Виды сварных труб, способы производства, преимущества материала. Технология производства труб
производство, изготовление, преимущества стальных труб
Содержание:
История труб уходит корнями далеко в прошлое, но первое упоминание о стальных трубных изделиях датируется серединой 19 века. Первые стальные трубные изделия изготовляли с помощью сварки. Этим методом производители пользуются и сегодня, изготовляя половину изделий такого типа от общего производства. Стальная сварная труба находит применение в большинстве отраслей промышленности, так как достойная замена изделиям из стали, полученным сварным методом, в настоящее время не найдена.
Назначение современных стальных труб сварного типа
Даже быстро развивающиеся технологии не позволяют представить, что когда-то появится подходящая замена стальным трубам, которые используются при строительстве разных строений и конструкций или проведении коммуникационных сетей.
Сварные трубные изделия современного изготовления могут быть как универсального назначения (доставка различной всевозможной рабочей среды потребителю), а могут иметь узкую специализацию (газопроводы и нефтепроводы).
Прокладку коммуникационных сетей над землей и под землей невозможно представить без стальных трубных изделий разного диаметра. Они входят в состав сложнейших технологических устройств, различных приспособлений и механизмов. Строительные процессы предполагают использование прочных, но легких элементов армирования, в качестве которых используется стальной трубопрокат. К тому же такие изделия могут выступать в качестве основы при строительстве каркасных конструкций.
Также стоит сказать о трубных изделиях сварного типа, для изготовления которых использовалась нержавеющая сталь. Этот материал характеризуется уникальными эксплуатационными свойствами, благодаря которым предоставляется возможность применения труб в пищевой и химической отрасли, энергетике и фармации. Эстетическая привлекательность поверхности труб из «нержавейки» делает их популярными у современных архитекторов в качестве элементов оформления помещений разного типа.
Сырье для производства сварных труб
В качестве исходного сырья для изготовления стальных трубных изделий большая часть производителей использует металл. Это могут быть листы стали толщиной не больше 5 сантиметров, или стальная лента, имеющая различную толщину и свернутая в рулоны. Современная экономика отдает предпочтение трубным изделиям сварного типа, для производства которых использовалась низколегированная или углеродистая сталь. Ее отличительное свойство – содержание углерода в определенном количестве и минимум легирующих веществ. По количеству углерода определяется тип стали: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая.
Углерод в большом количестве, входящий в состав исходного материала, неоднократно повышает прочностные характеристики сварной трубы при нормальном использовании. Однако параллельно снижаются эластичные свойства изделий, и возрастает степень их ломкость в холоде. Следовательно, большое количество углерода делает материал более хрупким при эксплуатации в холоде, что значительно сужает сферу использования готовой продукции.
Сталь, в которой легирующие вещества содержатся в количестве, не превышающем 2,5%, отличается прочностью независимо от эксплуатационных условий. Трубопрокат из такой стали имеет продолжительный срок службы и меньшую массу при одинаковых условиях. Низколегированная сталь для трубных изделий повышает стоимость готовой продукции, и одновременно увеличивает прочностные характеристики, устойчивость к износу и коррозии. Если сравнивать аналогичные качества труб сварного типа из углеродистой стали, то высокая стоимость трубопроката из низколегированной стали не имеет особой важности.
Для изготовления нержавеющих трубных элементов используется аналогичная сталь. Это материал устойчив к коррозии, прост в обработке, с небольшой массой и привлекательной поверхностью. Труба из нержавеющей стали может быть холодного или горячего проката. В первом случае стальные листы имеют толщину от 0,4 до 5 миллиметров, во втором – от 2 миллиметров до 5 сантиметров.
Разновидности сварных трубных изделий
Производство сварных труб с продольным прямым швом осуществляется посредством метода сварки мест соединения стальных листов. Другими словами стальной лист или лента сворачиваются, а их края сваривают друг с другом. Швы таких изделий прямые и располагаются по всей длине. На трубах большого диаметра делают два шва, так как в ширину стальные листы имеют ограничения.
Спиралешовные трубы производятся из рулонной листовой стали (прочитайте также: "Изготовление труб из листового металла – что необходимо, чтобы сделать самостоятельно"). Трубопрокат этого вида имеет одно неоспоримое преимущество – труб могут выпускаться с диаметральным сечением около 2,5 метров с использованием заготовки равной ширины. Трубопрокат, изготовленный по такой технологии, характеризуется отношением диаметра к толщине стенок более 100.
Спиралешовные трубные изделия производятся с применением более простых механизмов, чем трубы с прямым швом. Однако стоит заметить, что процесс изготовления характеризуется высокой точностью. Спиральный шов имеет еще одно весомое преимущество: при аварийной ситуации не образуется продольная магистральная трещина, которая считается самой опасной деформацией трубопровода.
Следовательно, последствия аварии ликвидировать намного проще. Недостатком спирального шва является его увеличенная длина и, как следствие, дополнительные расходы на сварочные материалы.
Способы изготовления
Труба сварная производится несколькими способами, среди которых наибольшее распространение получили: метод печной сварки, электросварной метод и сварка в защитной газовой среде.
Способ печной сварки
Согласно этой технологии стальные заготовки (штрипсы) подвергаются воздействию высоких температур. Полоска металла, выступающая в качестве заготовки, в специальной туннельной печи нагревается до температуры 13000С. Выходящая из печи заготовка подвергается обдуву направленным потоком воздуха, что приводит к нагреванию боковых кромок до 14000С и очищению их от окалин, способствующих ухудшению качества шва.
Полученную горячую заготовку отправляют на формовочно-сварочный стан, в настройках которого заложен определенный диаметр. Здесь будущее изделие принимает нужную форму. Далее выполняется дополнительный воздушный обдув, и кромки стали свариваются при воздействии высокой температуры и определенного давления.
Штрипсу повторно отправляют в печь, где, проходя через формовочные валики, она подвергается обжатию, способствующему повышению качества сварного шва. Технология печной сварки позволяет получать изделия горячего проката.
Метод электросварки
Изготовление сварных труб с использованием электрической сварки считается самым распространенным способом, так как в результате можно получить трубы большого диаметра, имеющие тонкие стенки, хороший шов и поверхность высокого качества. Существует несколько видов электросварки, но производство трубных изделий, предназначенных для магистрального трубопровода, в большинстве случаев осуществляется методом дуговой сварки под флюсом.
По этой технологии производство делится на несколько этапов. Вначале специальные прокатные станы выполняют формовку холодных стальных листов, в результате этого на выходе получаются трубные заготовки. Процесс изготовления прямошовных труб любого диаметрального сечения подразумевает применение валковой формовки. Чтобы изготовить полуцилиндры или круглые заготовки для прямошовных труб, используют прессовую формовку. Сталь для изготовления спиралешовных трубных изделий проходит процедуру формовки в валково-оправочных или втулочных станах.
Дальнейшее изготовление зависит от вида трубы: используя электродуговую сварку, кромки заготовок сваривают с двух сторон, получая в результате продольный прямой или спиралевидный шов. Далее снимается грант со шва, и труба охлаждается водой. Затем ее отправляют в калибровочный стан, где добиваются соответствия диаметра определенным параметрам по всей длине трубного изделия.
После этого труба подвергается визуальному и ультразвуковому контролю качества швов, проходит специальные гидроиспытания, которые позволяют проверить прочность шва под воздействием высокого давления, аналогичное тому, что будет оказываться в эксплуатационный период. Затем проводится еще одна ультразвуковая проверка, и при отсутствии дефектов трубные изделия отправляют потребителю.
Метод сварки в защитных газах
В большинстве случаев такой технологией пользуются при производстве стальных сварных труб из нержавеющей или высоколегированной стали. У таких металлов под действием стандартной сварки наблюдается карбидизация легирующих элементов, в результате чего отмечается значительное ухудшение качества швов. Решить такую проблему помогает сварка стали в защитной газовой среде с использованием аргона, гелия или углекислого газа.
Такая технология позволяет пользоваться достоинствами и газовой, и электрической сварки. Указанные газы имеют больший удельный вес по сравнению с воздухом, поэтому при попадании в рабочую зону сварки выталкивают его. В результате взаимодействие сварочной ванны и атмосферы полностью исключается. Сварка трубных изделий с использованием защиты газом выполняется посредством вольфрамовых электродов.
Полученные швы отличаются высоким качеством, так как становятся одним целым с изделием. Такая технология гарантирует герметичное соединение стальных элементов и высокие прочностные характеристики готовой продукции. Методом электрической сварки или сварки в защитном газе получают стальные трубы холодного проката.
Преимущества сварных труб
Сварка с применением современных технологий позволяет получать швы высокого качества, которые могут сравниваться по прочности с цельнометаллическим изделием. Это позволяет существенно расширить сферу использования такого трубопроката и выполнять монтаж в таких местах, где ранее допускалось применение только бесшовных материалов. Трубные изделия сварные делают производственный процесс более дешевым, благодаря и технологии производства, и незначительным финансовым расходам.
Сварной трубопрокат отличается утонченной стенкой, чем у бесшовных изделий. Это дает возможность выпускать облегченные трубы и сэкономить расход стали. Более легкие трубные изделия упрощают их транспортировку и монтажные работы, для которых необходимо меньшее число единиц техники и занятых людей. Помимо этого готовая листовая сталь имеет одинаковую толщину в любом месте, следовательно, стенки сварных трубных изделий не будут иметь большие погрешности по толщине.
trubaspec.com
Технология - производство - труба
Технология - производство - труба
Cтраница 1
Технология производства труб со спиральным швом непрерывно совершенствуется. [2]
Технология производства труб нефтяного сортамента связана с выполнением многих отличающихся друг от друга операций - процессы горячей обработки давлением ( прокатка или прессование, высадка концов труб), различные виды термообработки с разнообразными режимами. Это в сочетании с многообразием применяемых для изготовления труб материалов предопределяет некоторый разброс геометрических и физико-механических характеристик готовых изделий. [3]
Технология производства труб большого диаметра предусматривает полную механизацию и частичную автоматизацию процесса изготовления. [4]
Отличие в технологии производства труб на ХТЗ заключается в том, что формовка заготовок осуществляется валками, а не на прессах, как на ЧТПЗ. Кроме того, при формовке заготовок лист для лучшего сцепления с валками формируется сухим и предварительно не очищается, что вызывает большое число поверхностных продольно ориентированных механических дефектов в виде рисок и царапин, которые могут являться при эксплуатации газопровода инициаторами КРН. Стресс-коррозионные трещины и каверны располагаются также на технологических полосах, возникших в результате пластической деформации поверхности листа. [5]
Разработана также технология производства труб с поперечными ребрами путем прокатки толстостенных труб-заготовок. [7]
За рубежом разработка технологии производства труб и аппаратов из стеклопластиков была начата в 1950 г. Многочисленные фирмы организовали выпуск изделий из стеклопластиков, однако оказалось, что в связи с низким качеством исходных материалов, гетерогенностью структуры стеклопластиков и недостатками технологии изделия, выполненные из этих материалов, негерметичны при длительной эксплуатации и имеют пониженную против ожидаемой химическую стойкость. Поэтому был выбран путь создания коррозионностойких изделий из бипластмасс. [9]
Изложены основы теории и технологии производства труб различными методами, дана методика расчета калибровки инструмента прокатных станов и определения основных параметров процессов, описано оборудование трубных станов. Приведены сведения по проектированию трубных цехов и технике безопасности работы в них. [10]
В книге изложены теория и технология производства труб, рассмотрен расчет калибровки валков и другого рабочего инструмента, приведены методы расчета основных параметров технологических процессов и дано краткое описание оборудования трубопрокатных и трубосварочных агрегатов. [11]
Это может быть связано и с технологией производства труб на трубных заводах. В данной зоне создаются дополнительные напряжения вследствие подгибки кромок в процессе формовки труб и сварки. Рядом авторов [59, 95] отмечено существование критических зон повышенной чувствительности на расстоянии 270 - i 800 мм от заводских сварных швов. [12]
На сегодняшний день в полной мере технологией производства труб РЕХ-а ( по методу Энгеля) владеют три фирмы: Wirsbo ( Швеция) - диаметры 12 - 250 мм, Rehau ( Германия) - 12 - 250 мм и Golan ( Израиль) - 12 - 500 мм. [13]
Трубы изготовляют также из стекла, графита и керамики, причем технология производства труб из этих материалов значительно усовершенствована. [14]
Лабораторией стеклопластиков Константиновского завода Автостекло в содружестве с Харьковским горным институтом разрабатывается технология производства труб из стеклопластиков. Уже изготовлены первые партии этой продукции. Новые трубы с внутренним диаметром 80 мм при толщине стенкп 3 - 4 мм выдерживают давление до 100 кГ / см2, а также обладают высокими антикоррозионными свойствами и термической устойчивостью. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ
Производство стеклянных труб осуществляют механизированными способами. Ручной способ формования полностью вытеснен в промышленности. В настоящее время в СССР и за рубежом производство труб базируется на трех основных методах формования: трубы диаметром до 50 мм вырабатывают методом горизонтального вытягивания, трубы диаметром более 50 мм вырабатывают методами вертикального вытягивания вверх и вертикального вытягивания вниз. Стекла для производства труб варят в ванных печах непрерывного действия. Температура варки стекла 13в составляет 1530—1550°С.
Горизонтальное вытягивание труб (ГВТ). Этим методом можно вырабатывать как тонкостенные, так и толстостенные трубы. Он широко распространен в стекольной промышленности.
Формование стеклянных труб по этому методу происходит следующиим образом (рис. 19.1). Стекломасса непрерывной струей из студочной части ванной печи 1 стекает по шамотному лотку 2 на вращающийся вокруг своей оси со скоростью 7—10 мин-1 шамотный или металлический мундштук 3. Он располагается в отапливаемой рабочей камере 4 под определенным углом к горизонту (7—10°). Мундштук приводится во вращение с помощью электродвигателя постоянного тока через систему передаточных шестерен 5. Благодаря вращению мундштука и подаче воздуха в его внутренний канал под давлением 580—1000 Па стекающая с конца мундштука стекломасса образует луковицу 6, переходящую в бесконечную трубу 7, которая оттягивается в горизонтальном положении тянульной машиной 8, установленной на расстоянии 20—30 м от рабочей камеры (при выработке тонкостенных трубок) и на расстоянии 12—20 м (при выработке толстостенных труб). От выработочной камеры до тянульной машины трубки транспортируют по роликовому конвейеру. Здесь их и отжигают.
Температура стекломассы, поступающей на мунд-
| Рис. 19.1. Технологическая схема горизонтального вытяшиания стеклянных Труб |
Штук, зависит от химического состава стекла. Обычно она составляет 1060—1250 °С. Температура стекломассы в рабочей камере на уровне оси мундштука составляет 900—1070 °С; температура луковицы — 870— 1050 °С. На основе горизонтального метода вытягивания трубок созданы поточные линии типа АТГ, производительность одной такой линии составляет 5—10 т/сут.
| Рис. 19.2. Технологическая схема вертикального вытягивания стеклянных труб |
Вертикальное вытягивание труб (ВВТ). Этим способом, как указывалось выше, вырабатывают толстостенные стеклянные трубы диаметром более 50 мм. Вытягивание труб производят следующим образом (рис. 19.2). Стекломасса из ванной печи по перешейку поступает в рабочую камеру 1, имеющую круглую форму. В центре дна камеры имеется отверстие, в которое вставлен мундштук 2 со сменной насадкой 3, верхняя плоскость которой в зависимости от диаметра вырабатываемых труб находится выше
Или ниже уровня стекломассы. Через центр мундштука проходит металлическая труба 4, посредством которой нагнетается воздух от вентилятора во внутреннюю полость стеклянной трубы.
В рабочей камере расположен холодильник 5, который вставляют или извлекают по мере надобности через вертикальный канал в своде. Вытягиваемую трубу 6 через этот же канал подают из рабочей камеры в шахту машины. Формованию трубы предшествует образование луковицы 7, температурное поле которой регулируется холодильником 5.
Для обогрева камеры применяют тангенциально расположенные горелки 8. Машина 9, которой осуществляют собственно вытягивание, непосредственно расположена над рабочей камерой. Она представляет собой шахту высотой 7800 мм. Для регулирования температурного режима охлаждения и удаления возможного боя стекла в боковых стенах машины предусмотрены рабочие окна с подвесными дверками. Всего в шахте машины по ее высоте расположены 12 пар асбестовых валиков, вращение которых осуществляют от электродвигателя постоянного тока. Шахта машины 10 изготовлена из жаростойкой стали, а внутри она изолирована асбестом.
Пуск машины осуществляют, как и при вытягивании оконного стекла, при помощи затравки, представляющей собой стальное кольцо с приваренными к нему по окружности стальными зубьями. При пуске машины затравку опускают в рабочую камеру и вдавливают зубьями в стекломассу вокруг мундштука на глубину 50—60 мм. Через 1—2 мин включают машину на режим вытягивания и поднимают затравку вместе с прилипшей к ней стекломассой. При этом вокруг мундштука образуется луковица, которая при вытягивании плавно переходит в цилиндрическую трубу. Трубу оттягивают валиками машины. Трубы на верхней площадке установки при выходе их из машины отрезают и отламывают специально предназначенными для этого устройствами.
Геометрические размеры трубы, ее диаметр и толщина стенки зависят от диаметра насадки и ее расположения относительно уровня стекломассы, от температуры стекломассы в рабочей камере и луковицы, количества подаваемого воздуха внутрь трубы, скорости вытягивания и др. Регулированием указанных параметров добиваются выработки труб заданных размеров.
МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО
Многослойное стекло относят к группе защитных безопасных безосколочных стекол, которые отличаются наиболее совершенными защитными свойствами. Наибольшее распространение получило трехслойное стекло — триплекс, состоящее из двух листов стекла и эластичной прокладки. …
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШЛАКОВЫХ СТЕКОЛ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕМУ
Химический состав исходных стекол, предназначенных для получения шлакоситаллов, должен удовлетворять ряду требований; одни из них определяются эксплуатационными свойствами конечного материала, другие диктуются технологией их промышленного производства. Первые из них требуют, …
СТЕКЛЯННЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ
Характеристика изделий. Стеклянные строительные блоки представляют собой изделия с герметически закрытой полостью, образованной в результате сварки двух отпрессованных коробок с гладкими или рифлеными поверхностями. Их выпускают квадратными, прямоугольными, шестиугольными, угловыми; …
msd.com.ua
Технологический процесс производства холоднодеформируемых труб на станах ХПТ
Рисунок 8. Технологическая схема процесса холодной прокатки труб
Технологический процесс производства холоднокатаных труб состоит из ряда последовательных операций (подготовительных, основных и отделочных) (рис. 8). Трубную заготовку со склада 1 подают на инспекторские стеллажи 2, где производят осмотр и отбраковку некачественной продукции. Годные заготовки набирают в пакеты 5. В случае необходимости обрезают концы труб на резцовых трубообрезных станках 3, а также производят разрезку заготовки, если длина ее превышает допустимую для прокатки в стане. При производстве труб из специальных сталей заготовки подвергают предварительному отжигу в печи 4. Набранные в пакеты 5 заготовки подвергают травлению растворами кислот в ванне 6. Затем промывают в ванне 7 с горячей водой, далее – струёй холодной воды, подаваемой под давлением 1,2 МПа, в камере 8 и нейтрализуют в щелочном растворе в ванне 9. После этого заготовки просушивают в печи 10 и осматривают на стеллажах 11. Заготовки с дефектами подвергают ремонту на шлифовальных станках 12 или окончательно бракуют. На годные заготовки наносят твердые покрытия (фосфатирование, оксалатирование, омеднение) и смазки в ванне 13. Затем заготовка поступает для прокатки на станы 14. Трубы, подвергаемые повторной холодной прокатке, поступают в печь 15, где производится промежуточный отжиг, после чего они проходят промежуточную правку на эксцентриковом (кулачковом) прессе 16. Затем цикл операций 5–14 повторяется. Трубы после последнего прохода или последней прокатки поступают для отжига в печь 15, затем проходят правку на прессе 16 и валковом правильном стане 17. Далее обрезают концы труб на станках 18 и осматривают трубы на инспекторских стеллажах 20. После обрезки трубы могут подвергать, по требованию заказчика, гидроиспытаниям на прессе 19. После осмотра на стеллажах 20, если имеется необходимость, трубы смазывают в ванне 21, затем их маркируют, упаковывают и передают на склад 22 готовой продукции.
| Пакетирование передельных труб | Контроль передельных труб | Правка труб | Механическая обработка (расточка/обточка) при необходимости | Химическая обработка (обезжирование), травление (если трубы без мех. обработки) |
| Контроль внутренней поверхности | Контроль геометрии и качества поверхности труб | Ремонт поверхности | Термообработка (при необходимости) | Химическая обработка (нанесение смазки под прокатку) |
| Холодная прокатка | Разрезка труб после прокатки | Химическая обработка (обезжирование) | Термообработка (при необходимости) | Правка труб |
| Подрезка концов, разрезка на заданные длины | Дробеструйная обработка внутреней поверхности (при необходимости) | Контроль внутреней поверхности (перископ) | Шлифовка наружной поверхности (при необходимости) | Химическая обработка после дробеструйной обработки |
| Контроль труб | Ремонт поверхности | Ультразвуковая дефектоскопия | Консервация (по требованию заказчика) | Отгрузка на склад готовой продукции |
Рисунок 9 (а) Технология производства холоднодеформированных труб из нержавеющих сталей
Если для изготовления бесшовной трубы из нержавейки применяется метод холодной деформации, то в процесс производства добавляется еще один этап: уже готовую трубу разогревают до высокой температуры, а потом постепенно охлаждают (или она остывает естественным путем). Эта процедура является обязательной и прописана в ГОСТ, а служит она для того, чтобы избавить металл от внутреннего напряжения, которое обязательно появится внутри металла, подвергающегося формовке в холодном виде.
Рисунок 9(б) Технология производства холоднодеформированных труб
Некоторые производители, стремясь сэкономить и ускорить процесс производства бесшовных труб, исключают из технологии этот этап – тем более, что по внешнему виду трубы определить это невозможно. Но вот качество получаемых изделий от этого действительно страдает – труба становится недостаточно прочной для того, чтобы выносить все заявленные в документации нагрузки – под их воздействием она просто разрушится. А понять такую уловку производителя иногда все же можно по необычайно низкой стоимости трубы – как известно, методы производства нержавеющей стали и изделий из нее подразумевает довольно высокую их цену и выход стоимости изделий за определенные «средние» рамки свидетельствует чаще всего о нарушении технологии производства.
megalektsii.ru
