ТрубаСпец

Виды нержавеющих бесшовных труб и варианты их применения

Содержание:

В статье речь пойдет про бесшовные трубы из нержавеющей стали, завоевавшие популярность как в промышленности, так и в быту. Это уникальные по характеристикам изделия, выпускаемые из высоколегированной стали, которые могут иметь разнообразную форму поперечного сечения (круг, квадрат, прямоугольник, овал и т.д.), но в любом случае не имеют сварных швов.


Разновидности бесшовных изделий

Помимо высоколегированной стали при производстве прокатных труб также используется углеродистая и низколегированная сталь. По методу производства определяют холоднокатаные и горячекатаные трубы без швов. Второй тип предполагает нагревание металлической заготовки. У горячекатаного изделия повышенная толщина стенок до 3,2 сантиметра и диаметр до 32,5 сантиметров. Холоднокатаные изделия обладают меньшим диаметром и стенки у них тоньше.

Фактически нержавеющая бесшовная труба производится в течение нескольких последовательных этапов:

  • прокат;
  • прессовка;
  • ковка;
  • волочение;
  • центробежное литье.


Особенности производственного процесса определяют, какой будет поверхность труб:

  • необработанная;
  • с зеркальным эффектом;
  • отшлифованная до однородного матового оттенка.

Цельное бесшовное изделие не придется окрашивать или покрывать грунтовыми составами.


Если рассматривать толщину стенки изделия и его диаметр, то можно выделить следующие разновидности:

По стандарту бесшовная труба-нержавейка может быть произведена из 20 видов сплавов, хорошо сопротивляющихся коррозирующему воздействию.

Марочная сталь для изготовления нержавеющих труб

Наиболее популярно маркой стали является 12Х18Н10Т, поскольку ей присуща максимальная устойчивость к коррозии. В качестве легирующих добавок в ней используются: хром, титан и никель. Чаще всего изделия из такой стали используются в монтаже водопроводных систем под горячую и холодную воду, поскольку в материале отсутствуют вредные вещества, которые могут навредить организму человека, пьющего эту воду.

Хорошая механическая устойчивость не дает подобным веществам попадать в систему извне. По государственным стандартам качества (ГОСТ 9940) удлинение труб из такой стали должно составлять минимум 40%, а уровень прочности на разрыв – 529 Н/кв.мм.


Форма сечения таких труб определяет возможные способы их использования. К примеру, некруглые изделия подходят для монтажа разнообразных металлических конструкций, для изготовления элементов интерьера, а также для проведения отделочных работ в помещениях различного назначения.


Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

Прочие марки стали, пригодные для изготовления бесшовных труб:

  • 10Х17Н13М2Т: повышенная устойчивость к агрессивным средам с повышенной кислотностью, которая не теряется даже при термическом воздействии на материал (до 600 градусов по Цельсию). Используется данная марка стали больше всего в химической, пищевой и медицинской отрасли. Трубы из данной стали достаточно просто сварить, получив при этом монолитное изделие с чрезвычайно долгим эксплуатационным сроком.
  • 06ХН28МДТ: идеально подходит для решения задач металлургической и нефтехимической промышленности. Опять же материал инертен к воздействию кислот, сопровождаемому нагреванием до высоких температур.
  • 10Х23Н18: одна из марок высоколегированной стали, которая обладает уникальной устойчивостью к воздействию высоких температур и открытого огня. Из такой стали производятся камеры для сжигания топлива, высокотемпературные трубопроводы, нагревательные котлы и прочее оборудование, в котором корпус должен выдерживать температуры до 1100 градусов по Цельсию.

Этапы изготовления бесшовных труб

Помимо всех сложностей технологии, по которой производится бесшовная труба-нержавейка, стоит учитывать еще и огромный расход ресурсов и энергии. Чтобы получать изделия высокого качества, обязательно нужно при производстве использовать соответствующие материалы. В первую очередь речь идет о металле, который должен быть очищен от любых примесей. Производство осуществляется на автоматических станках высокой точности.


Выполняются работы в определенной последовательности:

  1. Заготовка раскаляется в печи.
  2. Раскаленный металл подается на прессовочно-прошивной стан, где специальные штамповочные головки воздействуют на него механически для придания определенной формы. В процессе обработки раскаленного металла не появляются разрывы, а материал деформируется в правильном направлении. Форма остывшего изделия остается неизменной всегда.
  3. На следующем этапе трубу раскатывают, придавая ей соответствующие линейные размеры: длина, внутренний и внешний диаметры, толщина стенок.
  4. Остывание и калибровка изделий происходят в ходе их погружения в ванну с водой. Если нужна особенно прочная и качественная бесшовная коррозионностойкая труба, то ее дополнительно закаляют путем прогрева и мгновенного охлаждения.
  5. В конечном итоге трубу режут на отдельные куски, исходя из стандартов для конкретного изделия, и на них наносят маркировку.

Технические характеристики труб без швов

Как уже говорилось, первое и самое главное преимущество, которым обладает нержавеющая стальная бесшовная труба, – это устойчивость к коррозирующему воздействию. Также изделие является неимоверно прочным, а отсутствие швов не позволяет коррозии образовываться на менее устойчивых сварочных стыках. Естественно, повышенная прочность дает хорошее сопротивление значительному давлению, различным агрессивным факторам окружающей среды и т.д.

Сталь, используемая для бесшовных труб, и сама технология производства определяют ту самую доступность изделий для организации трубопроводов с питьевой водой или прочими жидкостями. Такая возможность возникает из-за отсутствия окислительного процесса, в который сталь не вступает.


Уникальной особенностью материала бесшовной трубы является «регенерация», которая предполагает самостоятельное исчезновение мелких дефектов на поверхности изделия. При этом ни один дефект такого рода не сможет привести к утечкам транспортируемых по трубе жидкостей и газов.

В сравнении с электросварными трубами, изделие без швов:

  • разнится по толщине стенок;
  • на изделии нет так называемых «точек пикового риска», которые соответствуют швам, менее устойчивым к механической нагрузке и другим негативным факторам;
  • по всей длине изделия прочность его сохраняется на одинаковом уровне.

Существующие стандарты линейных размеров

Любая цельнотянутая нержавеющая труба, вне зависимости от способа производства, имеет размеры, которые определены ГОСТами (9941-81 – для холодной деформации, 9940-81 – для горячей). В данных стандартах прописана толщина стенки и наружный диаметр изделия. Исходя из этих норм, формируется и сортамент для изготавливаемых труб. Различаются два указанных выше стандарта своими физическими характеристиками, что обусловлено различием в технологии их производства.

Для труб, изготовленных посредством горячей деформации существуют следующие стандарты длин:

  • немерные изделия – 0,15-1 метр;
  • мерные изделия – возможно отклонение относительно немерных около 15 миллиметров;
  • кратно мерные изделия на каждый рез допускает отклонение в 5 миллиметров, но при этом предельное значение не должно составлять более 15 миллиметров. Минимальная длина таких изделий – 30 сантиметров;
  • ограниченные изделия – относительных мерных допускается отклонение в 50 сантиметров в любую из сторон.

Химическая структура стали, из которой производятся трубы (по любой технологии) определяется ГОСТом 5632. Разрешено добавлять микродозы редкоземельных металлов. Содержание серы в стали не может превышать 0,02 процента.


Если говорить о более конкретных размерах, то имеются стандартные пропорции для изделий (ниже прописываются три размера – толщина стенки в миллиметрах/минимальная длина в метрах/максимальная длина в метрах):

  • до 0,5/0,75/7;
  • 0,5-1/1/7;
  • более 1/1,5/12,5.

Специфические условия

Нормативные документы, составленные непосредственно для стали марки 12Х18Н10Т, указывают на то, что предельная текучесть бесшовных труб из нее должна составлять минимум 216 МПа, а плотность – 7,95 г/куб.см. Также в сплаве должен содержаться титан, придающий антикоррозионную устойчивость и углерод для увеличения твердости изготавливаемых из стали изделий. При этом самое малое значение толщины стенки для труб, произведенных посредством горячего деформирования, может составлять 0,12 миллиметра. Эти данные прописаны в ГОСТ 10498-82.


Пропорции особо тонкостенных труб (диаметр в миллиметрах/минимальная длина в метрах/максимальная длина в метрах):

  • 4-6/0,5/3;
  • 6-25/0,5/5;
  • более 25/0,5/4.

Трубы, произведенные с идеально точным соблюдением технологии, могут эксплуатироваться на предельной температуре транспортируемой жидкости до 800 градусов по Цельсию, а если речь идет о размещении в агрессивной среде, то до 350 градусов по Цельсию.

Характеристики могут варьироваться исходя из элементов, входящих в сплав стали:

  • устойчивые к низким температурам;
  • повышенной прочности;
  • жароустойчивые нержавеющие;
  • повышенной твердости и т.д.


Говоря о кривизне трубы, стоит сказать, что на каждый метр длины она не может превышать:

  • 1 миллиметр, если толщина стенки начинается от 0,5 миллиметра;
  • 2 миллиметра, если труба в диаметре более 1,5 сантиметра, а значение толщины стенки меньше 0,5 миллиметра.

Резать такие трубы можно исключительно под прямым углом и очищать края от различных выступов и шероховатостей. Снаружи и внутри трубы нельзя допустить наличия значительных дефектов: трещины, прорывы, закаты и т.д. Качественное изделие обязательно имеет светлый оттенок.

Сферы применения бесшовной трубы

Уникальные характеристики описываемых изделий сказались и на списке отраслей, где их применяют. Нержавейка в первую очередь это материал с очень долгим сроком эксплуатации и хорошей защитой от различных внешних искажений (ржавчина, выцветание), а также очень практичный в эксплуатации.


Используют толстостенные трубы для следующих целей:

  • в качестве сегментов для трубопроводов под газ, нефтепродукты и прочие энергоресурсы в жидком или газообразном состоянии;
  • как трубы для передачи пара на электростанциях и в отопительных котлах;
  • в качестве биметаллических труб с внутренним слоем, устойчивым к износу. По трубопроводу, собранному из таких труб можно транспортировать пульпу, содержащую алмазы, рудные материалы. Также их используют при сборке промышленных и бытовых насосов;
  • как элементы металлических конструкций при проведении строительных работ. Читайте также: "Как изготавливают нержавеющую полированную трубу, сфера применения, размеры".


Тонкостенные трубы эффективно применяются:

  • в пищевой промышленности из-за своего соответствия всем санитарно-гигиеническим нормам;
  • для сборки медицинского оборудования;
  • в авиационном, машинном и морском строительстве;
  • в качестве трубопроводов для горячей и холодной воды;
  • для монтажа отопительных систем.

Никто не запрещает использовать бесшовные трубы для создания отделки внутри и снаружи зданий. Даже предметы мебели могут иметь в своей конструкции данные изделия.

Способы соединения нержавеющих труб между собой

Хоть сама бесшовная труба не имеет пиковых точек нагрузки, но между собой несколько таких изделий могут быть объединены только посредством сварки (ручная, автомат или полуавтомат).

Стоит выделить наиболее распространенные технологии сварки:

  • TIG – сварка производится посредством вольфрамового электрода, размещенного в инертной газовой среде. Получаемые при этом швы очень плотные, однородные, в них нет каких-либо пустот, снижающих сопротивление внешней нагрузке. Прочность получаемого шва равна прочности самой стали. Газ в этом случае необходим для того, чтобы шов не окислялся в процессе сварки.
  • HF – для сварки используется ток высокой частоты, что позволяет сделать менее прочный шов, чем сама труба, но себестоимость работ ниже.
  • Laser – по своим характеристикам шов не уступает тем, что получаются при работе по технологии TIG. Иногда эти две технологии используются даже в совокупности.

Итог

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что высокая популярность бесшовных труб обуславливается их отличными эксплуатационными качествами. Важно покупать изделия в официальных торговых точках или от производителя, поскольку только в этом случае можно будет получить качественную нержавеющую трубу без швов.