Бесшовная труба изготавливается путем пробивки твердого, почти расплавленного стального прутка, называемого заготовкой, оправкой, в результате чего получается труба без швов и соединений.
Бесшовные трубы изготавливаются путем пробивки цельной стальной заготовки и последующего придания ей формы полой трубы без сварки. Этот процесс обычно включает в себя нагрев заготовки до высокой температуры, пробивку ее оправкой для создания полой формы, а затем дальнейшее придание формы путем прокатки и растяжения.
Бесшовные трубы изготавливаются из цилиндрического стержня из горячей стали. Стержень нагревается до высокой температуры, после чего в него вставляется зонд для создания отверстия в цилиндре. Затем цилиндр перемещается на ролики, которые придают ему заданный диаметр и толщину стенки. Некоторые прокатные станы могут производить бесшовные трубы диаметром до 24 дюймов. Бесшовные трубы изготавливаются из труб малого диаметра, но имеют более высокую стоимость и ограниченную доступность, а по мере увеличения диаметра сварные трубы становятся более экономичными.
Ключевые аспекты свойств материалов и процесса производства бесшовных труб.
Бесшовные трубы обычно изготавливаются из металла, но их характеристики можно улучшить, покрыв внутреннюю стенку пластиковым покрытием. Такая композитная структура сохраняет преимущество высокой прочности металлических труб и обладает коррозионной стойкостью пластиковых труб. Однако, если пластиковое покрытие повреждено, открытая металлическая часть может по-прежнему вызывать проблемы с коррозией после контакта с жидкостью.
Ключевые контрольные точки в производственном процессе
Смазка и предотвращение растрескивания: Бесшовные трубы должны выдерживать чрезвычайно высокое давление в процессе формовки, поэтому поверхность необходимо покрывать смазочными материалами, работающими под высоким давлением, для предотвращения растрескивания. Однако смазку необходимо полностью удалить перед последующей термообработкой, иначе остаточные коррозионные растворители могут длительное время сохраняться в трубе, создавая тем самым риск коррозии — это особенно важно для тонкостенных бесшовных труб.
Толщина стенок и структурная целостность
Механические свойства: Предел прочности на растяжение и предел текучести трубы напрямую зависят от толщины стенки. Любое уменьшение толщины стенки, вызванное коррозией, может привести к разрушению конструкции.
Эффективность теплового регулирования: Толщина стенки также влияет на стабильность теплопроводности трубы. Неправильные производственные процессы увеличивают риск колебаний температуры или воздействия высоких температур и даже могут привести к серьезным авариям.
Бесшовные трубы
Бесшовные трубы изготавливаются из цельной стали, то есть из листов или прутков, которые формуются в круглые заготовки (называемые «слитками»), которые затем нагреваются и отливаются на матрицу, например, перфорированный стержень, образуя полую трубу или оболочку. Этот тип труб известен своей более высокой устойчивостью к давлению, быстротой и экономичностью по сравнению с другими процессами производства труб. Бесшовные трубы широко используются в газопроводах, а также в трубопроводах для транспортировки жидкостей.
Поскольку бесшовные трубы выдерживают высокое давление, они также широко используются в областях, работающих под высоким давлением, в том числе на нефтеперерабатывающих заводах, в гидравлических цилиндрах, нефтегазовой промышленности и инфраструктуре нефтегазовой отрасли.
По сравнению с другими типами труб, бесшовные трубы не требуют сварки или соединений и просто изготавливаются из цельных круглых заготовок, что повышает их прочность и другие свойства, включая коррозионную стойкость. По данным Американского общества инженеров-механиков (ASME), эти трубы выдерживают механические нагрузки эффективнее, чем сварные трубы (т.е. не бесшовные трубы), и имеют более высокое рабочее давление.
В целом, применение бесшовных труб зависит от толщины стенки. Для производства труб с более толстыми стенками требуются более высокие температуры, что снижает сопротивление деформации и приводит к большему прогибу.
Главным конкурентом бесшовных труб являются трубы, изготовленные методом электросварки (с высокой вязкостью), благодаря более низкой себестоимости их производства. Основные преимущества бесшовных труб перед трубами, изготовленными методом электросварки, заключаются в следующем: (а) отсутствие сварного шва, (б) практически равномерное распределение свойств материала и (в) очень низкое остаточное напряжение. С другой стороны, бесшовные трубы дороже, чем трубы, изготовленные методом электросварки, толщина их поперечного сечения может быть неравномерной, а их внутренние и внешние поверхности обычно очень шероховатые.
В сварных трубах сварка используется для закрытия сварного шва после придания стальной пластине или рулону цилиндрической формы. Завод использует ультразвуковые и/или рентгенографические методы контроля для обеспечения качества сварного шва, а каждое соединение трубы подвергается испытанию давлением, превышающим заданное рабочее давление. Сварные трубы классифицируются по способу их формовки и используемой технологии сварки.
При сварке труб под флюсом (SAW) в процессе сварки используется присадочный металл, тогда как при электросварке сопротивлением/электросварке плавлением (ERW/EFW) присадочный металл не требуется. SAW подразделяется на продольную сварку (или прямую сварку, L-SAW), а S-SAW обозначает спиральную сварку труб. Как правило, трубы среднего диаметра, сваренные прямым швом L-SAW, имеют один шов, а трубы большого диаметра — два шва.
Трубы, изготовленные методом электросварки (EFW), производятся с использованием электрического тока для нагрева стали до точки сплавления кромок. Этот производственный процесс был внедрен в 1920-х годах с использованием низкочастотного переменного тока для нагрева кромок, но позже было обнаружено, что он подвержен коррозии сварных швов и приводит к некачественной сварке. Сегодня используется высокочастотный переменный ток, также известный как контактная сварка. Электросварка труб (EFW) — это процесс, в котором электронные лучи направляют кинетическую энергию для расплавления заготовок и образования сварного шва.
Дата публикации: 19 июня 2025 г.
