Труба холоднодеформированная: описание, ГОСТ и особенности

Холоднодеформированная труба нашла свое широкое применение в строительстве и во многих областях деятельности человека. С помощью неё изготавливают детали для мебельного производства, прокладывают водо-, газо-, нефтепровод, а также инженерные сети, среди них и те, что предназначены для перекачивания агрессивных сред. Упомянутые изделия обладают высокой прочностью, в них нет шва, поэтому область применения распространяется ещё и на авиационную промышленность, а также автомобилестроение.

Описание трубы

Ознакомившись с государственными стандартами, вы сможете понять, что холоднодеформированная труба представляет собой полый стержень, на котором отсутствуют сварные швы и соединения. Технология изготовления может быть разной, а классифицировать ее можно по нескольким видам, среди них:

• прессование;
• ковка;
• прокатка;
• волочение.

Наиболее распространенным способом является прокатка. В качестве заготовки используется труба, которая изготавливается методом горячего катания. Сталь прокатывается с помощью специального оборудования. В основе холоднодеформированной трубы лежит углеродистая или легированная сталь. По той причине, что у описываемых изделий отсутствуют швы, это позволяет использовать их в негативных условиях и при механических воздействиях.

Что касается размера, такие трубы гораздо меньше, чем горячекатаные или сварные. Однако можно выделить одно важное преимущество, которое заключается в точности размеров. Изделия обладают поверхностью, качество которой гораздо выше в сравнении с трубами, изготовленными по другим технологиям. Холодное деформирование позволяет получить трубы с тонкой стенкой.

Сферы применения

Бесшовные трубы востребованы в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к качеству и прочности трубопровода.

Их широко используют для транспортировки нефтехимической и газовой продукции, подачи топлива в ответственных узлах автомобилей, судов.

Они применяются в сооружении различных наружных и внутренних коммуникаций как в жилищно-коммунальной сфере, так и на промышленных предприятиях.

Большой выбор типоразмеров позволяет использовать их в мебельных конструкциях, декорировании помещений.

Основные особенности: классификация по параметрам

Холоднодеформированная труба может классифицироваться по толщине стенки и бывает тонкостенной или толстостенной. От этого зависит устойчивость к негативным воздействиям и прочность. Тонкостенная бесшовная труба имеет незначительный вес. Это свойство востребовано при возведении нестандартных конструкций. Что касается толщины, то она может быть равна от 4 до 6 мм. Однако при необходимости использование трубы с толщиной стенки, которая отличается от упомянутых параметров, на производстве могут быть выполнены изделия, стенки которых достигают 12 мм в толщину. Они отличаются особо высокой прочностью.

Диаметр выступает в качестве одного из главных параметров, он может быть равен значению в пределах от 5 до 45 см. Стальная холоднодеформированная труба может обладать еще и разным сечением, а именно:

• овальным;
• круглым;
• прямоугольным;
• квадратным.

Дополнительной характеристикой является еще и длина. Трубы могут быть мерными или немерными. Мерная длина равна 4,5 или 5 м. Если же вам необходимы трубы немерной длины, то вы можете выбрать отрезки от 1,5 до 11,5 м.

Форма поперечного сечения профиля

Следующий параметр, на котором остановимся, – форма поперечного сечения профиля. Как правило, бесшовная труба круглого сечения. Встречается такой прокат гораздо чаще остальных, но есть и другие решения. Существует такое понятие как профильная труба. Это трубный прокат, в котором сечение профиля отличается от круглого. Профильные трубы тоже выпускаются и бесшовными. Среди основных форм профиля прямоугольная и квадратная.

Еще профильные бесшовные трубы бывают:

• каплевидными;
• овальными;
• шестигранными;
• плоскоовальными;
• с полыми ребрами.

И это только те формы профиля, на которые есть соответствующий ГОСТ. Сортамент гораздо шире.

Государственные стандарты

Холоднодеформированная труба (ГОСТ 8734-75) может классифицироваться ещё и по способу использования. Такие изделия могут иметь специальное или общее назначение. Последний вариант может иметь наружный диаметр в пределах от 5 до 250 мм, тогда как толщина стенки обычно равна цифре от 0,3 до 24 мм.

Трубы могут иметь разную толщину стенки и бывают:

• особо толстостенными;
• тонкостенными;
• толстостенными;
• особо тонкостенными.

Для этих изделий существуют технические характеристики, которые прописаны в государственных стандартах 8733-74. В документации упомянуто, что изделия могут подразделяться на отдельные группы, среди них можно выделить те, что обозначаются буквами от Б до Е. Первая группа – нормирование химического состава, группа В – нормирование механических свойств. Группа Г определяет нормирование механических свойств и химического состава.

Если труба относится к группе Д, то это говорит о нормировании гидравлического давления. Механические свойства нормируются после проведения термической обработки труб, которые относятся к группе Е. Бесшовные стальные холоднодеформированные трубы после изготовления проходят контроль. В проверку входят определение размера, испытание гидравлическим давлением и контроль механических свойств. Дополнительные изделия проверяются на изгиб и сплющивание, при этом используются ГОСТ 3728-78 и 8695-77.

Технология производства

Заготовки для производства — так называемые передельные трубы, которые производятся методом горячей деформации из цилиндрических заготовок — штанг. Штанга выдерживается в печи до температуры, при которой сталь делается пластичной, и превращается в полый цилиндр — гильзу — на так называемом прошивном стане.

Упрощенно говоря, ее дальнейшая обработка сводится к прокатке на группе последовательных вальцов с постепенно уменьшающимся размером на стационарной или вращающейся оправке. Ключевое отличие от горячекатаных труб — в том, что, в отличие от них, холоднодеформированные проходят основные операции при температуре ниже отметки рекристаллизации.

Схема производственного цикла.

Как выглядят основные этапы производства?

1. Нарезка заготовок на отрезки мерной длины.
2. Химическая обработка, необходимая для удаления с поверхности ржавчины и окалины. Для углеродистых сталей используются растворы кислот (серной и соляной), для легированных — расплав едкого натра с окислителем NaNO3. После травления заготовки последовательно промываются горячей водой в ванне, затем струей холодной воды под давлением, после чего 20-30 минут сушатся при температуре 150 — 180С.
3. Заготовки отправляются в ванны со смазкой и технологическими покрытиями, которые снижают потери на трение при дальнейшей обработке.
4. Затем передельные трубы попадают на стан ХПТ (холодной прокатки труб), где в процессе прокатки уменьшается толщина их стенок. Калибровочные валки одновременно несколько увеличивают длину заготовки.
5. Дальнейшая обработка включает правку, подрезку торцов, калибровку в редуцирующих валках или волочение в кольцевом калибраторе. Труба окончательно формируется, превращаясь в изделие с идеальной геометрией и заданным диаметром.

Калибровка методом волочения.

1. Последний этап перед прохождением контроля качества — термообработка. При отпуске (нагреве до температуры на 50 градусов выше точки рекристаллизации) с последующим постепенным остыванием снимаются накопившиеся внутренние напряжения материала, увеличиваются его пластичность и вязкость.

Термообработка — последний этап производства.

Дополнительные свойства

Холоднодеформированная труба изготавливается без использования сварки. Производство не предусматривает предварительного нагрева, ведь изделия получаются из заготовки. Отклонения нормируются ГОСТ 8734-75. Существует допустимое отклонение от стандарта, которое равно 10 мм. По техническим условиям разностенность и овальность не должны быть больше предельных значений.

Кривизна участка составляет 3 мм, что верно для отрезка длиной в 1 м. В данном случае речь идет о диаметрах в пределах от 4 до 8 мм. Допустимая кривизна снижается до 2 мм, когда диаметр равен цифре от 8 до 10 мм.

Свойства капиллярных изделий

Капиллярные трубы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 14162-79. Для производства применяется сталь марки 12Х18Н10Т. Такие трубы сравниваются со стальными. Их отличие состоит в:

• коррозионной устойчивости;
• механической прочности;
• долговечности.

Такие стальные бесшовные холоднодеформированные трубы, ГОСТ которых был упомянут выше, могут использоваться в агрессивной среде. Технология изготовления позволяет получить трубы с высокими техническими показателями. В основе производства лежит сернокислотная обработка, снимающая внутреннее напряжение. Это повышает безопасность при эксплуатации в газовой, химической и нефтяной промышленности.

Такая стальная холоднодеформированная труба, ГОСТ который обязательно должен быть соблюден, имеет один важный минус, выраженный в сложности технологического процесса. Следствием выступает повышение себестоимости и конечной цены, а также продление сроков изготовления.

Особенности трубы специального назначения

Среди холоднодеформированных бесшовных изделий следует выделить те, что выполнены из коррозионностойкой стали, а также материала, который может подвергаться высокому давлению. Еще одной разновидностью выступает стальная капиллярная труба с малым диаметром. Если вас заинтересовали трубы с коррозионностойкими свойствами, то вы должны знать, что они изготавливаются в соответствии с ГОСТ 9941-81. В документации указаны технические условия и сортамент.

Толщина стенки такой трубы может быть равна значению от 0,3 до 24 мм. Что касается наружного диаметра, то его максимальный предел составляет 250 мм. Наименьшее значение равно 5 мм. В основе лежит высоколегированная коррозионностойкая сталь. Изделия подвергаются таким же испытаниям, как и трубы общего назначения. С их помощью осуществляется прокладка трубопроводов, используемых для транспортировки веществ с высоким уровнем агрессивности. Перекачиваемая среда может иметь высокую температуру. Еще одним направлением эксплуатации являются турбореактивные и реактивные двигатели, которые применяются для подачи окислителя, топлива и масла.

ГОСТ труб, стойких к давлению

Бесшовные холоднодеформированные трубы (ГОСТ 11017-80) могут использоваться при высоком давлении. Их диаметр равен цифре от 6 до 10 мм. В основе лежит углеродистая конструкционная сталь. Изделия проходят испытания, отличающиеся от вышеупомянутых. Трубы проходят проверку на гидравлическое давление и растяжение, время выдержки достигает 10 секунд. Область использования – бензиновые и дизельные двигатели, которые еще называются топливопроводами.

Плюсы и минусы

У металлических горячедеформированных труб много достоинств:

• Высокая прочность. Сталь способны выдерживать очень высокие давления и незаменима на многих производствах, тонкие трубы из меди выдерживают также немалое давление. Системы магистральных водопроводов, нефте- и газопроводов без стальных трубопроводов просто не существовали бы – альтернативы просто нет.
• Прочность горячедеформированных изделий выше, чем прочность электросварных.
• Прочность и при монтаже трубопроводов в цехах – там, где есть возможность повреждения трубопроводов грузоподъемными и транспортными механизмами.
• Огнестойкость – в горячих цехах.
• Стойкость к перепадам температуры, не очень большое термическое расширение – сталь не пойдет волной при повышении температуры всего на 100 °С.
• Длительный срок службы – 30 лет, оцинкованные или гидроизолированные изделия простоят и 50 лет, срок службы меди и нержавейки приближается к 100 годам.
• Устойчивость к ультрафиолету.
• Теплопроводность – иногда ее можно рассматривать как плюс.
• Отсутствие швов.

Недостатки горячедеформированных труб такие же, как и у всех металлических изделий:

• Самым серьезным и неустранимым недостатком стали считается склонность к коррозии. Для предохранения стали ее покрывают снаружи и по внутренней поверхности цинком, снаружи красят. Не ржавеет нержавеющая сталь, но стоимость такого трубопровода в промышленных масштабах становится запредельной.
• Сталь склонна отложению на стенках отложений солей кальция и магния, уменьшающих просвет трубопровода.
• Большой вес.
• Сложность монтажа с помощью сварки — если требуется большая герметичность трубопровода, работающего при высоком давлении. Но именно сварка обеспечивает надежность конструкций и максимальную герметичность трубопроводов.
• Большой вес.
• Отдельно следует упомянуть характерный недостаток именно горячедеформированных изделий – их цена выше, чем электросварных. Связано это с большей сложностью и энергоемкостью производства.

Отсутствие шва

Характерной особенностью горячедеформированных труб является отсутствие шва. Именно его отсутствие обеспечивает максимальную надежность и герметичность трубопроводов. В некоторых случаях отсутствие шва имеет и эстетическое значение.

Ещё

Особенностью горячедеформированных изделий является оптимальное соотношение твердости и вязкости, обеспечивающее высокую надежность конструкций, устойчивость к смятию, изгибу, скручиванию. Именно такие трубы используют при монтаже ответственных конструкций в строительстве.