Труба бесшовная: способы производства, ГОСТы, марки стали

Почему важна? Марка стали бесшовной трубы, то есть процентное соотношение различных добавок в составе сплава при изготовлении изделия, часто имеет решающее значение для покупателя, ведь от этого зависят технические характеристики будущего трубопровода.

На что обратить внимание? Существуют горячедеформированные и холоднокатаные бесшовные трубы. Вполне естественно, что способ производства также в определенной степени отражается на конечных свойствах изделий.

Сферы применения бесшовных труб

В отличие от других видов трубного металлопроката в бесшовных изделиях отсутствует сварное соединение. Благодаря целостной поверхности они способны выдержать большее внутреннее давление, в связи с этим обеспечивают большую надежность при транспортировке газов и жидкостей.

К примеру, в сферах производства и жилищно-коммунального хозяйства бесшовный трубопрокат используют в производстве:

• котельных и магистралей для подачи теплоносителя;
• пароохладителей, устройств и оборудования, работающих на пару;
• магистралей газопроводов;
• аммиакопроводов на предприятиях химической промышленности;
• узлов и агрегатов в нефтеперерабатывающей отрасли;
• в фармацевтической сфере.

Развитие технологий производства бесшовного трубопроката обеспечивает высокие стандарты их качества и расширяет область применения.

Фото: EJ Strat / Unsplash

Поговорим подробнее о способах и стандартах, а также о марках стали, из которых производят бесшовные трубы.

Способы производства бесшовных труб

Бесшовные трубы делятся на два вида в зависимости от способа производства и характеристик готового изделия: горячекатаные (горячедеформированные) и холоднокатаные (холоднодеформированные).

Расскажем о каждом из них более подробно.

Горячекатаные бесшовные трубы

Производственный процесс включает в себя три этапа:

• На первом из них стальную заготовку нагревают до температуры, превышающей +1100 °C.

• Второй этап заключается в прохождении заготовки через специальные прокатные станки, на которых формируется труба. На данной стадии также происходит расширение изделия, в процессе которого ему придается требуемый диаметр и толщина стенок.
• На третьем охлаждают и обрабатывают трубу, чтобы улучшить ее механические характеристики.

Для горячекатаных бесшовных труб характерны:

• прочность, достигаемая за счет высокотемпературного воздействия в процессе прокатки;
• более толстые стенки в сравнении с холоднокатаными трубами;
• менее точные размеры и качество поверхности.

Горячекатаные бесшовные трубы широко применяются в нефтегазовой отрасли, сфере энергетики, поскольку легко переносят воздействие высокой температуры и давления.

Холоднокатаные бесшовные трубы

Производственный процесс состоит из следующих этапов:

• В качестве начальной заготовки используют трубы, полученные горячекатаным способом.
• Затем ее без нагревания пропускают через прокатные станки. Операция может повторяться неоднократно, между повторами заготовка подвергается отжигу для снятия внутреннего напряжения.
• Отжиг используется для повышения механических характеристик трубы и снятия внутренних напряжений.

Фото: artdd / Freepik

Для холоднокатаных бесшовных труб характерны:

• высокая прочность и твердость, получаемые в процессе холодной деформации;
• тонкие стенки с более однородной поверхностью;
• высокоточные размеры и качество поверхности изделия.

Холоднокатаные бесшовные трубы нашли применение в авиационной промышленности, автомобилестроении, т. е. в тех сферах, в которых к точности и качеству поверхности предъявляются повышенные требования.

Ниже расскажем об основных требованиях, предъявляемых к каждому типу бесшовного трубопроката.

Стандарты производства бесшовных труб

В соответствии с требованиями ГОСТ 8731-74 для производства горячедеформированных бесшовных труб используются следующие марки стали: Ст2сп, Ст4сп – Ст6сп; 20Х, 10Г2, 10, 35, 20, 45 и т. д. При выборе подходящего материала учитывают необходимый предел текучести, временное сопротивление разрыву и относительное удлинение. От перечисленных свойств зависят механические характеристики готовой продукции.

Если в предыдущем стандарте указаны марки стали бесшовных труб, то в ГОСТ 8732-78 перечислен сортамент производимой горячекатаной продукции с указанием веса одного метра трубы в зависимости от толщины стенок. Эти данные облегчают расчеты, например, при организации перевозки трубопроката на объект, выборе транспорта с подходящей грузоподъемностью и т. п.

В ГОСТ 8733-74 и 8734-75 перечислены марки стали, используемой для производства холоднокатаных бесшовных труб. К ним относятся сплавы 20, 10, 45, 35, 10Г2, 20Х, 15Х, 15ХМ, 40Х, 30ХГСА.

Чаще всего для изготовления бесшовных труб используют марки стали 10–45 и 09Г2С, для холодного проката – 10, 20 и 09Г2С.

Каждая марка стали бесшовных труб обладает своими достоинствами и недостатками. К примеру, по механическим характеристикам сплав 10 уступает стали 20, однако он больше подходит для создания магистральных трубопроводов благодаря лучшей свариваемости, а также устойчивости к воздействию высокого давления и температуры.

Основная особенность бесшовного трубопроката заключается в его целостности, которая обуславливает хорошую прочность и надежность магистрали, устойчивость к воздействию сильного давления. Поэтому с его помощью транспортируют различные газы, жидкости, пар.

Производство бесшовных труб высокого давления и марки используемой стали регламентировано ГОСТ 11017-80. Чаще всего трубопрокат изготавливают из углеродистых сплавов марки 20 с оптимальным химическим составом, массовым показателем количества серы.

Фото: mrabu / Freepik

Также для производства горячекатаных бесшовных труб применяют легированную конструкционную, качественную конструкционную сталь или сплавы повышенной прочности. От используемого материала зависят итоговые характеристики трубопроката, его назначение и сферы дальнейшего применения.

Наиболее востребованные марки стали бесшовных труб

Разберемся на примерах, как влияют химические свойства марки стали бесшовного трубопроката на сферы применения готовой продукции.

К примеру, для стального сплава 09Г2С характерны высокая свариваемость и возможность эксплуатации в широком температурном диапазоне (от -70 °С и до +425 °С) без потери своих характеристик. В связи с этим бесшовные трубы из этой марки стали используют для монтажа различных трубопроводов в районах с неблагоприятными климатическими условиями.

Для марок ст10 и ст20 бесшовного трубопроката характерны практически аналогичные характеристики, высокая пластичность, хорошая свариваемость, однако при температуре ниже -40 °С они теряют свои свойства, поэтому эксплуатироваться не могут.

Марки стали для бесшовных труб ст35 и ст45, напротив, отличаются низкой свариваемостью, что существенно затрудняет монтаж готовых изделий. Вместе с тем, для продукции из этих сплавов характерны высокая прочность, устойчивость к механическим повреждениям, а эти свойства в ряде случаев являются основополагающими при выборе подходящего материала для изготовления трубопроката.

Таким образом, правильный выбор марки стали бесшовных труб в значительной мере влияет на качественную реализацию того или иного проекта.

Примеры стандартов бесшовных труб с большими диаметрами

В соответствии с ГОСТ 8732-78 диаметр бесшовной стальной трубы не должен превышать 550 мм.

Больший диаметр может быть предусмотрен другими стандартами и техническими условиями.

ASTM A106 / A106M

В соответствии с международным стандартом диаметр трубы должен быть не больше 750 мм (30 дюймов).

API 5L

Стандарт распространяется как на бесшовные, так и на сварные трубы для нефтяной и газовой отраслей. В нем описаны требования, предъявляемые к трубопрокату, предназначенному для транспортировки нефти, природного газа и других углеводородов.

В соответствии с API 5L наружный диаметр труб может варьироваться от 10,3 мм (0,405 д) до 2032 мм (80 д).

На толщину стенок влияет диаметр трубы и класс прочности, она может составлять как несколько миллиметров, так и несколько десятков миллиметров.

Стандарт EN 10216

Требования, предъявляемые к изготовлению и используемым маркам стали бесшовных труб, эксплуатируемых в условиях высокого давления, регламентированы стандартом EN 10216.

EN 10216 включает в себя следующие части:

• EN 10216-1 посвящена бесшовным стальным трубам из нелегированной стали, применяемым в условиях высокого давления.
• В EN 10216-2 говорится об изделиях из нелегированных и легированных сплавов, обладающих особыми свойствами, позволяющими использовать их при высокой температуре.
• В EN 10216-3 описаны стальные бесшовные трубы из марок легированной мелкозернистой стали.
• EN 10216-4 посвящен продукции, изготавливаемой из сплавов, свойства которых позволяют эксплуатировать ее при низкой температуре.
• В EN 10216-5 говорится о бесшовных трубах из марок нержавеющей стали.

В большинстве случаев наружный диаметр изделий, изготовленных в соответствии со стандартом EN 10216, варьируется от 10,2 мм до 711 мм, а толщина стенок – от 1 мм до 100 мм.

Фото: EyeEm / Freepik

Названные параметры зависят от назначения и условий эксплуатации трубопроката.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Изображение в шапке статьи: P.Design04 / Freepik