Бесшовная труба – это полое изделие, полость в котором образована механическим способом (деформированием или литьём), а не сваркой частей исходной заготовки. Благодаря этому структура металла однородна, и не имеет поверхностных дефектов, которые характерны для сварных стальных труб.
Одна из особенностей бесшовных металлических труб в том, что отсутствие сварного шва делает их более прочными, надёжными и, следовательно, способными выдерживать повышенные (по сравнению со сварными трубами) эксплуатационные давления и температуры.
Характеристики бесшовных труб
Для трубной продукции из стали отечественного производства такие характеристики регламентируются техническими требованиями ГОСТ 8732-78 и ГОСТ Р 53383-2009 (изделия, получаемые горячим деформированием), ГОСТ 8733-74 (холоднодеформированные трубы) и ГОСТ 8944-74 (литые трубы). Последние имеют специфические сферы применения и в дальнейшем не рассматриваются.
Ключевые показатели, по которым производится выбор типов и размеров бесшовной стальной трубы:
- Сортамент (внешний диаметр, толщина стенки, длина трубы);
- Марка стали, из которой произведено изделие;
- Физико-механические свойства материала;
- Технические условия и способ производства – допуски размерной точности, допустимые отклонения оси, качество поверхности и др.
Диапазон изменения характеристик приведен в таблице далее.
Типы бесшовных труб
Определяются в зависимости от особенностей технологического процесса, который может производиться горячим или холодным деформированием. Соответственно различают холодно- и горячедеформированные трубы. Вспомогательным классификационным признаком является базовый метод формообразования полости в цельной заготовке – прокаткой (катаные трубы), волочением (цельнотянутые трубы) или прессованием (экструдированные трубы). Стальные прессованные трубы встречаются реже, поскольку, несмотря на высокую точность и качество поверхности, требуют повышенных производственных энергозатрат.
Горячекатаные бесшовные трубы
Горячая прокатка выполняется при температурах, превышающих температуру рекристаллизации металла. Для углеродистых конструкционных сталей диапазон рекристаллизационных температур, в зависимости от процентного содержания углерода, колеблется в пределах 650…8000С, а для нержавеющих и легированных – от 8500С и выше.
При таких температурах грубая литая микроструктура слитка разрушается: происходит измельчение кристаллических зёрен, устраняются внутренние дефекты, устраняется анизотропия свойств, повышается плотность металла. Это благоприятствует повышению механических свойств заготовки. Деформационные усилия в условиях высоких температур снижаются, что способствует повышению эффективности трубопрокатного производства и уменьшению цены на готовую продукцию.
Холоднокатаные бесшовные трубы
Холодная прокатка (или волочение) таких труб ведётся при температурах ниже температуры рекристаллизации металла на 150…2000С. Такие условия деформирования активизируют процессы деформационного упрочнения, следствием которых является повышение прочности и снижение пластичности (впрочем, не до таких пределов, когда сталь снижает показатели своей ударной вязкости).
Качество поверхности и другие потребительские показатели холоднодеформированных труб, наоборот, возрастают. Причина – устранение типичных дефектов литого слитка, например, пузырей, трещин и усадки, под воздействием высоких деформирующих усилий. Поэтому трубы, изготавливаемые в условиях холодной пластической деформации, способны выдерживать более интенсивные режимы эксплуатации.
Сводная таблица показателей металлопроката стальных бесшовных труб:
|
Вид трубы |
Внешний диаметр, мм |
Толщина стенки, мм |
Длина, м |
Предел проч- ности, МПа |
Предел теку- чести, МПа |
Относит. удлинение, % |
Наибольшее Эксплуатаци- онное давление. МПа |
|
Горяче- деформированная |
20…550 |
1,06…75,00 |
4,0…12,5 |
290 и выше |
245 и выше |
Не менее 27 |
10 |
|
Холодно-деформированная |
3…280 |
0,3…10,0 |
То же |
410 и выше |
315 и выше |
Не менее 21 |
20 |
Твёрдость бесшовных труб зависит от наличия их упрочняющей термообработки и технологии, по которой она выполняется.
Марки стали для бесшовных труб
Вышеперечисленные стандарты не оговаривают ограничительных требований (за исключением свариваемости и деформируемости) к маркам исходных материалов. Поэтому бесшовные трубы производят из:
- Качественных конструкционных углеродистых сталей по ГОСТ 1050-2013, содержание углерода в которых не превышает 0,20…0,25 %;
- Экономно легированных сталей типа 09Г2С, 12ГС и других, рассматриваемых в ГОСТ 27772-2021;
- Легированных сталей повышенной свариваемости (ГОСТ 4543-2016), содержание хрома в которых не превышает 12%;
- Нержавеющих аустенитных сталей по ГОСТ 5632-2014 (за исключением марок, содержащих высокий процент хрома и никеля).
При условии, что последующее применение бесшовных труб не будет связано с формированием неразъёмных соединений, большинство указанных ограничений снимается.
Производители бесшовных труб в России
Среди наиболее крупных отечественных предприятий, выпускающих бесшовные трубы – Ижорский трубный завод (входит в ПАО «Северсталь», г. Череповец), Первоуральский новотрубный завод (относится к металлургической компании ТМК), Челябинский трубопрокатный, Синарский и Волжский трубные заводы, также являющиеся частью холдинга ТМК, а также Выксунский металлургический завод, принадлежащий компании ОМК.
Эти производители охватывают около двух третей рынка российской трубной продукции.
На что обратить внимание при выборе типоразмера бесшовной трубы
При выборе сортамента учитывайте требования к потоку жидкости или газа (давление, температура, расход, механические нагрузки), длину и компоновку трубопровода, несущую способность конструкции, а также необходимость минимизации утечек и коррозии.
Основные размеры труб всегда указываются в соответствующих стандартах и спецификациях обустраиваемых трубопроводов. Учитывают также необходимый запас прочности, который определит фактическую производительность системы.
Используя бесшовные трубы в качестве элемента внешней металлоконструкции, выбор делают по антикоррозионной способности изделий, а также по трудоёмкости необходимых монтажных работ. Предпочтение в этом случае получат не круглые, а профильные трубы.
Заключение
Бесшовная труба, ввиду оптимального соотношения цены и качества – удачная инвестиция при планах клиента проложить/модернизировать систему инженерных трубопроводов, либо возвести долговременную внешнюю металлоконструкцию.
Предприятие ЗАО "ТФД "Брок Инвест Сервис и К" постоянно обновляет каталог имеющихся в наличии типоразмеров стальных бесшовных труб. Возможна предварительная порезка приобретённых труб на мерные фрагменты соответственно чертежам заказчика.