Bezešvá trubka tvarovaná za tepla

Výroba silnostěnných trubek

Na rozdíl od elektricky svařovaných analogů, kde se předvalek vyrábí válcováním plochého plechu dané tloušťky do válce, je výchozím materiálem pro výrobu bezešvé trubky monolitický ocelový předvalek válcového tvaru. Průmyslové podniky používají dvě technologie, které dokážou přeměnit kovovou tyč na dutý výrobek požadovaného průřezu a délky:

deformace za tepla

Používá se především při výrobě silnostěnných výrobků.

Výrobní sekvence zde zahrnuje následující kroky:

Masivní válcová ocelová tyč se umístí do pece a zahřeje se na pevnou teplotu, při které se ocelová slitina stává měkkou a tažnou, ale ještě nemá tekutost.
Zahřátý sochor dopadá na výkonný děrovací lis, který z monolitického polotovaru udělá dutý válec. Odborníci tomu říkají rukáv. Navenek již vypadá jako hotová trubka, ale ještě nemá ideální tvar a požadované rozměry.
Postupným průchodem přes skupiny válců, které válcují a tahají kov, získá sochor stanovené rozměry: délku, průměr a tloušťku stěny.
Dále je produkt ochlazen a podroben konečné kalibraci, po které je rozřezán na segmenty požadované délky a odeslán do skladu.

Výrobní postup se řídí GOST 8732-78. Způsob tváření za tepla se pro výrobu tenkostěnných výrobků špatně hodí, protože poskytuje nedostatečně vysokou kvalitu povrchu materiálu a vyšší chybu tloušťky stěny.

https://youtube.com/watch?v=bJlMDTRYvBY

deformace za studena

Rozdíl této technologie spočívá v tom, že žhavý předvalek se ihned po děrovacím lisu ochladí a formovacími válci prochází již studený. Poté se před konečnou kalibrací trubka zahřeje a znovu ochladí, aby se z kovu odstranily oblasti vnitřního pnutí, aby byla tažnější a poddajnější. Všechny fáze výroby trubek deformací za studena jsou regulovány GOST 8734-75.

Obě technologie umožňují získat produkty s konstantní tloušťkou stěny po celé délce, schopné provozu za podmínek kolosálních indikátorů tlaku. Každý hotový výrobek musí projít zkušebními zkouškami, kde se pečlivě kontroluje ohyb, zploštění, hodnotí se chemické složení kovu a schopnost úspěšně pracovat s agresivním prostředím.

Kde se používá profilová trubka válcovaná za studena

Bezešvá tvarovaná trubka válcovaná za studena je dražší než válcovaná za tepla, ale je odolná proti korozi, takže se používá pouze ve vysokotlakých a vysokoteplotních potrubích. Tyto výrobky se také používají v případech, kdy jsou kladeny zvláštní požadavky na kvalitu povrchu výrobku a geometrického tvaru.

Deformace za studena má několik zásadních rozdílů, zejména po zpracování na děrovacím lisu se obrobek ochladí a jeho kalibrace je také za studena. Aby se zabránilo vnitřnímu pnutí a také aby byl materiál viskózní a plastický, je předvalek ještě před válcováním zahříván do stavu rekrystalizace kovu.

Profilová trubka válcovaná za studena může být vyrobena z několika typů oceli:

Uhlík.
Vysoký obsah uhlíku;
legované;
Vysoce legované.

Bezešvá čtvercová trubka válcovaná za studena

Pouze pokud jsou ve výrobním procesu použity třídy oceli specifikované v GOST, lze zajistit vysokou funkčnost a odolnost proti mechanickému namáhání.Na rozdíl od tváření za tepla může mít profilová bezešvá trubka válcovaná za studena tenčí stěny a vlastní menší průměr, což výrazně rozšiřuje možnosti použití a zajišťuje nízkou hmotnost konstrukce.

Existuje mnoho situací, kdy se kritickým faktorem stává malá hmotnost, ale nejoblíbenější je nyní profilová trubka válcovaná za studena o průměru nejvýše 14 cm.

Co jsou trubky tvarované za studena?

Výrobky válcované za studena jsou:

zejména tenkostěnné, s tloušťkou stěny ne větší než 0,5 milimetru, nebo pokud je průměr ve vztahu k tloušťce o více než 40 jednotek;
tenkostěnné s tloušťkou stěny 1,5 milimetru, nebo poměr dh/s je v rozmezí 12,5-40;
zvláště silnostěnné, pokud dh/s od 12,5 do 6;
silnostěnné, pokud je poměr průměru a tloušťky menší než 6.

Existují situace, kdy se poměry tloušťky a průměru liší od standardních možností, ale takové výrobky se vyrábějí pouze v případě, že je nutné dodržet zvláštní technické podmínky. Zvláštní požadavky jsou kladeny také na zakřivení libovolného profilu, které nesmí přesáhnout 3 mm při tloušťce stěny menší než 8 mm, 2 mm při tloušťce 8 až 10 mm a 1,5 mm při tloušťce stěny větší než 10 mm. .

Kromě toho musí být profilový předvalek válcovaný za studena v poslední fázi výroby podroben žíhání a jeho geometrický tvar a tloušťka stěny musí být v rámci stanovených norem.

Odchylky rozměrů výrobku u zvláště malých průměrů do 1,5 %, u běžných průměrů 0,8 %, odchylky v tloušťce stěny u malých průměrů do 12 %, u běžných průměrů do 10 %. Pouze pokud má zákazník speciální požadavky, lze žíhání vynechat.

V souladu s GOST je profilová trubka válcovaná za studena vyrobena z oceli jakosti - 10, 20, 35, 45, 20X, 40X, 15XM, 30XGSA. Bezešvá profilová trubka je dodávána válcovaná za studena i za tepla v dávkách do 70 tun, které lze balit do svazků. Pokud průměr výrobku přesahuje 159 mm, musí být individuálně označen.

Klasifikace

Bezešvé ocelové trubky jsou klasifikovány podle:

způsob výroby;
teplotní parametry;
způsob řezání atd.

Podle typu sekce se modely dělí na:

kolo;
ovál;
náměstí;
obdélníkový;
lichoběžníkové atd.

Délková klasifikace zahrnuje produkty:

měřeno;
neměřený;
násobky libovolné naměřené délky.

Nejběžnější klasifikace kovových výrobků je ta, která se vyrábí válcováním za studena nebo za tepla.

Délka trubek pro tváření za studena se standardně vyrábí 4,5-9 m. Parametry tloušťky oceli výrobků se pohybují od 8 mm.

Konstrukce válcované za tepla se vyrábí o průřezu 25-700 mm, s tloušťkou oceli 2,5-75 mm, v závislosti na funkčním účelu. Bezešvé bezešvé trubky jsou vyrobeny z litých sochorů, které poskytují vysokou pevnost.

Rozměry a vlastnosti

Výrobky tvářené za tepla mají průměr 20 až 550 mm s tloušťkou stěny 2,5-75 mm. Minimální délka potrubního úseku je 4 m, maximální délka je 12,5 m, dovolená rozměrová chyba je 5 mm. Dalším důležitým ukazatelem je maximální hodnota ohybu. U trubek s tloušťkou stěny 20 mm nebo méně by ohyb neměl přesáhnout 1,5 mm na běžný metr délky, pro tloušťku stěny od 20 do 30 mm - ne více než 2 mm, nad 30 mm - 4 mm.

Menší sortiment mají trubky tvarované za studena. Tloušťka stěny se zde pohybuje od 0,3 do 24 mm, vnější část - od 5 do 240 mm.

Zda trubka patří k tenkostěnné nebo silnostěnné variantě, se určí výpočtem koeficientu ukazujícího poměr průměru k tloušťce stěny. Pokud je vypočtená hodnota v rozmezí 6-12,5, je výrobek klasifikován jako silnostěnný.Nad 12,5 - do tenkostěnných. Výrobky s koeficientem pod 6 jsou již považovány za zvláště silnostěnné. Jejich výroba je extrémně nákladná a vyrábí se pouze na zakázku.

Vlastnosti a účel

Bezešvé silnostěnné trubky jsou speciálním druhem potrubního materiálu vyráběného průmyslově, válcováním za tepla nebo za studena. K výrobě se používají určité třídy ocelí (železné, nerezové, někdy s příměsí neželezných kovů), což umožňuje jejich úspěšné použití v různých oblastech národního hospodářství, až po konstrukci letadel a chemický průmysl.

Hlavní výhody ocelových bezešvých výrobků jsou následující:

Vysoká pevnost v tahu.
Odolnost proti korozi.
Malá tepelná roztažnost materiálu.
Odolný vůči většině chemicky aktivních médií.
Dlouhá životnost, počítaná na desítky let.

Typy bezešvých trubek

V závislosti na výrobní technologii nabízí průmysl spotřebitelům dva typy výrobků: válcované za tepla a válcované za studena.

Válcované za tepla

Můžete se také setkat s pojmem lisovaný za tepla nebo opracovaný za tepla. Vydávají se v souladu s GOST 9940-81. Technologie válcování za tepla neumožňuje výrobu trubek malých průměrů. Navíc v tomto případě není vždy možné získat dokonale hladký povrch trubky a zaručit rozměrovou přesnost.

Za studena válcované

Jinak tažené za studena nebo tvarované za studena. Jejich výroba je regulována GOST 9941-81. Od za tepla válcovaných se liší především menším průřezem a tenkými stěnami. Povrch trubek při tomto způsobu výroby je hladší. Při výrobě výrobků s jiným typem průřezu než kruhovým (obdélník, hvězda, ovál, šestiúhelník atd.) se používá pouze metoda deformace za studena.

Trubky tlustostěnné a tenkostěnné

Dalším kritériem je tloušťka stěny výrobku. Tento indikátor do značné míry určuje rozsah materiálu potrubí. Samostatné silnostěnné a tenkostěnné ocelové trubky:

Bezešvá trubka válcovaná za tepla má průměr 28-426 mm, s tloušťkou stěny 3-40 mm.
Válcování za studena umožňuje výrobu trubek o průměru 0,3-450 mm a tloušťce stěny 0,06-12 mm.

Řezání trubek se provádí v pravém úhlu. Oblast řezu pilou je nutně očištěna od nerovností a otřepů. Povrch výrobku musí mít jednotnou strukturu, bez prasklin, promáčklin nebo západů slunce.

Výhody bezešvých trubek

Absence švu na kovové trubce je činí velmi odolnými ve srovnání se svařovanými výrobky. Fyzikální vlastnosti oceli + speciální technologie pro výrobu potrubních materiálů jim dodává následující vlastnosti:

Schopnost pracovat při vysokých teplotách a tlacích uvnitř potrubí je činí nepostradatelnými v energetickém sektoru.
Tuhost, odolnost proti vnější deformaci a vnitřnímu tlaku se využívá v hydraulice, strojírenství.
Při konstrukci letadel je požadována pevnost bezešvé trubky v kombinaci s lehkostí materiálu díky obzvláště tenké stěně.
Bezpodmínečná těsnost zajišťuje bezpečnou přepravu agresivních, toxických látek v chemických provozech.
Šetrnost k životnímu prostředí a bezpečnost, pokud jde o inertnost vůči potravinářským výrobkům, je v potravinářském průmyslu široce používána.

Jedinou nevýhodou bezešvých ocelových trubek je jejich vysoká cena. Ale v kombinaci ceny a kvality, kdy jsou na potrubí a konstrukce kladeny zvýšené požadavky, se tento materiál nejen plně vyplatí, ale také krátkodobě přináší zisk.

Oblasti použití

Pevnost a odolnost výrobků umožňuje použití kovových přířezů v různých oblastech výroby a veřejných služeb.

Bezešvé trubky se používají pro stavbu:

auta;
zemědělské stroje (traktory, nakladače, jeřáby, kombajny);
modelování letadel a letadel;
vojenské vybavení;
různé typy lodí atd.

Výrobky jsou nezbytné pro instalaci vodních cest, hydraulických systémů, pro pokládku plynovodů, v oblastech těžby a zpracování ropných produktů, v chemickém průmyslu, energetických komplexech, v těžkém průmyslu atd.

Silnostěnné modely se používají v komplexech s vysokotlakými indikátory, pro konstrukci nosných konstrukcí, které vydrží velké zatížení (rámy, výztužné mříže atd.).

Specifikace

Vlastnosti bezešvé trubky splňují normy GOST. Rozměry výrobků zpracovávaných pod tepelným vlivem upravuje GOST 8732-78. Oblíbené trubky s průměrem vnějšího povrchu 25-700 mm, parametry stěny jsou 2,5-75 mm. Délka standardních trubek se pohybuje od 4 do 12,5 m.

Modely s deformací za studena jsou regulovány GOST 8734-75. Velikost vnějšího průměru je 8-450 mm, tloušťka stěny je 0,08-20 mm. Nahodilá délka trubek je 1,5-11,5m, měřená délka je 4,5-9m.

Pro potrubí bez spojovacích švů se používají oceli jakosti 10, st35, st40x atd.

Rozměry a hmotnost bezešvé trubky závisí na technologii výroby a způsobu válcování. Rozsah velikostí pro modely, které odolávají vysokému tlaku (přesnost) je pevně stanoven v GOST 9567-75, který odpovídá požadavkům evropské normalizace ISO. Normy platí také pro potrubní tvarovky vyrobené z vysoce pevné oceli.

Výrobky jsou před dodáním testovány na shodu s celkovými parametry, těsnost, odolnost proti mechanickému poškození atd.

Technologický postup výroby bezešvých trubek z nerezové oceli

Technologie průmyslové výroby bezešvých trubek je extrémně složitá a časově náročná. Každá fáze vyžaduje hodně energie a materiálů. Trubky se často používají pro dopravu sterilních médií, proto jsou na jejich výrobu kladeny ty nejpřísnější požadavky. Kov musí být očištěn od nečistot a samotný výrobní proces musí být pečlivě kontrolován ve všech fázích:

Kovový blok vyrobený z legované oceli se zahřívá v peci.
Rozžhavený se přivádí do lisovací a děrovací stolice, kde mu tvarovací prvky dodají potřebnou konfiguraci a pronikají skrz obrobek skrz naskrz.
Poté se budoucí trubka vyválí válečky na předem stanovenou délku, s požadovanou tloušťkou stěny, vnějším a vnitřním průměrem.
Hotový prvek se ochladí a podstoupí finální kalibraci ve speciální nádobě.
Poslední fází je příprava segmentů požadované délky a označení produktů připravených k prodeji.

Některé druhy bezešvých ocelových trubek procházejí speciálním postupem dodatečného kalení. Výrobek se zahřeje a poté rychle ochladí. Několikrát opakovaný postup přeskupuje molekulární mřížku oceli a dává jí nové vlastnosti.

Pro výrobu bezešvých trubek z nerezové oceli se používají různé třídy oceli:

12X18H10T. Nejodolnější vůči korozi, používá se častěji než ostatní. Přísady do slitin: nikl, titan a chrom. Chrom zvyšuje antikorozní vlastnosti, titan zvyšuje pevnost, nikl dodává slitině potřebnou tažnost.
10X17H13M2T. Skvělé pro přepravu vysoce kyselých chemikálií. Hlavními spotřebiteli těchto produktů jsou chemické a lékařské podniky, výroba potravin
06HN28MDT. Úspěšně působí v petrochemickém a hutním průmyslu.
10X23H18. Třída vysoce legované oceli se zvýšenou odolností vůči vysokým teplotám a otevřenému plameni. Trubky vyrobené z takové oceli se používají při konstrukci komor pro spalování paliva, vysokoteplotních kotlů. Snadno odolá dlouhodobému vystavení teplotám až 1100°C.

Obecně normy pro výrobu bezešvých trubek z nerezové oceli umožňují použití 20 různých slitin. To vám umožní získat produkty s jedinečnou sadou vlastností, které se nejlépe hodí pro konkrétní úkol.

https://youtube.com/watch?v=bJlMDTRYvBY

Odrůdy produktů

Vzhledem k tomu, že bezešvý typ trubek je na trhu velmi žádaný, získal mezi lidmi své vlastní jméno - lité. Odlévání ze speciálního kovového ingotu se používá pro proces jeho tvorby. Tento typ téměř nemá podélné typy připojení.
Bezešvá forma může v závislosti na svých rozměrech obsahovat různé délkové míry.
Pro jakoukoli odrůdu jsou určité velikosti stanoveny státními normami. Pokud tedy dodržíte obecnou normu, za tepla válcovaná trubka v celkovém průměru by se měla pohybovat od 25 do 700 mm (ve vnějším průměru), v této době by tloušťka stěny měla dosahovat 2,5-75 mm. Výroba dílů může probíhat v určitém rozsahu od 4 do 12 mm.
Bezešvé ocelové trubky z hlediska celkového poměru tloušťky stěny k celkovému průměru mohou být od šesti do třinácti milimetrů. Existují až čtyři odrůdy, které se v současné době také dělí do čtyř plnohodnotných skupin. Gradace se tedy mění od písmene B do E. Skupina B charakterizuje formy, jejichž chemické složky jsou měřeny. Jejich opakem se stává skupina E. Tento typ je vyroben bez použití tepelného zpracování v souladu s dokumentačními normami.

V sekci bezešvé trubky se nejodolnější a nejkvalitnější stanou trubky bezešvé.

Ocelové trubky tvarované za studena jsou vyráběny v souladu se všemi státními normami. Podle nich se tedy vnější průměr trubky musí pohybovat od 8 do 450 milimetrů. Celková tloušťka stěn nesmí přesáhnout 20 milimetrů. Naměřená délka takových částí se bude pohybovat od čtyř a půl do deseti metrů, neměřená délka v tomto případě bude od 1,5 do 11,5 metru.

Potrubí, které nemá švy, má velké množství různých úprav. Hlavní rozdíly tedy budou záviset na jakosti oceli, která se používá při vytváření, na parametrech stěn (tloušťka a délka). Celkem by se mělo použít asi deset různých jakostí oceli k vytvoření takových trubek bez švů. Taková barevná kompozice v každém případě pomáhá vybrat nejvhodnější možnost v souladu se situací a potřebami.

Válcované za tepla lze vyrábět pomocí velkého množství různých zařízení. Všechny se od sebe dokážou znatelně lišit jak celkovou velikostí dílů, tak i způsoby jejich tvorby. V konečném důsledku můžete získat různé typy produktů.

Hlavní rozdíly mezi bezešvými a ostatními trubkami budou především ve vnějších parametrech.

Bezproblémové válcování se dosahuje po válcování jednoho ingotu kovu pomocí specializovaného zařízení, které pomáhá dokončit proces vytváření otvorů ve středu jednoho ingotu. Můžete také použít zcela jiný způsob výroby bezešvých výrobků - vrtání otvoru uvnitř válcového předmětu.

Válcované za tepla beze švů, v závislosti na průměru stěn, mohou být jak silnostěnné, tak tenkostěnné. Rozměry se v tomto případě budou lišit v závislosti na vnějším průměru.

Výhody ocelových bezešvých trubek

Největší výhodou masivního válcovaného kovu bude samozřejmě téměř úplná absence švů na výrobku, po které se začnou stát téměř zcela nezranitelnými. Absence hlavního svaru může několikanásobně zvýšit jejich pevnost a odolnost vůči okolnímu světu.
Výrobek, který je vytvořen pomocí silného plechu, se od ostatních liší svou antikorozní vlastností. Může ale také nepříznivě ovlivnit flexibilitu výrobku při opravách nebo montážních pracích. Během instalačních prací je také nutné vzít v úvahu celkový průměr použitých trubek tvářených za tepla. To je považováno za velmi důležité, protože úprava nemusí uživateli poskytnout požadované efekty.
Také bezešvý typ může být vyroben z různých forem oceli, má vysokou tepelnou vodivost a nízkou teplotní úroveň, která charakterizuje parametr lineární roztažnosti.

Trubka válcovaná za tepla se stane téměř ideálním prostředkem pro vytváření komunikací. Pomocí různých forem spojení můžete vytvářet nové formy konstrukcí a budov.

https://youtube.com/watch?v=ypzKyB_xrRo

Kde se používá trubka válcovaná za tepla

Hlavním úkolem těchto výrobků je bezpečná dodávka pracovního média bez úniku, i když je toto médium v plynném stavu.

Vzhledem k tomu, že se ve výrobním procesu používá uhlíková a legovaná ocel, mohou být hotové výrobky použity k vytvoření chemicky aktivního prostředí, protože mají vysoké antikorozní vlastnosti.

V závislosti na druhu materiálu použitého ve výrobním procesu se výrobky válcované za tepla dělí do několika kategorií:

S normalizovanými mechanickými vlastnostmi.
Mít normalizované chemické složení.
Produkty s přídělovým a chemickým složením a mechanickými vlastnostmi.
S přidělováním zkušebního hydraulického tlaku.
Hodnocení kontroly mechanických vlastností vzorků a chemických složení.

Různé technické charakteristiky také určují rozsah použití bezešvých trubek válcovaných za tepla. Právě absence jakýchkoliv švů zajišťuje vysokou funkčnost a odolnost takových výrobků.

Technické požadavky na výrobky válcované za tepla jsou stanoveny GOST 8731-74 a rozsah - GOST 8732-78. Sortiment výrobků válcovaných za studena zase určuje GOST 8734-75 a technické požadavky GOST 8733-74.

Jak se vyrábí?

Pro výrobu bezešvých trubek válcovaných za tepla se používá plný za tepla válcovaný nebo kovaný předvalek, který se zahřeje na teplotu +900º-1200º. Přesné údaje o teplotě závisí na tom, která ocel je v tomto případě použita.

Výrobní proces probíhá na tzv. potrubních mlýnech. Výsledkem je produkt, který má velmi nízkou míru přesnosti válcování a rovněž významné tolerance tloušťky stěny. A kvalita jeho povrchu je dost nízká.

Kulaté bezešvé trubky válcované za tepla

Z těchto důvodů nelze technologii válcování za tepla použít při výrobě ocelových výrobků s tenkými stěnami a malými průměry. Teoreticky by v souladu s normami měly být parametry trubek válcovaných za tepla od 25x2,5 mm do 530x75 mm, ale praktické ukazatele jsou od 32x3 mm do 426x30 mm. Je to dáno tím, že továrny nemají odpovídající vybavení, nebo je výroba nepraktická.

Výrobky tvářené za tepla se vyrábějí v několika fázích:

obrobek se zahřeje na teplotu, která mírně překračuje práh krystalizace oceli;
pomocí děrovacího lisu se z obrobku získá dutý válec nebo pouzdro;
pomocí válcování se udává správný tvar a vhodná velikost, tloušťka stěny, vnější a vnitřní průměry;
ocelová profilová trubka je chlazena a kalibrována pomocí válečků;
výrobky jsou řezány na požadované rozměry, které mohou být standardní i bezrozměrné.

Druhy oceli používané pro výrobu výrobků válcovaných za tepla

Taková trubka je vyrobena z ocelí:

10.
20.
35.
45.
15HM.
30HGSA.
09G2S.

Přípustné indikátory tlaku nepřesahují 20 MPa a přípustné odchylky průměru jsou do 1,25%, tloušťka stěny do 12,5%. Bezešvé výrobky válcované za tepla mohou být buď tenkostěnné 6-12,5 mm, nebo silnostěnné: 12,5-40 mm. Také tyto výrobky mohou mít zvýšenou přesnost výroby vnějšího průměru a obvyklého.