Бесшовные трубы из нержавеющей стали производятся с помощью ряда этапов, включающих нагрев, прокалывание, прокатку и отделку, чтобы создать трубы без сварных швов. Ниже приведено подробное объяснение процесса производства, а также методы испытаний и стандарты, которые гарантируют их качество.
Процесс производства бесшовных труб из нержавеющей стали
Подготовка сырья
Подготовка заготовки: Отбираются заготовки из нержавеющей стали (цилиндрические сплошные прутки) и режутся на необходимую длину. Заготовки проверяются на наличие дефектов поверхности и готовятся к нагреву.
Обогрев
Нагрев заготовки: Заготовку нагревают в печи с вращающимся подом или индукционной печи до температуры, как правило, около 1200 градусов - 1300 градусов (2192 градуса по Фаренгейту - 2372 градусов по Фаренгейту), чтобы размягчить металл и сделать его более обрабатываемым.
Пирсинг
Процесс пирсинга: Нагретая заготовка передается в прошивной стан, где она прокалывается с помощью вращающегося прошивного стана или прошивного стана Mannesmann. Заготовка вращается и проталкивается через прошивной дорн или пробку для создания полой оболочки. Это формирует грубую трубу с начальным полым центром.
Роллинг
Удлинение или прокатка на пилигримовом стане: Полая оболочка прокатывается в удлиненном или пилигримовом стане для дальнейшего уменьшения диаметра и толщины стенки. Труба проходит через ряд прокатных клетей с коническими роликами, которые постепенно уменьшают ее толщину и удлиняют ее длину.
Процесс прокатки на оправке: Оправка (длинный цилиндрический стержень) вставляется в полую трубу, пока она проходит через прокатные клети. Это помогает достичь желаемых внутренних и внешних размеров, сохраняя при этом гладкую внутреннюю поверхность.
Изменение размера и уменьшение растяжения
Калибровочная мельница: Труба проходит через калибровочный стан для достижения точного внешнего диаметра и толщины стенки. Операция калибровки обеспечивает размерную точность.
Редукционно-растяжной стан: В некоторых случаях труба подвергается редуцированию растяжением, при котором ее диаметр еще больше уменьшается, а толщина доводится до нужной величины.
Термическая обработка
Отжиг: Труба подвергается термической обработке или отжигу для снятия внутренних напряжений, повышения пластичности и улучшения механических свойств. Процесс отжига включает в себя нагрев трубы до определенной температуры, а затем ее быстрое (закалка) или медленное охлаждение, в зависимости от желаемых свойств.
Выпрямление и резка
Выпрямление: Труба пропускается через правильную машину для исправления любых изгибов или отклонений от желаемой формы.
Резка: Труба разрезается на куски необходимой длины с помощью отрезных машин, таких как пилы или газорезательные машины.
Отделка поверхности
Удаление накипи и травление: Поверхность трубы очищается с помощью кислотных растворов (травление) или абразивоструйной обработки для удаления окалины, окислов и других загрязнений.
Полировка: Труба полируется для достижения требуемой чистоты поверхности, особенно в случаях, когда гладкая поверхность имеет решающее значение.
Проверка и тестирование
Визуальный и размерный осмотр: Трубы визуально проверяются на наличие дефектов поверхности, а также проверяются их размеры, чтобы убедиться в их соответствии требуемым спецификациям.
Методы и стандарты испытаний бесшовных труб из нержавеющей стали
Бесшовные трубы из нержавеющей стали подвергаются ряду испытаний для проверки их качества и соответствия стандартам.
Распространенные методы тестирования:
Неразрушающий контроль (НК):
Ультразвуковой контроль (УЗК): Использует высокочастотные звуковые волны для обнаружения внутренних дефектов или разрывов.
Вихретоковый контроль (ВКТ): Обнаруживает поверхностные и околоповерхностные дефекты с помощью электромагнитной индукции.
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД): Обнаруживает поверхностные и слегка подповерхностные неоднородности с помощью магнитных полей и частиц железа (применимо только к ферромагнитным материалам).
Цветная дефектоскопия (DPI): Использует проникающую жидкость для выявления дефектов поверхности, которые могут быть не видны невооруженным глазом.
Разрушающий контроль:
Испытание на растяжение: Измеряет прочность трубы, растягивая ее до тех пор, пока она не сломается.
Испытание на твердость: Определяет устойчивость материала к вдавливанию.
Тест на сплющивание: Оценивает способность трубы выдерживать сплющивание без образования трещин.
Испытание на изгиб: Оценивает пластичность и способность трубы выдерживать изгиб без разрушения.
Испытание на ударную вязкость: Оценивает прочность трубы или ее способность поглощать энергию при разрушении.
Гидростатические испытания:
Труба заполняется водой или другой жидкостью и подвергается давлению для проверки на наличие утечек, дефектов или структурных недостатков. Это проверяет способность трубы выдерживать максимальное расчетное давление.
Стандарты для бесшовных труб из нержавеющей стали:
Несколько международных стандартов устанавливают требования к производству, испытаниям и качеству бесшовных труб из нержавеющей стали:
Стандарты ASTM:
АСТМ А312: Стандартные технические условия на бесшовные, сварные и подвергнутые интенсивной холодной обработке трубы из аустенитной нержавеющей стали.
АСТМ А213: Стандартные технические условия на бесшовные трубы из ферритной и аустенитной легированной стали для котлов, пароперегревателей и теплообменников.
ASTM A269: Стандартные технические условия на бесшовные и сварные трубы из аустенитной нержавеющей стали общего назначения.
АСТМ А790: Стандартные технические условия на бесшовные и сварные трубы из ферритной/аустенитной нержавеющей стали.
Стандарты ASME:
ASME SA312, SA213, SA269, SA790: Это спецификации, эквивалентные стандартам ASTM, но опубликованные Американским обществом инженеров-механиков для использования в напорных трубопроводах.
Стандарты EN (европейские нормы):
RU 10216-5: Трубы стальные бесшовные для работы под давлением. Технические условия поставки. Часть 5. Трубы из нержавеющей стали.
RU 10297-2: Трубы стальные бесшовные круглые для машиностроения и общего машиностроения. Технические условия поставки. Часть 2: Нержавеющая сталь.
Стандарты ИСО:
ИСО 1127: Трубы из нержавеющей стали — размеры, допуски и условные массы на единицу длины.
ИСО 2037: Трубы из нержавеющей стали для пищевой промышленности.
Эти стандарты содержат рекомендации по свойствам материалов, размерам, допускам, отделке поверхности, механическим свойствам и методам испытаний, чтобы гарантировать, что бесшовные трубы из нержавеющей стали соответствуют требуемым эксплуатационным характеристикам и критериям безопасности для предполагаемого применения.