Введение
Стальные трубы необходимы практически во всех отраслях промышленности. Они являются неотъемлемой частью ускорения промышленной работы и повышения эффективности процессов.
Среди множества стальных труб бесшовные трубы являются одними из самых востребованных. Благодаря своим механическим свойствам они обладают большей прочностью, чем сварные трубы. Поскольку они изготавливаются из цельной металлической заготовки, они более устойчивы к нагрузкам и разрушению. Они часто требуются в высокоточных системах и системах высокого давления.
Продолжайте читать этот блог, чтобы узнать больше о бесшовных трубах и способах их изготовления.
Что такое бесшовная труба?
Бесшовные трубы - это разновидность стальных труб, изготовленных без сварных швов, отсюда и их название. Отсутствие швов снижает риск разрыва под воздействием сильного давления и напряжения. В отличие от сварных труб, они имеют более гладкую поверхность и равномерный диаметр.
Эти свойства позволяют им обладать превосходной прочностью и коррозионной стойкостью. Все эти замечательные характеристики делают их идеальными для нефтегазовой промышленности и строительства.
История развития бесшовных труб
История бесшовных труб берет свое начало в конце 19 века. С развитием индустриализации постепенно развивались различные производственные процессы. В 1885 году братья Маннесманн изобрели машину. Она сверлила отверстия в роликах. Это позволило превращать сталь в трубы без сварки. Это изобретение привело к усовершенствованию процессов прокатки в 1891 году. Это ознаменовало новый этап в производстве бесшовных труб.
В 1903 году швейцарская компания Ritteriefel изобрела автоматическую трубопрокатную машину, которая еще больше повысила эффективность производства. С появлением оборудования для расширения производства сформировалась современная индустрия бесшовных стальных труб. Это произошло благодаря непрерывным трубопрокатным станам и трубораздвижным машинам.
В 1930 году внедрение трехвалковых станов, экструдеров и станов холодной прокатки способствовало развитию технологии производства бесшовных труб. К середине XX века машины для снятия напряжения и заготовки для непрерывного литья повысили эффективность. Это сделало бесшовные трубы более конкурентоспособными по сравнению со сварными.
К 1970-м годам продажи бесшовных и сварных труб были практически одинаковыми. Бесшовные трубы не имеют сварных швов и выдерживают высокое давление. Они широко используются в высокопрочных областях. Спрос на них растет более чем на 5% в год. Они становятся основным продуктом на мировом рынке стальных труб.
Как изготавливается бесшовная стальная труба?
Производство бесшовных труб начинается с заготовки из твердой стали. Этот кусок металла проходит процесс нагрева, чтобы достичь идеальной пластичности и температуры. Затем рабочие прокалывают и растягивают ее, превращая в полую трубу.
Эта труба проходит процесс удлинения и прокатки для уменьшения диаметра. Во время этого процесса рабочие вставляют оправку, чтобы изменить внутренний диаметр трубы. Для достижения механических свойств трубы проводится серия термических обработок.
После достижения нужного диаметра и длины труба охлаждается. Последние штрихи включают последующую обработку, такую как полировка поверхности и нанесение покрытия. Наконец, станок разрезает бесшовную трубу на отрезки нужной длины.
Выбор сырья
Бесшовные трубы - это долговечный вариант для различных областей применения. Однако, чтобы максимально повысить их универсальность, необходимо иметь в наличии различные материалы для обработки. Выбор сырья - это ключ к достижению идеальных свойств трубы, включая прочность на разрыв, предел текучести и твердость.
Вот наиболее распространенные материалы для производства бесшовных труб:
Углеродистая сталь: Обычная для труб общего назначения, обладающая хорошей прочностью и свариваемостью. Подходит для применения в системах с низким давлением, таких как вода, газ и низкотемпературные системы.
Легированная сталь: Состоит из таких легирующих элементов, как хром, никель и молибден. Такой состав обеспечивает повышенную прочность, вязкость и устойчивость к нагреву и коррозии.
Нержавеющая сталь: Гарантирует исключительную коррозионную стойкость и прочность. Часто используется в агрессивных средах, таких как морская и химическая обработка.
Этапы производства в деталях
Вот более подробное руководство по производству бесшовных труб.
Отопление
Весь процесс производства начинается с первого нагрева. Прежде чем на массивной стальной заготовке появятся вмятины, ее нужно пропустить через печь при температуре около 1 200 градусов Цельсия. Эта экстремальная температура размягчает сталь, не расплавляя ее. Из печи выходит раскаленная добела сталь, достаточно податливая для следующих этапов.
Экструзия
Промышленные ротационные инструменты пробивают раскаленную заготовку, создавая полую оболочку. В процессе удлинения оболочка проходит через серию сверхмощных роликов. После этого труба приобретает первоначальную форму и размер для дальнейшей работы.
Расширение отверстий
Расширяя полую трубу, рабочие продолжают вдавливать в нее оправку. Этот шаг очень важен для обеспечения гладкого внутреннего диаметра и равномерной толщины стенок. Фрезеровка оправки включает в себя непрерывную прокатку и растяжение до нужных размеров.
Охлаждение
После достижения идеального размера и габаритов труба постепенно охлаждается. Этот процесс охлаждения происходит в контролируемой среде, чтобы избежать термического напряжения. Кроме того, он помогает сохранять целостные механические свойства трубы. Полное охлаждение трубы знаменует собой ее застывание в окончательном диаметре.
Выпрямление
Предыдущие шаги не гарантируют полного успеха в изготовлении идеальной трубы. Даже после охлаждения останутся деформации и изгибы. Поэтому трубы все равно нужно пропустить через правильную машину. Ролики или правильная машина будут оказывать контролируемое давление для выравнивания трубы. Это гарантирует, что конечный продукт будет геометрически точным и пригодным для использования.
Постобработка
Последующая обработка может включать полировку поверхности, нарезание резьбы или термообработку для улучшения свойств. Рабочие также могут нанести поверхностное покрытие для защиты от истирания и коррозии. Этот этап обеспечивает соответствие трубы определенным стандартам применения.
Контроль качества
Контроль качества проверяет трубы на точность размеров, прочность и наличие поверхностных дефектов. Безопасные механизмы тестирования, включая рентгеновский и ультразвуковой контроль, гарантируют отсутствие дефектов в трубах. Перед отгрузкой трубы проходят окончательный контроль.
Сравнение процессов
| Недвижимость | Горячекатаные бесшовные трубы | Холоднокатаные бесшовные трубы |
| Температура производства | Производится при высоких температурах (>1,000°C) | Производится при комнатной или слегка повышенной температуре |
| Отделка поверхности | Неровный, может иметь налет | Гладкая, чистая поверхность, минимальное окисление |
| Прочность | Низкая прочность на разрыв и твердость | Высокая прочность на разрыв, более точные размеры |
| Стоимость | Меньше затрат | Дороже из-за дополнительной обработки |
| Приложения | Использование в тяжелых условиях, с низкой точностью | Точное машиностроение, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, сосуды под давлением |
Помимо горячекатаных бесшовных труб, существует еще и так называемая холоднотянутая бесшовная труба. Оба вида обладают различными свойствами, необходимыми для разных областей применения. Вот более подробный взгляд на то, как эти два вида различаются в процессе производства.
Горячекатаная бесшовная труба
Ключевым моментом в производстве горячекатаных труб является то, что заготовка нагревается до температуры около или чуть более тысячи градусов по Цельсию. Весь процесс заключается в том, чтобы придать трубе форму, пока она раскалена добела.
В результате этого процесса получается труба, которая по большинству параметров превосходит сварную. Однако горячекатаная бесшовная труба все же уступает холоднотянутой бесшовной. Она имеет более шероховатую поверхность из-за окисления, а также обладает более низкой прочностью на разрыв.
Хотя он более доступен по цене и выдерживает общее применение для бесшовных труб.
Холоднотянутая бесшовная труба
Холоднотянутые бесшовные трубы - это ваш выбор, если вы ищете лучший вариант, чем горячекатаные трубы. Процесс включает в себя обработку горячекатаной трубы при комнатной температуре. После этого труба проходит через серию процессов волочения или холодной вытяжки. Обработка трубы при постепенном охлаждении обеспечивает более высокую прочность на разрыв. Кроме того, она имеет более утонченную и гладкую поверхность.
Однако холоднотянутые бесшовные трубы дороже горячекатаных. Кроме того, они больше подходят для высокоточных применений. К ним относятся гидравлические системы, автомобильное производство и сосуды под давлением.