Инновации в металлургической отрасли заключаются не только в создании новых сплавов или совершенствовании машин, используемых для их создания. Существуют также улучшения в существующих деталях, мелких деталях, которые делают деталь более практичной для выполнения определенной функции, как в случае с производством бесшовных труб.

If you want to know their history, how they are manufactured and when you should use this type of tube instead of another, keep reading, because we are going to cover these and other topics in today’s post. It is our small tribute to the small big changes.

Что такое бесшовные трубы?

A бесшовный tube is so named because it is made from a single piece of metal. Hence, it does not have any type of joint or ‘seam’ markings. They are manufactured from a metallic ingot (steel, copper, aluminum, brass, etc.) and can be hot-rolled or cold-rolled. Techniques such as punching or forming are often used with the same result: a tube without any welding.

Это наиболее подходящий способ изготовления толстых труб, которые обычно устойчивы к коррозии и давлению в любом направлении. Холодный рисунок также можно применить. В результате получается трубка средней и низкой прочности, но совершенно гладкая внутри. Как стальные, так и медные трубы используются во многих отраслях промышленности, включая тепловую, сантехническую, газотранспортную, нефтехимическую, электростанции и т. д.

Происхождение бесшовных труб

История производства бесшовных труб насчитывает не более 100 лет. Это сравнительно недавнее изобретение, и мы обязаны им братьям Маннесманн, которые в 1885 году изобрели машину, сверлящую методом прокатки двух роликов. Это открытие привело к изобретению в 1891 году цикла прокатки. В 1903 году швейцарец Риттерифель создал автоматическую трубопрокатную машину. Постепенно, с открытием различных типов расширительных машин (станы непрерывной прокатки труб или поддомкрачивание трубные машины), начнет формироваться современная индустрия бесшовных стальных труб.

В 1930 году было усовершенствовано производство бесшовных труб за счет использования трехвалкового стана, экструдера и трубопрокатного стана холодной прокатки. Три десятилетия спустя, благодаря достижениям, достигнутым в 1930-х годах, были применены машины для снятия напряжений и заготовки непрерывного литья, что повысило эффективность производства и дало бесшовным трубам возможность конкурировать со сварными трубами. В 1970-е годы бесшовные и бесшовные трубы продавались практически в одинаковых количествах, став товаром первой необходимости. Его мировое производство увеличивалось более чем на 5% в год.

Линейная труба API 5L Бесшовная стальная труба

Как производят бесшовную стальную трубу?

При производстве бесшовных труб используются два процесса: метод поперечной прокатки (метод Меннесмана) и метод экструзии. Первый создается путем перфорации трубы диагональным роликом и ее удлинения на прокатном стане. Эта процедура выполняется быстро, но к трубной заготовке предъявляются высокие требования к технологичности. Этот метод является наиболее рекомендуемым для производства труб из углеродистой и низколегированной стали.

В этом случае используется сверлильный станок для сверления необработанной трубы или стального слитка. Затем он пробивает его в стальную трубку с помощью экструдера. Этот процесс определенно менее эффективен и обычно используется для производства труб из высокопрочной легированной стали.

В обоих способах изготовления бесшовных труб необходимо сначала нагреть трубную заготовку или слиток. Полученная стальная труба называется горячекатаной трубой. Горячеобработанные трубы иногда могут подвергаться холодной обработке, в зависимости от конечных требований. Для этого существует 2 метода: холодное волочение (протягивание стальной трубы через экструзионную матрицу, чтобы сделать ее длиннее и тоньше) или холодная прокатка (к методу холодной обработки применяется горячая прокатка). Холодная обработка может повысить точность размеров и качество обработки труб, а также улучшить механические свойства материалов.

Снижение стресса

Такая однородность горячекатаной бесшовной стальной трубы достигается в первую очередь за счет снижения напряжений. Он заключается в нагреве всей сварной трубы до 950 градусов Цельсия или более и применении понизителя напряжения (в общей сложности в 24 раза больше понизителя напряжения). Полученная труба полностью отличается от обычной трубы, сваренной высокочастотной сваркой. После нагрева детали в печи металлографическая структура и механические свойства сварного валика и основной части полностью совпадают. Кроме того, это снижает нагрузку при выполнении нескольких проходов.

Результатом этого процесса является труба из малопрочного материала, но с очень гладкой внутренней поверхностью.

Что такое шовная труба?

A seamed or welded tube is one that does have a ‘seam’ where 2 or more pieces are joined together to form the tube. Its manufacturing process begins with the bending of the sheet metal. Now it is time to weld the part to get the cylindrical shape. The seam can be longitudinal (the oldest process) or spiral (helical). To achieve a longitudinal seam, a sheet is used which is bent with rollers. Thus, the ends are joined with a weld, forming the tube. The spiral or helical seam is generated by threading the weld along the pipe, rather than in a straight line. Sometimes the seam is concealed with a hot treatment and subsequent polishing.

The production of this type of pipe is cheap and requires little material, so there is a great economic saving. The final product is very resistant and is used in many industrial sectors (aerospace, aviation, energy, automotive, light industry…).

Отличия бесшовных и сварных труб

Now that we know what a seamless tube and a welded tube are and how they are manufactured, let’s take a deeper look at what other differences we can find between the two:

Появление

В качестве сырья для бесшовных стальных труб используется цилиндрический стальной слиток. Внешние дефекты этой заготовки нельзя устранить горячим способом, поэтому для полировки придется ждать завершения изготовления изделия, а это пустая трата времени и дополнительных сил. Сварная труба изготавливается из горячекатаного (или горячетянутого) рулона. Его качество значительно облегчает обработку, а поверхность, полученная в результате этого процесса, становится намного более гладкой и с меньшей шероховатостью. Поэтому поверхность сварной трубы всегда будет лучше, чем у бесшовной.

Процесс формования

Бесшовную трубу можно сформировать только после завершения процесса прокатки. Однако, поскольку сварная труба вытягивается из листа или пластины, которую необходимо согнуть, в процессе изготовления трубы можно выполнять все виды сварки (гибка, прокатка и т. д.).

Производительность и использование

Бесшовные трубы выдерживают более высокие уровни давления. Его сопротивление больше, чем у сварной трубы. По этой причине эту трубу очень часто можно встретить в оборудовании высокого давления или в тепловых отраслях, работающих с котлами.

Шов сварочной трубы является ее слабым местом и часто влияет на ее конечные характеристики. Этот тип труб выдерживает до 20% меньшее давление, чем бесшовные трубы. Эта особенность является основным фактором, на который обращают внимание клиенты при выборе бесшовной трубы. Фактически, в большинстве промышленных установок используются бесшовные трубы. Они способны выдерживать экстремальные термические, химические и механические нагрузки и уровни. С другой стороны, сварные трубы чаще используются в других отраслях, таких как аэрокосмическая, автомобильная и электронная.

Size

Большинство производителей выпускают бесшовные трубы с наружным диаметром 508 миллиметров. Средний диаметр составляет менее 406,4 миллиметра из-за ограничений производственного оборудования. Если заказчику требуются бесшовные трубы большего размера, необходимо использовать специальное оборудование для горячего расширения материала. Однако качество расширенной трубы не такое же, как у исходной бесшовной стальной трубы. Сварная стальная труба, напротив, не имеет таких ограничений. Их размеры могут варьироваться от 48,3 миллиметров до 2540 миллиметров.

Стоимость и цены

Как правило, стоимость бесшовной трубы выше, чем сварной. Причинами этой разницы являются сырье, производственное оборудование и процедуры, используемые при производстве каждого типа труб. Однако из-за колебаний рынка сварные трубы могут иметь более высокую стоимость.