Rury stalowe, zastosowanie rur stalowych w technice sanitarnej. Specyfika zastosowania rur stalowych

Rury metalowe oznaczają puste wyroby metalowe o przekroju okrągłym, kwadratowym lub innym profilu. Znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i użyteczności publicznej. Rury stalowe produkowane są w szerokim asortymencie. Możesz wybrać je z różnymi grubościami ścian. Od tego wskaźnika zależy koszt produkcji. Już teraz opłaca się kupować wyroby walcowane w cenie za metr na stronie Maxima Metal Service. Rury stalowe są wypuszczane hurtowo z dostawą na terenie całej Ukrainy. W Dnieprze można również kupić wypożyczony produkt w sprzedaży detalicznej.

Klasyfikacja produktu

Rury metalowe produkowane są w dwóch technologiach: spawanej elektrycznie i bezszwowej. Te ostatnie uzyskuje się przez walcowanie metodą deformacji na gorąco i na zimno. Rury bezszwowe są bardziej niezawodne i trwałe. Są w stanie zapewnić wysoki poziom szczelność, odporność na obciążenia. Stosowany w przemyśle naftowym, budowie rurociągów podwodnych, produkcji maszynowej. Elektryczne złącza spawane różnią się typami w zależności od rodzaju połączenia: złącze proste i spiralne. Znalazły zastosowanie w organizacji rurociągów domowych i przemysłowych, wykorzystywane są przy tworzeniu konstrukcji metalowych.

Ponadto istnieją:

• ocynkowany;
• profil (o przekroju kwadratowym lub prostokątnym);
• rodzaje wody i gazu.

Pierwsze różnią się sposobem obróbki powierzchni. Zastosowanie cynku sprawia, że ​​rury metalowe są odporne na korozję i agresywne środowiska. Ich żywotność jest 5-krotnie wyższa niż w przypadku produktów konwencjonalnych. Kanciasty kształt profilowanych wyrobów walcowanych nadaje im zwiększoną wytrzymałość. Ściany pełnią rolę usztywnień, wytrzymują Ciężkie ładunki. Rury wodociągowe i gazowe są produkowane zgodnie z GOST 3262–75 i służą do organizowania sieci użyteczności publicznej.

Aplikacje

Rury metalowe to uniwersalny produkt walcowany. Znajdują zastosowanie w wielu branżach:

• budowa;
• budowa maszyn, samolotów i statków;
• produkcja mebli;
• organizacja systemów komunikacyjnych.

Znajdują szerokie zastosowanie w sektorze prywatnym przy budowie ogrodzeń, ścianek działowych, ram nośnych do konstrukcji tymczasowych – zakres zależny od klasy i rodzaju rury metalowej. Przy wyborze należy skoncentrować się na następujących parametrach: kształt przekroju, długość walcowanego produktu, grubość ścianki (im większa, tym trwalsza część w stosunku do aktywność fizyczna). Rury metalowe są aktywnie poszukiwane wśród przemysłowców i klientów prywatnych. Powodem tej popularności jest praktyczność i doskonała wydajność: wytrzymałość, długa żywotność i wytrzymałość produktów. Rury metalowe mają mały ciężar właściwy, dzięki czemu nie obciążają konstrukcji. Są odporne na dość duże obciążenia mechaniczne i dynamiczne, co pozwala na ich zastosowanie przy układaniu rurociągów.

Początek produkcji rur stalowych datuje się na 1825 rok, od momentu kiedy do produkcji cienkościennego gazu i gazu zastosowano zgrzewanie doczołowe. rury wodne mała średnica (20 - 50 mm) ze stali miękkiej (

Spawanie doczołowe w piecu od dawna jedyny sposób produkcja rur stalowych. W 1899 wyprodukowano rury bez szwu. Nowa produkcja rozwijała się w takim tempie, że już w 1910 roku na młynach pielgrzymkowych, zębatkowych i automatycznych produkowano bezszwowe rury o różnych rozmiarach. To wyrenderowało pozytywny wpływ dla rozwoju górnictwa, energetyki, budownictwa i innych gałęzi przemysłu.

Rury bezszwowe są lepszej jakości niż rury spawane, ponieważ mogą być wykonane ze stali o wyższych właściwościach wytrzymałościowych niż stal niskowęglowa io większej grubości ścianki.

Problem jakości rur bez szwu został rozwiązany przez intensywne poszukiwania bardziej zaawansowanych konstrukcji młynów rurowych i metod produkcji. W okresie od 1910 do 1939 wprowadzono kilka nowych metod produkcji w wyniku rozwoju walcarek ciągłych, walcarek trójwalcowych, walcarek dwuwalcowych z wirującymi drutami i pras do rur.

W ciągu trzydziestu lat po II wojnie światowej nastąpił znaczny postęp w produkcji rur. Zbudowano wiele walcowni rur, wprowadzono wynalazki i ulepszenia w produkcji rur zarówno bezszwowych, jak i spawanych.

Do produkcji rur bezszwowych wykorzystywane są: piece obrotowe trzonowe do podgrzewania półfabrykatów, a także piece sekcyjne do podgrzewania rur przed redukcją; dwuoperacyjny sposób wytwarzania tulei do rur, najpierw przez przebijanie na prasie, a następnie walcowanie na elongatorze w celu zmniejszenia różnicy grubości ścianek tulei; młyny kalibrujące lub redukcyjne, które zmniejszają odchylenie średnic rur; ciągła metoda nieniszczącej kontroli jakości rur.

W produkcji rur stalowych największy rozwój otrzymał metodę spawania łukowego pod warstwą topnika iw atmosferze gazów ochronnych. Dzięki temu rury spawane nie są gorszej jakości od rur bezszwowych, a ich koszt i inwestycje są jeszcze znacznie niższe. To tłumaczy intensywną budowę spawalni rur w chwili obecnej. Możliwe jest otrzymanie rur cienkościennych przez spawanie, co jest korzystne ekonomicznie i niewykonalne przy metodach walcowania na gorąco. W ostatnie czasy W praktyce światowej istnieje tendencja do rozszerzania produkcji rur spawanych i ograniczania produkcji rur bez szwu, zwłaszcza do rur wiertniczych, kotłowych i konstrukcyjnych.

1. ZASTOSOWANIE RUR STALOWYCH W ZAKRESIE PRODUKCJI I KONSUMPCJI

Przemysł rurowy wytwarza szeroką gamę produktów o różnorodnych właściwościach technicznych i charakterystyka eksploatacyjna, co pozwala na ich zastosowanie w różnych sektorach gospodarki narodowej:

W przemyśle naftowym i gazowym do wiercenia, obudowywania i eksploatacji odwiertów naftowych i gazowych, do transportu ropy i gazu oraz innych potrzeb technologicznych stosuje się zarówno rury bez szwu, jak i rury ze szwem. Do ich produkcji stosuje się stale węglowe, niskostopowe i stopowe. W razie potrzeby rury poddawane są obróbce cieplnej i specjalnym rodzajom wykończeń;

W energetyce rury bezszwowe wykonywane są z wysokogatunkowych i wysokogatunkowych stali. Rury zdolne do wytrzymania wysokich ciśnień pary i cieczy mają określone właściwości w temperaturach roboczych;

W inżynierii mechanicznej stosuje się rury spawane i bezszwowe prawie wszystkich standardowych rozmiarów ze stali wszystkich gatunków produkowanych przez przemysł rurowy;

W rolnictwo i budownictwo przemysłowe wykorzystuje rury bezszwowe i spawane do instalacji systemów nawadniających, różnego rodzaju komunikacji, rurociągów wykonanych ze stali węglowych i niskostopowych;

W przemyśle chemicznym stosowane są rury o specjalnych właściwościach użytkowych, które zapewniają pracę w agresywnych środowiskach w szerokim zakresie ciśnień i temperatur. Materiał rury ma wysoką odporność na media korozyjne.

2. CECHY KLASYFIKACJI RUR STALOWYCH

Główne rodzaje zużywanych rur stalowych można podzielić na dwie główne grupy zgodnie z metodą ich wytwarzania: bezszwową i spawaną. Rury bezszwowe produkowane są jako gorącowalcowane i zimnowalcowane, zimnogięte w stanie zimnym i ciepłym, prasowane i odlewane. Do produkcji rur spawanych, agregatów do ciągłego spawania piecowego (do rur o średnicy do 144 mm), spawania prądem wysokiej częstotliwości (D T 530 mm), spawania łukowego (rury ze szwem prostym DT 1620 mm i szew spiralny rury DT 2500 mm). Rury ze stali stopowych i wysokostopowych wykonywane są na spawarkach elektronowych. Trwają prace nad stworzeniem jednostek do spawania plazmowego, wiązki laserowej i innych metod.

W zależności od profilu odcinka rury rozróżnia się profile okrągłe i kształtowe, owalne, prostokątne, kwadratowe, trzy-, sześcio- i ośmiościenne, żebrowane, segmentowe, łezkowe i inne. Zewnętrzna średnica rur wynosi 0,3 ... 2520 mm, a grubość ścianki 0,05 ... 75 mm. W zależności od wielkości zewnętrznej średnicy rury dzielą się na następujące grupy, mm:

Małe rozmiary (kapilarne) 0,3 … 4,8

Małe rozmiary 5 … 102

Średnie rozmiary 102 … 426

Plus rozmiar > 426

W zależności od stosunku średnicy zewnętrznej do grubości ścianki rury dzielą się na następujące grupy:

Bardzo grubościenny 5,5 0,18

Grubościenne 5,5…9 0,18…0,12

Normalny 9,1…20 0,12…0,05

Cienkościenne 20,1…50 0,05…0,02

Bardzo cienkościenne >50

Zgodnie z przekrojem podłużnym rury są stożkowe, schodkowe ze spęczonymi końcami itp. W oddzielnej grupie znajdują się rury bimetaliczne i trimetaliczne, składające się z dwóch i trzech warstw metalu, mocno połączonych przez spasowanie, spawanie lub stapianie.

W zależności od przeznaczenia rozróżnia się następujące główne typy rur.

I. Rury dla przemysłu naftowego i gazowego: wiertnicze, rurowe, rurowe.

II. Rury na rurociągi: wodociągi, gazociągi, ropociągi wykonywane są bezszwowo i spawane.

III. Rury dla budownictwa, stosowane w przemyśle i budownictwie lądowym, wykonywane są głównie jako spawane.

IV. Rury do budowy maszyn stosowane są bez szwu, wykonane ze stali węglowych, stopowych i wysokostopowych (odpornych na korozję i żaroodpornych).

V. Rury do zbiorników i butli stosowane w przemyśle stoczniowym, lotniczym, nuklearnym, medycznym i innych sektorach gospodarki narodowej wykonane są ze stali węglowej i stopowej. Butle ze stali nierdzewnej są dostarczane zgodnie ze specyfikacją.

Stale używane do produkcji rur są bardzo zróżnicowane. Wykonane są z ponad 350 gatunków stali: wszystkie gatunki węglowe, szereg stali stopowych i wysokostopowych (chromowo-molibdenowych, chromowo-niklowych, manganowych odpornych na korozję, żaroodpornych), z różnych stopów.

Ze względu na to, że asortyment rur stalowych jest dość obszerny, wybrałem najczęściej stosowany rodzaj rur zgodnie z GOST 3262-75 (01.01.1977) „Rury stalowe do zaopatrzenia w wodę i gaz. Specyfikacje».

Norma ta dotyczy rur spawanych ze stali nieocynkowanej i ocynkowanej z gwintem cylindrycznym gwintowanym lub radełkowanym i bez gwintu stosowanych na rurociągi wodne, gazowe, systemy grzewcze, a także części konstrukcji wodociągowych i gazowych. Rury tego typu produkowane są zgodnie z wymiarami i wagą podanymi w tabeli 1.

Przejście warunkowe, mm	Średnica zewnętrzna, mm	Grubość ścianki rury, mm			Waga 1 m rur, kg
			zwyczajny	wzmocniony		zwyczajny	wzmocniony

Na życzenie konsumenta rury serii lekkiej przeznaczone do walcowania gwintów produkowane są zgodnie z wymiarami i wagą podanymi w tabeli 2.

Przepustka warunkowa	Średnica zewnętrzna	grubość ściany	Waga 1 m rur, kg

Uwagi:

1. W przypadku gwintu wykonanego przez radełkowanie, na rurze dozwolone jest zmniejszenie jego średnicy wewnętrznej do 10% na całej długości gwintu.

2. Masę 1 m rur oblicza się przy gęstości stali 7,85 g / cm 3. Rury ocynkowane są o 3% cięższe od nieocynkowanych.

Na całej długości rury wykonane są stalowe wodociągi i gazociągi od 4 do 12 m:

a) długość mierzona lub wielokrotnie mierzona z naddatkiem na każde cięcie 5 mm i odchyłką wzdłużną na całej długości plus 10 mm;

b) niezmierzona długość.

Na mocy porozumienia między producentem a konsumentem dopuszcza się do 5% rur o długości od 1,5 do 4 m w partii rur pozagabarytowych.

Odchyłki graniczne wymiarów rur nie powinny przekraczać wartości wskazanych w tabeli 3.

Uwagi do tabeli 3:

1. Maksymalne odchylenie po stronie dodatniej wzdłuż grubości ścianki jest ograniczone przez maksymalne odchyłki masy rur

2. Rury o zwykłej dokładności produkcyjnej są stosowane do rur wodociągowych, gazociągów i systemów grzewczych. Rury o podwyższonej dokładności wykonania są stosowane do części konstrukcji rurociągów wodociągowych i gazowych.

Maksymalne odchyłki masy rur nie powinny przekraczać + 8%.

Na żądanie konsumenta maksymalne odchylenia masy nie powinny przekraczać:

7,5% - na imprezę;

10% - za pojedynczą rurę.

Krzywizna rur na 1 m długości nie powinna przekraczać:

2 mm - z otworem nominalnym do 20 mm włącznie;

1,5 mm - przy otworze nominalnym powyżej 20 mm.

Gwinty rurowe mogą być długie lub krótkie. Wymagania dotyczące gwintów są zgodne z tabelą 4.

Przejście warunkowe, mm		Długość gwintu do biegu, mm		Przejście warunkowe, mm	Liczba wątków z przejściem warunkowym	Długość gwintu do biegu, mm
			krótki				krótki

W Republice Białoruś istnieją dwa oficjalne klasyfikatory: „Nomenklatura Towarowa Zagranicznej Działalności Gospodarczej” (TN VED) oraz „Klasyfikator Krajowy Republiki Białoruś” (OK PRB).

TN VED to jeden język dla wszystkich stanów w dziedzinie handlu. Jest zbudowany na podstawie nomenklatury zharmonizowanego systemu opisu i kodowania towarów (HCS) oraz Nomenklatury Scalonej Unia Europejska(KN EU) i wprowadzony w życie w 1993 roku w Republice Białorusi. Struktura TN VED składa się z oznaczenia kodowego towarów, a mianowicie dziewięciu cyfr dziesiętnych, z których znaki od pierwszej do szóstej odpowiadają oznaczeniu kodowemu według NHS, siódma i ósma odpowiadają oznaczeniu według CN UE, dziewiąty znak to nadal zero (ma to na celu podkreślenie towarów krajowych):

OKP RB ma na celu stworzenie jednego języka informacyjnego, który zapewnia porównywalność danych o produktach Republiki Białorusi, z uwzględnieniem międzynarodowych klasyfikacji w systemach automatycznego przetwarzania informacji przy kodowaniu produktów przemysłowych i rolnych. Wykorzystuje metodę hierarchiczną z sześcioma poziomami klasyfikacji i jednym poziomem pośrednim. OKP RB wykorzystuje hierarchiczną metodę klasyfikacji i sekwencyjną metodę kodowania.

Używając TN VED i OKP RB, kodujemy ten produkt.

Kod zgodny z TN VED.

Sekcja IV. Metale nieszlachetne i produkty z nich.

Grupa 73. Wyroby z metali żelaznych.

Stanowisko 73.06. Rury i przewody rurowe, inne wydrążone kształtowniki (na przykład otwarte lub spawane, nitowane lub łączone w podobny sposób) z żelaza lub stali.

Podpunkt 73.06.10. Rury do rurociągów naftowych i gazowych

Podpozycja 73.06.10.110. Rury spawane wzdłużnie do rurociągów naftowych i gazowych o średnicy zewnętrznej nie większej niż 168,3 mm.

Kodowanie zgodnie z OKP RB.

Sekcja D. Produkty przemysłu przetwórczego.

Podsekcja DJ. Metale nieszlachetne i gotowe wyroby metalowe.

Sekcja 27 Metale nieszlachetne.

Grupa 27.2. Rury.

Klasa 27.22. Rury i kształtki do rur z metali żelaznych, z wyjątkiem żeliwa odlewniczego.

Podgatunek 27.22.10.550. Spawane, nitowane lub podobnie połączone rury, rury i kształtowniki zamknięte ze stali, o przekroju okrągłym o średnicy zewnętrznej nieprzekraczającej 406,4 mm lub o przekroju nieokrągłym.

3. WŁAŚCIWOŚCI KONSUMENCKIE STALOWYCH RUR WODNYCH I GAZOWYCH

Rury są dostarczane wyłącznie zgodnie z standardy państwowe i warunki techniczne. Nie stosuje się norm przemysłowych, republikańskich i innych rodzajów rur. Jednocześnie ponad 70% rur jest produkowanych zgodnie z GOST, co z kolei określa właściwości konsumenckie tych ostatnich.

Rury stalowe wodociągowe i gazowe są produkowane zgodnie z wymaganiami GOST 3262-75 (01.01.1977) i zgodnie z przepisy techniczne zatwierdzone w przepisowy sposób, bez standaryzacji właściwości mechanicznych i składu chemicznego. Rury muszą jednak posiadać szereg charakterystycznych właściwości, a mianowicie wytrzymałość, twardość, żaroodporność, odporność na korozję oraz szereg innych właściwości, które decydują o skuteczności ich przeznaczenia, znaczeniu społecznym, użyteczności praktycznej i bezpieczeństwie.

WYTRZYMAŁOŚĆ to zdolność materiału do opierania się zniszczeniu, a także nieodwracalnej zmiany kształtu (odkształcenia plastycznego) pod wpływem obciążeń zewnętrznych, w wąskim znaczeniu - tylko odporność na zniszczenie. Siła ciał stałych jest ostatecznie określana przez siły interakcji między atomami i jonami tworzącymi ciało. Wytrzymałość zależy nie tylko od samego materiału, ale także od rodzaju stanu naprężenia (naprężenie, ściskanie, zginanie itp.), od warunków pracy (temperatura, szybkość obciążenia, czas trwania i liczba cykli obciążenia, wpływ na środowisko itp.) . W zależności od wszystkich tych czynników w technologii przyjęto różne miary wytrzymałościowe: wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności, wytrzymałość zmęczeniową itp. Wzrost wytrzymałości materiałów uzyskuje się poprzez obróbkę cieplną i mechaniczną, wprowadzanie dodatków stopowych do stopów, radioaktywność napromienianie oraz zastosowanie materiałów zbrojonych i kompozytowych.

GIĘCIE - rodzaj odkształcenia charakteryzujący się krzywizną (zmianą promienia krzywizny) osi lub powierzchni środkowej elementu (belki, płyty itp.) pod wpływem obciążenia zewnętrznego lub temperatury. Są łuki: czyste, poprzeczne, podłużne, podłużno-poprzeczne. Czyste zginanie jest możliwe, jeśli wymiary poprzeczne korpusu są małe w porównaniu do wymiarów podłużnych. Podczas gięcia nie ma ostrych zmian w przekrojach.

ROZSZERZENIE-KOMPRESJA - odkształcenie pod działaniem sił, których wypadkowa skierowana jest wzdłuż osi środków ciężkości przekrojów. Siły mogą być przyłożone na końcach lub rozłożone na całej długości.

TWARDOŚĆ - Odporność ciała stałego na wgniecenia lub zarysowania. Przy wgnieceniu twardość jest równa obciążeniu przyłożonemu do powierzchni nadruku.

ELASTYCZNOŚĆ - właściwość ciał do przywracania kształtu i objętości (ciała stałe) lub tylko objętości (ciecze i gazy) po zakończeniu działania siły zewnętrzne. Charakterystyka ilościowa właściwości sprężyste materiałów - moduły sprężystości. Elastyczność wynika z interakcji między atomami i cząsteczkami oraz ich ruchu termicznego.

WYTRZYMAŁOŚĆ UDERZENIA - zdolność materiału do pochłaniania energii mechanicznej w procesie odkształcania i niszczenia pod działaniem obciążenia udarowego.

POJEMNOŚĆ CIEPŁA - ilość ciepła, jaka musi zostać dostarczona do ciała, aby podnieść jego temperaturę o 1 K, a dokładniej stosunek ilości ciepła odbieranego przez ciało (substancję) przy nieskończenie małej zmianie jego stanów w dowolnym proces do powodowanego przez to wzrostu temperatury. Pojemność cieplna na jednostkę masy nazywana jest pojemnością cieplną właściwą.

ODPORNOŚĆ NA CIEPŁO - zdolność materiałów konstrukcyjnych (głównie metalowych) do wytrzymywania obciążeń mechanicznych w wysokich temperaturach bez znaczących odkształceń. Jest to determinowane przez zestaw właściwości: odporność na pełzanie, wytrzymałość długotrwałą i odporność na ciepło.

ODPORNOŚĆ NA KOROZJĘ - zdolność materiałów do odporności na korozję. W przypadku metali określa się ją na podstawie szybkości korozji, tj. masy materiału przekształconego w produkty korozji, na podstawie jednostki powierzchni na jednostkę czasu lub grubości zniszczonej warstwy w mm na rok. Zwiększenie odporności na korozję uzyskuje się poprzez dodawanie stopów, nakładanie powłok ochronnych itp.

ODPORNOŚĆ NA EROZJĘ - niszczenie warstw powierzchniowych wyrobów metalowych w wyniku mechanicznego działania przepływu gazu, cieczy, cząstek stałych, a także podczas zjawisk kawitacji lub pod wpływem wyładowań elektrycznych (elektroerozja). Niektóre rodzaje erozji metali są wykorzystywane do ich obróbki elektroerozyjnej.

100% kontrola jakości spoiny i metalu ścianek rur metodami badań nieniszczących przyczynia się do poprawy niezawodności rurociągów.

Powszechne stosowanie rur spawanych do budowy wodociągów i gazociągów ułatwia ich niższy koszt (o 15 ... precyzyjnie spawanych rur. To wszystko zapewniło im duży udział, który wynosi 60% w światowej produkcji rur.

4. TECHNOLOGIA PRODUKCJI STALOWYCH RUR WODNYCH I GAZOWYCH ORAZ JEJ OCENA TECHNICZNO-EKONOMICZNA

Rury na elementy konstrukcji wodociągów i gazociągów wykonane są ze stali, z kolei stal pozyskiwana jest z żeliwa, a samo żeliwo składa się z różnych elementów.

Dla prostoty i wygody opiszę technologię produkcji punkt po punkcie iw ściśle określonej kolejności.

4.1. Zdobywanie surówki

Żeliwo jest głównym surowcem do produkcji stali. Około 90% z nich jest przekształcane w stal.

Żeliwo jest materiałem kruchym, ponieważ zawiera dużo węgla i dlatego produkty z niego uzyskuje się tylko przez odlewanie.

Do produkcji surówki stosuje się mieszankę (mieszaninę surowców pobranych w określonej ilości).

Aby uzyskać opłatę, użyj:

Rudy żelaza (ruda magnetyczna, brązowa, czerwona i drzewcowa) - służą do pozyskiwania żelaza;

Paliwo (koks) - wykorzystywane do wytworzenia wymaganej temperatury, musi mieć wysoką kaloryczność, porowatość, wytrzymałość, niską zawartość popiołu, minimalną zawartość siarki, ponadto musi mieć niską wilgotność i maksymalną zawartość węgla;

Topniki - służą do obniżenia temperatury topnienia skały płonnej.

Surówka jest produkowana w wielkich piecach.

Etapy produkcji żelaza:

1. Spalanie koksu.

2. Odzyskiwanie żelaza:

a) pośrednia redukcja żelaza;

b) bezpośrednia redukcja żelaza;

c) nawęglanie żelaza.

3. Odzysk krzemu, manganu, fosforu.

4. Usuwanie siarki.

Zatem produktami produkcji wielkopiecowej są:

Gaz domeny.

4.2. Produkcja stali i jej charakterystyka

Skład wsadu do produkcji stali:

1) żeliwo: forma płynna i stała (surówka);

2) złom stalowy i żelazny (złom);

3) ruda żelaza;

4) odpady własnej produkcji;

5) topniki (wapno, węglan wapnia, dolomit);

6) paliwo: gazowe, płynne (olej opałowy, smoła), stałe (pył węglowy), energia elektryczna;

7) środki utleniające.

Etapy produkcji stali:

1) przeniesienie tlenu z atmosfery utleniającej do metalu;

2) utlenianie węgla - główna reakcja wytwarzania stali;

3) utlenianie i redukcja zanieczyszczeń (krzem, mangan, fosfor);

4) usuwanie siarki;

5) odtlenianie stali: w tym celu wprowadza się odtleniacze.

Stal używana do produkcji rur wodociągowych i gazowych jest zgodna z GOST 380-94 (01.01.2007) „Zwykła jakość stali węglowej” i GOST 1050-88 (01.01.1991) „Pręty walcowane, kalibrowane, ze specjalnym wykończeniem powierzchni od wysokogatunkowa stal konstrukcyjna węglowa . Ogólne warunki techniczne".

Do 90% całkowitej produkcji to stal węglowa.

Stal węglowa to stop żelaza i węgla, który nie zawiera żadnych specjalnie wprowadzanych dodatków (pierwiastków stopowych).

Zanieczyszczenia trwałe: siarka i fosfor, mangan i krzem.

W różnych gatunkach stali węglowych zawartość samego węgla mieści się w zakresie 0,06 - 1,35%. Zmiana zawartości węgla w znacznym stopniu zmienia wszystkie właściwości stali, a zatem, zgodnie z ilościową zawartością węgla, stale dzieli się na:

Strukturalny (

Instrumentalny (> 0,8% węgla).

Stal konstrukcyjna nazywana jest stalą, nadającą się do produkcji różnych części maszyn i konstrukcji.

Powinien posiadać kompleks o wysokich właściwościach mechanicznych, tj. musi być dostatecznie mocny i plastyczny, musi mieć wysoki właściwości technologiczne, tj. dobrze jest obrabiać ciśnieniowo, dobrze jest odlewać, dobrze jest spawać, ponieważ z niego powstają produkty o złożonym kształcie.

Stal konstrukcyjna jest stosowana w bardzo duże ilości dlatego pożądane jest, aby był tani zarówno pod względem składu, jak i sposobu produkcji.

W zależności od ilości węgla stal konstrukcyjna dzieli się na 2 rodzaje:

1) stal zwykłej jakości;

2) stal wysokiej jakości.

Stal konstrukcyjna węglowa zwykłej jakości produkowana jest w postaci półwyrobów walcowanych na gorąco i na zimno z zakładów ciągłego odlewania (w postaci rur, taśm, drutów). Jest wytwarzany metodami konwertora tlenowego i martenowskimi.

Wysokogatunkowa stal węglowa konstrukcyjna różni się od zwykłej stali jakościowej węższą granicą zawartości węgla i niższą zawartością szkodliwych zanieczyszczeń. Wytwarzana jest metodą martenowska i wytapiana w piecach elektrycznych.

Podajmy opis każdej metody produkcji stali węglowej.

Metoda produkcji konwertera tlenowego.

Istota polega na tym, że powietrze przepływa przez ciekły metal, którego tlen łączy się z zanieczyszczeniami i zabiera je do żużla i spalin, oczyszczając w ten sposób metal.

Zalety metody:

Prostota;

Taniość;

Brak zużycia paliwa;

Wysoka wytrzymałość.

Niedogodności:

Zastosowanie ciekłego żelaza;

Ograniczenia składu żeliwa;

Ilość zużytego złomu stalowego i żelaznego jest niewielka;

Wydajność odpowiedniego metalu wynosi około 90%;

Stal niskiej jakości, ponieważ przy przepuszczaniu powietrza roztopiony metal wzbogaca się w azot, co powoduje, że stal jest krucha, temperatura jest niewystarczająca do utlenienia wszystkich zanieczyszczeń, a stal zawiera dużą ilość tlenu w postaci tlenku żelaza.

Otwarta metoda produkcji.

W zależności od składu wsadu rozróżnia się proces złomu i proces wytapiania rudy złomu.

W procesie złomowania do pieca ładowany jest złom i surówka. W procesie złomowania do pieca wlewa się płynne żelazo, dodaje się rudę i złom.

Procesy wytapiania w piecach martenowskich dzielą się na kwaśne i zasadowe.

Cechy charakterystyczne procesu kwasowego: piec wyłożony jest kwaśnymi cegłami ogniotrwałymi, stosuje się wsad o niskiej zawartości siarki i fosforu, którego usunięcie w piecach kwasowych jest utrudnione.

W głównym procesie wytopu wymurówkę pieca wykonuje się z cegieł magnezytowych lub wielkopiecowych, do wsadu wprowadzany jest wapień w celu usunięcia siarki lub fosforu.

Podczas załadunku i topienia wsadu zanieczyszczenia ulegają utlenieniu pod wpływem tlenu zawartego w gazach piecowych i rudzie, a po powstaniu żużla zawarty jest w tlenku żelaza rozpuszczonym w żużlu. Utlenianie zanieczyszczeń przebiega według tych samych reakcji, co w procesie konwertorowym. Wapień przekształca siarkę i fosfor w żużel.

Ważnym punktem w topieniu jest okres „wrzenia” - uwalnianie się powstałego tlenku węgla w postaci bąbelków. Jednocześnie metal jest mieszany, utrzymywana jest jego temperatura (około 1800 C 0) i skład chemiczny, usuwane są gazy, wtrącenia niemetaliczne unoszą się. Po osiągnięciu wymaganej zawartości węgla we wrzącym metalu, która jest określana przez szybką analizę pobranych próbek, przejdź do ostatni etap topienie - wykańczanie i odtlenianie metalu.

Zalety:

Średni pobór mocy.

Niedogodności:

Wielkie zanieczyszczenie środowiska;

Średniej jakości;

Średnia wydajność.

Wytapianie w piecach elektrycznych.

Na Ta metoda w produkcji stosuje się wyższe temperatury (> 2000 C 0), co pozwala lepiej usuwać szkodliwe zanieczyszczenia, znacznie zmniejsza się marnotrawstwo żelaza i łatwo utleniające się specjalne dodatki, ponieważ proces odbywa się przy najmniejszym dostępie powietrza. Również dzięki tej metodzie produkcji uzyskuje się bardzo gęsty metal, ponieważ. w bardziej płynnym metalu gazy są łatwo uwalniane na zewnątrz.

Zalety metody:

Prostota i dokładność regulacji temperatury podczas procesu topienia oraz w czasie jego zalewania, co ma znaczenie dla procesów krystalizacji pierwotnej;

Uzyskanie stali wysokiej jakości, niezależnie od jakości materiałów wsadu wstępnego, ponieważ skład jest regulowany podczas topienia specjalnymi dodatkami.

Charakterystykę porównawczą metod produkcji stali podano w tabeli 4.1.

Wskaźnik
	konwerter tlenu	otwarte palenisko	elektryczne wytapianie stali,
Surowiec	ciekłe żelazo o t ◦ 1300-14520 С ◦ do 25% złomu	55 - 75% ciekłego żelaza + 45 - 25% złomu + rudy	do 100% złomu
Pojemność pieca, t
Czas trwania cyklu topienia, h
Roczna produkcja, tysiąc ton wlewków

Wskaźnik
	konwerter tlenu	otwarte palenisko	elektryczne wytapianie stali,
Koszt, względne wartości procentowe (dla sklepów o tej samej rocznej zdolności produkcyjnej, wyposażonych w 500-tonowe piece martenowskie i 100-tonowe piece konwertorowe tlenu)
Dawać, %
Określone koszty kapitałowe, względne procenty
Jakość stali	Stal o zwykłej jakości	Stal wysokiej jakości	Wysoka jakość

Patka. 4.1 (ciąg dalszy).

Opisane metody otrzymywania stali węglowej są podstawowe.

4.3. Surowiec do produkcji rur i ich ogrzewania

W zależności od metody produkcji i przeznaczenia rur, materiałem wyjściowym mogą być wlewki, wlewki walcowane lub kute (w celu uzyskania rur bez szwu), blachy i taśmy w rolkach (w celu uzyskania rur spawanych).

Ze względu na fakt, że stalowe rury wodne i gazowe zgodnie z GOST 3262-75 są spawane, w tej pracy rozważę produkcję tylko spawanych rur z arkuszy i taśm w rolkach.

Stal na blachy gorącowalcowane i taśmy w kręgach dzieli się na dwie grupy ze względu na właściwości mechaniczne. Jedna z nich to stale węglowe o normalnej i wysokiej zawartości manganu, a druga to stale spokojne z mikrododatkami. Stale te zawierają w %: węgiel od 0,03 do 0,20, niob 0,05, wanad 0,02 i tytan 0,03. Powszechnym pierwiastkiem stopowym jest molibden (~ 0,30%).

Wymagane właściwości mechaniczne blach stalowych z mikrododatkami można uzyskać poprzez walcowanie konwencjonalne i normalizację, walcowanie kontrolowane, a następnie normalizację. Minimalna wartość granicy plastyczności w wyniku tych operacji wynosi 37 - 56 kgf/mm 2 . Jest to wynikiem wytrącania azotków węglików niobu, wanadu i tytanu w ferrycie.

Taśmę walcowaną stosuje się do produkcji rur spawanych ze szwem wzdłużnym i spiralnym, a blach - do produkcji rur tylko ze szwem wzdłużnym. Ponadto arkusze muszą najpierw zostać poddane badaniom nieniszczącym w celu wyeliminowania wad zewnętrznych i wewnętrznych.

4.4. Instalacje do produkcji rur spawanych

Młyny do produkcji rur spawanych klasyfikowane są:

1) według rodzaju materiałów stosowanych do spawania (do spawania rur stalowych, metali kolorowych i ich stopów);

2) według metody spawania (piec, spawanie elektryczne, wzdłużne, spiralne, lutowanie);

3) w zależności od rozmiaru rur (mała średnica 5 - 168 mm, średnia 168 - 273 mm i duża 273 - 2520 mm).

Zgrzewanie doczołowe pieca odbywa się z pasków o różnych szerokościach. Ponadto rury o różnych średnicach uzyskuje się z pasków o jednej lub kilku szerokościach poprzez ich redukcję.

Warsztat spawania rur składa się z następujących działów:

1) przechowywanie materiałów (arkusze w kartach lub arkusze i paski w rolkach);

2) urządzenia tnące. Żłobienie lub frezowanie wzdłużnych krawędzi arkuszy i taśm;

3) kompleks sprzęt produkcyjny(walcownie, prasy do formowania blach i taśm w kęs rur, spawarki lub spawarki, walcarki lub prasy do kalibrowania rur, samotoki, przenośniki i piły);

4) sekcja wykończeniowa (prostownice, przecinarki, maszyny do frezowania końcówek rur, urządzenia do hydraulicznego badania szczelności rur, urządzenia i sprzęt do badań nieniszczących, urządzenia do tłoczenia rur);

5) magazyn gotowych rur;

6) stoły pomocnicze i naprawcze;

7) odcinki podparcia antykorozyjnego dla rur - cynkowanie, asfaltowanie itp.

4.5. Technologia produkcji rur spawanych

Obecnie rury spawane produkowane są metodą ciągłego zgrzewania doczołowego, zgrzewania elektrooporowego, zgrzewania indukcyjnego, zgrzewania łukowego w atmosferze ochronnej lub zgrzewania łukiem krytym. Dodatkowo produkowane są rury lutowane.

W artykule opiszę produkcję rur metodą zgrzewania doczołowego pieca. ten rodzaj spawania jest jedną z najstarszych metod produkcji stalowych rur wodociągowych i gazowych. Ta metoda, która przetrwała tylko w niektórych krajach, wytwarza rury o średnicy od 16 do 89 mm ze ściankami o grubości od 2,5 do 4 mm.

Materiałem wyjściowym do produkcji tych rur jest taśma walcowana na gorąco o długości 5 - 7 mi szerokości zależnej od średnicy produkowanych rur.

Jeden koniec każdego paska jest cięty pod kątem 15 - 25°, a następnie zaginany pod kątem 45° dla lepszego uchwycenia przez szczypce podczas wyciągania go z piekarnika.

Pasy układa się na palenisku pieca z atmosferą ochronną w taki sposób, aby odległość między bocznymi krawędziami wynosiła 20 mm. Paski są podgrzewane do temperatury 1300 - 1350 ° C przez 30 - 85 s. Ogrzaną taśmę wyciąga się z pieca za pomocą szczypiec, które przepuszcza się przez lej spawalniczy (drut ciągnący) i łączy z łańcuchem ciągarni. Podczas ciągnienia paska aż do jego krawędzi (przed matrycą) przez dysze skompresowane powietrze. W efekcie temperatura krawędzi taśm wzrasta o 40 - 60 °C i zdmuchuje się z nich kamień.

Rury są formowane i spawane w matrycy. Jednocześnie w zależności od wielkości rur ich średnica zmniejsza się o 4 – 10%. Rury spawane są z prędkością 100 - 200 m/min, a następnie za pomocą stołu rolkowego przenoszone są do dwu- lub trzystanowiskowej walcarki, gdzie zmniejsza się ich średnicę o 2 - 3 mm, tj. do wielkości gotowych rur.

Schemat blokowy produkcji stalowych spawanych rur wodociągowych i gazowych.

5. DOKUMENTY NORMATYWNO-TECHNICZNE DLA STALOWYCH RUR WODNYCH I GAZOWYCH, WSKAŹNIKI JAKOŚCI ZNAMIONOWEJ ZGODNIE Z WYMAGANIAMI DOKUMENTACJI NORMATYWNO-TECHNICZNEJ

Na żądanie konsumenta na końcach spawanych rur o grubości ścianki 5 mm lub większej należy usunąć fazki pod kątem 35 - 40 do końca rury. W takim przypadku należy pozostawić pierścień końcowy o szerokości 1 - 3 mm.

Na żądanie konsumenta, na zwykłych i wzmocnionych rurach o nominalnym otworze większym niż 10 mm, gwint jest nakładany na oba końce rury.

Na życzenie konsumenta rury są wyposażone w złączki wykonane zgodnie z GOST 8944-75 (01.01.1977) „Części łączące wykonane z żeliwa sferoidalnego z cylindrycznymi gwintami do rurociągów. Wymagania techniczne”, GOST 8954-75 (01.01.1977) „Złączki z żeliwa sferoidalnego z gwintem równoległym do rurociągów. Złączki są proste i krótkie. Główne wymiary”, GOST 8965-75 (1.01.2017) „Łączenie części stalowych z gwintem cylindrycznym do rurociągów p=1,6 MPa. Specyfikacje” i GOST 8966-75 (01.01.1977) „Stalowe elementy łączące z cylindrycznym gwintem do rurociągów r-1,6 MPa. Złącza są proste. Podstawowe wymiary”, w oparciu o jedną złączkę na każdą rurę.

Pęknięcia, niewoli, obrzęki i zachody słońca nie są dozwolone na powierzchni rur.

Rozwarstwianie na końcach rur jest niedozwolone.

Dopuszcza się oddzielne wgniecenia, pofałdowania, zagrożenia, ślady zdzierania i inne defekty wynikające z metody produkcji, o ile nie przekraczają one grubości ścianki poza wymiary minimalne, a także warstwę zgorzeliny, która nie przeszkadza w kontroli.

Na rurach wykonanych metodą spawania piecowego dopuszcza się zmniejszenie średnicy zewnętrznej do 0,5 mm w miejscu spawania, jeśli w tym miejscu występuje delikatne pogrubienie średnicy wewnętrznej nie większe niż 1,0 mm.

Na żądanie konsumenta, na rurach o nominalnym otworze 20 mm lub większym, na wewnętrznej powierzchni szwu rury zadzior należy przyciąć lub spłaszczyć, a wysokość zadzioru lub jego śladów nie powinna przekraczać 0,5 mm .

Na życzenie konsumenta, na rurach o średnicy nominalnej większej niż 15 mm, wykonanych metodą spawania piecowego i metodą redukcji na gorąco, na wewnętrznej stronie dozwolone jest delikatne pogrubienie o wysokości nie większej niż 0,5 mm powierzchnia rur w strefie spawania.

Końce rur muszą być przycięte pod kątem prostym. Dopuszczalna jest wartość skosu nie większa niż 2 ◦. Pozostałości zadziorów nie powinny przekraczać 0,5 mm. Podczas usuwania zadziorów dozwolone jest stępienie (zaokrąglenie) końców. Dopuszcza się cięcie rur w linii młyna. Na mocy porozumienia między producentem a konsumentem dozwolone są zadziory do 1 mm na rurach o nominalnym otworze 6–25 mm, wykonanych metodą spawania piecowego.

Rury ocynkowane muszą mieć ciągłą powłokę cynkową na całej powierzchni o grubości co najmniej 30 mikronów. Dopuszcza się brak powłoki cynkowej na końcach i gwintach rur.

Na powierzchni rur ocynkowanych nie dopuszcza się pęcherzy i wtrąceń obcych (twardy cynk, tlenki, wsad spiekany), złuszczanie powłoki z metalu nieszlachetnego.

Dopuszcza się oddzielne plamy topnika i ślady zaczepienia rur przez urządzenia podnoszące, nierówności i niewielkie miejscowe osady cynku.

Dozwolone jest korygowanie poszczególnych nieocynkowanych odcinków o 0,5% zewnętrznej powierzchni rury zgodnie z GOST 9.307-89 (1.01.1990) " jeden system ochrona przed korozją i starzeniem. Powłoki cynkowe na gorąco. Ogólne wymagania".

Rury muszą wytrzymać ciśnienie hydrauliczne:

2,4 MPa (25 kgf / cm 2) - rury zwykłe i lekkie;

3,1 MPa (32 kgf / cm 2) - rury wzmocnione.

Na żądanie konsumenta rury muszą wytrzymać ciśnienie hydrauliczne 4,9 MPa (50 kgf / cm 2).

Rury o nominalnym otworze do 40 mm włącznie muszą wytrzymać próbę zginania wokół trzpienia o promieniu równym 2,5 średnicy zewnętrznej, a z nominalnym otworem 50 mm - na trzpieniu o promieniu 3,5 średnicy zewnętrznej średnica.

Na żądanie konsumenta rury muszą wytrzymać próbę rozprężania:

dla rur o średnicy nominalnej od 15 do 50 mm - nie mniej niż 7%;

dla rur o średnicy nominalnej 65 mm lub większej - co najmniej 4%.

Na żądanie konsumenta rury muszą wytrzymać próbę spłaszczania do odległości między spłaszczonymi powierzchniami równej 2/3 zewnętrznej średnicy rur.

Na żądanie konsumenta właściwości mechaniczne rur do części konstrukcji rurociągów wodociągowych i gazowych muszą być zgodne z GOST 1050-88 (01.01.1991) „Pręty walcowane, kalibrowane, ze specjalnym wykończeniem powierzchni z wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej . Ogólne warunki techniczne".

Gwint rurowy musi być czysty, bez wad i zadziorów oraz zgodny z GOST 6357-81 (01.01.1983) „Podstawowe standardy zamienności. Gwint rurowy cylindryczny, klasa dokładności B.

Rury z gwintami cylindrycznymi są używane podczas montażu z uszczelkami.

W miejscu szwu dopuszcza się czerń nici nici, jeżeli spadek normalnej wysokości profilu nie przekracza 15%, a na żądanie konsumenta nie przekracza 10%.

Nici z nitkami zerwanymi (do cięcia) lub niepełnymi (do radełkowania) są dozwolone na nitkach, pod warunkiem, że ich łączna długość nie przekracza 10% wymaganej długości nici, a na życzenie konsumenta nie przekracza 5%.

Dopuszcza się na wątku zmniejszenie użytecznej długości nici (bez spływu) do 15% w porównaniu do wskazanej w tabeli 2.4, a na żądanie konsumenta - do 10%.

Gwintowanie na rurach ocynkowanych odbywa się po cynkowaniu.

Na życzenie konsumenta spawane szwy rur podlegają kontroli metodami nieniszczącymi.

6. KONTROLA JAKOŚCI TOWARÓW. WYMAGANIA DOTYCZĄCE DOKUMENTÓW DOPUSZCZALNYCH I TECHNICZNYCH DOTYCZĄCE ZASAD ODBIORU, MAGAZYNOWANIA, BADAŃ I EKSPLOATACJI STALOWYCH RUR WODNYCH I GAZOWYCH

Kontrola jakości stalowych rur wodociągowych i gazowych odbywa się poprzez testowanie ich pod kątem dystrybucji zgodnie z GOST 8694-75, na rozciąganie zgodnie z GOST 10006-80, na spłaszczanie zgodnie z GOST 8695-75, na zginanie zgodnie z GOST 3728-78, ciśnienie hydrauliczne zgodnie z GOST 3845-75 itp. metody, które określają jakość danego produktu.

W tej pracy używam GOST 10006-80 (07/01/1980) „Metalowe rury. Metoda próby rozciągania. Norma ta ustanawia metodę statycznego badania rozciągania rur metalowych bez szwu, spawanych, bimetalicznych w celu określenia w temperaturze 20 -10 + 15 C następujących cech: granica plastyczności (fizyczna), granica plastyczności (warunkowa), wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie po pęknięcie, względny skurcz po zerwaniu.

Do prób rozciągania rur stosuje się próbki wzdłużne (w postaci pasków bez główek i główek) i poprzeczne (w postaci odcinka rury o pełnym przekroju bez ograniczenia średnicy zewnętrznej). Jako maszyny wytrzymałościowe stosowane są maszyny wytrzymałościowe i uniwersalne wszystkich systemów, które spełniają wymagania tej normy i GOST 28840-90.

Ilościowe i jakościowe wskaźniki testowania rur metodą rozciągania podano w GOST 10006-80 (07/01/1980) „Rury metalowe. Metoda próby rozciągania”, która jest dołączona do niniejszej pracy.

Rury przyjmowane są partiami. Partia musi składać się z rur tego samego rozmiaru, tego samego gatunku stali i towarzyszyć jej jeden dokument jakości zgodnie z GOST 10692 z dodatkiem do rur przeznaczonych do produkcji części do konstrukcji wodociągowych i gazowych, ze stali zgodnie z GOST 1050; skład chemiczny i właściwości mechaniczne stali - zgodnie z dokumentem jakości producenta blanku.

Waga partii - nie więcej niż 60 ton.

Dla każdej rury w partii sprawdzana jest powierzchnia, wymiary i krzywizna.

Dozwolone jest stosowanie metod kontroli statystycznej zgodnie z GOST 18242 na poziomie standardowym. Plany kontroli są ustalane w drodze porozumienia między producentem a konsumentem.

Kontrola średnicy zewnętrznej rur odbywa się w odległości co najmniej 15 mm od końca rury.

Do kontroli parametrów gwintu, badania rozszerzalności, spłaszczania, gięcia, wysokości gratu wewnętrznego, pozostałości gratu, kąta prostego i kąta fazowania (w przypadku rur z fazowanymi krawędziami), właściwości mechanicznych, nie więcej niż 1%, ale z partii wybiera się nie mniej niż dwie rury, a dla rur wytwarzanych metodą ciągłego spawania w piecu, dwie rury na partię.

Wszystkie rury podlegają kontroli wagi.

Każda rura poddawana jest hydraulicznej próbie ciśnieniowej. Przy 100% kontroli jakości spoiny metodami nieniszczącymi, hydrauliczne próby ciśnieniowe nie mogą być przeprowadzane. Jednocześnie gwarantowana jest zdolność rur do wytrzymania testowego ciśnienia hydraulicznego.

W celu sprawdzenia grubości powłoki cynkowej na powierzchni zewnętrznej oraz w trudno dostępnych miejscach na powierzchni wewnętrznej pobierane są dwie rury z partii.

Po otrzymaniu niezadowalających wyników testu dla co najmniej jednego ze wskaźników, powtarza się testy na podwójnej próbce.

Wyniki ponownego badania dotyczą całej partii.

Znakowanie, pakowanie, transport i przechowywanie odbywa się zgodnie z GOST 10692 z dodatkiem.

Gwinty rurowe należy zabezpieczyć smarem przed uszkodzeniami mechanicznymi i korozją zgodnie z dokumentacją regulacyjną i techniczną.

WNIOSEK

Powszechne zastosowanie wyrobów rurowych we wszystkich gałęziach przemysłu - do produkcji i przerobu ropy i gazu, w energetyce i inżynierii mechanicznej, technice rakietowej i kosmicznej oraz budownictwie ze względu na ich zróżnicowany asortyment pod względem średnic i grubości ścianek, profilu przekroju, materiał, technologiczność i opłacalność produkcji i konsumpcji . Tłumaczy to szybszy wzrost produkcji rur stalowych w porównaniu ze wzrostem produkcji stali i gotowych wyrobów walcowanych.

Nowoczesny rynek rur zapewnia duży wybór rur wodociągowych i gazowych wykonanych z nowych materiałów (plastik, surowce mineralne), ale, co dziwne, często preferowane są metalowe rury.

Nowoczesna nauka o produkcji rur rozwija się i będzie rozwijać się w szybkim tempie. Wzmocnienie jej wpływu na postęp techniczny branży rurowej wiąże się ze wzrostem wydajności badania naukowe oraz podniesienie jakości szkolenia kadr inżynierskich w zakresie produkcji rur.

WYKAZ UŻYWANEJ LITERATURY

1. Rury stalowe i żeliwne. Podręcznik./V. I. Strizhak, V. V. Shchepansky, V. P. Sokurenko i inni - Moskwa: Metalurgia, 1982. - 360 s.

2. Rury stalowe. Technologia produkcji i zastosowanie. / Wyd. N.T. Bogdanowa. Moskwa: Metalurgia. 1979.

3. Rozov N.V. Produkcja rur. Podręcznik dla pracowników. - Moskwa: Metalurgia, 1974. - 600 pkt.

4. Rymov V. A. i wsp. Technologia produkcji rur spawanych. Moskwa: Metalurgia. 1983.

5. Gulyaev Yu G. i wsp. Rury stalowe. Produkcja, zastosowanie, asortyment: Poradnik. - Dniepropietrowsk, RIA "Dnepr-VAL", 2002. - 350 s.

6. Usprawnienie produkcji rur stalowych. Zimovets V. G., Kuznetsov V. Yu. / Ed. prof. dok. technika Sciences A.P. Kolikova - Moskwa: MISIS, 1996. 480 s.

XXI wiek to wiek rurociągów. Tętnice transportujące ropę i gaz wymagają wielu rur, a same produkty bezszwowe nie wystarczą. Rury bezszwowe, przy wszystkich swoich licznych zaletach, mają również jedną bardzo istotną wadę z punktu widzenia konsumenta - są drogie w produkcji. Tymczasem główna zaleta rur bez szwu - zdolność do wytrzymywania ogromnych nacisków - nie zawsze jest pożądana. W wielu sieciach rurociągów ciśnienie w rurach nigdy nie osiąga setek atmosfer, co sprawia, że ​​konieczne jest stosowanie rur bez szwu. Ponownie, technologie obróbki metali nie stoją w miejscu, a wytrzymałość spoin w naszych czasach pozwala spawanym rurom wytrzymywać ciśnienie wielokrotnie większe niż trzydzieści do czterdziestu lat temu.

Nic więc dziwnego, że rury spawane zachowują swoje pozycje, aw niektórych miejscach nawet wygrywają konkurencję z rurami bez szwu. W każdym razie teraz spawana jest do połowy rur o dużej średnicy. To już wystarczy, aby lepiej zrozumieć, czym są rury spawane, jakie technologie są wykorzystywane do ich produkcji oraz w jakich sektorach gospodarki można je z powodzeniem stosować.

Prosto czy spiralnie?

Co dziwne, ale spawane rury to raczej „młody” rodzaj produktów metalowych. Pierwsze próbki rur spawanych (dokładniej, nawet kutych) pojawiły się niecałe 200 lat temu - w 1824 r. I dopiero na początku XX wieku do produkcji rur zaczęto stosować tak zwaną „rurę”. spawanie „piecowe”, w którym mocowanie gorących krawędzi rury następuje z powodu ich ściskania rolkami.

I dopiero wraz z pojawieniem się spawania elektrycznego rury szwów dzielą się na szew prosty i szew spiralny.

Nazwa „prosty szew” mówi sama za siebie: ta metoda wytwarzania rur wynika z faktu, że stalowa taśma - taśma - jest podgrzewana w celu nadania metalowi plastyczności i przepuszczana przez dwa rzędy rolek, które toczą metal „w rura” - tak pozostaje tylko połączyć jej krawędzie spawaniem elektrycznym.

Jest to dość prosta i tania technologia, ale podczas korzystania z niej pojawiają się pewne problemy, a mianowicie:

Do produkcji rur o różnych średnicach potrzebne będą półfabrykaty-paski o różnych szerokościach.

Przejście do produkcji rur o innej średnicy będzie wymagało ponownego wyposażenia w nowe części (przede wszystkim -
rolek) całej linii produkcyjnej.

Gdy obrabiany przedmiot ostygnie, w spoinie powstaną naprężenia, które znacznie zmniejszą jego wytrzymałość.

Jeśli taka rura nadal nie wytrzyma dostarczanego przez nią ciśnienia, wówczas jej pęknięcie nastąpi dokładnie wzdłuż szwu i na całej długości segmentu rury, co spowoduje dodatkowe problemy w razie wypadku.

Inną opcją produkcji rur spawanych jest łączenie taśm stalowych za pomocą szwu spiralnego. Przy tej opcji technologicznej sam szew jest znacznie dłuższy niż w przypadku połączenia prostego, ale wydaje się cała linia Zalety:

- przy produkcji rury ze szwem spiralnym nie ma potrzeby wyraźnego stosowania półfabrykatów-pasków niektóre rozmiary; rura może być spawana z taśmy metalowej o dowolnej szerokości

Zmiany średnicy produkowanych rur można dokonać za pomocą prostej zmiany linii produkcyjnej; wystarczy tylko zmienić kąt posuwu taśmy.

Podczas spawania rury z metalowej taśmy nie jest konieczne mocne nagrzewanie całej metalowej taśmy; zmniejsza to możliwość zmiany właściwości metalu podczas ogrzewania-chłodzenia i zmniejsza możliwość wystąpienia w nim naprężeń wewnętrznych.

Przy spawaniu spiralnym sam wynikowy szew staje się elementem, który dodaje dodatkowej wytrzymałości konstrukcji.

Jeśli taki szew nadal nie wytrzymuje i rozchodzi się, to rozchodzi się nie „wzdłuż”, ale „ukośnie”, co zmniejsza rozmiar odcinka rury, który będzie musiał zostać wymieniony.

Plusy i minusy rur spawanych lub spawanych elektrycznie

Oczywiście wszystkich problemów technologicznych i kosztów energii przy produkcji rur prostych i spiralnych nie da się porównać z wysiłkami, jakie producent musi włożyć w produkcję. Stąd główną zaletą tego rodzaju stali walcowanej jest jej względna taniość.

Kolejną niewątpliwą zaletą rur spawanych jest ich duża średnica, która może przekroczyć grubość ścianki 100 lub więcej razy. Dzięki temu rury są lżejsze, a tym samym łatwiejsze do transportu. Ponadto to właśnie duża średnica spawanych rur sprawia, że ​​są one niezastąpione przy budowie głównych rurociągów naftowych i gazowych.

Technologia wytwarzania rur spawanych wzdłużnie umożliwia formowanie nie tylko okrągłych, ale również (przede wszystkim kwadratowych i prostokątnych).

Te zalety w gospodarce rynkowej przeważają nad wszystkimi wadami, ale te wady nadal istnieją. Z czego się składają?

Po pierwsze- wytrzymują nacisk o rząd wielkości mniejszy niż te bezszwowe. Można to ocenić nawet według norm GOST. Jeśli GOST wymaga, aby rury bez szwu o minimalnej grubości ścianki wytrzymały ciśnienie 20 megapaskali (czyli około 200 atmosfer), wówczas GOST-10705 ma maksymalne dopuszczalne ciśnienie 16 megapaskali (160 atmosfer) dla rur spawanych. Oznacza to, że rury ze szwem są o 25% mniej odporne na takie obciążenia.

Po drugie- Rury spawane, w przeciwieństwie do rur bez szwu, nie mogą być gięte. W przypadku konieczności zmiany kierunku montażu gazociągu lub wodociągu z spawane rury, na pewno będziesz musiał użyć okuć.

Po trzecie- sama technologia produkcji rur spawanych wymaga stosowania gatunków stali, które dobrze nadają się do spawania - czyli muszą być wykonane ze stali węglowych niskostopowych, które są stosunkowo mniej odporne na korozję. Takich jak gatunki stali 17G1s i 09G2S.

Ta okoliczność zmusza producentów rur spawanych do używania różne drogi zapobieganie korozji, które obejmują:

Cynkowanie powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych (dla stali st3 i st20)

Pokrycie powierzchni zewnętrznych hydroizolacją

Powlekanie powierzchni zewnętrznych izolacją termiczną i hydroizolacyjną

Aplikacje i GOST

Ponieważ główną zaletą (poza niskim kosztem) rur spawanych jest ich duża średnica przy cienkich ściankach, stosuje się je w domowych rurach wodociągowych, różnych konstrukcjach metalowych - ale przede wszystkim w dużych projektach budowlanych.

Zdolność rur spawanych do wytrzymania wysokie ciśnienie płyny umożliwiają wykorzystanie ich do układania zarówno komunikacji głównej, jak i lokalnej, odgałęzień dystrybucyjnych, lokalnych wodociągów technicznych oraz w budownictwie mieszkaniowym i usługach komunalnych.

W związku z tym normy określające ich parametry są odpowiednio konfigurowane:

GOST, imię
GOST 10705-80	GOST 10706-76	GOST 20295-80
Rury stalowe spawane elektrycznie	Rury stalowe spawane elektrycznie wzdłużne	Rury stalowe spawane elektrycznie do głównych rurociągów naftowych i gazowych
Gatunki stali
Stal węglowa St1-3sp/ps Jakość 08, 10, 20	węgiel St3sp/ps	Jakość 10, 20 niskostopowe 09G2, 09G2S, 17GS, 17G1S Wybór gatunku stali wynika z klasy wytrzymałości K34-K60
Wymiary (średnica zewnętrzna)
od 10 mm. do 530 mm.	od 478 mm. do 1420 mm.	od 159 mm. do 820 mm.
Obszary zastosowania rur spawanych elektrycznie
Budowa rurociągów ogólnego przeznaczenia do wody zimnej i ciepłej, gazu domowego	Budowa wodociągów i sieci ciepłowniczych	Budowa głównych rurociągów - ropociągi i gazociągi wysokiego ciśnienia

W związku z tym zasady wykonania rur spawanych będą również zależeć nie tylko od życzeń klienta, ale także od parametrów samych produktów. Zewnętrzna średnica rur waha się do 1620 mm, a grubość ścianki w zależności od średnicy - do 20 mm.

Rury są klasyfikowane według zewnętrznych wskaźników geometrycznych w następujący sposób:

1-rury o średnicy mniejszej niż 70 mm i grubości ścianki co najmniej 3 mm;

2-rury o średnicy od 70 do 219 mm o grubości ścianki co najmniej 4 mm;

3-rury o średnicy większej niż 219 mm i grubości ścianki co najmniej 5 mm.

Obecnie prawie wszystkie spawane rury są produkowane w standardowych długościach:

Średnica od 6 m do 76

11,7 i 12 metrów dla wszystkich średnic powyżej 76.

Najbardziej popularne są stalowe rury spawane elektrycznie do produkcji rur wodociągowych, a także rura spawana elektrycznie GOST 10704 91, stosowana do budowy konstrukcji metalowych.

Rury spawane są dość wszechstronne i niedrogie, ale przy ich wyborze należy zachować szczególną ostrożność przy obliczaniu obciążenia hydraulicznego.

Rury stalowe mają wysoką wytrzymałość, co wynika z ich szerokie zastosowanie w pracach kanalizacyjnych, przy układaniu sieci ciepłowniczych, przy budowie obiektów przemysłowych lub cywilnych, przemyśle stoczniowym, inżynierii mechanicznej.

W zależności od rodzaju rury stalowe różnią się właściwościami materiału i sposobem ich wytwarzania.

Jedną z zalet rur stalowych jest ich względna lekkość połączona z niezawodnością.

Klasyfikacja rur stalowych

Ze względu na sposób wytwarzania rur stalowych dzieli się je na:

Profil - w ich produkcji materiał to głównie stal węglowa lub konstrukcyjna, rury wykonywane są metodą spawania elektrycznego. Mogą mieć różne sekcje. Wygodne jest stosowanie tych rur przy budowie konstrukcji obiektów przemysłowych lub gospodarczych, dzięki czemu stały się one bardzo rozpowszechnione. Dobrze sprawdziła się na przykład firma Metallobaza, od której można kupić profil na stronie ros-met.com. Wszystkie produkty tego typu muszą spełniać warunki określone w dokumentacji regulacyjnej (regulowanej przez GOST 8638-57, 8644-68, 8639-82, 8642-68 i 8646-68).

Ocynkowane - rury impregnowane obustronnie cynkiem jako materiałem ochronnym.

Bez szwu - produkcja obejmuje specjalną obróbkę cieplną rur formowanych na gorąco, dzięki której produkt nie posiada spawów wzdłużnych ani spiralnych.

Spawane elektrycznie - do produkcji stosuje się stale niskożelowane i węglowe, stosuje się spawanie elektryczne i kształtowanie, zgodnie z ustalonymi stanowymi standardami jakości (GOST 10704-91, GOST 20295-85, GOST 10705-80, GOST 380-94, GOST 1050 -87, GOST 9045- 87, GOST 10706-80, GOST 8696-74, GOST 3262-75).

Rury bezszwowe to:

1. Formowane na gorąco (zgodnie z GOST 8732-75 i GOST 8731-74) - rury stalowe odkształcone w temperaturze wyższej niż temperatura rekrystalizacji.

2. Formowane na zimno (GOST 8734-75 i GOST 8733-74) - rury stalowe otrzymane przez odkształcenie na zimno.

Rury stalowe mogą mieć różne długości i średnice przekroju.

W zależności od przekroju rury produkowane są w różnych długościach mierzonych i losowych:

Przy średnicy przekroju do 70 mm produkowane są rury o długości od 5 do 9 m;

Średnica od 70 do 219 mm, długość - 6-9 m;

Rury o średnicy 219-426 mm produkowane są najczęściej w długościach 10-12 metrów.

Takie rury mogą być obrabiane lub nie na końcach, w zależności od tego ich ostateczna cena jest sumowana.

W zależności od rodzaju przekroju rury stalowe dzielą się na:

Z okrągłym przekrojem (GOST 10704-91);

rury profilowe.

Rury profilowe mogą mieć kwadrat (zgodnie z GOST 8639-82), owalny (zgodnie z GOST 8642-68) lub prostokątny (zgodnie z GOST 8645-68) lub inną sekcję.

Główne zalety rur stalowych

Rury stalowe mają swoje zalety w porównaniu z analogami z innych materiałów, a mianowicie:

Ich masa jest stosunkowo niewielka;

Charakteryzują się dużą wytrzymałością, co przekłada się na doskonałe osiągi;

Mają dość dobrą elastyczność, co jest bardzo wygodne, gdy rura wymaga np. ustawienia pożądanego kąta;

Instalacja takich rur jest bardzo prosta;

Rury stalowe mają wysoki wskaźnik szczelności.

Zastosowania rur stalowych

Rury stalowe to jeden z najpopularniejszych wyrobów metalowych. Znalazły swoje zastosowanie w przemyśle, budownictwie, rolnictwie oraz w życiu codziennym.

Rury stalowe spawane elektrycznie są najczęściej stosowane do układania głównych sieci grzewczych, różnych konstrukcji metalowych i rurociągów.

Rury wodociągowe są inne wysoki stopień odporność na reżim temperaturowy, ciśnienie, niekorzystne warunki środowiskowe. Służą do układania rurociągów wodociągowych i gazowych. Takie rury mają bardzo długą żywotność.

Zastosowanie rur stalowych w zależności od klasy

Klasa rur określa obszary ich zastosowania:

1. Pierwsza klasa rur stosowana jest do budowy lokalnych rurociągów i systemów kablowych. Nie ma dla nich specjalnych wymagań.

Wyroby stalowe są wykorzystywane w wielu obszarach produkcji. To właśnie stal jest materiałem do produkcji rur stalowych. Zarówno produkcja samej stali, jak i produkcja z niej rur stalowych to dość skomplikowany i długotrwały proces.

Stal nierdzewna to uniwersalny, szeroko stosowany materiał, z którego powstaje wiele produktów. Rury stalowe są prawdopodobnie najpopularniejszymi produktami wykonanymi ze stali nierdzewnej.

Przydziel rury stalowe bez szwu, spawane elektrycznie, profilowane, kotłowe i inne. Dodatkowe przetwarzanie jest przeprowadzane na tych produktach, które podlegają zwiększonym wymaganiom. Poprawia się obróbka antykorozyjna właściwości fizyczne metal i jakość rur stalowych. Wśród różnorodnej gamy produktów można znaleźć rury stalowe powlekane tworzywem sztucznym, cementem, farbami antykorozyjnymi, lakierami i innymi mieszankami, materiałami specjalnymi.

Podstawy produkcji rur stalowych

U podstaw produkcji- proces walcowania i prasowania, za pomocą którego można wytwarzać rury o różnych przekrojach i kształtach.

Spawane rury stalowe. Blacha stalowa jest zwijana, szew biegnie wzdłuż rury lub jako taśma stalowa w spirali.

Rury stalowe bez szwu. Uzyskuje się je przez walcowanie na specjalnym sprzęcie. Ponadto istnieje metoda, w której te rury wykonuje się metodą odlewania, polegającą na wlaniu metalu do specjalnej formy z centralnym prętem.

Każdy należy do określonej klasy. Przeznaczyć 6 gatunków rur stalowych. Charakteryzują się następujące znaki: materiał wykonania, przeznaczenie, jednorodność materiału w przekroju, kształt przekroju i sposób produkcji rur.

rury pierwszej klasy, inaczej zwane standardowymi lub gazowymi, służą do montażu rurociągów, transportu nieagresywnych gazów i cieczy, materiałów sypkich, a także rusztowań, ogrodzeń i podpór, do układania kabli i różnego rodzaju systemów nawadniających.

Rury drugiej klasy używany w główne rurociągi wysokiego i niskiego ciśnienia do dostaw gazu, ropy i wody, petrochemii i paliw.

Rury stalowe III klasy są stosowane w systemach pracujących pod ciśnieniem i w wysokich temperaturach - w przemyśle chemicznym i spożywczym, inżynierii jądrowej, w rurociągach krakingu ropy naftowej, w piecach i tak dalej.

Używany do poszukiwania i eksploatacji pól naftowych fajki czwartej klasy. Służą jako rury wiertnicze, osłonowe i pomocnicze.

Rury konstrukcyjne lub rury piątej klasy znajdują zastosowanie w produkcji urządzeń transportowych, w różnych konstrukcjach stalowych, takich jak suwnice, wiertnice, maszty i podpory, jako elementy mebli.

Wreszcie rury szóstej klasy stosowany w budowie maszyn do produkcji cylindrów i tłoków pomp, pierścieni łożyskowych, wałów i innych części maszyn, a także zbiorników pracujących pod ciśnieniem.

Mają szereg zalet. Wytrzymałość, lekkość, ciągliwość, łatwy montaż – to cechy, które wyróżniają rury stalowe. Wśród minusów warto podkreślić niestabilność na korozję. Ta wada nie będzie miała znaczenia, jeśli użyjesz rury stalowe odporne na korozję lub rury ze stali nierdzewnej.