

    Классифицируют изделия по нескольким признакам. По качеству стали трубные бесшовные изделия делят на следующие группы:

    • Б – сталь среднелегированная, соответствующая ГОСТам 14959 и 18495. Классификация по соответствию химического состава металла.
    • В – стали низколегированные ГОСТ 1050 или ГОСТ 4543. Классификация по соответствию химического состава металла плюс испытания механической прочности.
    • Г – контролируется состав сплава, механическая прочность плюс дополнительное испытание при высокой температуре.
    • Д – классификация по соответствию нормам рабочего давления (гидравлические испытания). Здесь химический состав сплава не является критичным.
    • Е – трубы из высоколегированной стали с контролем термоустойчивости и механической прочности.

    Обратите внимание! Контроль качества изготовления трубной продукции проводится на каждом этапе. Завершающая стадия – контроль кривизны продукции и сплющивания стенок. Все допустимые отклонения зафиксированы в ГОСТе 8734 от 1975 года.

    Трубные изделия делят на разные категории, в зависимости от формата и назначения. Основной форматной классификацией является деление по толщине стенки на:

    • особотонкостенные (больше 35);
    • тонкостенные (от 13 до 35);
    • толстостенные (от 6 до 13);
    • особо толстостенные (меньше 6).

    Деление на группы изделий по толщине стенки подчиняется математическим пропорциям отношения диаметра трубы (наружного) к толщине стенок. В скобках указаны значения данных пропорций для каждого вида.

    Обратите внимание! Толщина стенки бесшовной трубы является основной характеристикой ее прочности. По договоренности с заказчиком параметры могут изменяться в индивидуальном порядке. Например, трубы изготовят не по наружному, а по внутреннему диаметру, с заказанной толщиной стенки.

    По конфигурации сечения бесшовные трубы бывают:

    Размеры профильной продукции характеризуются длинной стенки. Минимальный размер 50 мм, максимальный – 150 мм.

    По назначению трубы холоднокатаные бесшовные делят на:

    • изделия особого назначения – капиллярные, высокого давления, повышенной точности (ГОСТ 9567);
    • обычные – предназначенные для мебельного производства, строительства, монтажа коммуникаций.

    Значимой характеристикой является длина изделий. Она может быть мерной от 4,5 до 9 м, немерной 4-9 м и кратной мерной с шагом в 1,5 м.

    Выбираем холоднодеформированные трубные изделия

    При выборе холоднокатаных бесшовных труб следует руководствоваться соответствием предлагаемой продукции ГОСТу 8734-75 и назначением:

    • Если в документации к трубам не указан данный документ, как основной, то трубы могут быть произведены с нарушениями. Первое, к чему прибегают недобросовестные производители – это несоответствие марки стали, замена материала на более дешевый сплав, несоблюдение технологического цикла.
    • Присутствие в сплаве посторонних примесей низколегированной стали, несоблюдение технологии производства, приводит к критическому снижению прочности трубы. Если вы выбираете трубы для изготовления особо прочных механизмов, трубопроводов или конструкций, то обращайтесь к продукции проверенных производителей, где качество будет гарантированно.
    • Если трубы вам нужны для «обычных» трубопроводов, где нет избыточной нагрузки, то стоит обратить внимание на продукцию горячекатаную с электросварным прямым или спиральным швом. Такие трубы обойдутся в два раза дешевле бесшовных, а запаса прочности их будет вполне достаточно.
    • Если приобретаете трубную продукцию для монтажа посредством резьбовых соединений, то рекомендуется выбирать тонкостенные трубы.
    • Для сварочных работ на бесшовных трубах используют газовое оборудование, а не электрические аппараты.
    • Толстостенные трубы перед сваркой предварительно готовят – снимают фаску со среза. Такая подготовка делает сварочный шов более прочным.
    • Трубы средней толщины рекомендуется сваривать при постоянном токе. Для чего используют инверторный аппарат и соответствующие электроды. Такая сварка обеспечит требуемое качество соединения для труб повышенной прочности.

    Технология трубы: производства и холоднодеформированные

    Как именно и из каких заготовок производится холоднодеформированная бесшовная труба? Для чего она нужна и чем отличается от электросварных труб в плане эксплуатационных черт? Каким нормативным документам подчиняется производство?

    Давайте совместно попытаемся отыскать ответы.

    Особенности и область применения

    Для начала узнаем, для чего по большому счету необходимы бесшовные трубы (просматривайте кроме этого статью “Прозрачная труба: характеристики и материалы”).

    Увы, придумать им использование при монтаже своими руками сантехники либо любого другого домашнего оборудования сложно. Цена изделий через чур высока, а прочность заведомо избыточна для любых разумных целей.

    В случае если кратко, то они пользуются спросом там, где нужна экстремальная прочность (в первую очередь – на разрыв). Другая разработка, куда более недорогая и технологичная – производство сварных труб – имеет значительный недочёт.

    Не обращая внимания на все способы контроля, шов постоянно будет не сильный местом: при превышении предела прочности трубопровод будет рваться как раз по его линии.

    Уточним: все электросварные трубы не следует валить в неспециализированную кучу. прочность и Качество шва очень сильно различаются в зависимости от выбранной разработки; так, высокочастотная сварка дает нехорошее уровень качества шва если сравнивать с электродной в аргоновой среде.

    Приведем пара примеров областей применения бесшовных труб.

    • Насосно-компрессорные трубопроводы, служащие для газового конденсата и перекачки нефти под большим давлением.
    • Обсадные колонны нефтяных скважин.
    • Трубопроводы для поддержания внутрипластового давления при разработке подземных месторождений.
    • Стены баллонов со сжатым газом.
    • Гидравлические цилиндры.

    Комбинируя марку стали и толщину стенок, возможно взять трубы с чертями, удовлетворяющими фактически любым требованиям к прочности.

    Разработка производства

    Заготовки для производства – так именуемые передельные трубы, каковые производятся способом тёплой деформации из цилиндрических заготовок – штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь делается пластичной, и преобразовывается в полый цилиндр – гильзу – на так именуемом прошивном стане.

    Читайте также:  Современные полипропиленовые трубы для водопровода: выбор, монтаж и эксплуатация

    Упрощенно говоря, ее предстоящая обработка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с неспешно уменьшающимся размером на стационарной либо вращающейся оправке. Ключевое отличие от горячекатаных труб – в том, что, в отличие от них, холоднодеформированные проходят главные операции при температуре ниже отметки рекристаллизации.

    Как выглядят главные этапы производства?

    1. Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
    2. Химическая обработка, нужная для удаления с окалины и поверхности ржавчины. Для углеродистых сталей употребляются растворы кислот (серной и соляной), для легированных – расплав едкого натра с окислителем NaNO3. По окончании травления заготовки последовательно промываются тёплой водой в ванне, после этого струей холодной воды под давлением, по окончании чего 20-30 мин. сушатся при температуре 150 – 180С.
    3. Заготовки отправляются в ванны со технологическими покрытиями и смазкой, каковые снижают утраты на трение при предстоящей обработке.
    4. После этого передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в ходе прокатки значительно уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки в один момент пара увеличивают длину заготовки.
    5. Предстоящая обработка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках либо волочение в кольцевом калибраторе. Труба совсем формируется, преобразовываясь в изделие с заданным диаметром и идеальной геометрией.

    1. Последний этап перед прохождением контроля качества – термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с последующим постепенным остыванием снимаются накопившиеся внутренние напряжения материала, возрастают его вязкость и пластичность.

    Нормативные документы

    Список

    Вот список стандартов, в соответствии с которым производятся бесшовные трубы холодной деформации:

    ДокументСодержание
    ГОСТ 8734-75Сортамент изделий
    ГОСТ 8733-74Технические требования к производству

    Что любопытно, на сайтах многих дилеров продукции трубопрокатных фирм видятся откровенная дезинформация. В перечнях нормирующих производство документов упоминаются несуществующие либо неактуальные стандарты.

    Приведем пара примеров.

    • ГОСТ 8733-87 на металлические бесшовные трубы – актуализированная версия стандарта за номером 8733-74. Практически сразу после принятия документ был отменен и на данный момент не употребляется.
    • ГОСТ 8734-78 на металлические бесшовные трубы ни при каких обстоятельствах не существовал. Его номер является смешением 8732-78, содержащего сортамент труб тёплой деформации, и вышеупомянутого 8734-75.
    • Подобно, трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8733-75 – явное смешение соответствия продукции стандартам 8733-74 (техусловия) и 8734-75 (сортамент).
    • Трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8732-75 также не существуют в природе. И данный номер – явное искажение – 8732-78, содержащего сортамент горячедеформированных изделий.
    • Наконец, упоминающиеся на сайте некоего дилера трубы металлические бесшовные по ГОСТу 8734-87 – и вовсе презабавнейший фейк.

    Стандарт с таким номером в действительности существует, лишь вот к ГОСТ он не имеет никакого отношения. Данный номер в собственности документу в интернациональной системе ИСО (International Organization for Standardization, ISO), который…. соответствует русскому ГОСТ 24296-93 “Штифты цилиндрические закаленные”.

    ГОСТ 8734-75

    Перейдем к изучению главных моментов стандартов. Итак, какой должна быть бесшовная холоднодеформированная труба по ГОСТу 8734-75?

    Документ выделяет четыре класса изделий.

    КлассОтношение наружного диаметра к толщине стеныБезотносительные значения диаметра (D) и толщины стены (S), мм
    Особотонкостенные40 и болееD менее 20, S менее 0,5
    Тонкостенные12,5 – 40D менее 20, S менее 1,5
    Толстостенные6 – 12,5
    ОсоботолстостенныеМенее 6
    • Немерной длины (от 1,5 до 11,5 м).
    • Мерной длины (4,5 – 9 м с допуском +10 мм).

    Но: для внешнеторговых организаций предусмотрена поставка изделий мерной длины от 4 метров.

    • Длины, кратной мерной (от 1,5 до девяти метров с припуском на любой рез 5 мм).

    толщины стенок и Полный перечень диаметров, каковые предусматривает ГОСТ 8734-75 на металлические бесшовные трубы, через чур велик для маленькой статьи, исходя из этого приведем только граничные значения.

    • Диаметр образовывает от 5 до 250 мм.
    • Толщина стенок – 0,3 – 24 мм.

    Но: по согласованию с клиентом сортамент возможно расширен. В частности, вероятен выпуск труб с наружным толщиной 4 и диаметром стенок 0,2 мм.

    Изделия поставляются как раз по приведенным значениям – наружному толщине и диаметру стенок. При жажде клиента вероятна поставка по внутреннем стенке и диаметру либо обоим диаметрам и разностенности.

    Диапазон допусков в полной мере предсказуемо определяется ключевыми параметрами.

    Допуск по диаметруДиаметр, мм
    0,15 мм4 – 10
    0,3 мм10 – 30
    0,4 мм30 – 50
    0,8 %50 и более
    Допуск по толщине стенокТолщина стенок, мм
    0,12 ммДо 1
    10 %1 – 5
    12 %1 – 2,5 при диаметре от 100 мм
    8 %Более чем 5

    ГОСТ 8733-74

    Как уже упоминалось, ГОСТ 8733-74 на металлические бесшовные трубы содержит технические условия для их производства.

    Какие конкретно как раз?

    Документ предусматривает следующие группы по методу нормирования:

    • Б – с нормированием состава.
    • В – с нормированием механических свойств и химического состава.
    • Г – с нормированием механических свойств и химического состава с контролем заключительных на термообработанных примерах.
    • Д – с нормированием гидравлических опробований.
    • Е – с нормированием термической обработки, марки механических свойств и стали.

    В общем случае изделия поставляются клиенту по окончании термической обработки (обжига, отпуска либо нормализации). Исключение – особотонкостенная труба с отношением диаметра к толщине стены D/S=50 и более; но, и тут все определяется соглашением между производителем и заказчиком.

    Наличие трещин, пленок, раковин и закатов на поверхности не допускается. Незначительные недостатки наподобие следов и вмятин отслоившейся окалины допустимы, но не должны выводить изделие за границы установленных стандартом допусков.

    В общем случае торцы обрезаются под прямым углом к продольной оси. На трубах под сварку возможно снята фаска под углом в 34 – 40 градусов к ее торцу; наряду с этим по краю оставляется кольцо шириной от 1 до 3 миллиметров.

    Потребитель может “настойчиво попросить” гидравлических опробований давлением, которое вычисляется по формулам ГОСТ 3845, но не более 200 атмосфер. Опробования громадным давлением вероятны по согласованию с производителем.

    Но: вместо гидравлических опробований вероятны опробования неразрушающими способами, инструкция по проведению которых содержится в том же стандарте за номером 3845.

    Помимо этого, для прошедших термообработку труб из сталей марок 20, 10 и 15 ХМ по требованию клиента предусматриваются следующие виды опробований:

    1. На загиб – для всех типоразмеров.
    2. На раздачу – для диаметра до 160 и толщины стенок до 8 мм.
    3. На сплющивание – диаметром от 22 и толщиной стены до 10 мм.
    4. На бортование – для диаметров D = 25 – 160 мм при толщине стены:
    5. При D до 60 мм – до 10 % D.
    6. При D = 60 – 108 мм – до 8% D.
    7. При D = 108 – 140 мм – до 6% D.
    8. При D = 140 – 160 мм – до 5 % D.

    Изделия принимаются партиями.

    Размер партии ограничен их размерами:

    • При диаметре до 76 мм и толщине стены до 2,5 мм – не более 400 штук.
    • При других размерах – не более 200 штук.

    По требованию потребителя партия может складываться из труб, произведенных из стали одной плавки.

    Заключение

    Сохраняем надежду, что не утомили читателя обилием цифр и сухой технической информации. Увы, сама тематика статьи подразумевает очень умеренное количество лирических отступлений (см.кроме этого статью “Скорлупа для труб: изучаем изюминке и разработку монтажа”).

    Как неизменно, приложенное видео предложит дополнительные материалы. Удач!

    Технология производства холоднодеформированных труб

    Для изготовления холоднодеформированных труб диаметром от 0.2 до 127 мм с толщиной стенки от 0.05 до 12 мм из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей и сплавов на заводе используются 76 станов холодной прокатки, 33 трубоволочильных стана и 41 стан холодной прокатки труб роликами, станы бухтового и длиннооправочного волочения. Действуют поточные линии бухтового волочения особо толстостенных труб для топливопроводов дизельных двигателей, изготавливаются плавниковые трубы для газовых тепловых котлов, профильные бесшовные трубы различной формы.

    Сырьем для выпуска холоднодеформированных труб является горячекатаная заготовка (горячекатаная труба собственного производства), подвергаемая при необходимости механической расточке и обточке. Прокатка ведется в теплом или холодном режиме с использованием эмульсии или масла.

    Высокое качество труб обеспечивается применением защитных атмосфер при отделке, а также шлифовкой и электрополировкой внутренних и наружных поверхностей.
    На схеме приведены технологические процессы, применяемые при изготовлении холоднодеформированных труб:

    • подготовка заготовки к производству;
    • холодная прокатка труб;
    • холодное волочение труб;
    • комбинированный способ (прокатка и волочение);
    • термообработка готовых и промежуточных труб;
    • химическая обработка готовых и промежуточных труб;
    • отделка;
    • контроль готовой продукции.

    Вся заготовка, идущая на осмотр, предварительно подвергается травлению для снятия окалины, оставшейся на трубах после горячей прокатки, Травление производится в сернокислотных ваннах травильного отделения. После ванн трубы поступают на промывку и сушку.

    Перед задачей в производство часть заготовки – для станов холодной прокатки труб из сталей марок 35, 45, 12Х1МФ и др. – подвергают термообработке для улучшения механических свойств. Высокоуглеродистая заготовка для волочения, а также вся заготовка после обточки или расточки подвергается термообработке для снятия остаточных напряжений.

    Станы холодной прокатки труб предназначены для холодной и теплой прокатки труб из углеродистых, легированных, нержавеющих сталей и сплавов. Характерной особенностью и достоинством станов ХПТ является возможность достичь на них за один цикл прокатки 30 – 88% уменьшения площади поперечного сечения труб и коэффициента вытяжки от 2 до 8 и более.

    Конструкции станов ХПТ, установленных в цехах завода, разнообразны и отличаются друг от друга типоразмерами, числом одновременно прокатываемых труо и модификацией,

    Процесс волочения (на заводе применяется только холодное волочение труб) заключается в прохождении (протаскивании) трубы-заготовки через волочильное кольцо, диаметр которого меньше, чем диаметр заготовки.

    Технологическая смазка (ее состав различен в зависимости от способа волочения) наносится на трубы для уменьшения коэффициента трения при волочении.

    На заводе также применяется волочение труб на барабанах и на сдвоенной агрегатной линии трехкратного волочения на длинных подвижных оправках,

    Все трубы после волочения (протянутые на готовый размер или промежуточные), как правило, подвергаются термообработке в проходных муфельных или роликовых печах без предварительного удаления технологической смазки, Исключение составляют некоторые виды труб, которые сдаются без термообработки. Эти трубы подвергаются обезжириванию в ванне со щелочным раствором.

    Термообработанные трубы проходят правку: предварительную на кулачковых правильных прессах и роликовых правильных машинах и окончательную – на валково-правильных станах,

    Порезка концов труб с зачисткой заусенцев и вырезка меры осуществляется на трубообрезных резцовых или с абразивными кругами станках. Для полного удаления заусенцев в ряде цехов используют стальные щетки.

    Прошедшие все отделочные операции трубы продуваются и предъявляются для контроля на инспекционные столы ОТК.

  • Ссылка на основную публикацию