Холоднодеформовані труби: стандарти і технологія виробництва

Яким чином і з яких заготовок проводиться холоднодеформована безшовна труба? Для чого вона потрібна і чим відрізняється від електрозварювальних труб в плані експлуатаційних характеристик? Яким нормативним документам підпорядковується виробництво?

Давайте разом спробуємо знайти відповіді.

Особливості та сфера застосування

Для початку з'ясуємо, для чого взагалі потрібні безшовні труби (читайте також статтю Прозора труба: матеріали та характеристики).

На жаль, придумати їм застосування при монтажі своїми руками сантехніки або будь-якого іншого домашнього обладнання досить проблематично. Ціна виробів занадто висока, а міцність свідомо надлишкова для будь-яких розумних цілей.

Якщо коротко, то вони затребувані там, де потрібна екстремальна міцність (перш за все - на розрив). Альтернативна технологія, куди дешевша і технологічна - виробництво зварних труб - має суттєвий недолік.

Незважаючи на всі методи контролю, шов завжди буде слабким місцем: при перевищенні межі міцності трубопровід буде рватися саме по його лінії.

Уточнимо: все електрозварні труби не варто валити в загальну купу. Якість і міцність шва сильно розрізняються залежно від обраної технології; так, високочастотне зварювання дає гіршу якість шва в порівнянні з електродної в аргонової середовищі.

Наведемо кілька прикладів областей застосування безшовних труб.

• Насосно-компресорні трубопроводи, службовці для перекачування нафти і газового конденсату під високим тиском.
• Обсадні колони нафтових свердловин.
• Трубопроводи для підтримки внутріпластового тиску при розробці підземних родовищ.
• Стінки балонів зі стисненим газом.
• Гідравлічні циліндри.

Комбінуючи марку стали і товщину стінок, можна отримати труби з характеристиками, що задовольняють практично будь-яким вимогам до міцності.

Технологія виробництва

Заготовки для виробництва - так звані переробні труби, які виробляються методом гарячої деформації з циліндричних заготовок - штанг. Штанга витримується в печі до температури, при якій сталь робиться пластичної, і перетворюється в порожній циліндр - гільзу - на так званому прошивному стані.

Спрощено кажучи, її подальша обробка зводиться до прокатці на групі послідовних вальців з поступово зменшується розміром на стаціонарній або обертається оправці. Ключова відмінність від гарячекатаних труб - в тому, що, на відміну від них, холоднодеформовані проходять основні операції при температурі нижче позначки рекристалізації.

Як виглядають основні етапи виробництва?

1. Нарізка заготовок на відрізки мірної довжини.
2. Хімічна обробка, необхідна для видалення з поверхні іржі і окалини. Для вуглецевих сталей використовуються розчини кислот (сірчаної і соляної), для легованих - розплав їдкого натру з окислювачем NaNO3. Після травлення заготовки послідовно промиваються гарячою водою у ванні, потім струменем холодної води під тиском, після чого 20-30 хвилин сушаться при температурі 150 - 180С.
3. Заготовки відправляються в ванни з мастилом і технологічними покриттями, які знижують втрати на тертя при подальшій обробці.
4. Потім переробні труби потрапляють на стан ХПТ (холодної прокатки труб), де в процесі прокатки зменшується товщина їх стінок. Калібрувальні валки одночасно кілька збільшують довжину заготовки.
5. Подальша обробка включає правку, підрізування торців, калібрування в редукуючих валках або волочіння в кільцевому калібраторі. Труба остаточно формується, перетворюючись в виріб з ідеальною геометрією і заданим діаметром.

1. Останній етап перед проходженням контролю якості - термообробка. При відпустці (нагріванні до температури на 50 градусів вище точки рекристалізації) з подальшим поступовим охолодженням знімаються накопичені внутрішні напруги матеріалу, збільшуються його пластичність і в'язкість.

Нормативні документи

перелік

Ось перелік стандартів, згідно з якими здійснюється безшовні труби холодної деформації:

Що цікаво, на сайтах багатьох дилерів продукції трубопрокатних підприємств зустрічаються відверта дезінформація. У списках нормують виробництво документів згадуються неіснуючі або неактуальні стандарти.

Наведемо кілька прикладів.

• ГОСТ 8733-87 на сталеві безшовні труби - актуалізована версія стандарту за номером 8733-74. Незабаром після прийняття документ був скасований і в даний час не використовується.
• ГОСТ 8734-78 на сталеві безшовні труби ніколи не існував. Його номер являє собою змішання 8732-78, що містить сортамент труб гарячої деформації, і згаданого вище 8734-75.
• Аналогічно, труби сталеві безшовні по ГОСТу 8733-75 - явне змішання відповідності продукції стандартам 8733-74 (техумови) і 8734-75 (сортамент).
• Труби сталеві безшовні по ГОСТу 8732-75 теж не існують в природі. І цей номер - явне спотворення - 8732-78, що містить сортамент горячедеформірованних виробів.
• Нарешті, згадуються на сайті якогось дилера труби сталеві безшовні по ГОСТу 8734-87 - і зовсім кумедні фейк.

Стандарт з таким номером насправді існує, тільки ось до ГОСТ він не має ніякого відношення. Цей номер належить документу в міжнародній системі ІСО (International Organization for Standardization, ISO), який. відповідає російському ГОСТ 24296-93 Штифти циліндричні загартовані.

ГОСТ 8734-75

Перейдемо до вивчення основних моментів стандартів. Отже, якою має бути безшовна холоднодеформовані труба по ГОСТу 8734-75?

Документ виділяє чотири класи виробів.

Труби поставляються:

• Немірної довжини (від 1,5 до 11,5 м).
• Мірної довжини (4,5 - 9 м з допуском +10 мм).

Однак: для зовнішньоторговельних організацій передбачена поставка виробів мірної довжини від 4 метрів.

• Довжини, кратної мірної (від 1,5 до 9 м з припуском на кожний різ 5 мм).

Повний перелік діаметрів та товщини стінок, які передбачає ГОСТ 8734-75 на сталеві безшовні труби, занадто великий для невеликої статті, тому наведемо лише граничні значення.

• Діаметр становить від 5 до 250 мм.
• Товщина стінок - 0,3 - 24 мм.

Втім: за погодженням із замовником сортамент може бути розширено. Зокрема, можливий випуск труб із зовнішнім діаметром 4 і товщиною стінок 0,2 мм.

Вироби поставляються саме за наведеними значеннями - зовнішньому діаметру і товщині стінок. При бажанні замовника можливе постачання по внутрішньому діаметру і стінці або обом діаметрам і разностенность.

Діапазон допусків цілком передбачувано визначається ключовими параметрами.

ГОСТ 8733-74

Як уже згадувалося, ГОСТ 8733-74 на сталеві безшовні труби містить технічні умови для їх виробництва.

Які саме?

Документ передбачає наступні групи за способом нормування:

• Б - з нормуванням хімічного складу.
• В - з нормуванням хімічного складу і механічних властивостей.
• Г - з нормуванням хімічного складу і механічних властивостей з контролем останніх на термооброблених зразках.
• Д - з нормуванням гідравлічних випробувань.
• Е - з нормуванням термічної обробки, марки стали і механічних властивостей.

У загальному випадку вироби поставляються замовнику після термічної обробки (випалу, відпустки або нормалізації). Виняток - титанових труба зі ставленням діаметра до товщини стінки D / S = 50 і більше; втім, і тут все визначається договором між замовником і виробником.

Наявність тріщин, плівок, заходів і раковин на поверхні не допускається. Незначні дефекти на кшталт вм'ятин і слідів відшарувалася окалини допустимі, але не повинні виводити виріб за кордону встановлених стандартом допусків.

У загальному випадку торці обрізаються під прямим кутом до поздовжньої осі. На трубах під зварювання може бути знята фаска під кутом в 34 - 40 градусів до її торця; при цьому по краю залишається кільце шириною від 1 до 3 міліметрів.

Споживач може зажадати гідравлічних випробувань тиском, яке обчислюється за формулами ГОСТ 3845, але не більше 200 атмосфер. Випробування великим тиском можливі за погодженням з виробником.

Однак: замість гідравлічних випробувань можливі випробування без руйнування, інструкція з проведення яких міститься в тому ж стандарті за номером 3845.

Крім того, для минулих термообробку труб із сталей марок 20, 10 і 15 ХМ на вимогу замовника передбачаються наступні види випробувань:

1. На загин - для всіх типорозмірів.
2. На роздачу - для діаметра до 160 і товщини стінок до 8 мм.
3. На сплющивание - діаметром від 22 і товщиною стінки до 10 мм.
4. На бортованіе - для діаметрів D = 25 - 160 мм при товщині стінки:
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.

Вироби приймаються партіями.

Розмір партії лімітований їх розмірами:

• При діаметрі до 76 мм і товщиною стінки до 2,5 мм - не більше 400 штук.
• За інших розмірах - не більше 200 штук.

На вимогу споживача партія може складатися з труб, вироблених зі сталі однієї плавки.

висновок

Сподіваємося, що ні втомили читача великою кількістю цифр і сухий технічної інформації. На жаль, сама тематика статті передбачає досить помірна кількість ліричних відступів (див.також статтю Шкаралупа для труб: вивчаємо особливості та технологію монтажу).

Як завжди, прикладена відео запропонує додаткові матеріали. Успіхів!