Отличия бесшовной трубы от электросварной

В практике монтажа или замены различных трубопроводов применяют не только бесшовные, но и шовные исполнения стальных труб. Принципиальна ли разница между этими видами трубного металлопроката и на что она влияет? 

Далее будут рассматриваться трубы со сварными швами, выполненными способами электросварки, поскольку печная сварка таких изделий встречается редко и ограничивается единичным ремонтным производством.

Различия в технологии получения

Существенные отличия бесшовной трубы от электросварной содержатся уже в самой технологии их производства.

Бесшовные трубы

Бесшовные трубы получают в результате последовательной реализации следующих этапов техпроцесса:

• Нагрева цельного слитка до температур, не менее чем на 150…2000С превышающих температуру рекристаллизации для данной марки стали. Этап выполняется только для труб горячего деформирования, поставляемых согласно ГОСТ 8732-78.
• Пробивки, протягивания или прессования сердцевины заготовки, с целью создания полого участка без швов и стыков. Способ пластического формоизменения выбирается в зависимости от предела текучести стали, Материалы низкой пластичности обрабатывают прокаткой (катаные трубы), средней – волочением (цельнотянутые трубы), высокой – прессованием (прессованные трубы). 
• Окончательной прокатки, обеспечивающей надлежащие показатели размерной точности изделия. 
• Обрезки торцов готовой трубы «в размер».
• Опционально – термообработки, если требуется получить соответствующий уровень физико-механических характеристик бесшовной трубы.

Готовый продукт – труба, обладающая наивысшей степенью структурной однородности и, следовательно, с наиболее равномерными значениями эксплуатационных параметров – предела прочности, предела пластичности, относительного удлинения, твёрдости и т.п.

Электросварные трубы

Стандартами предусмотрен выпуск двух разновидностей продукции – прямошовных труб (ГОСТ 10704-91) и спиралешовных труб (ГОСТ 8696-74). С технологической точки зрения разница заключается в траектории перемещения сварочной головки – по прямой или по винтовой линии. Трубы со спиральным швом для прокладки магистральных трубопроводов не используются, что объясняется трудоёмкостью замены участков, подлежащих ремонту.

Для изготовления электросварных труб в качестве исходной заготовки принимают полосу, лист или рулон. Толщина стенки равна толщине металла прокатного профиля, а длина трубы – длине единицы листового проката. При повышенных требованиях к размерной точности используют холоднокатаный профиль.

Формирование сварных труб происходит в два этапа. Они включают сворачивание плоской стальной заготовки в цилиндр несколькими парами последовательно расположенных роликов и последующее сплошное сплавление краёв электрическим током. Используется подвижная электроконтактная сварочная головка, создающая шов по всей длине трубы. Термическая упрочняющая обработка сварных и бесшовных труб принципиальных различий между собой не имеет.

Таким образом, диапазон толщины стенки электросварной трубы (в отличие от бесшовной) ограничен толщиной металла исходной заготовки.

Сравнение эксплуатационных характеристик бесшовных и электросварных труб

Краткий анализ различий 

Бесшовные трубы отличаются от электросварных труб однородностью своих показателей прочности, допускаемого гидравлического давления и температурной стойкости. При этом бесшовные трубы прочнее, надежнее в условиях высоких нагрузок, но и дороже из-за повышенной энергоёмкости процесса изготовления. 

В свою очередь, электросварные трубы более экономичны, могут производиться больших размеров и длины, но, как правило, подходят только для применения при относительно низких значениях внутренних давлений, поскольку сварной шов считается потенциально слабым местом. Кроме того, из-за особенностей проведения сварки коррозионная стойкость тех участков сварного шва, которые постоянно пребывают в условиях повышенной влажности, может быть снижена. 

Соответственно отличается и набор потребительских требований к изделиям. Для бесшовных труб характерны превосходная прочность, долговечность и надёжность, особенно при высоком давлении и температуре, а также стойкость к окислению при работе во влажных средах. Из-за отсутствия сварного шва (который может стать потенциальной точкой разрушения) такие трубы эффективно справляются с основными напряжениями.

Электросварным трубам также присуща хорошая прочность (при использовании по назначению!), но сварной шов представляет собой потенциально слабое место, поскольку провоцирует снижение структурной целостности и коррозионной стойкости изделия (металл в зоне сварного шва часто во время сварки окисляется). Вместе с тем такие трубы изготавливаются из листового проката, поэтому имеют гладкую внутреннюю поверхность, которая сводит к минимуму трение и турбулентность.

Стоимость сварных труб, как правило, меньше, чем бесшовных того же проходного сечения, что влияет на экономичность выбора.

Проверка на предельные гидродинамические давления 

Испытание стальных труб включает в себя гидростатическое испытание, при котором труба заполняется жидкостью (обычно водой) и подвергается давлению сверх нормального рабочего давления для обнаружения утечек или слабых мест. Разрывное напряжение трубы определяется по достижению конечной точки разрушения во время испытания под контролируемым давлением. Часто такое испытание проводят одновременно с тестированием механических показателей материала, в частности, предела текучести. 

Последовательность проведения гидростатических испытаний:

• Подготовка: секция трубы выводится из эксплуатации, а её концы герметизируются крышками испытательной головки.
• Труба заполняется чистой жидкостью, обычно водой с красителем, чтобы облегчить визуальное обнаружение утечек.
• Вода закачивается в трубу под давлением до уровня, превышающего нормативное рабочее давление (см. табл. далее). Давление увеличивают медленно, чтобы удалить весь воздух из магистрали, и поддерживают в течение определённого периода времени (например, от 10 минут до более чем 8 часов, в зависимости от требований).
• Во время периода удержания давления вся длина трубы осматривается на наличие любых признаков утечек или разрывов.
• После испытания давление сбрасывается, вода сливается, а труба просушивается сжатым воздухом.

По результатам испытаний принимают решение о целесообразности применения данного типа трубы в конкретном трубопроводе.

Заключение

Сравнение эксплуатационные характеристик бесшовных и электросварных труб

Метод получения труб	Предельное давление, МПа, при внутреннем диаметре трубы, мм		Допускаемое увеличение диаметра трубы при раздаче, %	Ударная вязкость, Дж/см2	Стандарт
	до 102	более 102
Бесшовные	20	16	12…15	32…34	ГОСТ 3845-75
Прямошовные	6	3	6…12	39…40	ГОСТ 10704-91
Со спиральным швом	5	2,5	6…8	30…42	ГОСТ 10705-80

 

ЗАО "ТФД "Брок Инвест Сервис и К" предлагает своим клиентам широкий выбор стальных труб универсального применения от отечественных производителей. Информация каталога постоянно обновляется. Производственная база нашего предприятия предоставляет услуги мерной порезки купленного трубного проката.