Труба толстостенная бесшовная горячедеформированная ГОСТ 8732-78: размеры и характеристики

1. Общие сведения
2. Нормативные документы (стандарты) на толстостенные трубы и стали для их производства
3. Типы, виды толстостенных труб, их классификация
4. Сферы применения
5. Особенности монтажа труб и их соединений

Один из широко востребованных видов стальных труб – толстостенные трубы. Их отличают специфические характеристики и качества:

• высокий уровень прочности,
• устойчивость к большим механическим нагрузкам,
• внутреннее давление большой степени,
• инертность ко многим химически агрессивным веществам,
• стойкость к коррозии, причём при влиянии агрессивной среды в течение длительного времени.

Общие сведения

Изготовление прокатных толстостенных труб (толщина стенок от 30 мм), с повышенными характеристиками по прочности и стойкости к минусовым температурам и различным негативным влияниям, достаточно сложный процесс. Это обусловлено несколькими причинами, основной из которых является специфическое физическое явление, при котором прочностные качества и показатели сопротивления разрушению существенно снижаются при увеличении трубных толщин. Данное явление провоцирует ряд факторов, сопутствующих производству:

• меньшая скорость охлаждения,
• большее времени, требуемого для выдержки,
• меньшая общая степень деформации и пр.

Специальные стали для производства толстостенных труб характеризуются стойкостью к негативным воздействиям химически агрессивных сред и коррозийным повреждениям при высоких температурах в течение длительной эксплуатации. Поэтому для изготовления этих труб используют сплавы с особым химическим составом, что регламентируется стандартами. Допустимо добавление цветных металлов в расчетном соотношении.

В общих случаях для изготовления толстостенных прецизионных труб используют стали и сплавы:

• нержавеющие аустенитные стали,
• нержавеющие дуплексные стали,
• сплавы никеля,
• сплавы с добавками цветных металлов.

Бесшовный толстостенный трубопрокат выпускают с поверхностями, подвергнутыми разного типа обработке:

• шлифованными,
• полированными,
• блестящими (глянцевыми) с отжигом,
• протравленными,
• светло-протравленными,
• без удаления окалины/с удалённой окалиной.

Все толстостенные трубы отличаются невысоким коэффициентом расширения и большой стойкостью к температурным перепадам. При выпуске трубопрокат подвергают процессу специальной обработки антикоррозийными смесями и растворами.

Размеры и характерные особенности

Горячедеформированные изделия имеют диаметр от 20 до 550 мм с толщиной стенок 2,5-75 мм. Минимальная протяженность отрезка трубы составляет 4 м, максимальная – 12,5 м, допустимая погрешность размеров – 5 мм. Еще один важный показатель – предельная величина изгиба. Для труб с толщиной стенок 20 мм и менее, изгиб не должен превышать 1,5 мм на один погонный метр длины, для толщины стенки от 20 до 30 мм – не более 2 мм, свыше 30 мм – 4 мм.

Рекомендуем ознакомиться: Использование краски для поверхности оцинкованных труб

Холоднодеформированные трубы обладают меньшим сортаментом. Толщина стенок здесь варьируется от 0,3 до 24 мм, внешнее сечение – от 5 до 240 мм.

Принадлежность трубы к тонко- или толстостенной разновидности определяется путем высчитывания коэффициента, показывающего отношение диаметра к толщине стенки. Когда расчетное значение входит в диапазон 6-12,5 – изделие причисляется к толстостенным. Свыше 12,5 – к тонкостенным. Изделия с коэффициентом ниже 6 считаются уже особо толстостенными. Они чрезвычайно дороги в производстве и изготавливаются только под заказ.

Обратите внимание! При определении стоимости партии трубного материала, цена может указываться за тонну, либо за погонный метр изделия.

Нормативные документы (стандарты) на толстостенные трубы и стали для их производства

По таблицам сортаментов (в приложениях каждого стандарта) есть чёткое определение толстостенных труб, в зависимости от соотношения толщины стенок и наружного диаметра:

Ø

В пределах от 6,0 до 12,5 – стандартные толстостенные трубы,

Ø

Менее 6,0 — особо толстостенные трубы.

Основные стандартные размеры по всем стандартам DIN и EN:

• Наружный диаметр: в диапазоне от 26,9 мм до 711,2 мм.
• Толщина стенок в пределах: от 10,0 мм до 100 мм.

Особо толстостенные трубы выпускают следующих размеров:

• Наружный диаметр: в пределах от 76,2 см до 81,2 см.
• Толщина стенок в диапазоне: от 20,0 мм до 80,0 мм.

Наиболее распространённые стандартные трубные изделия с большой толщиной стенок и основные марки сталей, используемые для их изготовления, регламентируют следующие стандарты:

Трубы бесшовные толстостенные из углеродистой стали

Трубы котельные толстостенные

Трубы бесшовные толстостенные из нержавеющей стали

Эти же виды сталей подходят для изготовления толстостенных труб, используемых для возведения подводных трубопроводных систем.

Сортаменты выпускаемого трубопроката по различным стандартам составляют по различным критериям, с учётом определённых характеристик:

• способы изготовления,
• диаметры толстостенных труб,
• толщина стенок,
• вид сечения,
• общие размеры и габариты готовой трубы,
• предполагаемая область применения толстостенных труб.

Как правило, толстостенные трубы подвергают дальнейшей механической обработке для изготовления из них цилиндрических и полых элементов и конструкций, используемых для различных инженерных и технических решений.

Особенности монтажа

Некоторые особенности монтажа связаны с толщиной стенок изделий. Так, особо тонкостенные бесшовные трубы соединяются только газовой сваркой. Резьбовое соединение здесь сделать не всегда возможно (резьба сильно ослабит тонкую стенку, а то и вовсе прорежет ее насквозь), а электросварной шов будет быстро прогорать от высокотемпературных воздействий.

Рекомендуем ознакомиться: Канализационные гофрированные трубы для обустройства наружной канализационной системы

Толстостенные изделия можно варить только после снятия фаски. В противном случае, толщина шва окажется несопоставимой с толщиной стенки, что негативно скажется на прочности соединения. Газовая сварка здесь не подойдет, поскольку даже очень мощная горелка вряд ли сможет прогреть толстый слой стали на необходимую глубину. Разрешается использовать только электросварку с толстыми электродами (не меньше четверки).

Толстые металлические стенки и отсутствие продольного шва позволяют использовать резьбовые соединения. Также, монтаж трубопроводной трассы часто проводится с применением соединительных муфт.

Типы, виды толстостенных труб, их классификация

Классифицируют толстостенные трубы размеры по различным критериям в зависимости от:

Технология производства: бесшовные (по международным стандартам объединены с шовными) холодно- и горячедеформированные.

Назначение и сфера применения: инженерно-конструкционные, газонефтепроводные, газлифтные и котельные, крекинговые и обсадные бурильные, элементы оборудования и тяжёлой техники, пр.

Вид поперечного сечения: круглые и профильные (квадратные).

Длина выпускаемого трубопроката: мерной и немерной длины, в виде изделий с длиной, кратной стандартной мерной.

Выбор трубной продукции зависит от предполагаемой области использования.

Сферы применения

Толстостенные бесшовные трубы из специальных сталей и сплавов отличаются отличными технико-эксплуатационными характеристиками, что обеспечивает надёжное функционирование всех систем с их применением. Именно это качество обеспечило толстостенному прокату большой спрос и широкую распространённость.

Основные сферы промышленного сектора, в которых задействованы толстостенные трубы, это:

• добыча и транспортирование газа и нефти, химически активных сред,
• транспортирование рабочих сред под давлением и при высоких температурах,
• возведение гидравлических конструкций,
• энергетическая индустрия,
• химическая сфера,
• авиа-, приборо-, машино- и судостроение.

Толстостенные или особо толстостенные трубы из металла и сплавов широко используются при возведении прибрежных агрегатов и установок, при создании трубопроводов, транспортирующих нефть, химические вещества, природный газ, в качестве обсадной трубы, стены нефтяных скважин. Из них изготавливают сложные трубопроводы, барабаны для грузоподъёмной техники, валы, роликовые элементы для непрерывных рабочих линий, специальные корпуса оборудования и направляющие.

В городских условиях трубы большого диаметра и с толстыми стенками используют для возведения водопроводных систем и устройства дренажа. Такое применение обусловлено способностью толстостенных труб, функционировать длительное время без ремонтов и аварийных ситуаций в условиях большого внутреннего давления, повышенных температур и их перепадов.

Изготовление толстостенных труб

В отличие от электросварных аналогов, где заготовка производится путем сворачивания в цилиндр плоского металлического листа заданной толщины, исходным материалом для изготовления бесшовной трубы служит монолитная стальная заготовка цилиндрической формы. На промышленных предприятиях используется две технологии, способные превратить металлическую штангу в полое изделие необходимого сечения и протяженности:

Горячая деформация

Используется преимущественно при производстве изделий толстостенного формата.

Последовательность изготовления здесь включает следующие этапы:

• Стальная массивная штанга цилиндрической формы помещается в печь и разогревается до фиксированной температуры, при которой стальной сплав делается мягким и пластичным, но еще не обладает текучестью.
• Разогретая заготовка попадает на мощный прошивной пресс, который превращает монолитную болванку в полый цилиндр. Специалисты называют его гильзой. Внешне она уже похожа на готовую трубу, но пока не обладает идеальной формой и необходимыми размерами.
• Последовательно проходя через группы вальцов, раскатывающих и вытягивающих металл, заготовка приобретает заданные габариты: длину, диаметр и толщину стенок.
• Далее, изделие остужается и подвергается финальной калибровке, после чего разделывается на отрезки необходимой длины и отправляется на склад.

Рекомендуем ознакомиться: ПНД труба для прокладки кабеля в земле

Процедура изготовления регламентируется ГОСТ 8732-78. Метод горячей деформации плохо подходит для производства тонкостенных изделий, поскольку дает недостаточно высокое качество поверхности материала и более высокую погрешность по толщине стенок.

Холодная деформация

Отличие этой технологии заключается в том, что раскаленная заготовка остужается сразу после прошивочного пресса, и через формовочные вальцы пропускается уже холодной. Затем, перед финальной калибровкой труба вновь разогревается и остужается, чтобы убрать из металла области внутренних напряжений, сделать его более пластичным и податливым. Все этапы изготовления труб способом холодной деформации регламентируются ГОСТ 8734-75.

Обратите внимание! Если не подвергнуть трубу отжигу, в местах накопления внутренних напряжений металла со временем могут проявиться деформации. ГОСТ прописывает отжиг в качестве необходимой процедуры, хотя некоторые заказчики для удешевления продукции предпочитают отказываться от этого этапа.

Обе технологии позволяют получать изделия с неизменным показателем толщины стенок на всей протяженности, способные работать в условиях колоссальных показателей давления. Каждое готовое изделие обязательно проходит тестовые испытания, где его тщательно проверяют на изгиб, сплющивание, оценивают химический состав металла и способность успешно работать с агрессивными средами.