На відміну від труб зварного типу, безшовні товстостінні конструкції здатні витримувати високий тиск робочого середовища, а завдяки невисокій вартості їх можна використовувати практично в кожній сфері промисловості.
Ключові характеристики товстостінних труб
Більшість існуючих комунікаційних мереж зроблені на основі полімерних матеріалів, профільні товстостінні труби зі сталі все одно поширені. Дуже відрізняються високою міцністю і здатні подавати рідину під високим тиском. Їх виготовляють на основі високоякісної сталі, часто застосовуються при виробництві машин і судів.
Сталь - це матеріал, який стійкий по відношенню до корозії і впливу хімічних складових. Якщо говорити про хімічний склад сплавів, які застосовуються при виробництві товстостінних конструкцій, то він строго регламентується нормами ГОСТ. Часто безшовні сталеві труби виготовляються з додаванням кольорових металів, а сортамент готових виробів здійснюється з різних причин.
Враховується наступне:
- спосіб виготовлення;
- товщина стін;
- загальні параметри готового виробу;
- сфера використання;
- форма перетину.
З урахуванням необхідних розмірів вироби можуть мати довжину від 0, 5 до 12 метрів. Перетин також може бути різним, а при влаштуванні трубопроводу частини скріплюються один з одним муфтами.
розміри вироби
Перейдемо до більш детального розгляду. Товстостінні труби зі сталі можуть бути різних розмірів. Але називатися так можуть лише ті, де є певні відповідність між величиною стінки і зовнішнім діаметром. Даний коефіцієнт повинен становити від 0, 5 до 1.
Розміри регулюються нормами ГОСТу. Документація містить такі дані щодо стандартів:
- перетин від 3, 5 до 75 мм. Підвищена товщина стінки - це величина від 6 мм;
- металева труба має довжину від 4 до 12, 5 м. Можлива похибка в 5 мм.
ГОСТ допускає можливі відхилення як по довжині, так і по масі, і зовнішньому діаметру. Вони залежать від загальних параметрів вироби.
Класифікація
З урахуванням всіх характеристик трубопрокат підрозділяється на чотири категорії:
категорія Б - товстостінні безшовні труби цього виду роблять на основі сталевого сплаву, його хімічний склад оптимальний. На кінцевому етапі виробництва якість жорстко контролюється, і тільки потім готовий трубопрокат відправляють замовникам;- категорія В - вироби проходять попередню термічну обробку;
- категорія Е - труби не піддаються загартуванню;
- категорія Д - представники цієї категорії на кінцевому етапі виробництва проходять гідравлічне тестування.
Обираючи продукцію тієї чи іншої категорії, обов'язково потрібно враховувати сферу їх застосування в майбутньому. Але всі вони мають невелику коефіцієнтом розширення, їх обробляють антикорозійним покриттям, крім того, вони добре переносять температурні перепади.
Також вироби можуть мати різні форми випуску в залежності від свого призначення:
- труба профільна толстостенная - може бути як прямокутної, так і квадратної, її використовують в якості несучої опори для великих будівельних конструкцій;
- кругла - ці вироби застосовують для руху агресивних рідин під великим тиском, застосовуються в машинобудівній галузі та для буріння;
- овальна - входять у виробничий цикл, де потрібно швидко охолодити рідину.
Для будівельних робіт в основному використовується трубопрокат на основі чорної сталі, а не нержавійки, оскільки в цьому випадку грунтовка і фарбування будуть простіше.
Як уже згадувалося, при виробництві труб застосовуються різні матеріали. Так, мідні конструкції використовуються для систем гарячого водопостачання, кондиціонування і подачі питної води, оскільки ніяк не впливають на її якість. Алюмінієві товстостінні труби можуть бути як профільними, так і круглої форми. Вони мають високу інертністю і можуть використовуватися в наступних сферах:
- хімічна промисловість;
- харчове виробництво;
- будівництво (наділені каркаси).
Методи виробництва безшовних труб
При виробництві зварних виробів застосовують плоску спеціальну заготовку, яка здатна по колу згинатися і створювати форму труби. Для виробництва безшовних конструкцій для заготовок використовується циліндрична цілісна деталь. Методів виробництва безшовних труб є два:
- гарячого деформування;
- холодного деформування.
Метод гарячого деформування включає в себе такі етапи:
готується заготовка;- гріється метал;
- заготівлі надають потрібну форму;
- виконується швидко охолодження;
- робиться калібрування;
- виконується порізка.
Спочатку заготовку слід розігріти до температури, яка буде більше температури порога кристалізації матеріалу. В результаті матеріал набуває еластичність, але при цьому не буде розтікатися. Далі, заготовку відправляють на прошивальний прес, де створюється порожній циліндр з розпеченого металу.
У процесі гарячої деформації виробу надають потрібну форму, а також надають ту чи іншу товщину стінок. Потім заготовка опускається в воду для охолодження. Проходячи через вальці, труби калибруются. Виріб обрізається в залежності від вимог замовника і з урахуванням правил ГОСТ.
Другий спосіб - метод холод деформування полягає в тому, що труба охолоджується після калібрування, також в охолодженому стані проводиться і попереднє калібрування. А ще перед остаточною прогоном крізь вальці вони не зраджують відпалу, що прибирає в металі внутрішнє напруження, завдяки чому він набуває в'язкість і еластичність.
особливості з'єднання
Завдяки досить товстим стінок труб можна застосовувати різьбове їх з'єднання. Процес нарізки різьблення простий, оскільки зварювальний стик відсутня. Краї при зварюванні рекомендується завчасно розділити, обов'язково потрібно фаска, що з'єднання було якісним.
Максимально міцним з'єднання є з використанням інверторного зварювального апарату. Причому діаметр електрода повинен бути як мінімум 4 мм. Даний вид прокату має хороші показники в плані експлуатації, труби гарантують ефективну роботу систем, їх можна застосовувати в різних видах промисловості.
Сфера застосування
Товстостінні вироби на основі стали застосовуються в наступних галузях:
- споруда гідравлічних систем;
- нафто- і газовидобувна галузь;
- енергетика;
- хімічна галузь;
- суднобудування;
- авіабудування.
Якщо говорити про зведення гідравлічних систем, то їх окремі частини здатні працювати на максимально високому тиску. Безшовні товстостінні труби володіють хорошим запасом міцності і ресурсів. Гідравліка використовується в ряді вузлів підйомних конструкцій або машин, при спорудженні верстатів, військової техніки, інструментів і багато чого іншого.
Товстостінні конструкції зі сталі просто незамінні при видобутку нафти, адже коли відбувається буріння свердловин на велику глибину, матеріали для обсадження повинні бути якісними і надійними. Завдяки компактним розмірам такий трубопровід здатний забезпечити комфортну роботу бурової станції навіть за умови зрушень підземної грунту, а його висока міцність здатна витримати тиск порід.
В енергетичній галузі при роботі теплообмінників дуже важливо, щоб вони могли працювати незалежно від того, наскільки висока температура навколишнього середовища і наскільки високо внутрішній тиск. Сталеві безшовні конструкції також добре вирішують проблему безперебійної роботи приладів при високих агресивних навантаженнях.
Активно застосовуються товстостінні конструкції в хімічній галузі, адже вони здатні запобігати витоку газів і агресивних рідин, витримують високий тиск і можуть забезпечити безпеку руху отруйних і токсичних елементів. Вони часто використовуються в якості лабораторного обладнання і при виробництві медичних інструментів.
В авіабудуванні і будівництві судів сталеві труби допомагають значно знизити кінцеві вагові показники різних елементів. Ключове завдання конструктора - це скоротити вагу апарату з метою поліпшення аеродинамічних показників приладів. Матеріал повинен бути невеликої ваги і, разом з тим мати високі експлуатаційні показники. І безшовні труби відповідають даним вимогам.
Отже, ми розглянули ключові характеристики безшовних сталевих конструкцій, особливості їх виробництва та сфери застосування.