Трубы больших размеров

Производство стальных труб большого диаметра

Стальная трубная промышленность основана всего на двух разновидностях производственных процессов: прокате и сварном производстве. В свою очередь, прокатный способ получения труб разделяется на две методики – горячее и холодное деформирование. А в сварной способ входят два других процесса – деформирование со сваркой продольного шва и деформирование со сваркой спирального шва.

Производство труб большого диаметра предполагает использование всего трех разновидностей технологических процессов трубной промышленности, а именно:

• Горячее деформирование, которое дает возможность производить 550-миллиметровые трубы с толщиной стенки до 75 миллиметров. То есть,  самая габаритная стальная толстостенная труба большого диаметра будет изготовлена по этой методике.
• Сварное прямошовное производство, позволяющее изготавливать 1420-миллиметровые трубы с толщиной стенки до 32 миллиметров.
• Сварное производство на основе спирального шва, которое дает возможность получить 2520-миллиметровые трубы с толщиной стенки в 25 миллиметров. То есть, тонкостенные трубы с самым большим диаметром производят именно по этой технологии.

Причем на ординарные нужды расходуются все трубы с диаметром от 159 и до 2520 миллиметров. Ну, а на нужды нефтяной промышленности используют совершенно иные стальные трубы большого диаметра.

Магистральная продукция

Параметры таких изделий соответствуют ГОСТ 20295-85, в котором говорится, что размерный ряд подобной продукции начинается с 159-миллиметрового «калибра» и заканчивается 820-миллиметровыми трубами.

Все магистральные трубы изготавливают только по сварной технологии. То есть, на поверхности любой магистральной трубы можно увидеть либо спиральный, либо прямой шов.

В свою очередь, производство труб большого диаметра прямошовного типа подразумевает использование двух сварочных технологий. Размеры от 159 и до 426 миллиметров производят только методом прямошовной сварки высокочастотными токами. Ну, а продукты с диаметром от 530 и до 820 миллиметров изготавливают по прямошовной технологии с использование дуговой сварки в среде инертных газов.

Производство магистральных труб большого диаметра по технологии спиральной стыковки швов затрагивает весь сортамент подобной продукции. То есть, используя скручивание и сварку по спирали, мы можем получить и 159-миллиметровые, и 820-миллиметровые трубы.

Конструкционные материалы коммуникаций с большим диаметром

По-настоящему большие трубы из стали употребляют для достаточно специфических целей.

Поэтому все большие трубы изготавливаются из трех-четырех типов стали, а именно:

• Из «классической» конструкционной стали с нормированными механическими свойствами. В эту категорию входит калиброванный прокат из стали марок 10, 15, 20 и далее до 50 марки.
• Из углеродистой стали с низким содержанием легирующих элементов. В эту категорию входит стальной прокат листового типа, производимый из марок СТ0, СТ3, СТ4 и так далее. Иностранные марки такой стали (по стандарту EN 10025) маркируются аббревиатурой S185 или S195
• Из углеродистой стали обыкновенного качества. В эту категорию входит стальной прокат с толщиной листа более 25 миллиметров, производимый из марок ВСТ3сп, ВСТ3 и их аналогов.

Впрочем, помимо конструкционных или углеродистых сталей, трубы большого диаметра можно изготовить еще и из особых видов пластика – полипропилена и полиэтилена. И далее мы рассмотрим технологию производства и свойства именно таких труб.

Стальные трубы водоснабжения – размеры и материал

Сооружение водо- и газоснабжения в частных загородных жилищах, как и выбор трубопровода, является задачей самого владельца.

Механические характеристики

Для элементов системы водоснабжения наиболее важными факторами представляются прочность, точность размеров и стойкость к гидравлическим ударам.

К необходимым при проектировании системы параметрам относятся следующие характеристики:

• условный проход – условная величина, используемая при описании системы. Представляет собой значение фактического внутреннего диатрема, округленного до ближайшего из стандартного ряда, и служит точкой отсчета для подбора размеров остальных деталей и оборудования.Его значение стандартизированного согласно ГОСТа 28338-89, округление производится всегда в большую сторону. Измеряется в дюймах или мм. Для труб водоснабжения размерный диапазон составляет от 10 до 150 мм,
• внутренний диаметр – фактическая величина параметра, получаемая непосредственным измерением, как правило, указывается в мм,
• наружный – фактический диаметр изделия с учетом толщины стенки, в мм,
• номинальный диаметр,
• толщина стенки – регламентированная величина.

Длина изделия не является константой, но учитывается при расчетах не только как фактор регулировки водяного давления, но и как экономический. Стальной трубопровод выпускается как мерной и кратной длины, то есть, в виде стандартных отрезков, так и немерной. Диапазон последнего – 4–12 м. Более подробно смотрите на таблице 2.

Системы измерения

Трубы для водо- и газоснабжения измеряются с применением дюймовой системы измерения (иначе имперской). Размеры всех остальных указываются в метрической, то есть в мм.

Так как последняя более распространена, прижилась практика указывать внутренний условный диаметр и в дюймах, и в мм.

В метрической системе измерительный эталон – мм, является величиной постоянной. В имперской дюйм означает не только эталонную единицу длины, но и условную. Связано это с особенностями резьбы.

1. Дюйм равен 25,4 мм и используется для указания величины внутреннего диаметра трубы.
2. Трубный дюйм равен 33, 294 мм, эта величина применяется для указания резьбового диаметра. Резьба производится снаружи изделия, поэтому параметр включает в себя внутренний диаметр и толщину обеих стенок. Исключение составляет труба в 1/2 дюйма: ее наружный диаметр равен 21, 25 мм.
3. Шаг резьбы изменяется в зависимости от величины условного диаметра: в диапазоне от 1/2 до 3/4 дюйма он составляет 1,814, а от 1 до 6 – 2, 309.

Разница между дюймовой и метрической трубой заметна даже невооруженным взглядом – по величине резьбы и закругленности нитей.

Путаница между показателями измерений связана с нарушением общего правила: измерять дюймовые трубы по внутренней стороне, а метрические по наружной.

Стальные трубы водоснабжения – размеры и материал Лидером в области водоснабжения является стальной трубопровод. Рассмотрим его специфику и соотношение внешних и внутренних диаметров на табличной форме.

Методы производства бесшовных труб

При производстве сварных изделий применяют плоскую специальную заготовку, которая способна по окружности изгибаться и создавать форму трубы. Для производства бесшовных конструкций для заготовок используется цилиндрическая цельная деталь. Методов производства бесшовных труб есть два:

• горячего деформирования;
• холодного деформирования.

Метод горячего деформирования включает в себя такие этапы:

• готовится заготовка;
• греется металл;
• заготовке придают нужную форму;
• выполняется быстро охлаждение;
• делается калибровка;
• выполняется порезка.

Сначала заготовку следует разогреть до температуры, которая будет больше температуры порога кристаллизации материала. В итоге материал приобретает эластичность, но при этом не будет растекаться. Далее, заготовку отправляют на прошивочный пресс, где создается полый цилиндр из раскаленного металла.

В процессе горячей деформации изделию придают нужную форму, а также придают ту или иную толщину стенкам. Затем заготовка опускается в воду для остывания. Проходя через вальцы, трубы калибруются. Изделие обрезается в зависимости от требований заказчика и с учетом правил ГОСТ.

Второй способ — метод холод деформирования заключается в том, что труба охлаждается после калибровки, также в охлажденном состоянии проводится и предварительная калибровка. А еще перед окончательной прогонкой сквозь вальцы изделие не предают отжигу, что убирает в металле внутреннее напряжение, благодаря чему он приобретает вязкость и эластичность.

Особенности соединения

Благодаря довольно толстым стенкам труб можно применять резьбовое их соединение. Процесс нарезки резьбы прост, поскольку сварочный стык отсутствует. Края при сварке рекомендуется заблаговременно разделить, обязательно потребуется фаска, что соединение было качественным.

Максимально крепким соединение является с использованием инверторного сварочного аппарата. Причем диаметр электрода должен быть как минимум 4 мм. Данный вид проката имеет хорошие показатели в плане эксплуатации, трубы гарантируют эффективную работу систем, их можно применять в разных видах промышленности.

Основные размеры и свойства магистральных труб ГОСТ 20295

Номинальный наружный диаметр труб, мм	Теоретическая масса 1 м трубы, кг, при номинальной толщине стенки, мм
3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8,5	9	10	11
114	8,21	9,54	10,85	12,15	13,44	14,72	15,98	17,23	18,47	19,7	20,91	22,11	23,3	—	—
140	10,14	11,78	13,42	15,04	16,65	18,24	19,83	21,4	22,96	24,51	26,04	27,56	29,07	32,06	34,99
146	10,58	12,3	14,01	15,7	17,39	19,06	20,71	22,36	23,99	25,62	27,22	28,82	30,41	33,54	36,62
159	11,54	13,42	15,29	17,15	18,99	20,82	22,64	24,44	26,24	28,02	29,79	31,55	33,29	36,74	40,15
168	12,21	14,2	16,18	18,15	20,1	22,04	23,97	25,89	27,79	29,68	31,57	33,43	35,29	38,96	42,59
178	12,95	15,06	17,16	19,25	21,33	23,4	25,45	27,49	29,52	31,53	33,54	35,53	37,51	41,43	45,3
219	15,98	18,6	21,21	23,8	26,39	28,96	31,52	34,06	36,6	39,12	41,63	44,12	46,61	51,54	56,42
245	—	—	23,77	26,69	29,59	32,49	35,36	38,23	41,09	43,93	46,76	49,57	52,38	57,95	63,47
273	—	—	26,54	29,8	33,05	36,28	39,51	42,72	45,92	49,11	52,28	55,44	58,6	64,86	71,07
325	—	—	31,67	35,57	39,46	43,34	47,2	51,05	54,9	58,73	62,54	66,35	70,14	77,68	85,18
377	—	—	—	41,34	45,87	50,39	54,9	59,39	63,87	68,34	72,8	77,25	81,68	90,51	99,28
426	—	—	—	—	51,91	57,04	62,15	67,25	72,33	77,41	82,47	87,52	92,56	102,59	112,58
530	—	—	—	—	64,74	71,14	77,54	83,92	90,29	90,64	102,99	109,32	115,64	128,24	140,79
630	—	—	—	—	77,07	84,71	92,33	99,95	107,55	115,14	122,72	130,28	137,83	152,9	167,92
720	—	—	—	—	88,17	96,91	105,65	114,37	123,09	131,79	140,47	149,15	157,81	175,1	192,34
820	—	—	—	—	100,5	110,48	120,45	130,4	140,35	150,28	160,2	170,11	180	199,76	219,46
1020	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	224,39	249,08	273,72

12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
114	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
140	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
146	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
159	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
168	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
178	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
219	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
245	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
273	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
325	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
377	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
426	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
530	153,3	165,75	178,15	190,5	202,82	215,07	227,28	239,44	251,55	263,61	—	—	—	—
630	182,89	197,81	212,68	227,49	242,27	257	271,67	286,3	300,87	315,38	—	—	—	—
720	209,52	226,66	243,75	260,78	277,79	294,73	311,62	328,47	345,26	362,01	378,7	395,35	411,95	—
820	239,12	258,72	278,28	297,77	317,25	336,65	356,01	375,32	394,58	413,77	432,93	452,04	471,1	—
1020	298,31	322,84	347,33	371,75	396,16	420,5	444,79	469,04	493,23	517,37	541,47	565,51	589,51	613,45

Диаметры, типоразмеры и классы жесткости

Трубами большого диаметра из пластика считаются изделия с наружным диаметром от 530 до 1420 мм, реже до 2000 мм. В бытовой речи часто большим считают диаметр от 300 мм. Типоразмеры (наружные диаметры): 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 мм.

Кольцевая жесткость – важнейшая характеристика для пластиковых труб. Трубы выпускаются типов SN2, SN4, SN6, SN8 и SN16 (соответственно показатели кольцевой жесткости 2, 4, 6, 8, 16 кН/м²). Чем больше жесткость, тем большую нагрузку выдерживает трубопровод, тем глубже его можно прокладывать.

От чего зависят размеры пластиковых труб

Диаметр – от запроса производителя, требуемой в конкретных условиях пропускной способности труб. Длина бывает 1, 2, 4, 6, 12 м. Изделия больших диаметров в бухтах не поставляются.

Общие сведения о трубах большого диаметра

Классификация труб большого диаметра

Номинально к категории труб большого диаметра относятся трубные изделия, диаметр которых превышает 530 мм.

Производство подобных труб в РФ регламентируется двумя стандартами:

• ГОСТ 20295 – «Трубы магистральные»
• ГОСТ 10706 – «Трубы электросварные»

Магистральные трубы большого диаметра делятся на три типа:

1. Трубы прямошовные, которые производятся путем контактной сварки электрическим током. Диаметр таких труб – 114 – 530 мм.

2. Трубы спиральношовные, которые производятся путем дуговой электросварки. Диаметр находится в пределах от 160 до 820 мм.

3. Трубы прямошовные, которые производятся путем дуговой электросварки. Диаметр труб третьего типа находится в пределах от 530 до 1420 мм.

Трубы электросварные общего назначения также делятся на два класса:

• 1 класс – трубы с обрезкой конца си снятием всех заусенцев
• 2 класс – трубы без торцовки и зачистки заусенцев

Диаметр труб электросварных общего назначения находится в пределах 425-1620 мм.

Особенности производства труб большого диаметра

Ранее в качестве основного материала для производства трубной продукции этого класса производители труб большого диаметра рассматривали исключительно чугун, сталь и бетон. Однако сегодня значительную долю рынка составляют пластиковые трубы.

Что же касается собственно технологии производства труб большого диаметра, то, как и было указано выше, трубы производятся с помощью контактной либо дуговой электросварки. При этом в зависимости от применяемой технологии трубы делятся на прямошовные и спиральношовные.

Производство труб большого диаметра прямошовного типа (диаметром до 820 мм) допускает наличие одного шва продольного, и одного – поперечного.

Если же диаметр трубы превышает 820 мм, то швов может быть больше – два продольных и один поперечный.

Стальные трубы

На сегодняшний день наиболее востребованным (и потому наиболее распространенным) типом  труб являются стальные трубы большого диаметра. Они широко применяются для прокладки магистральных трубопроводов, нефте- и газотранспортных систем, водонапорных систем и т.д.

Как правило, для этого применяется стальная толстостенная труба большого диаметра. Значительная толщина стенки такой трубы (до 45-50 мм) позволяет выдерживать высокое внутреннее давление в трубопроводе, а большой внутренний диаметр дает возможность обеспечить трубопроводу требуемую пропускную способность.

Стальные толстостенные трубы

Для производства стальных труб большого диаметра применяются следующие марки стали:

• Углеродистая спокойная и полуспокойная сталь (СТ3, СТ4, категории 1-3)
• Спокойная и полуспокойная сталь ВСТ3 (категория 3-6)
• Спокойная и полуспокойная сталь марки 10, 15, 20
• Нелегированная конструкционная сталь (S185, S195T, EN 10027-1,2 и аналогичные)

Также ГОСТы допускают применение низколегированной стали, с углеродным эквивалентом, не превышающим 0,48.

Стальные трубы должны производиться с учетом транспортируемого вещества, что позволяет существенно продлить срок их эффективной эксплуатации.

Так, если трубопровод проектируется для транспортировки агрессивных сред, то для его производства используется труба толстостенная большого диаметра с внутренним покрытием, обеспечивающим химическую устойчивость и надежно защищающим сталь от коррозии.

Полипропиленовые трубы

Альтернативой стальным трубам большого диаметра сегодня стали полипропиленовые трубы. И если ранее полипропилен использовался только для производства бытовых труб, то сегодня полимерные материалы на его основе все чаще используют для производства магистральных труб большого диаметра.

Труба из полипропилена

Преимущества, которыми обладают полипропиленовые трубы больших диаметров, очевидны:

• Они обладают меньшей массой, поэтому значительно легче при транспортировке
• Они менее подвержены коррозии
• Стоимость полипропиленовых труб большого диаметра ниже, а значит, собранный из таких труб трубопровод будет стоить дешевле в сравнении с вариантом, при котором используются трубы стальные большого диаметра.

И если ранее в сегменте труб большого диаметра были представлены полипропиленовые трубы диаметром до 630 мм, то сегодня ассортиментная линейка многих производителей полипропиленовых труб ограничена диаметрами до 1200 мм (а в некоторых случаях – и еще большими).

https://youtube.com/watch?v=G57rUeaneHI

Виды труб по способу производства

Различают следующие способы производства трубопроводов: горячедеформированные, холоднодеформированные, электросварные. Размеры и предельные отклонения изделий, материалы изготовления регламентируются сортаментами на трубы стальные круглые, разные сортаменты для каждого способа производства:

Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732

Изготовление труб происходит в три этапа. В начале в нагретой до 900-1200 градусов круглой заготовке на специальных станках делают прошивку отверстия, в результате получается гильза. Дальше гильзу раскатывают в черновую трубу, и последний этап, это калибрование, прокатка с окончательными размерами по толщине и диаметру.

Размеры получаемых изделий по этому способу производства могут быть: наружный диаметр 16-630 мм, толщина стенки 1,5-50 мм. Заготовки изделий разделяются на несколько групп, в зависимости от применяемого материала изготовления:

• А –механические свойства изделия нормируются.
• Б – химический состав регламентируется при изготовлении.
• В – одновременно регламентируются механические свойства и химический состав;
• Г – нормируется химический состав и проверяются механические свойства на опытных образцах;
• Д – регламентируется значение испытательного давления при проверке.

Производство горячедеформированных труб

Трубы стальные бесшовные холодно деформированные по ГОСТ 8734

Для прокатки используют круглые стальные заготовки. Заготовка нагревается в специальных печах до температуры начала кристаллизации для получения необходимой пластичности. Затем прошивается и попадает в прокатный стан, где с помощью вальцов формируются черновые размеры изделия. Последняя операция, это калибровка и нарезка определенной длины.

В отличие от горячедеформированной трубы, холоднодеформированная во время калибровки получает дополнительную термообработку, что делает такие изделия устойчивыми и долговечными.

Холоднодеформированные изделия делятся на следующие категории, где главным критерием является отношение диаметра D к размеру стенки S:

1. Особотонкостенные, при отношении D/S больше 40. Если размер D=20 мм и меньше, размер S=0,5 мм и меньше.
2. Тонкостенные, при отношении D/S от 12,5 и меньше 40. Кроме того трубы при D=20 мм. и меньше, при S=1,5 мм, и меньше.
3. Толстостенные, при отношении D/S от 6 до 12,5.
4. Особотолстостенные при отношении D/S меньше 6.

Тонкостенные и особотонкостенные трубы применяются в различных гидравлических системах, автомобильных моторах, промышленных холодильных установках, а также в медицинской и пищевой отрасли. Основное применение толстостенных труб – это нефтяная и газовая промышленность.

Тонкостенные холоднокатаные изделия

Трубы стальные электросварные по ГОСТ 10704

Технология изготовления включает в себя несколько этапов, которые объединены в один непрерывный процесс:

1. Резка листовой заготовки. Она выполняется на высокоточных станках и позволяет получать заготовки одинаковых размеров.
2. Для получения бесконечной ленты полоски свариваются между собой, предварительно пропущенные через систему валиков для устранения дефектов поверхности.
3. Полученную заготовку пропускают через систему горизонтальных и вертикальных вальцов, с помощью которых формируется изделие.
4. Сварка кромок производится с помощью высокочастотной сварки. Кромки заготовки нагреваются индуктором до температуры плавления, а потом сдавливаются обжимными роликами. Другой способ, когда кромки нагреваются с помощью высокочастотного генератора, ток подается на кромки с помощью контактов.

   Высокочастотная сварка

5. Калибровка и снятие грата. Заготовку охлаждают, а потом пропускают через калибровочные валики, для устранения овальности и обеспечения необходимых размеров.
6. Резка изделия. Заготовки разрезаются в необходимый размер.
7. Контроль качества изготовляемых изделий производят тремя способами: контроль сварного шва, испытание с помощью повышенного давления воды и сплющивание. Для контроля сварного шва, в основном применяют ультразвуковой способ. Дефектоскоп расположен непосредственно на линии после сварочной операции. Контролю подвергаются 100% изделий. Гидроиспытанию подвергаются 15% изделий из партии. А проверку на сплющивание проходят два изделия из партии.

Схема изготовления электросварных труб Электросварные трубопроводы широко применяются при прокладке инженерных сетей, которые выдерживают большие нагрузки и давления. Изделия диаметром 1200 мм. используют при монтаже почти всех магистральных газопроводов и нефтепроводов.

Стальные трубы большого диаметра

Сегодня стальные трубопроводные элементы занимают лидирующие позиции на рынке стройматериалов, используемых для монтажа магистралей. Несмотря на то, что их стоимость является довольно высокой (в сравнении с пластиковыми аналогами), спрос на них невероятно высок.

Рассмотрим основные эксплуатационные отрасли стальных изделий, отличающихся большими показателями сечения:

• магистральные газо- и нефтепроводы;
• в качестве обсадных труб для скважин;
• тепловые трубопроводные конструкции;
• водопроводы;
• канализационные коммуникации.

Рабочее давление в линиях, которые осуществляют транспортировку нефти и газа, как правило, достигает высоких показателей. Стальные изделия отличаются хорошими прочностными характеристиками и способны выдерживать очень высокое давление, поэтому для таких целей они подходят как нельзя лучше.

Существует три основных вида стальных деталей, которые классифицируются в зависимости от технологии изготовления. Рассмотрим их:

• прямошовные, выполненные посредством электродуговой сварки. Такие изделия имеют показатели сечения от 530 до 1420 мм;
• спиральношовные, произведённые посредством электродуговой сварки. Имеют показатели сечения от 159 до 820 мм;
• прямошовные детали, изготовленные с помощью контактной сварки. Отличаются небольшими диаметрами (114–530 мм).

Трубы из металла бывают цельными либо сварными со спиральным или прямым швом

Вся электросварная продукция, имеющая прямые швы, классифицируется по способу деформации на:

• холоднокатаные изделия;
• горячекатаные изделия.

Сферы применения

Пластиковые трубопроводы большого диаметра применяются для транспортировки различных жидкостей и газов или в качестве защитных электротехнических коробов для прокладки электрических кабелей, кабелей связи. Используют пластмассовые коммуникации и для вентиляции.

Сферы применения – везде, где требуются трубопроводы большого диаметра, работающие при невысоком давлении. Задачи пластиковых коммуникаций:

• транспортировка воды, теплоносителя систем отопления;
• транспортировка нефти и газа;
• транспортировка химически агрессивных жидкостей на различных производствах;
• прокладка систем канализации;
• ливневая канализация и дренаж;
• прокладка кабелей электроснабжения, связи, интернета, телекоммуникаций, сигнализации и т.д.

Способы формовки трубной заготовки

При производстве труб большого диаметра наибольшее распространение получили следующие способы формовки листа:

• формовка листа в цилиндрическую заготовку на прессах, так называемый способ UOE;
• формовка листа в цилиндрическую заготовку на вальцах;
• постепенная формовка листа штампами;
• пошаговая формовка листа узкими бойками.

Способ прессовой формовки листа UOE. Схема формовки показана на рис. 1. На валковом стане происходит загибка кромок листа по радиусу, соответствующему радиусу готовой трубы. На прессе предварительной формовки листу придают U-образную форму. Далее на прессе окончательной формовки в закрытых штампах листу придают цилиндрическую форму.

Рис. 1. Схема формовки трубной заготовки — UOE-процесс

Формовка листа на вальцах. В основу формовки на вальцах положена схема изгиба листа между тремя (рис. 2, а) или четырьмя валками (рис. 2, б). Для производства сварных труб чаще применяют четырехвалковые вальцы.

а б

Рис. 2. Схема формовки трубной заготовки на вальцах

В трехвалковых вальцах вращение передается только верхнему валку или также двум нижним. Верхний валок имеет диаметр в 1,3 …1,5 раза больше нижних. Его установкой относительно нижних валков регулируется диаметр формуемой заготовки. При формовке в трехвалковых вальцах у заготовки с краев остаются плоские участки, что является недостатком этого способа.

Установка для формовки в четырехвалковых вальцах имеет верхний и нижний приводные валки, два боковых прижимных валка. Формовка листа производится путем гибки между верхним и подвижными боковыми валками за несколько реверсивных движений (от 9 до 11). При этом боковые валки перемешаются в радиальном направлении к центру формуемого цилиндра. После формовки сформованный цилиндр стаскивается с верхнего валка. Для компенсации прогиба верхний валок выполнен профильным с максимальным диаметром в центре валка, а нижние валки имеют несколько опор по длине.

Преимуществом данного способа является возможность быстрой настройки на другой типоразмер труб, что делает эту технологию достаточно экономичной.

Способ постепенной формовки листа штампами. Для получения прямошовных труб большого диаметра применяют многопозиционную формовку на прессах, схема которой приведена на рис. 3. Формовка заготовки производится постепенным изгибом листа штампами, начиная с одной из его кромок.

За каждый ход пресса сравнительно узкий участок листа изгибается между верхним и нижним штампами. После каждой операции гибки следующий участок плоской заготовки подается в штампы пресса при помощи манипуляторов. Использование сменных штампов позволяет изготавливать трубы широкого сортамента, включая трубы с большим отношением S/D. Последнее обеспечивается использованием узких штампов.

Рис. 3. Схема постепенной формовки трубной заготовки штампами

Способ пошаговой формовки листа узкими бойками. Этот способ целесообразно использовать для изготовления особо толстостенных труб. Формовка листа осуществляется на формовочном прессе узкими бойками (рис. 4), которые обеспечивают ширину очага деформации, равную 1…1,5 толщины стенки. Поэтому по сравнению с технологией UOE не требуется применять гидропрессы с большими усилиями формовки. Другим преимуществом является то, что бойки одного и того же размера используются для изготовления широкого сортамента труб. Недостатком этого способа является его сравнительно низкая производительность.

Рис. 4. Схема пошаговой формовки трубной заготовки узкими бойками

Формовочный пресс имеет подвижную траверсу с верхним штампом. Траверса перемещается в вертикальной плоскости гидроцилиндрами. Нижние штампы закреплены в массивных опорах. Подача и фиксация заготовки в прессе осуществляется с помощью двух манипуляторов, расположенных с боковых сторон листа.

Сортамент труб, производимых указанными способами формовки, показан на рис. 5.

На ОАО «ЧТПЗ» установлено три линии по производству труб большого диаметра. Две линии ТЭСА «530–820» для производства труб с одним швом и линия ТЭСА «1020–1220» для производства труб с двумя продольными швами. Способ формовки — UOE-процесс. Третья линия — ТЭСА «530–1420», способ формовки — пошаговая формовка листа узкими бойками.

Рис. 5. Сортамент прямошовных труб при различных способах формовки

На ОАО «ВТЗ» прямошовные сварные трубы большого диаметра производятся в линии ТЭСА «530–1420» с применением способа формовки листа на вальцах.

На ЗАО «ИТЗ» прямошовные сварные трубы большого диаметра производятся в линии ТЭСА «530–1420» с применением способа пошаговой формовки листа узкими бойками.

На ОАО «ВМЗ» для производства труб большого диаметра установлено оборудование, аналогичное оборудованию ОАО «ЧТПЗ».

Стандарты производства стальных труб

Технология и нормативы изготовления стальных труб определяются соответствующими стандартами. Каждому виду труб соответствует собственный ГОСТ.

Перечень данных ГОСТов выглядит следующим образом:

• 10704-91 – круглая прямошовная магистраль;
• 8639-82 – трубы с квадратным сечением профиля;
• 8642-82 – трубы с овальным сечением;
• 8651-57 – трубы с шестигранным сечением;
• 8645-68 – изделия с прямоугольным сечением;
• 10705-80 и 10706-76 – прямошовные стальные трубы;
• 10692-80 – круглые стальные трубы и их сортамент;
• 3262-75 – водогазопроводные стальные трубы;
• 20295-85 – сварные трубы для транспортировки нефти и газа.