Производство труб

Исходный материал для производства труб – спокойная, полуспокойная или кипящая сталь в зависимости от типа изготавливаемых труб. Для производства бесшовных труб обычно используется спокойная сталь; кипящую или полуспокойную сталь используют только для труб менее ответственного назначения из-за высокой концентрации примесей, большого количества подкорковых пузырей. В производстве электросварных труб одинаково используется спокойная, полуспокойная или кипящая сталь.
Стали с повышенным содержанием углерода используют для изготовления труб большого диаметра, которые применяются в нефтедобывающей промышленности в качестве обсадных и бурильных труб, а также других труб ответственного назначения. Стали с более низким содержанием углерода используют для производства паропроводных, котельных и других видов труб.
Заготовка для производства труб в зависимости от способа производства используется либо в виде граненого слитка или слитка в форме усеченного конуса, сплошной катаной штанги круглого или квадратного сечения, полой цилиндрической болванки - предназначены для изготовления бесшовных труб.
Из полосовой или листовой стали получают сварные трубы. Для изготовления труб диаметром до 520 мм на различных установках используют полосу горячекатаную (штрипс), горячекатаную травленную, холоднокатаную. Полоса подается в виде рулонов различного веса и размера в зависимости от размеров выпускаемых труб. Из отдельных листов горячекатаной стали сваривают трубы диаметров свыше Д 520 мм.


Производство сварных труб

Сварные трубы бывают:

• одношовные;
• двухшовные;
• прямошовные;
• спиралешовные.

В зависимости от технических требований к трубам, их сортамента, возможности получения исходной заготовки необходимой производительности агрегатов используют тот или иной способ сварки и формовки заготовки, выбирают наиболее целесообразный характер протекания процесса и конструкцию изготавливаемых труб.


Способы формовки

Формовка (сворачивание) плоской трубной заготовки (листа, ленты, штрипса) в цилиндрическую. Формовка может осуществляться при обычной температуре (холодная формовка) и с предварительным нагревом металла (горячая формовка).
 


Рис.1 Схема горячей формовки штрипса в трубу при непрерывной печной сварке:
1 – штрипс; 2 – сопла для первичной обдувки воздухом кромок; 3 – первая (формующая) пара вертикальных валков; 4 – втораягоризонталъная (сварочная) пара валков; 5 – сопло для вторичной обдувки кромок воздухом; 6 – валки редукционно-калибровочного стана.


Производство труб непрерывной печной сваркой.

Непрерывная печная сварка является наиболее высокопроизводительным и дешевым способом производства одного из массовых видов труб – водогазопроводных диаметром 10-140 мм с толщиной стенки 1,8-5,5 мм из низкоуглеродистых сталей.
Исходной заготовкой является горячекатанный штрипс с катаной кромкой или горячекатаная полоса после продольной резки на заданную ширину.
Процесс изготовления:
1.    Нагрев штрипса (середины – 1280-1320 Со, кромок – 1380-1420 Со).
2.    Обдувка  кромок   воздухом   с   небольшим   избыточным   давлением   с   целью повышения   температуры до 1390-1480 С и сдува печной окалины.
3.    Формовка.
4.    Вторичная обдувка кромок сжатым воздухом.
5.    Доформовка трубной заготовки и сварка ее в трубу за счет обжатия по диаметру и создания тем самым сварочного давления.
6.    Редуцирование трубы с целью повышения прочности сварного шва и создания тянущего усилия для продвижения штрипса через печь.


Производство электросварных прямошовных труб.

Исходной заготовкой являются горячекатанные листы мерной длины. Трубы изготавливаются с одним или двумя продольными швами в зависимости от ширины используемого листа.

Схема производства электросварных прямошовных труб


1.    Подготовительная линия осуществляет строгание или фрезерование кромок, придание кромкам параллельности и снятие фасок, необходимым по условиям сварки.
2.    Формовка листов в трубную заготов ку производится в прессах, гибочных вальцах или валковых формовочных станах.
3.    Сварка – включает в себя несколько стадий: предварительную сборку заготовки путем наложения технологического (прихваточного) шва, приварку концевых технологических планок, окончательную сварку рабочих швов. Основные рабочие швы получают дуговой сваркой под слоем флюса. Трубы ответственного назначения свариваются двусторонним швом - внутренним и наружным, которые накладываются с перекрытием в корне шва, составляющем 30-40% толщины стенки.


Производство электросварных спиралешовных труб

Спиралешовные трубы получают путем сворачивания под углом исходной рулонной полосы в цилиндрическую трубную заготовку со спирально расположенным стыком кромок и сварки этого стыка.
 


Схема образования трубной заготовки со спиральным стыком – кромок и напряжения,
действующие на прямом и спиральной шве;
1 – полоса; 2 – сформованная заготовки;  3 – сваренная труба;  4 – подающие валки; 5 – роликовая проводка: 6 – штанга для установки внутренних сварочных автоматов (и верхнего сгибочного валка при валково-роликовом формовочном устройстве); 7 – формовочное устройство; 8 – автомат для внутренней сварки технологического шва; 9, 10 – автоматы для наружной и внутренней сварки рабочих швов

Процесс волочения применяют для уменьшения до определенных размеров поперечного сечения трубы путем уменьшения диаметра и толщины стенки, а также приданию трубе определенных свойств. Иногда волочение применяют для увеличения диаметра трубы, так называемой раздачи труб.
Прессование – изменение формы тела осуществляется в условиях всестороннего неравномерного сжатия. Металл при этом претерпевает по одной оси деформацию удлинения, а по двум другим осям – деформацию укорочения. В трубном производстве процесс прессования применяется для прошивки слитков и заготовок в стаканы и гильзы.

Производство бесшовных труб

Основной операцией при производстве бесшовных труб является прошивка – из заготовок сплошного поперечного сечения получают полые гильзы. Эта операция осуществляется в прошивочных станах, прошивочных прессах или пресс-валковых станах.
Прокатка: прокатку проводят с целью обжатия гильзы по диаметру и толщине стенки различают продольную, поперечную, поперечно-винтовую прокатку.
 
Рис.4. Схемы прокатка.
а – продольной, б – поперечной, в – винтовой.