Труба холоднодеформированная

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 30.04.2024

Содержание:

Труба, обработанная холодной деформацией, является продуктом трубной прокатки, изготовленным при помощи сложного процесса холодной прокатки (называемого также холоднокатанием) или путем волочения (известного как холодное тянение).

Они обозначаются как трубы, полученные путем холодной деформации.прецизионнымиТо есть, они обладают высокой точностью и четкостью геометрии, что является их характерным свойством. В зависимости от уровня точности они классифицируются на различные категории: стандартную, первую, высокую, повышенную, суперпрецизную и так далее.

В результате специфического процесса изготовления у х/к труб можно заметить идеально гладкую поверхность без намека на окалину или прочие незначительные дефекты. Кроме того, они обладают улучшенными механическими характеристиками, такими как прочность, твердость и устойчивость к коррозии и т.д.

Изготовление

Метод производства предполагает первичное удаление загрязнений с трубного бланка, используя химические средства. После этого его слегка нагревают, настраивают размеры сечения и формируют конечное изделие путем сжатия металла и приведения его к необходимым мерам с последующей корректировкой геометрии.

Процесс давления, иначе известный как сжатие металла, ведет к уплотнению его кристаллической решетки и укреплению структуры материала. Это повышает механические свойства готового продукта, усиливает его прочность и сопротивление деформации. Данный метод также способен исключить определенные дефекты в структуре металла.

Профильные трубы определенных видов, изделия другого типа и строгованная труба с небольшим диаметром могут быть созданы исключительно посредством технологии волочения, т.е. пропусканием трубчатой основы через узкое отверстие.

Спецификация товаров хозяйственно-коммунального назначения

Процесс холодной прокатки может основываться на использовании таких полуфабрикатов, как горяче-прокатанные, горяче-прессованные, электросварные (с применением спиралевого или прямого шва) и бесшовные изделия.

Изделия холодного деформирования, такие как трубы, производят из стали разнообразных типов, включая углеродистую, сплавленную и нержавеющую стали. При этом обычно используются сырьевые марки сталей, такие как Ст10, Ст20 и Ст25.

Процесс холодного проката дает возможность производить трубные изделия различных форм - от квадратных до овальных сечений, включая варианты малого диаметра с тонкими стенами.

На основе толщины могут быть разделены следующим образом:

 

  • особотонкостенные;
  • тонкостенные;
  • нормальной толщины стенки;
  • толстостенные;
  • особотолстостенные.
Стоимость готовой продукции повышается из-за требования использовать качественные заготовки и из-за сложности технологического процесса, что делает ее дороже по сравнению с продукцией, полученной горячим прокатом.

Х/к трубопрокат используется в различных секторах промышленности, которые выдвигают повышенные стандарты к продукции, такие как судостроение, авиастроение и машиностроение. Они подходят для применения в системах трубопроводов, работающих под высоким давлением, а также в критически важных зонах.

Список регламентирующих документов (ГОСТов) для холоднодеформированных стальных труб:

 

Чем холоднодеформированные трубы отличаются от теплодеформированных

Трубы, изготовленные методами теплого и холодного деформирования, обладают высоким качеством и стабильностью. Они находят применение в разнообразных областях, решая сложные инженерные вопросы. Толщина стенок трубы оказывает влияние на область её использования. Плотные стенки идеально подходят для обустройства газо- и нефтепроводов. А цельнометаллический прокат с тонкими стенами используется в гидросистемах.

Каковы различия между теплодеформированными конструкциями и холоднодеформированным прокатом? Какой тип труб предпочтительнее?

Продукты, не имеющие поперечных или спиральных швов согласно ГОСТ, отличаются своей прочностью, надежностью и расширенным периодом эксплуатации.

Процесс изготовления теплодеформированных труб основывается на аналогичной методологии, что и у горячедеформированных. Отличие заключается в отсутствии этапа холодной прокатки в производственной цепочке, которая как правило осуществляется непосредственно после горячего проката.

Два основных этапа сложены в основу процесса производства:

  • Создание сквозной круглой полости в обработанной заготовке для труб осуществляется на определенном стане, где происходит процесс прошивки. В процессе этого инженерного процесса применяются специфические инструменты, именуемые валками и дорном.
  • Мастер приступает к обработке готовой гильзы на специализированном станке, используя валки. Этот процесс может требовать повторения до тех пор, пока не будет получена труба с требуемыми параметрами.

Главный недостаток изделий, полученных теплодеформацией, - это их подверженность к коррозии и увеличенная ломкость.

Однотипные монолитные изделия создаются с использованием метода холодной прокатки. Несмотря на то, что в конце процесса изготовления они нагреваются, дальнейшее охлаждение происходит натуральным образом. Это означает, что окончательная обработка таких продуктов осуществляется без применения высоких температур.

Промышленники используют горячекатаные стальные трубы как сырье, а в качестве технологического оборудования применяются мощные прокатные станки.

Марки стали ст.20, 09Г2С, 40х, 30хгса используются для создания заготовок. Антикоррозионные сплавы 08х18н12Б, 08х17т выбираются для производства металлопроката, который обладает устойчивостью к коррозионным процессам.

Конструкции, полученные холодной деформацией, обеспечивают стабильное функционирование при высоких и низких давлениях.

Следовательно, бесшовные трубы могут быть получены методами тепловой и холодной деформации. Данные виды труб приспособлены для рабочих условий с экстремальными нагрузками (резкие температурные колебания, агрессивные рабочие среды, высокое давление). Отличие между ними лежит в особенностях процесса производства:

  • Теплодеформированный прокат производят из стальных трубообразных заготовок, которые поддаются термическому воздействию с целью изменения их формы.
  • Метод прокатки сырья (в виде профилированной трубы) на специализированных станках активно используется для изготовления холоднодеформированных конструкций. Отметим, что ранее обработанные горячим способом заготовки являются основой для данного процесса.

Резюмируя: обычная практика изготовления холоднодеформированных и горячедеформированных изделий предполагает использование схожих сортов стали. Первые из них выделяются наибольшей точностью геометрического размера и безупречной ровностью внешних и внутренних стен. Это специфическое свойство имеет большое значение при применении такого рода изделий в косметическом бизнесе или в строительной отрасли.

Горячедеформированный металлопрокат имеет более низкую цену, но менее совершенное состояние поверхности по сравнению с холоднодеформированными аналогами. Однако их прочностные свойства практически сопоставимы.

article

 

Трубы, произведенные из стали без предшествующего подогрева, обозначаются как холоднодеформированные.

Итоговый продукт изготовлен из цельного куска металла без использования сварных швов. Однако широкое использование ограничено из-за высокой цены металлопроката, которая обусловлена сложным процессом производства.

"

Трубы, произведенные методами холодной катки и холодного вытягивания, обладают значительной прочностью и небольшим весом на единицу объема.

Процесс создания включает использование цилиндрических горячекатаных заготовок с обработанной и безупречной поверхностью, отцентрированных, очищенных и высушенных. Процесс изготовления может включать несколько циклов, в некоторых случаях достигая отметки в 15-17, что зависит от свойств сплава.

Процедура изготовления

  1. Процесс включает в себя прохождение обработанных заготовок через специализированную аппаратуру или их размещение на прокатных станках. Хотя этот метод обозначен как "холодный", высокий уровень тепловой энергии, генерируемой трением, существенно увеличивает температуру металла.
  2. После достижения крайних степеней искажения, поверхность металла очищается от смазывающих веществ и подвергается стабилизирующему отжигу. В ходе структурных трансформаций металла возникают мелкие повреждения, накапливаются потенциальные напряжения. При подогреве до определенной температуры, происходит процесс рекристаллизации, при котором структурное зерно уменьшается в размерах и становится более однородным, что помогает предотвратить образование трещин.
  3. Большинство сплавов с высоким содержанием легирующих элементов требуют корректного охлаждения, иначе их структура, перенасыщенная легирующими компонентами, разрушается. Температуру полуфабриката понижают в воздухе, в воде или масле. После того, как удаляют окалину, начинается новый этап деформации.
  4. Финальный этап термической обработки может включать операции по закалке и отжигу. В проектной документации предусмотрены устройства для калибровки, правки, торцевания и бездефектного контроля.
"

Стойкость к деформациям холоднокатаного металла обеспечивается на микроскопическом уровне. Это позволяет производить лёгкие изделия с тонкими стенками. Бесшовные трубы используются в местах, где критично исключить риск утечки: для перевозки опасных веществ под давлением, формирования замкнутых систем, а также в качестве компонентов установок, например, змеевиков и спиралей.

Трубные изделия из углеродистых и легированных сталей, включая нержавеющие, обычно производятся холоднокатаными и холоднотянутыми способами. Обычно эти сплавы отличаются хорошей свариваемостью, устойчивостью к коррозии, холодостойкостью или способностью к термоупрочнению.

Категории представленных холоднодеформированных труб включают:

  • ГОСТ 8734-75 предусматривает стандарты для проката с диаметром от 5 до 250 мм, предназначенного для общего использования.
  • Капиллярные трубки с диаметром от 0,3 до 5 мм в соответствии с ГОСТ 14162-79.

Трубы из стали изготавливаются из специальных сортов стали и нержавеющих хромоникелевых сплавов. В соответствии с конкретными задачами предлагаются категории с стандартным составом или механическими характеристиками. На последнем этапе изготовления проводится термическая обработка для увеличения прочности или нагартовка (это организованные микро повреждения, образующие плотные включения в структуре).

Производители труб общего назначения, получаемых холодной деформацией, придерживаются стандарта ГОСТ 32678-2014. Однако, в отдельных отраслях промышленности действуют специфичные регуляции, как, например, ГОСТ 550-75. Этот стандарт устанавливает правила в отношении производства бесшовных стальных труб, которые используются в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях.

В соответствии с ГОСТ 8734-75, предполагается наличие четырех категорий трубного проката, определенных по соотношению внешнего диаметра к толщине стенки.

  • Те, что чрезвычайно тонкие, имеют толщину до 0,5 мм.
  • С применением стенок с минимальной толщиной - до 1,5 мм;
  • Процентное соотношение Dн / s в толстостенных колеблется в диапазоне от 6 до 12,5.
  • Значение Dн / s для особо толстостенных становится меньше 6.

Продукция может быть изготовлена как стандартной длины (6 м.), так и нестандартной: в диапазоне от 1,5 до 11,5 метров. Однако для ее экспорта доступны только изделия стандартной длины: от 4 до 9 метров.

Допустимые пределы по длине не превосходят +10,0 мм, а для реза заданы припуски в размере 5,0 мм. В таблице приводятся максимальные границы отклонений для всех возможных диаметров труб.

Размеры трубного проката, мм Максимальные допуски
Внешний диаметр    
4,0-10,0 ±0,15 мм
10,0-30,0 ±0,30 мм
30.00-50,0 ±0,40 мм
свыше 50,0 ±0,80%
Толщина стенок
менее 1,0 ±0,12 мм
1,0-5,0. ±10,0%
1,0-2,5 при D свыше 110,0 мм ±12,0%
свыше 5,0 ±8,0%

Варианты использования холодной технологии предусматривают максимальный диаметр изделий в 250 мм. Данный показатель определен на основании пропускной способности системы в соответствии с проектом. Толщина стенки изделия должна быть рассчитана с учетом предполагаемого давления.

Есть несколько типов холоднодеформированных труб с особым применением:

  • Изделия, известные как крекинговые, созданы из сплавов, обладающих великими характеристиками упругости и стойкости. Они применяются в системах, подвергающихся колебаниям давления, в том числе для перевозки нефтяных продуктов. ГОСТ 550-75 определяет их диаметры, которые могут варьироваться от 20 до 219 миллиметров.
  • Котельные трубы, изготовленные из уникальных сплавов и функционирующие при высоком давлении и температуре. В таблице 2 ГОСТ Р 55442-2013 указаны размеры внешнего диаметра: 5-250 мм.
  • Трубы гидравлические предназначены для транспортировки жидкостей и передачи рабочего усилия в поршневых устройствах. Согласно ГОСТ 9567-75, в его второй таблице, допускаются размеры от 4 до 710 миллиметров. Однако стоит отметить, что изготовление труб с диаметром 4 мм и более 250 мм проводится только по индивидуальному заказу.
  • Элементы с высокой нагрузкой и обсадные трубы производятся из конструкционных материалов. Спецификации определяются в соответствии с ГОСТ 21729-76, в то время как размеры устанавливаются в соответствии с ГОСТ 8734-75 и 9567-75.

Формула для расчета веса одного линейного метра трубного изделия в кг представлена как M=0,02466148xS(DH-S).

Где:

  • M обозначает вес одного погонного метра.
  • Внешний диаметр обозначается как DH.
  • S обозначает толщину стенки.

Параметры и вес трубных изделий

 

DxS вес 1 м, кг DxS вес 1 м, кг DxS вес 1 м, кг DxS вес 1 м, кг DxS вес 1 м, кг
5х0,3 0,035 11х0,6 0,154 16х2,5 0,83 22х2,0 0,99 28х2,5 1,57
5х0,4 0,045 11х0,8 0,201 17х0,3 0,124 22х2,2 1,07 30х0,4 0,292
5х0,5 0,056 11х1,0 0,247 17х0,4 0,164 22х2,5 1,2 30х0,5 0,364
5х0,6 0,065 11х1,2 0,29 17х0,5 0,203 23х0,4 0,223 30х0,6 0,435
5х0,8 0,083 11х1,4 0,33 17х0,6 0,243 23х0,5 0,277 30х0,8 0,576
5х1,0 0,099 11х1,5 0,35 17х0,8 0,32 23х0,6 0,331 30х1,0 0,715
5х1,2 0,11 11х1,6 0,37 17х1,0 0,395 23х0,8 0,438 30х1,2 0,85
5х1,4 0,12 11х1,8 0,41 17х1,2 0,47 23х1,0 0,543 30х1,4 0,99
5х1,5 0,13 11х2,0 0,44 17х1,4 0,54 23х1,2 0,65 30х1,5 1,05
6х0,3 0,042 11х2,2 0,48 17х1,5 0,57 23х1,4 0,75 30х1,6 1,12
6х0,4 0,055 11х2,5 0,52 17х1,6 0,61 23х1,5 0,8 30х1,8 1,25
6х0,5 0,068 12х0,3 0,087 17х1,8 0,68 23х1,6 0,84 30х2,0 1,38
6х0,6 0,08 12х0,4 0,114 17х2,0 0,74 23х1,8 0,94 30х2,2 1,51
6х0,8 0,103 12х0,5 0,142 17х2,2 0,8 23х2,0 1,04 30х2,5 1,7
6х1,0 0,123 12х0,6 0,169 17х2,5 0,89 23х2,2 1,13 32х0,4 0,312
6х1,2 0,14 12х0,8 0,221 18х0,3 0,131 23х2,5 1,26 32х0,5 0,388
6х1,4 0,16 12х1,0 0,271 18х0,4 0,174 24х0,4 0,233 32х0,6 0,465
6х1,5 0,17 12х1,2 0,32 18х0,5 0,216 24х0,5 0,29 32х0,8 0,616
6х1,6 0,17 12х1,4 0,37 18х0,6 0,258 24х0,6 0,346 32х1,0 0,764
6х1,8 0,19 12х1,5 0,39 18х0,8 0,339 24х0,8 0,458 32х1,2 0,91
6х2,0 0,2 12х1,6 0,41 12х1,0 0,419 24х1,0 0,567 32х1,4 1,06
7х0,3 0,05 12х1,8 0,45 18х1,2 0,5 24х1,2 0,68 32х1,5 1,13
7х0,4 0,065 12х2,0 0,49 18х1,4 0,57 24х1,4 0,78 32х1,6 1,2
7х0,5 0,08 12х2,2 0,53 18х1,5 0,61 24х1,5 0,83 32х1,8 1,34
7х0,6 0,095 12х2,5 0,59 18х1,6 0,65 24х1,6 0,88 32х2,0 1,48
7х0,8 0,122 13х0,3 0,094 18х1,8 0,72 24х1,8 0,99 32х2,2 1,62
7х1,0 0,148 13х0,4 0,124 18х2,0 0,79 24х2,0 1,09 32х2,5 1,82
7х1,2 0,17 13х0,5 0,154 18х2,2 0,86 24х2,2 1,18 34х0,4 0,331
7х1,4 0,19 13х0,6 0,184 18х2,5 0,96 24х2,5 1,33 34х0,5 0,413
7х1,5 0,2 13х0,8 0,241 19х0,3 0,138 25х0,4 0,243 34х0,6 0,494
7х1,6 0,21 13х1,0 0,296 19х0,4 0,183 25х0,5 0,302 34х0,8 0,655
7х1,8 0,23 13х1,2 0,35 19х0,5 0,228 25х0,6 0,361 34х1,0 0,814
7х2,0 0,25 13х1,4 0,4 19х0,6 0,272 25х0,8 0,477 34х1,2 0,97
7х2,2 0,26 13х1,5 0,43 19х0,8 0,359 25х1,0 0,592 34х1,4 1,13
7х2,5 0,28 13х1,6 0,45 19х1,0 0,444 25х1,2 0,7 34х1,5 1,2
8х0,3 0,057 13х1,8 0,5 19х1,2 0,53 25х1,4 0,82 34х1,6 1,28
8х0,4 0,075 13х2,0 0,54 19х1,4 0,61 25х1,5 0,87 34х1,8 1,43
8х0,5 0,093 13х2,2 0,59 19х1,5 0,65 25х1,6 0,92 34х2,0 1,58
8х0,6 0,11 13х2,5 0,65 19х1,6 0,69 25х1,8 1,03 34х2,2 1,73
8х0,8 0,142 14х0,3 0,101 19х1,8 0,76 25х2,0 1,13 34х2,5 1,94
8х1,0 0,173 14х0,4 0,134 19х2,0 0,84 25х2,2 1,24 36х0,4 0,341
8х1,2 0,2 14х0,5 0,166 19х2,2 0,91 25х2,5 1,39 36х0,5 0,425
8х1,4 0,23 14х0,6 0,198 19х2,5 1,02 26х0,4 0,253 36х0,6 0,509
8х1,5 0,24 14х0,8 0,26 20х0,3 0,146 26х0,5 0,314 36х0,8 0,675
8х1,6 0,25 14х1,0 0,321 20х0,4 0,193 26х0,6 0,376 36х1,0 0,838
8х1,8 0,28 14х1,2 0,38 20х0,5 0,24 26х0,8 0,497 36х1,2 1,0
8х2,0 0,3 14х1,4 0,44 20х0,6 0,287 26х1,0 0,617 36х1,4 1,16
8х2,2 0,32 14х1,5 0,46 20х0,8 0,379 26х1,2 0,73 36х1,5 1,24
8х2,5 0,34 14х1,6 0,49 20х1,0 0,469 26х1,4 0,85 36х1,6 1,32
9х0,3 0,064 14х1,8 0,54 20х1,2 0,56 26х1,5 0,91 36х1,8 1,47
9х0,4 0,085 14х2,0 0,59 20х1,4 0,64 26х1,6 0,96 36х2,0 1,63
9х0,5 0,105 14х2,2 0,64 20х1,5 0,68 26х1,8 1,07 36х2,2 1,78
9х0,6 0,124 14х2,5 0,71 20х1,6 0,73 26х2,0 1,18 36х2,5 2,0
9х0,8 0,162 15х0,3 0,109 20х1,8 0,81 26х2,2 1,29 38х0,4    0,371
9х1,0 0,197 15х0,4 0,144 20х2,0 0,89 26х2,5 1,45 38х0,5 0,462
9х1,2 0,23 15х0,5 0,179 20х2,2 0,97 27х0,4 0,262 38х0,6 0,553
9х1,4 0,26 15х0,6 0,213 20х2,5 1,08 27х0,5 0,327 38х0,8 0,734
9х1,5 0,28 15х0,8 0,28 21х0,4 0,203 27х0,6 0,391 38х1,0 0,912
9х1,6 0,29 15х1,0 0,345 21х0,5 0,253 27х0,8 0,517 38х1,2 1,09
9х1,8 0,32 15х1,2 0,41 21х0,6 0,302 27х1,0 0,641 38х1,4 1,26
9х2,0 0,35 15х1,4 0,47 21х0,8 0,399 27х1,2 0,76 38х1,5 1,35
9х2,2 0,37 15х1,5 0,5 21х1,0 0,493 27х1,4 0,88 38х1,6 1,44
9х2,5 0,4 15х1,6 0,53 21х1,2 0,59 27х1,5 0,94 38х1,8 1,61
10х0,3 0,072 15х1,8 0,59 21х1,4 0,68 27х1,6 1,0 38х2,0 1,78
10х0,4 0,095 15х2,0 0,64 21х1,5 0,72 27х1,8 1,12 38х2,1 1,83
10х0,5 0,117 15х2,2 0,69 21х1,6 0,77 27х2,0 1,23 38х2,2 1,94
10х0,6 0,139 15х2,5 0,77 21х1,8 0,85 27х2,2 1,35 38х2,5 2,19
10х0,8 0,182 16х0,3 0,116 21х2,0 0,94 27х2,5 1,51 40х0,4 0,391
10х1,0 0,222 16х0,4 0,154 21х2,2 1,02 28х0,4 0,272 40х0,5 0,487
10х1,2 0,26 16х0,5 0,191 21х2,5 1,14 28х0,5 0,339 40х0,6 0,583
10х1,4 0,3 16х0,6 0,228 22х0,4 0,213 28х0,6 0,405 40х0,8 0,773
10х1,5 0,31 16х0,8 0,3 22х0,5 0,265 28х0,8 0,537 40х1,0 0,962
10х1,6 0,33 16х1,0 0,37 22х0,6 0,317 28х1,0 0,666 40х1,2 1,15
10х1,8 0,36 16х1,2 0,44 22х0,8 0,418 28х1,2 0,79 40х1,4 1,33
10х2,0 0,4 16х1,4 0,5 22х1,0 0,518 28х1,4 0,92 40х1,5 1,42
10х2,2 0,43 16х1,5 0,54 22х1,2 0,62 28х1,5 0,98 40х1,6 1,52
10х2,5 0,46 16х1,6 0,57 22х1,4 0,71 28х1,6 1,04 40х1,8 1,7
11х0,3 0,079 16х1,8 0,63 22х1,5 0,76 28х1,8 1,16 40х2,0 1,87
11х0,4 0,105 16х2,0 0,69 22х1,6 0,81 28х2,0 1,28 40х2,2 2,05
11х0,5 0,129 16х2,2 0,75 22х1,8 0,9 28х2,2 1,4 40х2,5 2,31

Свойства холоднодеформированных труб в значительной степени определяются типом используемой стали. Легированные стали демонстрируют различные уровни возможности обработки, такие как сварка, резка и изгиб. Некоторые категории предназначены для высоких температурных нагрузок, в то время как другие обладают устойчивостью к химическим агентам.