Дата публикации: 04.12.2020
Последнее изменение: 28.11.2023

Применение электросварных труб

Металлопрокат в виде сварной трубы круглого, квадратного, прямоугольного сечения встречается практически на всех предприятиях. Они различаются маркой металла, толщиной стенок, размерами и способом изготовления. От технических параметров зависит сфера применения электросварной стальной трубы, удобство монтажа конструкций.

Область применения труб электросварного типа

Распространенность такого варианта труб обусловлена относительно низкой ценой по сравнению с бесшовными. При этом диаметр электросварных изделий допускается делать любым независимо от толщины стенок. Благодаря такому свойству готовая продукция получается легкой. Но приходится учитывать и ряд недостатков. Так, сварные трубы на 25% менее устойчивы к давлению изнутри, их сложно гнуть из-за риска повреждения шва.

Сферы применения электросварных труб:

• трубопроводы для холодной и горячей воды;
• отопительная система частного жилья, офисных помещений;
• магистрали для подачи воды, газа, нефтепродуктов.

Перечисленные направления требуют применения трубы с круглым сечением и соответствующим задаче диаметром. При изготовлении металлических конструкций, промышленной мебели обычно используются профильные изделия квадратной, прямоугольной формы. Они же востребованы при производстве спортивного инвентаря, монтаже ограждений, перил, навесов, козырьков, остановок общественного транспорта, уличных скамеек.

Прочность, долговечность конструкции зависит от марки стали. В производстве трубы со сварным швом используется металл, который хорошо сваривается, иначе прочность готового изделия будет недостаточной. От типа сырья зависит и устойчивость изделий к высокой температуре, агрессивным средам (жидкостям, газам). В бытовых условиях такие критерии учитывают слабо, они характерны для промышленности.

Разновидности электросварной трубы

На область применения электросварных стальных труб также влияет технология изготовления. В зависимости от применяемой методики металлопрокат делится по двум признакам: варианту шва и способу обработки материала. Во всех случаях готовая продукция должна соответствовать ГОСТ 10704-91, 10705-80. Так, согласно нормативным документам диаметр трубы колеблется от 10 до 1420 мм, толщина стенок от 1 до 32 мм, вес от 0,222 до 779,7 кг за 1 погонный метр.

Классификация по типу шва:

• прямой – выполняется параллельно оси по всей длине изделия;
• винтовой – соединение осуществляется в виде спирали.

В обоих случаях сырьем служит листовой металлопрокат в виде ленты нужной ширины, толщины (свернутый в штрипс). Способ формовки зависит от модификации оборудования – прямошовные трубы изготавливаются проще, поэтому они более распространены. Спиралевидный способ сварки применяется чаще при производстве труб большого диаметра.

По марке стали изделия классифицируются на 3 категории:

• СП – «спокойная» сталь, хорошо свариваемая, устойчивая к динамическим нагрузкам;
• ПС – «полуспокойная» сталь, подходящая для несущих конструкций;
• КП – «кипящая» сталь, хрупкая, дешевая, предназначенная для сборки винтовым способом.

По способу обработки материала трубы разделяются на типы:

• холоднодеформированные – формованные без дополнительного нагрева, путем обжимания заготовки механическим способом;
• горячедеформированные – изготавливаемые в условиях повышенной температуры, которая упрощает сгибание «толстой» ленты.

Отдельно учитывается категория с оцинкованной поверхностью. Такие изделия обладают высокой антикоррозионной стойкостью, сложностью при сваривании. Их не рекомендуется сгибать, чтобы не повредить защитный слой. Зато поверхность, покрытую цинком, не нужно окрашивать даже при эксплуатации в условиях повышенной влажности.

Технология производства

Процесс изготовления электросварных труб состоит из нескольких этапов, начиная с подготовки штрипса (рулона легированной стали установленной ширины, толщины). Изначально поставляется листвой металлопрокат в таком же рулоне, но «типовых» габаритов. Его нарезают перед монтажом на гибочный станок в зависимости от запланированного диаметра трубы. Оборудование для резки и гибки перенастраивается в определенном диапазоне ширина-сечения.

Следующие этапы (на примере изготовления прямошовных труб):

• правка металла прогоном через систему спаренных горизонтальных валов, благодаря этому устраняются дефекты поверхности (волнистость, загибы);
• формовка трубной заготовки за счет комплекса валков с постепенным уменьшением радиуса заготовки вплоть до максимального сближения противоположных краев;
• сварка продольного шва путем сжатия конструкции обжимными роликами после нагрева ее поверхности высокочастотным напряжением.

Индукционный (бесконтактный) метод предполагает прохождение заготовки через индуктор, куда поступает высокочастотный переменный ток. Созданное электромагнитное поле быстро нагревает края, которые на момент сжатия оказываются «подплавленными». Процесс занимает не более трех секунд, с учетом этого периода и настраивается скорость продвижения металла через станок. Если запустить оборудование на повышенную производительность, качество сварного шва упадет. При замедленном режиме уменьшается выпускаемый за смену объем продукции.

Контактный способ сварки проводится при помощи неподвижных контактов. В процессе работы вдоль них непрерывно перемещается трубная заготовка, со скоростью достаточной для получения высококачественного шва. В отличие от индукционного варианта периодически требуется замена контактных групп, чтобы сохранялось плотное соединение со свариваемой поверхностью. Норма производительности в обоих случаях достигает до 50 погонных метров в минуту. Выбор зависит от диаметра трубы, толщины стенки.

После сварки осуществляется окончательная обработка. Она включает:

• снятие грата – процедура улучшает вид сварочного шва, позволяет выявить участки, где он плохо проварен;
• калибровка – устраняется овальность, обеспечивается точность геометрических размеров и форм (делается после остужения водой);
• профилирование – имеет отношение только к профильным трубам, когда круглая заготовка прогоняется через формовочные валки, создающие квадратное или прямоугольное сечение;
• нарезка – разделение сплошного металлопроката на отрезки установленной длины.

Остается провести контроль качества труб. В этом направлении используется три вида проверки: неразрушающий, гидроиспытание, сплющивание. Первый вариант согласно ГОСТ 10705-80 имеет четыре разновидности – магнитный, ультразвуковой, вихретоковой, рентгеновский. Применяется чаще второй способ. Он недорогой, но неэффективен для обнаружения дефектов в сварных швах. Дефектоскоп обычно устанавливается на линию, чтобы проверку проходило 100% трубы.

Гидроиспытание проводится выборочно, до 15% от каждой новой произведенной партии. Сама процедура описана в ГОСТ 3845-75. Она заключается в кратковременном повышении давления (на 5 секунд) до 30 или 60 кгс/кв. см. Трубы должны выдерживать его без деформации, на поверхности не должно появляться трещин, разрывов.

Расплющивание проводится в соответствии с ГОСТ 8695-75. Ему подвергается две трубы из партии, при этом расстояние между точками сплющивания устанавливается в зависимости от диаметра труб и толщины стенок. По результату испытания на поверхности не должно появляться надрывов или трещин. К техническим методам добавляют визуальный контроль, после которого труба проходит упаковку и отгружается потребителю.

Плюсы и минусы сварных (электросварных) труб

Высокое качество продукции достигается соблюдением отраслевых стандартов, подразумевающих выпуск мерных и немерных труб. К первым относится металлопрокат длиной до двух метров при сечении до 30 мм, до 3 м – при диаметре 30-70 мм, до 4 м – при 70-152 мм, до 5 м – более 152 мм. В случае производства мерных изделий используется иная классификация: 5-9 метров с диаметром до 70 мм, 6-9 м – при 70-219 мм, 10-12 м – при 219-426 мм. Иные размеры допустимы по отдельному заказу. Здесь нужно учитывать еще и удобство транспортировки, ведь длина транспорта ограничена.

Особенности электросварных труб:

• рекомендуется использование низколегированных углеродистых марок стали подходящих для сваривания (например, 17Г1, 09Г2С), но они малоустойчивы к коррозии;
• защита от агрессивной среды потребует дополнительной обработки вроде оцинковывания внутренних и внешних поверхностей, покрытия гидроизоляцией;
• нормативы сварных труб по максимальному давлению ниже бесшовных, это необходимо учитывать при проектировании систем водоснабжения, отопления, магистральных линий;
• монтаж газо-, водопроводов с изгибами требует применения фитингов, потому что шовные трубы не предназначены для гибки (трескаются по шву сразу или при эксплуатации).

Прямошовные трубы отличаются низкой ценой, большим ассортиментом по диаметру, толщине их станок. И все благодаря простоте изготовления. Низкую себестоимость имеют и гибочные станки, которые легко управляются персоналом с минимальным опытом обслуживания. Трубы с защитой от коррозии стоят дороже, их сложнее сваривать, зато они обладают привлекательным видом, плюс дольше служат без дополнительной обработки поверхностей.