Tubo conformado en caliente sin soldadura

Producción de tubos de paredes gruesas.

A diferencia de los análogos soldados eléctricamente, donde el tocho se produce enrollando una lámina de metal plana de un espesor dado en un cilindro, el material de partida para la fabricación de una tubería sin costura es un tocho de acero monolítico de forma cilíndrica. Las empresas industriales utilizan dos tecnologías que pueden convertir una barra de metal en un producto hueco de la sección y longitud requeridas:

deformación en caliente

Se utiliza principalmente en la producción de productos de paredes gruesas.

La secuencia de fabricación aquí incluye los siguientes pasos:

Una barra de acero cilíndrica masiva se coloca en un horno y se calienta a una temperatura fija, a la cual la aleación de acero se vuelve blanda y dúctil, pero aún no tiene fluidez.
El tocho calentado cae sobre una potente prensa perforadora, que convierte una pieza en bruto monolítica en un cilindro hueco. Los expertos lo llaman manga. Exteriormente, ya parece una tubería terminada, pero aún no tiene la forma ideal y las dimensiones requeridas.
Al pasar sucesivamente por grupos de rodillos que laminan y arrastran el metal, la palanquilla adquiere las dimensiones especificadas: longitud, diámetro y espesor de pared.
Además, el producto se enfría y se somete a una calibración final, después de lo cual se corta en segmentos de la longitud requerida y se envía al almacén.

El procedimiento de fabricación está regulado por GOST 8732-78. El método de deformación en caliente no es adecuado para la producción de productos de paredes delgadas, ya que proporciona una calidad de la superficie del material insuficientemente alta y un mayor error en el espesor de la pared.

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deformación en frío

La diferencia de esta tecnología radica en el hecho de que el tocho incandescente se enfría inmediatamente después de la prensa perforadora, y pasa a través de los rodillos formadores ya fríos. Luego, antes de la calibración final, la tubería se calienta y se enfría nuevamente para eliminar las áreas de tensión interna del metal y hacerlo más dúctil y maleable. Todas las etapas de fabricación de tuberías por deformación en frío están reguladas por GOST 8734-75.

Ambas tecnologías permiten obtener productos con un espesor de pared constante en toda su longitud, capaces de operar en condiciones de indicadores de presión colosales. Cada producto terminado debe pasar pruebas de prueba, donde se verifica cuidadosamente la flexión, el aplanamiento, la composición química del metal y se evalúa la capacidad para trabajar con éxito en entornos agresivos.

¿Dónde se usa la tubería de perfil laminado en frío?

La tubería sin costura laminada en frío es más costosa que la laminada en caliente, pero es resistente a la corrosión, por lo que se usa solo en tuberías de alta presión y alta temperatura. Además, dichos productos se utilizan en los casos en que se imponen requisitos especiales sobre la calidad de la superficie del producto y la forma geométrica.

La deformación en frío tiene varias diferencias fundamentales, en particular, después del procesamiento en una prensa perforadora, la pieza de trabajo se enfría y su calibración también es en frío. Para evitar tensiones internas, así como para hacer que el material sea viscoso y plástico, el tocho se calienta hasta el estado de recristalización del metal incluso antes del laminado.

La tubería de perfil laminado en frío se puede fabricar con varios tipos de acero:

Carbón.
alto contenido de carbono;
aleado;
Altamente aleado.

Tubo cuadrado sin soldadura laminado en frío

Solo si se utilizan los grados de acero especificados en GOST en el proceso de fabricación, se puede garantizar una alta funcionalidad y resistencia a la tensión mecánica.A diferencia de la tubería sin costura perfilada laminada en frío y formada en caliente, puede tener paredes más delgadas y su propio diámetro más pequeño, lo que amplía significativamente el alcance de las aplicaciones y asegura un bajo peso de la estructura.

Hay muchas situaciones en las que un peso pequeño se convierte en un factor crítico, pero la más popular ahora es un tubo de perfil laminado en frío con un diámetro de no más de 14 cm.

¿Qué son los tubos conformados en frío?

Los productos laminados en frío son:

especialmente de paredes delgadas, con un espesor de pared de no más de 0,5 milímetros, o si el diámetro está relacionado con el espesor en más de 40 unidades;
paredes delgadas con un espesor de pared de 1,5 milímetros, o la relación dh / s está en el rango de 12,5-40;
especialmente de paredes gruesas, si dh / s de 12.5 a 6;
de paredes gruesas si la relación entre el diámetro y el espesor es inferior a 6.

Hay situaciones en las que las proporciones de espesor y diámetro difieren de las opciones estándar, pero dichos productos se producen solo si es necesario cumplir con condiciones técnicas especiales. También se imponen requisitos especiales a la curvatura de una sección arbitraria, que no puede superar los 3 mm con un espesor de pared inferior a 8 mm, 2 mm con un espesor de 8 a 10 mm y 1,5 mm con un espesor de pared superior a 10 mm .

Además, en la última etapa de producción, el tocho de perfil laminado en frío debe someterse a recocido, y su forma geométrica y espesor de pared debe estar dentro de los estándares establecidos.

Se permiten desviaciones en las dimensiones del producto para diámetros especialmente pequeños de hasta el 1,5 %, para diámetros ordinarios del 0,8 %, desviaciones en el espesor de la pared para diámetros pequeños de hasta el 12 %, para diámetros ordinarios de hasta el 10 %. Solo si el cliente tiene requisitos especiales se puede omitir el recocido.

De acuerdo con GOST, una tubería de perfil laminado en frío está hecha de grados de acero: 10, 20, 35, 45, 20X, 40X, 15XM, 30XGSA. La tubería de perfil sin costura se suministra, tanto laminada en frío como conformada en caliente, en lotes que no excedan las 70 toneladas, que se pueden empacar en fardos. Si el diámetro del producto supera los 159 mm, debe marcarse individualmente.

Clasificación

Los tubos de acero sin costura se clasifican según:

método de producción;
parámetros de temperatura;
método de corte, etc

Según el tipo de tramo, los modelos se dividen en:

ronda;
oval;
cuadrado;
rectangular;
trapezoidal, etc

La clasificación de longitud incluye productos:

Medido;
sin medir;
múltiplos de cualquier longitud medida.

La clasificación más común de los productos metálicos es la producida por laminación en frío o en caliente.

La longitud de los tubos de trabajo en frío se produce de forma estándar de 4,5 a 9 m Los parámetros del espesor del acero de los productos varían de 8 mm.

Las estructuras laminadas en caliente se producen con una sección transversal de 25 a 700 mm, con un espesor de acero de 2,5 a 75 mm, según el propósito funcional. Los tubos sin costura sin costura están hechos de palanquillas fundidas que brindan una alta resistencia.

Dimensiones y características

Los productos formados en caliente tienen un diámetro de 20 a 550 mm con un espesor de pared de 2,5 a 75 mm. La longitud mínima de una sección de tubería es de 4 m, la longitud máxima es de 12,5 m, el error dimensional permitido es de 5 mm. Otro indicador importante es el valor máximo de flexión. Para tuberías con un espesor de pared de 20 mm o menos, la curvatura no debe exceder 1,5 mm por metro lineal de longitud, para espesores de pared de 20 a 30 mm, no más de 2 mm, más de 30 mm - 4 mm.

Los tubos formados en frío tienen un surtido más pequeño. El grosor de la pared aquí varía de 0,3 a 24 mm, la sección externa, de 5 a 240 mm.

Si una tubería pertenece a una variedad de pared delgada o de pared gruesa se determina calculando un coeficiente que muestra la relación entre el diámetro y el espesor de la pared. Cuando el valor calculado está en el rango de 6 a 12,5, el producto se clasifica como de paredes gruesas.Más de 12,5 - a paredes delgadas. Los productos con un coeficiente inferior a 6 ya se consideran de paredes especialmente gruesas. Son extremadamente caros de fabricar y solo se fabrican bajo pedido.

Características y propósito

Los tubos de pared gruesa sin soldadura son un tipo especial de material de tubo fabricado industrialmente, laminado en frío o en caliente. Ciertos grados de acero se utilizan para la fabricación (ferroso, inoxidable, a veces con impurezas de metales no ferrosos), lo que les permite ser utilizados con éxito en diversas áreas de la economía nacional, hasta la construcción de aeronaves y la industria química.

Las principales ventajas de los productos de acero sin costura son las siguientes:

Alta resistencia a la tracción.
Resistencia a la corrosión.
Pequeña dilatación térmica del material.
Resistente a la mayoría de los medios químicamente activos.
Larga vida útil, calculada en decenas de años.

Tipos de tubos sin costura

Dependiendo de la tecnología de fabricación, la industria ofrece a los consumidores dos tipos de productos: laminados en caliente y laminados en frío.

laminado en caliente

También puede encontrar el término prensado en caliente o trabajado en caliente. Se emiten de acuerdo con GOST 9940-81. La tecnología de laminación en caliente no permite fabricar tubos de diámetros pequeños. Además, en este caso no siempre es posible obtener una superficie de tubería perfectamente lisa y garantizar la precisión dimensional.

Laminado en frío

De lo contrario, estirado en frío o formado en frío. Su producción está regulada por GOST 9941-81. Se diferencian de los laminados en caliente, en primer lugar, en una sección transversal más pequeña y paredes delgadas. La superficie de las tuberías con este método de producción es más suave. Cuando se producen productos con un tipo de sección diferente a la redonda (rectángulo, estrella, óvalo, hexágono, etc.), solo se utiliza el método de deformación en frío.

Tuberías de pared gruesa y de pared delgada

Otro criterio es el grosor de la pared del producto. Este indicador determina en gran medida el alcance del material de la tubería. Tuberías de acero de pared gruesa y de pared delgada separadas:

La tubería sin costura laminada en caliente tiene un diámetro de 28-426 mm, con un espesor de pared de 3-40 mm.
El laminado en frío permite la fabricación de tubos con un diámetro de 0,3 a 450 mm y un espesor de pared de 0,06 a 12 mm.

El corte de tuberías se realiza en ángulo recto. El área de corte de la sierra se limpia necesariamente de golpes y rebabas. La superficie del producto debe tener una estructura uniforme, sin grietas, abolladuras o puestas.

Ventajas de los tubos sin costura

La ausencia de una costura en un tubo de metal los hace muy duraderos en comparación con los productos soldados. Las características físicas del acero + una tecnología especial para la fabricación de materiales de tubería los dota de las siguientes características:

La capacidad de operar a altas temperaturas y presiones dentro de la tubería los hace indispensables en el sector energético.
La rigidez, la resistencia a la deformación externa y la presión interna se utilizan en hidráulica, ingeniería mecánica.
En la construcción de aeronaves, se requiere la resistencia de un tubo sin costura, combinada con la ligereza del material debido a una pared especialmente delgada.
La estanqueidad incondicional garantiza el transporte seguro de sustancias agresivas y tóxicas en plantas químicas.
El respeto por el medio ambiente y la seguridad, en términos de inercia para los productos alimenticios, se utilizan ampliamente en la industria alimentaria.

La única desventaja de las tuberías de acero sin costura es su alto costo. Pero en la combinación de precio y calidad, cuando se imponen mayores requisitos a las tuberías y estructuras, este material no solo se amortiza por completo, sino que también genera ganancias a corto plazo.

áreas de uso

La resistencia y durabilidad de los productos permite el uso de piezas en bruto de metal en diversas áreas de producción y servicios públicos.

Los tubos sin costura se utilizan para la construcción:

coches;
maquinaria agrícola (tractores, cargadores, grúas, cosechadoras);
aeronaves y modelado de aeronaves;
equipamiento militar;
diferentes tipos de barcos, etc.

Los productos son necesarios para la instalación de vías fluviales, sistemas hidráulicos, para el tendido de gasoductos, en las áreas de extracción y procesamiento de productos derivados del petróleo, en industrias químicas, complejos energéticos, en la industria pesada, etc.

Los modelos de paredes gruesas se utilizan en complejos con indicadores de alta presión, para la construcción de estructuras de soporte que pueden soportar cargas pesadas (marcos, rejillas de refuerzo, etc.).

Especificaciones

Las características de una tubería sin costura cumplen con los estándares de GOST. Las dimensiones de los productos procesados bajo influencia térmica están reguladas por GOST 8732-78. Tuberías populares que tienen un diámetro de superficie exterior de 25-700 mm, los parámetros de la pared son de 2,5-75 mm. La longitud de las tuberías estándar varía de 4 a 12,5 m.

Los modelos con deformación en frío están regulados por GOST 8734-75. El tamaño del diámetro en el exterior es de 8-450 mm, el espesor de la pared es de 0,08-20 mm. La longitud aleatoria de las tuberías es de 1,5 a 11,5 m, la longitud medida es de 4,5 a 9 m.

Para tuberías sin costuras de conexión, se utilizan grados de acero 10, st35, st40x, etc.

Las dimensiones y el peso del tubo sin costura dependen de la tecnología de fabricación y del método de laminado. El rango de tamaño para los modelos que soportan alta presión (precisión) se fija en GOST 9567-75, que cumple con los requisitos de la norma europea ISO. Las normas también se aplican a los accesorios de tubería hechos de acero de alta resistencia.

Antes de la entrega, los productos se prueban para verificar el cumplimiento de los parámetros generales, estanqueidad, resistencia al daño mecánico, etc.

Proceso tecnológico de fabricación de tubos inoxidables sin costura

La tecnología de producción industrial de tubos sin costura es extremadamente compleja y requiere mucho tiempo. Cada etapa requiere mucha energía y materiales. Las tuberías se utilizan a menudo para el transporte de medios estériles, por lo que se imponen los requisitos más estrictos en su fabricación. El metal debe limpiarse de impurezas y el proceso de producción en sí debe controlarse cuidadosamente en todas las etapas:

Un tocho de metal hecho de acero aleado se calienta en un horno.
Al rojo vivo, se alimenta al molino de prensado y perforación, donde los elementos de formación le dan la configuración necesaria, penetrando la pieza de trabajo de principio a fin.
Después de eso, la tubería futura se extiende con rodillos a una longitud predeterminada, con el espesor de pared requerido, los diámetros exterior e interior.
El elemento terminado se enfría y se somete a una calibración final en un contenedor especial.
La etapa final es la preparación de segmentos de la longitud requerida y el marcado de productos listos para la venta.

Algunos grados de tubos de acero sin costura se someten a un procedimiento especial de posendurecimiento. El producto se calienta y luego se enfría rápidamente. Repetido varias veces, el procedimiento reorganiza la red molecular del acero, otorgándole nuevas propiedades.

Para la fabricación de tubos de acero inoxidable sin soldadura se utilizan varios grados de acero:

12X18H10T. El más resistente a la corrosión, se usa con más frecuencia que otros. Aditivos de aleación: níquel, titanio y cromo. El cromo mejora las propiedades anticorrosivas, el titanio mejora la resistencia y el níquel le da a la aleación la ductilidad necesaria.
10X17H13M2T. Ideal para el transporte de productos químicos altamente ácidos. Los principales consumidores de tales productos son las empresas químicas y médicas, la producción de alimentos
06HN28MDT. Se opera con éxito en las industrias petroquímica y metalúrgica.
10X23H18. Un grado de acero de alta aleación con mayor resistencia a altas temperaturas y llamas abiertas. Las tuberías hechas de dicho acero se utilizan en la construcción de cámaras para quemar combustible, calderas de alta temperatura. Resiste fácilmente la exposición prolongada a temperaturas de hasta 1100°C.

En general, las normas para la fabricación de tubos inoxidables sin costura permiten el uso de 20 aleaciones diferentes. Esto le permite obtener productos con un conjunto único de características que se adaptan mejor a una tarea específica.

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Variedades de productos

Dado que el tipo de tubería sin costura tiene una gran demanda en el mercado, ha recibido su propio nombre entre la gente: fundición. Dado que se utiliza fundición de un lingote de metal especial para el proceso de su creación. Este tipo casi no tiene tipos longitudinales de conexiones.
Dependiendo de sus dimensiones, una forma sin costura puede contener varias medidas de longitud.
Para cualquier variedad, los estándares estatales establecen ciertos tamaños. Entonces, si sigue el estándar general, el diámetro total del tubo laminado en caliente debe variar de 25 a 700 mm (en el diámetro exterior), en este momento el espesor de la pared debe alcanzar los 2,5-75 mm. La producción de piezas puede tener lugar en un cierto rango de 4 a 12 mm.
Las tuberías de acero sin costura en términos de la relación general entre el espesor de la pared y el diámetro total pueden ser de seis a trece milímetros. Hay hasta cuatro variedades, que, en este momento, también se dividen en cuatro grupos completos. Así, la gradación varía de la letra B a la E. El grupo B caracteriza las formas cuyos componentes químicos se miden. El grupo E se convierte en su opuesto Este tipo se fabrica sin el uso de tratamiento térmico de acuerdo con los estándares de documentación.

En la sección de tubos sin costura, los tubos sin costura se convertirán en los más duraderos y de alta calidad.

Los tubos de acero conformados en frío se fabrican de acuerdo con todas las normas estatales. Entonces, sujeto a ellos, el diámetro exterior de la tubería debe variar de 8 a 450 milímetros. El espesor total de las paredes no debe exceder los 20 milímetros. La longitud medida de dichas piezas variará de cuatro y medio a diez metros, la longitud no medida en este caso será de 1,5 a 11,5 metros.

Una tubería que no tiene costuras tiene una gran cantidad de modificaciones diferentes. Entonces, las principales diferencias dependerán del grado de acero que se utilice durante la creación, los parámetros de las paredes (grosor y longitud). En total, se deben usar alrededor de diez grados de acero diferentes para crear tales tuberías sin costuras. Una composición tan colorida ayuda en cualquier caso a elegir la opción más adecuada de acuerdo con la situación y las necesidades.

El laminado en caliente se puede producir utilizando una gran cantidad de dispositivos diferentes. Todos ellos pueden diferir notablemente entre sí tanto en el tamaño total de las piezas como en los métodos de creación. En última instancia, puede obtener una variedad de tipos de productos.

Las principales diferencias entre las tuberías sin costura y otras estarán principalmente en los parámetros externos.

El laminado sin costuras se obtiene después de laminar un lingote de metal usando un dispositivo especializado que ayuda a completar el proceso de creación de agujeros en el centro de un lingote. También puede usar una forma completamente diferente de producir productos sin costura: perforar un agujero dentro de un objeto cilíndrico.

Laminado en caliente sin costuras, dependiendo del diámetro de las paredes, puede ser tanto de paredes gruesas como de paredes delgadas. Las dimensiones en este caso variarán dependiendo del diámetro exterior.

Ventajas de la tubería sin soldadura de acero

Por supuesto, la mayor ventaja del metal laminado sólido será la ausencia casi total de costuras en el producto, después de lo cual comienzan a volverse casi completamente invulnerables. La ausencia de la costura de soldadura principal puede aumentar varias veces su fuerza y resistencia al mundo exterior.
El producto, que se crea utilizando una gruesa lámina de metal, se diferencia de los demás en su propiedad anticorrosión. Pero también puede afectar negativamente a la flexibilidad del producto durante los trabajos de reparación o montaje. Además, durante el trabajo de instalación, es imperativo tener en cuenta el diámetro total de las tuberías conformadas en caliente utilizadas. Esto se considera muy importante, ya que es posible que la edición no proporcione los efectos deseados al usuario.
Además, el tipo sin costura se puede fabricar con varias formas de acero, tiene una alta conductividad térmica y un bajo nivel de temperatura, lo que caracteriza el parámetro de expansión lineal.

Una tubería laminada en caliente se convertirá en un medio casi ideal para crear comunicaciones. Usando varias formas de conexiones, puede crear nuevas formas de estructuras y edificios.

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¿Dónde se usa la tubería laminada en caliente?

La tarea principal que realizan estos productos es la entrega segura del medio de trabajo sin fugas, incluso si este medio se encuentra en estado gaseoso.

Debido al hecho de que se utiliza acero al carbono y aleado en el proceso de producción, los productos terminados se pueden usar para brindar un ambiente químicamente activo, ya que tienen altas características anticorrosivas.

Según el tipo de material que se utilice en el proceso de fabricación, los productos laminados en caliente se dividen en varias categorías:

Tener propiedades mecánicas normalizadas.
Tener una composición química normalizada.
Productos con racionamiento y composiciones químicas y propiedades mecánicas.
Tener racionamiento de presión hidráulica de prueba.
Racionamiento del control de propiedades mecánicas sobre muestras y composiciones químicas.

Varias especificaciones técnicas también determinan el ámbito de aplicación de los tubos sin costura laminados en caliente. Es la ausencia de costuras lo que garantiza una alta funcionalidad y durabilidad de dichos productos.

Los requisitos técnicos para los productos laminados en caliente están determinados por GOST 8731-74 y el surtido - GOST 8732-78. A su vez, la variedad de productos laminados en frío está determinada por GOST 8734-75 y los requisitos técnicos de GOST 8733-74.

¿Cómo se produce?

Para la fabricación de tubos laminados en caliente sin costura se utiliza una palanquilla maciza laminada en caliente o forjada, que se calienta a una temperatura de +900º-1200º. Las lecturas de temperatura exactas dependen del grado de acero que se utilice en este caso.

El proceso de producción tiene lugar en los llamados molinos de tubos. Como resultado, se obtiene un producto que tiene índices de precisión de laminado muy bajos, así como tolerancias significativas para el espesor de pared. Y la calidad de su superficie es bastante baja.

Tubo sin costura redondo laminado en caliente

Por estas razones, la tecnología de laminación en caliente no se puede utilizar en la fabricación de productos de acero con paredes delgadas y diámetros pequeños. Teóricamente, de acuerdo con las normas, los parámetros de los tubos laminados en caliente deberían ser de 25x2,5 mm a 530x75 mm, pero los indicadores prácticos son de 32x3 mm a 426x30 mm. Esto se debe a que las fábricas no cuentan con el equipo adecuado o la producción es poco práctica.

Los productos conformados en caliente se fabrican en varias etapas:

la pieza de trabajo se calienta a una temperatura que supera ligeramente el umbral de cristalización del acero;
usando una prensa perforadora, se obtiene un cilindro hueco o manguito de la pieza de trabajo;
con la ayuda de laminación, se dan la forma correcta y el tamaño apropiado, el grosor de la pared, los diámetros exterior e interior;
el tubo de perfil de acero se enfría y calibra con la ayuda de rodillos;
los productos se cortan a las dimensiones requeridas, que pueden ser estándar y no dimensionales.

Grados de acero utilizados para la fabricación de productos laminados en caliente

Tal tubería está hecha de grados de acero:

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

Los indicadores de presión permitidos no superan los 20 MPa, y las desviaciones permitidas del diámetro son de hasta el 1,25 %, el espesor de la pared es de hasta el 12,5 %. Los productos sin costura laminados en caliente pueden tener paredes delgadas de 6 a 12,5 mm o paredes gruesas de 12,5 a 40 mm. Además, estos productos pueden tener una mayor precisión de fabricación del diámetro exterior y del habitual.