Стальные горячекатаные бесшовные трубы – наиболее распространенный формат, успешно используемый во всех народно-хозяйственных отраслях. Эта продукция известна наибольшей надежностью, особенно для прокладывания коммуникаций различного предназначения. Чаще всего труба стальная бесшовная горячедеформированная ГОСТ 8732-78 применяется при возведении конструкций монолитно-каркасного типа, где надежность превыше всего при таких внушительных нагрузках.
Бесшовные трубы из стали практически не имеют конкурентов по устойчивости к высоким нагрузкам
Основные характеристики
Данный тип трубного проката способен переносить большое давление транспортируемой среды, а усиленные параметры толщины стенок, высокое качество применяемых сплавов позволяют использовать его на самых ответственных трубопроводах, в сложных узлах машин и судов.
Производятся изделия из углеродистой, легированной или низколегированной стали.
Отнесение трубы к классу толстостенных определяют по соотношению внешнего сечения и толщины стенки. Коэффициент от 6 до 12,5 является признаком принадлежности проката к этому классу. Показатель меньше шести свидетельствует об особо толстостенной продукции.
Нормируемыми параметрами для стальных цельнотянутых труб являются:
- Диаметр наружный.
- Толщина стенок.
- Длина.
При выборе продукта важное значение имеет метод изготовления.
Классификация и виды
Бесшовные толстостенные трубы делятся на два вида: горячей и холодной прокатки.
По характеристикам и методам изготовления их подразделяют на 4 категории:
- «Б» – производятся из нормируемой по химическому составу стали с минимальной степенью окисления.
- «В» – с применением термообработки.
- «Е» – без проведения закалки.
- «Д» – с прохождением гидравлических испытаний.
Разница между горячей и холодной прокаткой
Основное различие – температура рабочего процесса. При горячем способе металл легче поддается обработке, однако качество поверхности и геометрическая точность произведенного продукта будут не самого высшего уровня.
Холодная катанка позволяет получить гладкую, ровную поверхность, выдержать заданные параметры точности. Изделия отличают более высокая прочность и качество. Но стоимость их будет выше.
Область применения
Высокая прочность и малый удельный вес стальных бесшовных труб делают их востребованными во многих хозяйственных отраслях. При возведении магистралей, предназначенных для перемещения газов и жидкостей под сильным давлением, в большинстве своем применяют отводы без продольных швов.
Добыча нефти и газа
В газо- и нефтедобывающих сферах толстые трубы применяют при транспортировки газовых и жидкостных сред на длительные расстояния, а также при бурении. На большой глубине проходки возрастают риски повышенного давления грунта, сдвигов пород, что требует использования особо прочной обсадной конструкции. Бесшовные каналы с надежными стенками, изготовленные из качественных сплавов, обеспечат безаварийное функционирование бурового оборудования.
Обустройство гидравлических систем
Гидравлические системы присутствуют во многих грузоподъемных установках, важных узлах автомобилей, используются в промышленности и строительстве. Их работу отличают предельная температура и большая напорная сила. Толстостенные трубы из стали, обладающие большим запасом прочности, успешно выдерживают эти условия.
Химическая промышленность
В химической индустрии находят использование трубы как с толстыми, так и тонкими стенками. Прочные толстостенные применяют для транспортировки газов и токсичных веществ, там, где существует высокое давление. Тонкостенные трубки активно используют в лабораториях и врачебных инструментах.
Производство энергии
Для энергетических установок характерны постоянное изменение внутреннего избыточного давления и высокие температуры окружающей среды. В этих экстремальных условиях эксплуатации оптимально подходит применение толстостенного бесшовного трубопровода.
Судостроение и самолетостроение
В данных отраслях одна из главных задач конструкторов минимизировать вес основного продукта. Для этого применяются материалы, которые должны быть надежными в эксплуатации и обладать небольшой массой. Высочайшие показатели прочности на разрыв и легкий вес бесшовной трубы полностью отвечают данным требованиям авиа- и судостроителей, поэтому продукция находит у них широкое применение
Сферы применения бесшовных горячекатаных изделий
Основной признак труб стальных бесшовных ГОСТ 8732-78 и 70– отсутствие сварочного стыка, который заметен у сварных изделий. Это гарантирует наибольшую прочность и достаточную устойчивость к внешним воздействиям, а также к внутреннему давлению жидкой или газообразной среды.
Бесшовные трубные изделия — это основа для водо- и газопроводных магистралей разного назначения и расположения
Главное преимущество бесшовных труб стальных холоднодеформированных ГОСТ 8732(78) – достаточный запас прочности по всей протяженности. Благодаря этому, они обычно используются в тех условиях, где другие разновидности труб не подтверждают стандарта повышенной надежности. Эта продукция выдерживают внушительное внутреннее давление, поэтому за этим изделиями обращаются предприятия:
- нефтегазовой отрасли;
- автомобилестроение;
- авиация;
- выпускающие газовые баллоны;
- тяжелого машиностроения;
- химпрома;
- народно-хозяйственного профиля;
- строительные фирмы;
- занимающиеся укладкой коммуникаций.
Трубы классифицируются по соотношению внутреннего и наружного диаметра:
- малый – в пределах 114 мм;
- средний диаметр – в пределах 114 — 480 мм;
- максимальны диаметр – 480-2500 мм (как у трубы толстостенной стальной ГОСТ 8732-78 или 70).
Широкое применение бесшовных изделий обусловлено их многофункциональностью и универсальностью. Их используют:
- для магистральных трубопроводов и подведения коммуникаций в частный сектор;
- для ответвлений малого диаметра при монтаже водопровода, газопровода в загородных домах и дачных сообществах;
- при выпуске стальных конструкций каркасного типа в автомобилях и механизмов различного предназначения;
- при выпуске фрагментов металлоконструкций, многопролетных перекрытий и крытых галерей;
- для усиления прочности технических сооружений и ангаров в промышленном и сельскохозяйственном производстве;
- для монтажа автобанов и мостов, опор освещения трубчатого типа;
- для свай фундамента в строительстве и пр.
Трубы, произведенные по бесшовной технологии, успешно выполняют функцию несущих и декоративных конструкций в строительстве
Плюсы и минусы
Цельнотянутые трубы, изготавливаемые методом холодной прокатки, отличаются большей прочностью и лучшим качеством изготовления, чем сортамент горячей катанки.
Обработанные цинкованием и хромированием, они прекрасно противостоят коррозии.
Толстые стенки позволяют использовать их в сложных условиях эксплуатации.
Недостаток, по мнению экспертов, один – высокая, почти в два раза больше, чем у горячедеформированных аналогов, цена за тонну.
Отсутствие шва плюс или минус
Бесшовные трубы более надёжны в сравнении с электросварными. Однако они значительно дороже.
Шовные изделия могут изготавливаться большего диаметра и большей длиной, чем бесшовные. Номенклатура их диаметров и сечений существенно шире.
Оба вида востребованы в своих нишах. Электросварные вполне оправдали себя для водо- и теплоснабжения, прежде всего с экономической точки зрения. Бесшовный прокат используют там, где существует высокое давление и нужна большая прочность.
Стандарты толстостенных изделий
Толстостенная бесшовная труба ГОСТ 8732 – высокопрочное изделие, используемой для возведения всевозможных металлоконструкций или транспортировки газов и жидких сред под высоким давлением. Сварные изделия используются реже, предпочтения отдают цельнотянутым трубам, и для этого подходит сталь разных марок.
Для повышения устойчивости к коррозии трубы изнутри и снаружи покрывают защитным слоем цинка, хрома или никеля
Чтобы внутри труба не ржавела (важно для подачи жидкости определенного химического состава), толстостенные изделия выпускают из цветных металлов или никелируют внутри. Их используют в химической промышленности и для транспортировки жидкости с больших глубин.
Визуально это почти всегда заметно, но есть стандарты, по которым выпускаются толстостенные изделия – в пределах 6мм – 12,5мм. Если отверстие внутри небольшое, а стенка внушительная, то это особо толстостенные трубы. Их выпускают только горячим способом.
Качественные показатели толстостенных труб классифицируют их по основным стандартам: «Б», «В», «Д»:
- «Б» — нормирование химсостава металла, включая ГОСТ 19281-89, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1050-88 и 8732-70;
- «В» — нормирование термических показателей;
- «Д» — без особого регламентирования, но с испытаниями на внутреннее давление.
ГОСТом 8732-70 также регулируется длина толстостенной трубы – изделия немерной и мерной длины:
- немерный формат от 1,5м до 11,5 м;
- мерный формат от 4,5м до 9м;
- длина, кратная мерной, в пределах 1,5м — 9м (с припуском 5мм на каждый отрезок).
Толстостенные трубы плохо гнутся, но это изделия повышенной прочности и устойчивости к механическим воздействиям. Их основная функция – транспортировка под давлением газообразной и жидкой среды. Но они также незаменимы и как морозостойкие стройматериалы, для этого также подходят и сварные изделия большого формата. На эти изделия распространяются требования ГОСТ 8732-78 и ТУ 14-3-1128-2000. Для выпуска заготовок с толстыми стенками обычно используют марки стали:
- 10Г2;
- 09Г2С (низколегированный сплав для сварных конструкций, кремния и углерода до 1% и 2% марганца).
На заметку! Сварка труб со швом производится с предварительным подогревом или без него. Чем меньше углерода в марке стали, тем проще сварка. При сварке сталь не перегревается, не закаливается, не снижается вязкость. А устойчивость сплава к низким температурам дает возможность эффективно использовать изделия марки 09Г2С даже в условиях Крайнего Севера.
По запросам заказчика, трубы стальные ГОСТ 8732-78 и 8732-70 могут проходить дополнительные испытания гидравлическим давлением, чтобы иметь уверенность в их прочности. Максимальный показатель давления – порядка 20МПа, который допускается только в толстостенных изделиях.
Готовые изделия проходят проверку не только на прочность, но и на соответствие стандартам ГОСТа по длине, весу, толщине стенки
Стандарты и нормативные документы
Производство бесшовных толстостенных труб осуществляется в соответствии с требованиями государственных стандартов и других нормативных документов. Нормируются:
- Типоразмеры.
- Масса.
- Предельные отклонения.
- Способы изготовления.
- Структура химического состава сплавов.
Госты
Для изготовления БТ используют два основных ГОСТа.
ГОСТ 8732-78 регламентирует сортамент горячекатаных труб, ГОСТ 8734-75 распространяет свое действие на холоднокатаные изделия.
Для выпуска трубного проката специального назначения (например, для ПАО «Газпром») применяют другие госты или технические условия.
С 2010 по 2015 годы действовал общенациональный стандарт ГОСТ Р 53383-2009, замененный впоследствии ГОСТом 32528-2013.
Вес и допустимые отклонения
Точное определение массы изделий необходимо для расчета нагрузок в конструкциях, выбора подходящей грузоподъемной техники для транспортировки продукции.
Вес вычисляют на единицу длины трубы. Он зависит от внешнего диаметра и толщины стенок. В таблицах соответствующих ГОСТов указаны нормативные значения массы проката для каждого типоразмера.
Нормируемые отклонения по весу не существуют, но при отклонениях в размерах, массу рассчитывают по средней арифметической сумме минусового и плюсового допуска, указанных в соответствующих таблицах ГОСТов.
Размеры
Диаметры горячекатаной трубной продукции по ГОСТу 8732 78 исчисляются в диапазоне от 2 до 55 сантиметров. Толщина стенок – от 25 мм до 75 мм. Нарезаются трубы длиной от 4 до 12,5 метров.
Холоднокатаные изделия по ГОСТу 8734-75 представлены несколько меньшими диаметрами: от 5 до 250 мм. Толщина стенок составляет от 0,3 до 24 мм.
Мерная и немерная длина проката допускается от 4м до 12,5м.
Формула расчета массы
В госстандартах представлена формула расчета теоретической массы одного метра изделия в килограммах.
М=0,02466 х S (D — S),
в которой:
- D – внешнее сечение в мм.
- S – толщина стенки (мм).
- М – масса.
Величина плотности стали принята для расчетов 7,850 г/см3.
Процесс изготовления труб
Современный технологический процесс горячекатаного производства труб хорошо отлажен, что дает возможность получать из заготовок металлопроката прочные и многофункциональные изделия. Соответственно ГОСТ 8732-78, изделия выпускают из:
- слитков мартеновского проката;
- подготовленных трубных заготовок;
- кованых заготовок;
- непрерывно литых заготовок.
Производство трубы горячекатаной стальной ГОСТ 8732-78 проходит несколько стадий:
- формирование просвета в металлической заготовке посредством специального прошивного стана, который состоит из оправы для прошивки и конических валов;
- разогрев стальной стали до 1200°C;
- доведение изделия на специальном оборудовании до ожидаемого формата, соответствующего ГОСТу.
В соответствии с ГОСТом 8732-78 и 8732-70, горячедеформированные бесшовные изделия выпускаются с большим диапазоном по сортаменту. Толстостенные изделия, с наружным диаметром в диапазоне 25мм – 700мм и толщиной стенок в диапазоне 2,5мм – 75мм, применяемы для разных технических и хозяйственных нужд.
Диапазон немерной длины ограничен в пределах 4м – 12м, а мерная длина предполагает размеры до 12м. Более габаритные изделия затруднительно транспортировать.
Внимание! Все вопросы по стандартизации ГОСТ 8732-70 по трубам стальным бесшовным и выбору изделий различного предназначения следует сопоставлять по таблицам. Все советы и рекомендации клиенты обычно получают у менеджеров выпускающего предприятия или через информационный сайт.
Методы и технологии изготовления
Бесшовные трубы из черных металлов производят одним из двух способов:
- Горячей прокаткой.
- Холодной деформацией.
Процесс происходит в промышленных условиях на трубопрокатных агрегатах. Основой служит металлическая заготовка цилиндрической формы, которая разогревается до момента кристаллизации стали и приобретения ею необходимой степени пластичности. Далее на прошивочном станке оправкой в ней прошивают сквозное отверстие и получают пустотелую трубную заготовку.
Горячедеформированная
Затем заготовка при высокой температуре раскатывается на прокатном стане, где с помощью вальцовки из неё получают трубу нужного диаметра с требуемой толщиной стенки.
Изделие охлаждают водой.
При помощи вальцовки производят окончательную калибровку.
Завершают процесс нарезкой стандартных отрезков согласно нормативам ГОСТа, а также с учетом требования заказчика.
Весь процесс производства тщательно контролируется. Дефектная продукция подлежит переплавке. Изготовленные изделия проходят испытания по установленной методике.
Холоднодеформированная
Процесс изготовления холоднодеформированной трубы на первом этапе схож с производством горячекатаной. Но здесь процедуру охлаждения осуществляют сразу после изготовления заготовки на прошивочном станке. При этом для холодной катанки используют горячекатаные изделия несколько большего диаметра – так называемый «подкат».
Процесс холодного деформирования производят либо прокаткой (вытягиванием заготовки на прокатном стане до получения нужных диаметра и толщины стенки), либо волочением заготовки через отверстие меньшего сечения (волочильное кольцо). Второй способ занимает большее время, так как протягивание производится в несколько циклов через постепенно уменьшающееся в сечении кольцо.
В ходе изготовления холоднокатаную трубу подвергают отжигу, чтобы улучшить его эксплуатационные характеристики.
Где купить
Покупать продукцию лучше у зарекомендовавших себя производителей.
Лидером в России по объему выпускаемой трубной продукции является ТМК (Трубная Металлургическая Компания). В компании насчитывается 28 предприятий с ежегодным объемом около 4 млн. тонн изделий.
ОМК (Объединенная Металлургическая компания), занимающая второе место в рейтинге производителей, специализируется на выпуске труб большого диаметра.
Около 17 % трубной продукции в России приходится на долю ЧТПЗ – объединение металлургических предприятий во главе с Челябинским трубопрокатным заводом. Выпускает и реализует практически все виды бесшовных труб, в т. ч. нержавеющих.
Широкий ассортимент бесшовных труб производится на предприятиях , «Уральский Трубный Завод», на Волжском и Синарском трубных заводах.
Все указанные предприятия продают свою продукцию как напрямую, так и через своих дилеров.
Цена труб горячекатаных начинается от 31,5 тысячи рублей за тонну, холоднокатаных – от 45 тысяч.
Краткий обзор самых востребованных марок
Наибольшим спросом пользуется продукция, изготовленная из стали марки 20. Она относится к группе высокотехнологичных сплавов, хорошо поддается обработке и штамповке. Сварка не требует первоначального разогрева, швы получаются прочными.
При производстве трубного металлопроката широко применяется марка 09Г2С. Обладает высокой механической прочностью, легкой свариваемостью, устойчивостью к низким температурам.
Около 70 процентов нержавеющей продукции приходится на бесшовные трубы, изготовленные из сплава марки 10Х17Н13М2Т. Входящие в его состав никель, титан, хром, молибден обеспечивают прокату антикоррозионные свойства, пластичность и прочность. Изделия из этой марки востребованы в медицинских учреждениях, на предприятиях химической и пищевой промышленности.
Особенности монтажа труб и их соединений
Конструкции толстостенных труб позволяют легко осуществлять нарезку резьбы на их торцах для последующего соединения. Процесс облегчает отсутствие сварного шва и достаточная толщина стенок.
Сварочные соединения требуют предварительной подготовки торца. Следует зачистить кромку, удалить загрязнения, снять фаску. Вначале места соединения прихватывают в двух-трех точках с противоположных сторон. Сварной шов делают в несколько слоев, в зависимости от толщины стенок. Надежность соединения обязательно проверяют пробным пуском рабочей среды.
Общие характеристики и основные сведения о цельных трубах
Бесшовные трубы горячей прокатки стандартизации 8732 выпускают из стальных заготовок основных марок:
- 10-й, 20-й, 35-й и 45-й стандарт;
- 35В;
- 40Г и 45Г;
- 15Х и 40Х;
- 9Х1;
- 20ПВ;
- 30ХГСА;
- 17Г1С,
- 09Г2С;
- 10-20ДДД.
Горячедеформированные бесшовные трубы выпускаются в виде:
- толстостенных изделий;
- тонкостенных изделий;
- стандартных изделий.
Эта продукция востребована и повсеместно выпускается отечественными и зарубежными предприятиями. Горячедеформированные трубы из стальных заготовок и получают при прокатке разогретого сырья посредством специализированного заводского оборудования. При других условиях соблюсти все требования ГОСТа невозможно.
Технология производства бесшовных труб дает возможность получать особо толстостенные изделия
Полезно знать! Отсутствие продольного сварочного стыка – важный визуальный признак сортамента труб стальных бесшовных ГОСТ 8732-78.
Гарантией надежности бесшовной трубы остается государственная стандартизация, подтверждающая контроль за основными показателями качества. К ним относят:
- отсутствие внутри стенок сплющивания, наплывов и загибов;
- высокая ударопрочность труб.
На выпускающих предприятиях периодически осуществляется контроль качества металла, подтверждается химсостав используемых сплавов. На данный момент бесшовный (б/ш) трубопрокат выпускается двумя способами:
- холоднодеформированные бесшовные трубы;
- трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78.
Учитывая пожелания оптовых заказчиков, по обрезным краям готовых изделий наносят фаски, резьбу. Также осуществляют обработку срезов – с одного конца или с двух сторон. Стоит уточнить с менеджерами предприятия все эти условия выпуска продукции еще до формирования заказа.
Как правило, со складов предприятий партию труб стальных ГОСТ 8732-78 отгружают заказчику напрямую. На складах не всегда есть готовая продукция в необходимом объеме. Стоимость труб периодически варьируется, в зависимости от марок стали, поэтому все аспекты заранее обсуждаются в отделах продаж. Длина продукции варьируется в пределах 4,5м – 11,9м. Рекомендуется уточнять имеющийся в наличии сортамент у менеджеров.
Торцы труб могут быть необработанными или же иметь фаску
