Толстостенные стальные трубы — применение и основные характеристики

В системах, в которых жидкости или газы транспортируются под высоким давлением, необходимо использование таких изделий, как труба толстостенная. Они отличаются от других подобных изделий своими конструктивными особенностями, обладают целым рядом выдающихся характеристик.

Труба металлическая толстостенная

Стандарты для толстостенных труб

Основная конструктивная особенность толстостенных труб становится понятной уже из названия: это их толстые стенки. Между тем определение «толстые» очень расплывчатое и не дает возможность несведущему человеку определить, изделия с каким именно размером сечения можно причислить к данной категории. Вообще все трубы по параметрам своего сечения подразделяются на две основных категории:

• толстостенные и особо толстостенные изделия;
• с тонкими и особо тонкими стенками.

Понятно, что для того, чтобы причислить трубу к категории толсто- или тонкостенных, необходимо сопоставить толщину ее стенки с диаметром изделия. К примеру, трубы с диаметром больше одного метра и толщиной стенки в 5 мм никак нельзя назвать толстостенными, но такой же размер толщины стенки для изделия диаметром порядка 12 мм будет являться уже очень значительным.

Именно поэтому в свое время и были разработаны соответствующие Государственные стандарты (8732-78, 8734-75), согласно которым к толстостенным причисляют изделия, у которых соотношение наружного диаметра к толщине стенки находится в диапазоне 6–12,5. Необходимость в двух стандартах возникла потому, что толстостенные трубы изготавливаются по двум технологиям: методом холодного и горячего деформирования.

Производство толстостенных труб

ГОСТ 8732 оговаривает для толстостенных труб и длину. Так, это могут быть изделия немерной длины, значение которой находится в диапазоне 4–12,5м, а также приблизительной длины, мерной и кратной мерной. Все перечисленные категории длин, согласно требованиям стандарта, должны находиться в пределах 4–12,5м, но по договоренности с заказчиком могут изготавливаться по индивидуальным размерам.

Заказчик в зависимости от своих потребностей может оговорить с производителем следующие параметры:

• длину, которая также может быть приблизительной;
• толщину стенки, которая может превышать 16 мм.

Стандартом также предусматриваются отклонения, которые толстостенные трубы могут иметь по своей длине. Так, в зависимости от наружного диаметра допустимы следующие отклонения:

• -+15 мм (при длине более 6 метров и диаметре от 152 мм);
• -+10 мм (при длине менее 6 метров).

Если изделие отпускается заказчику с приблизительной длиной, то отклонения по данному параметру могут составлять ±500 мм.

Оговариваются также следующие отклонения в наружном диаметре:

• больше 219 мм — ±1–1,25%;
• 50–219 мм — ±0,8–1%;
• меньше 50 мм — ±0,5%.

Способы производства

Производство стальных толстостенных труб осуществляется методом холодного либо горячего деформирования. Что характерно, все они относятся к категории бесшовных. Технологический процесс производства по технологии горячего деформирования состоит из следующих этапов:

• в качестве заготовки используется цилиндрический брусок, который называют штангой;
• заготовку нагревают в специальной печи и доводят ее до пластичного состояния;
• размягченную заготовку пропускают через прошивной стан, где она получает форму трубы;
• трубу раскатывают на специальном оборудовании для получения требуемых параметров толщины стенки и наружного диаметра.

Трубы нержавеющие 42х10 мм из стали 10х17н13м2т толстостенные

После выполнения всех технологических операций толстостенная труба подвергается калибровке и нарезается на требуемую длину.

При использовании метода холодного деформирования трубы проходят аналогичные технологические операции, но их дополнительно охлаждают при помощи воды. После такого охлаждения труба подвергается вальцеванию, которое осуществляется при температуре, находящейся ниже точки рекристаллизации металла, из которого изготовлено изделие.

Готовую толстостенную трубу, полученную методом холодной деформации, подвергают отжигу, что позволяет избавить ее от внутренних напряжений. Отжиг, кроме этого, дает возможность сделать трубы более пластичными, это позволяет подвергнуть их финишной калибровке

Сферы применения

Толстостенная труба, полученная методом как холодной, так и горячей деформации, – это изделие, относящееся к категории бесшовных. Как известно, труба гидравлическая бесшовная, по сравнению со сварными изделиями, обладает большей прочностью и исключительной надежностью, что дает возможность применять ее для оснащения систем, эксплуатируемых в условиях повышенных нагрузок.

Из всех сфер промышленности, в которых применяются толстостенные бесшовные трубы, наиболее распространенной является химическая. Значительная толщина стенок и отсутствие шва, ослабляющего конструкцию, позволяет успешно использовать такие изделия в тех ситуациях, когда необходимо гарантированно исключить утечку токсичных химических веществ из трубопровода, по которому они транспортируются. Как правило, в этом случае для производства используется нержавеющая сталь.

Применение толстостенных труб в нефтегазовой промышленности

Толстостенные трубы, которые могут быть изготовлены из обычной либо из нержавеющей стали, применяются для оснащения гидросистем, гидроцилиндров, эксплуатируемых под повышенными нагрузками. В частности, такие трубы используются в качестве элементов установок, в которых выполняется полимеризация газов, а также в автоклавах, которые предназначены для обработки химического сырья.

Без толстостенных труб нельзя представить себе оснащение нефте- и газоперерабатывающих предприятий. Именно из таких изделий выполняются сложные и наиболее ответственные участки трубопроводов, элементы перерабатывающих узлов и компрессорных станций, проводятся обсадные работы.

Еще одной отраслью, в которой используются гидравлические бесшовные трубы, является энергетическая промышленность. Из них изготавливаются системы, по которым транспортируется пар к турбинам, ширмы и защитные экраны для оснащения котельного оборудования. Толстостенные нержавеющие трубы применяются и для оснащения атомных электростанций.

Используются такие трубы и для того, чтобы обустроить паропроводы для обогрева промышленных цехов, а также других объектов. Отличительной особенностью толстостенных изделий является то, что они могут эксплуатироваться при значительном давлении, которое может превышать значения в 200–300 Атм. Такие значения давления считаются критическими для большинства труб, но не для толстостенных, способных выдерживать значительные давления.