Методы производства сварных и бесшовных труб: варианты и преимущества каждого

Два века назад производство труб было очень сложным технологическим процессом. Тогда использовалась только прокатка, которая включала в себя длительные процессы — от соединения прокатных стальных листов в круглых сечениях с помощью роликов до их сварки посредством так называемого шва в процессе ковки. Сейчас эти процессы развились до такой степени, что производят как шовные (сварные), так и бесшовные трубы.

Два основных процесса производства труб

Для изготовления стальных труб используют две технологии: без швов (изготавливаются из монолитного металла) и со швами (концы металла соединяют сваркой прямо или по спирали – из-за чего образуется шов). В магазинах и на сайтах сортамент чаще всего классифицируют как «трубы бесшовные» и «трубы электросварные».

Производство бесшовных труб

Для изготовления берут цилиндрический слиток, а в зависимости от технологии его или нагревают, или подготавливают другим способом, после чего прошивают (прокалывают).

Это хороший метод производства толстых труб, которые трудно согнуть в процессе прокатки. Они хорошо выдерживают давление в любом направлении и довольно устойчивы к коррозии, так как в материале меньше примесей. Такая технология обеспечивает наиболее равномерный наружный диаметр и максимально сцентрированный внутренний диаметр.

Бесшовные трубы обычно классифицируются на два типа:

Холоднодеформированные бесшовные трубы

Процесс холодной вытяжки повышает физические свойства трубы благодаря сокращению времени обработки. У этого типа бесшовных труб более равномерный внутренний и наружный диаметр, строгие допуски, продуманное сочетание прочности и веса и более легкая обрабатываемость по сравнению, например, с горячекатаными бесшовными трубами, которые описаны ниже.

Преимущества:

• Более качественная поверхность.
• Высокая прочность по отношению к весу.
• Высокий предел упругости.
• Высокая точность размеров и однородность микроструктуры.
• Простая обработка.
• Жесткие допуски, что сокращает количество последующих обработок.

Горячедеформированные бесшовные трубы

Чаще всего их изготавливают из вращающегося нагретого прутка, который прошивают (прокалывают) для создания полой трубки. Они используются в качестве более экономичной альтернативы холоднокатаным бесшовным трубам, что приводит к более широкому диапазону допусков на наружный и внутренний диаметр, поэтому при их изготовлении акцент на наружном диаметре и толщине стенок.

К основным преимуществам этого вида бесшовных труб можно отнести то, что они экономически эффективны, доступен большой размерный ряд и изделия легко поддаются механической обработке.

Преимущества:

• Хорошее соотношение цены и качества при большой толщине стенок.
• Простота обработки.
• Поддерживают большинство методов обработки.
• Большой выбор размеров и толщин.

Основные области применения бесшовных труб

Бесшовные трубы, как правило, лучше всего подходят для ответственных применений. В частности:

• Авиационная, военно-морская техника, судостроение — в гидравлических системах, топливопроводах высокого давления.
• Нефтегазовая отрасль: подводные предохранительные клапаны, линии управления, перекачка нефти, сжиженного или сжатого природного газа.
• Строительство и ремонт: архитектурные и декоративные трубы, перила.

Изготовление сварных труб

С продольным швом

Довольно древний и проверенный временем производственный процесс. Он начинается с листа, полученного путем прокатки рулона стали до нужной толщины, разрезанного на ширину, соответствующую размеру трубы, которую необходимо изготовить. Этот лист сгибается с помощью роликов для соединения концов в продольном направлении, чтобы получить форму трубы. В зависимости от расстояния между роликами получаются различные изгибы и, соответственно, различные диаметры труб. Сварной шов герметизирует это соединение прямо.

Спиральная сварка

Процесс изготовления этого вида трубы соответствует той же методологии, что и продольно-сварной, за исключением того, что сварной шов выполняется по спирали по всей длине диаметра трубы, как будто это резьба, а не прямо по продольному шву пластины.

Чтобы замаскировать сварной шов, к сварной трубе можно применить процесс горячей обработки, чтобы выковать сварной шов, а затем отполировать. Это сделает его практически незаметным невооруженным глазом. Сварной шов по своей специфике самое слабое место трубы, он задает максимальное напряжение, которое она может выдержать.

Стоимость электросварных труб обычно ниже, чем бесшовных, так как требуется меньше волочения и отпуска, и поэтому время изготовления также обычно короче.

Основные области применения сварных труб

Трубные изделия со сварными швами обычно используются во всех областях, где требуется хорошее соотношение цены и качества, например:

• Автомобильная промышленность.
• Мебель и декор.
• Бытовая техника.
• Промышленное оборудование.
• Медицинская промышленность.
• Конструкционные применения (где в основном нет разницы в производительности между бесшовными и шовными трубами).