Производство электросварных труб из нержавеющей стали. Введение. Производство электросварных труб из нержавеющей стали Введение Актуальность
 Скачать 179.83 Kb.
|
|
Производство электросварных труб из нержавеющей стали Введение Актуальность Трубы из нержавеющей стали пользуются высоким спросом в авиастроении, судостроении, машиностроении, нефтегазовой отрасли. Трубные изделия из кислотостойких и жаростойких сплавов используются в строительстве технологических трубопроводов на предприятиях пищевой, химической, фармацевтической отрасли. Прокат с круглым и профильным сечением применяется в монтаже металлоконструкций — ограждений, лестниц, стоек, опор, каркасов, изготовлении мебели. Своей популярности нержавеющие трубы обязаны отличным эксплуатационным характеристикам, технологичности материала, широкому выбору видов и типоразмеров изделий. Прокат из нержавейки является самым практичным, экологически безопасным и долговечным конструкционным материалом. Сталь, легированная хромом, никелем, молибденом, титаном и никелем, обладает высокой механической прочностью, стойкостью к повышенным температурам, воздействию агрессивных сред. Изделия и конструкции из нержавейки выдерживают длительный контакт с кислотами, щелочами, азотистыми соединениями, нефтепродуктами, морской водой в условиях воздействия серьезных термических и механических нагрузок. При этом сталь не вступает в реакцию с окружающей средой, не изменяет химический состав и свойства газообразных, жидких, твердых и вязких сред. Прокат хорошо поддается сварке и механообработке, включая шлифовку, полировку, гибку, резку, сверление, нарезку и накатку резьбы. Технология производства электросварных труб из нержавеющей стали Электросварные трубы из нержавеющей стали изготавливаются из горячекатаного или холоднокатаного рулонного или листового проката, подвергнутого формованию и последующей сварке. В зависимости от способа формования получают прямошовные или спиральношовные трубы круглого, прямоугольного, квадратного или овального сечения. Совершенствование способов сварки и контроля швов позволяет сварным трубам из нержавеющих сталей успешно конкурировать с бесшовными, что приводит к значительному удешевлению без потери качества.  Для автоматизации и повышения эффективности производства прямошовных труб применяются ТЭСА – трубоэлектросварочные агрегаты или станы, укомплектованные в зависимости от характеристик изготавливаемых труб. На первом этапе на агрегате продольной резки производится резка металлопроката на полосы необходимой ширины. Затем – профилирование полос, состыковывание их краев и сварка. После сваривания и сдавления шва производится снятие выступающих полос металла – гратов, а также калибровка и разделение труб. В агрегатах больших типоразмеров предусмотрена установка дисковых ножниц, производящих обрезку кромок для обеспечения их точного прилегания. В большинстве ТЭСА предусмотрена замена сварочной части агрегата, что позволяет использовать разные способы сварки, а значит, производить изделия разных марок. Основные виды электросварки, используемой в производстве нержавеющих труб: TIG-cварка в инертном газе с использованием вольфрамового электрода, при которой расплавление кромок производится электрической дугой, возникающей между вольфрамовым электродом и металлом трубы. Для защиты зоны сварки внутрь изделия и непосредственно на зону сварки подается инертный газ, обычно аргон. В результате получается довольно широкий, однородный и очень прочный шов без раковин, пустот и пилообразного грата. Прочность шва не уступает прочности металла трубы, поэтому изделия, сваренные этим способом, не нуждаются в дополнительной термообработке и могут использоваться при давлении, превышающем 0,5 бар. Единственный недостаток этого метода – значительная продолжительность процесса сварки, а значит, высокая цена конечного продукта. Ускорения процесса технологи добиваются предварительным подогревом кромок металла и модификацией сварочных агрегатов. Система сварки TIG:  Плазменная сварка с TIG. Усовершенствование технологии аргонно-дуговой сварки достигается с помощью плазмотрона. Применение плазмы позволяет значительно увеличить температуру сварки и уменьшить площадь пятна нагрева. В результате скорость плавления металла, а значит, и скорость сварки значительно увеличиваются. Использование микроплазменной сварки позволяет достичь еще большей плотности тока и степени сжатия дуги, это дает возможность сваривать особо тонкостенные трубы. HF-сварка производится токами высокой частоты, которые быстро и равномерно разогревают зону плавления, образуя ровный и прочный шов; применяется контактный и индукционный способ подводки тока. Недостатком этого метода является образование высокого грата и возможность появления раковин и непроваренных мест, поэтому нержавеющие трубы, сваренные токами высокой частоты, не используются там, где предъявляются высокие требования к качеству и прочности. Система сварки HF:  Лазерная сварка – современный и перспективный способ соединения краев металла, позволяющий при уменьшенной зоне плавки получить прочный и однородный шов, не уступающий своими параметрами шву, полученному при TIG. Сварка постоянным током методом сопротивления применяется для труб малого диаметра (5-32 мм) и основана на разогреве кромок постоянным током, проходящим через стык, с последующей сваркой давлением. После изготовления трубы проходят финишную обработку. В том случае, если трубы в дальнейшем будут подвергаться сплющиванию, гибке и другим изменениям формы, обязательно должна проводиться термообработка, изменяющая структуру металла, а значит, и его пластические и вязкостные свойства. Сваренные трубы должны точно соответствовать геометрии и размерам, предусмотренным ГОСТом, поэтому трубы калибруются и подвергаются механической или электрохимической поверхностной шлифовке или полированию. Современные трубоэлектросварочные агрегаты оснащены шлифовальными станками, что позволят сократить время на обработку. Финишная поверхностная обработка позволяет вскрыть дефекты, что очень важно для изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах под давлением. После завершения всех технологических процессов выполняется проверка качества с использованием визуального осмотра, рентгенографических и ультразвуковых дефектоскопов, проводится испытание механических свойств металла труб и сварочного шва. Для труб, используемых в химической промышленности, осуществляется также проверка на межкристаллическую коррозию. Анализ рынка Основные производители труб из нержавеющей стали в РФ: ООО «Русинокс» Основная продукция: электросварные трубы из нержавеющей стали круглого сечения ООО «Балтинокс» Основная продукция: электросварные трубы из нержавеющей стали круглого и профильного сечения ООО «Техно Тюб» (Техно-Ленд) Основная продукция: электросварные трубы из нержавеющей стали круглого и профильного сечения, СМЦ (рулон-лист) ООО «Марчегалия Ру» Основная продукция: трубы электросварные из нержавеющей стали круглого и профильного сечения ООО «ПК АПЕКС» Основная продукция: электросварные трубы из нержавеющей стали круглого и профильного сечения ООО "Глобус - Сталь" Основная продукция: СМЦ (рулон-лист), электросварные трубы из нержавеющей стали круглого и профильного сечения ЗАО «СТАЛЬНАЯ ГРУППА КАРКАС» Основная продукция: трубы электросварные из нержавеющей стали круглого и профильного сечения ОАО «ЧТПЗ» (ГК ЧТПЗ) Основная продукция: бесшовные трубы из нержавеющей стали ОАО «ПНТЗ» (ГК ЧТПЗ) Основная продукция: бесшовные трубы из нержавеющей стали ООО «ТМК-ИНОКС» (ГК ТМК) Основная продукция: бесшовные трубы, трубы электросварные, трубы круглого и профильного сечения АО «Волжский трубный завод» (ГК ТМК) Основная продукция: бесшовные трубы из нержавеющей стали Область применения трубного металлопроката зависит от его вида и способа изготовления, линейных параметров, типа и марки сплава. К самым распространенным относятся трубы бесшовные горячекатаные и холоднокатаные ГОСТ 9940-81 и 9941-81, электросварные ГОСТ 11068-81, изделия малых диаметров ГОСТ 14162-79, профильные для монтажа конструкций ГОСТ 54157-2010, круглые сварные DIN 17455-1999, прокат из кислотостойких сталей для нужд пищевой, химической и фармацевтической промышленности DIN 11850-1999. Для изготовления трубного проката применяются сплавы 08X13, 08X17T, 12X13, 12X17, 15X28, 15X25T, 04X18Н10, 08X18Н10, 08X18Н10T, 08X18Н12T, 08X20Н14С2, 12X18Н9, 12X18Н10T, 17X18Н9, 10X17Н13М2T, 08X18Н12Б, 10X23Н18, 08X17Н15М3T, 12X18Н12T, 08X22Н6T, 08XН28МДT, 10X18Н10T, 08X18T1, 04X17T, 12X18Н, XН77TЮР (ЭИ 437Б), XН78T (ЭИ 435), 48НX (Н48X, ЭИ 693). Химический состав сплавов, содержание легирующих компонентов и примесей нормируется ГОСТ 5632-72, 1050-88, 10994-74. Труба ГОСТ 9940-81 Бесшовные горячедеформированные трубы выпускаются диаметром от 57,0 до 325,0 мм при толщине стенок от 3,5 до 32,0 мм. Стандартная длина проката от 3 до 8,5 м. Изделия, изготовленные по технологии горячей прокатки, характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к давлению и ударным нагрузкам. Для изменения механических свойств и улучшения обрабатываемости прокат подвергается термической обработке, пластическому упрочнению, травлению поверхности. Отсутствие технологических швов на теле трубы обеспечивает надежность и безопасность транспортировки агрессивных сред под давлением, минимизирует вероятность разрыва и протечки. Трубы ГОСТ 9941-81 Холодно- и теплодеформированный прокат из нержавеющей стали выпускается диаметром от 5,0 до 273,0 мм, толщина металла от 0,2 до 22,0 мм, длина от 4 до 7 м. Технология холодной прокатки позволяет получать тонкостенные изделия небольшого диаметра с высоким качеством поверхности. Еще одним преимуществом труб холодной прокатки является высокая точность размеров. Труба сварная ГОСТ 11068-81 Прямошовные и спиралешовные трубы поставляются диаметром от 8,0 до 102,0 мм и толщиной стенок от 0,8 до 4,0 мм. Изделия изготавливаются длиной от 1,5 до 9 м. Основная сфера применения электросварного трубного проката — химическое машиностроение, перерабатывающая промышленность, монтаж трубопроводных систем, изготовление металлоконструкций. Трубы с профильным сечением ГОСТ Р 54157-2010 Прокат с квадратным, прямоугольным, овальным и плоскоовальным поперечным сечением используется в строительстве и мебельной промышленности в качестве конструкционного материала. Квадратные и прямоугольные трубы обладают стойкостью к большим нагрузкам на сжатие и изгиб, что делает их незаменимыми в проектировании и монтаже силовых конструкций, несущих каркасов. Металлопрокат изготавливается длиной от 1,5 до 18 м. Профильные трубы бывают бесшовными и сварными. Материалом для электросварных изделий служит горячекатаная и холоднокатаная листовая сталь. Трубки малых диаметров ГОСТ 14162-79 Капиллярные трубки производятся с наружным диаметром от 0,3 до 5,0 мм, толщина металла стенок находится в диапазоне от 0,1 до 1,6 мм. Максимальная длина проката 7 м. По запросу заказчика изделия поставляются со шлифованной поверхностью. Прокат идет на реализацию с ровно обрезанными торцами, отрезками или в бунтах. Трубки из нержавейки малых диаметров востребованы в тех сферах, где требуется сочетание точности, прочности, износостойкости, химической инертности. Прокат данной категории применяется в автомобилестроении, фармацевтической и химической промышленности, авиа- и судостроении. Контроль качества Вся выпускаемая компанией продукция проходит многоступенчатый контроль качества. Прокат подвергается ряду тестов, включая испытания на шероховатость поверхности, устойчивость к нагрузкам на растяжение, на сплющивание, раздачу, ударный изгиб, оценку стойкости к межкристаллической коррозии, стойкость к гидравлическому давлению. Измеряются линейные размеры — диаметр, толщина стенки, длина, оценивается их соответствие показателям, указанным в стандарте или спецификации. Также проводится проверка химического состава материалов. Профильные трубы проходят контроль радиуса скругления углов, выпуклости, вогнутости, скручивания, соответствие формы сечения стандартной. Испытания проводятся отделом технического контроля в соответствии с ГОСТ 7502-98, 10006-80, 8695-75, 3845-65, 8694-75, 7661-67, 26877-91. Результаты и протоколы испытаний прикладываются к пакету сопроводительной документации на каждую партию изделий. Плюсы и минусы труб из нержавеющей стали Плюсы - Отличная свариваемость. - Высокая прочность. - Хорошо поддаются механической обработке. - Стойкость к агрессивным средам. - Длительный срок службы. Минусы К минусам сварных труб из нержавеющей стали можно отнести их высокую стоимость и сложность технологии производства. Кастомизация Классификация нержавеющих труб по внешнему виду конструкции: - Круглые трубы. Изделия с круглой формой поперечного сечения производятся методом электрической сварки. Толщина стенок может варьироваться от 1 — 4 мм (допустимое значение диаметра: 6 — 406 мм). При создании труб способом проката (прессования) диаметр, как и показатель толщины стенок, может достигать предельно небольших значений (0,68–325 мм/0,16–25 мм). - Профильные трубы. Изделия квадратной (прямоугольной, овальной) формы изготавливаются из нержавеющей стали путем электросварки. Размеры ширины и высоты могут принимать значения в пределах границы: 10–200 мм (допускаемая толщина: 1–4 мм/ длина: 6 000 мм). Нормативы продукции, согласно целевому использованию (нержавеющих труб бесшовных):
Длина Часто у покупателя возникает вопрос относительно длины. В стандарте по этому поводу указано, что допускается изготовление труб: - Мерной длины – в пределах немерной. При этом длина не должна превышать значения, указанные в таблице 1 ГОСТа. Отклонение по длине при этом не должны превышать +15 мм. Допускается изготовление труб длиной более указанных величин, но только при соответствующем согласовании изготовителя и потребителя. - Длины, кратной мерной – в пределах мерной. При этом допускаются припуски 5 мм на каждый рез. Отклонение по длине не должно быть больше 15 мм - Немерной длины с толщиной стенки до 0,5 – допускается изготовление труб длиной от 0,75 метров до величины указанной в таблице 1. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,5 до 0,75 метров. - Немерной длины с толщиной стенки от 0,5 до 1 мм – допускается изготовление труб длиной от 1 метра до величины указанной в таблице 1. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,75 до 1 метра. - Немерной длины с толщиной стенки более 1 мм – минимальная длина 1,5 метра, максимальная длина 12,5 метра. При этом в партии допускается не более 6% изделий длиной от 0,75 до 1,5 метров. Возможен выпуск труб длиной более 12,5 метра, но только в случае согласования изготовителя и покупателя. |