Труба шовная и бесшовная: основные отличия
Отличие шовной и бесшовной трубы по названию очевидно и указывает на важную технологическую особенность — формирование при производстве и дальнейшее присутствие в изделии сварного шва. Этот шов оказывает воздействие на свойства изделия в целом и должен учитываться как источник ряда ограничений при проектировании и эксплуатации систем с трубами.
Определяющие стандарты для производства труб шовных и бесшовных труб
На практике и в описаниях разных видов металлических труб принято шовные изделия называть сварными, так как соединение стенок в замкнутый контур с просветом производится сваркой. В современных условиях это электродуговая или электроионная сварка, поэтому технически грамотное наименование для стандарта и документации — "труба стальная электросварная" или труба стальная бесшовная".
Регламенты и основная документация:
- ГОСТ 32678-2014 Трубы стальные бесшовные;
- ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные;
- ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные.
Разница между шовной и бесшовной трубой по наличию шва является одним из определяющих признаков, но существует еще несколько важных параметров:
- труба горячекатаная бесшовная изготавливается из стальной болванки, которой придают форму методами проката с нагреванием (горячий прокат);
- труба холоднотянутая (холоднодеформированная) изготавливается без нагревания материала на гибочных станах (станках) методом последовательной гибки заготовки из листа и стрипса;
- электросварные трубы могут быть прямошовными и спиральношовными в зависимости от применяемого метода соединения в замкнутый контур;
- к трубам принято относить большой сортамент фасонных и профильных изделий с замкнутым поперечным сечением округлой, прямоугольной и овальной формы, изготовленных методами горячего проката и холодной гибки (волочения).
Шовные и бесшовные трубы имеют разные ограничения и допуски по диаметру и рабочему давлению, параметры прочности, особенности испытаний при производстве и области применения.
Области применения шовных и бесшовных труб
Чем отличаются шовные и бесшовные трубы по области применения? Отличия определяются особенностями структуры и связанными с ними особенностями поведения изделия в определенных условиях.
Изделия бесшовного формата стоят дороже из-за специфики производства. В основном они применяются в условиях, когда требуется соблюдать жесткие требования по давлению (200 бар) и температуре. Это продукция для промышленного применения, которая закупается предприятиями нефтегазовой промышленности, энергетики, обрабатывающего сектора и химпрома.
Разница между шовной и бесшовной трубой в решении инфраструктурных задач и на уровне гражданского строительства (эксплуатации объектов) сказывается в первую очередь в цене, когда нет необходимости создавать трубопроводы с расчетом на высокое давление и температуры. По ГОСТ на электросварные трубы давление в трубопроводе может составлять 160 бар, на практике в системах водоснабжения и отопления оно не превышает эксплуатационной нормы в 16 атм. Трубы ВГП (водогазопроводные) имеют сварной формат. На практике для создания системы отопления, ГВС, циркуляции теплоносителя без специальных требований вполне достаточно электросварных труб, изготовленных с соблюдением ГОСТ или разработанных на его основе ТУ.
Отличия по структуре и свойствам
Шовные и бесшовные трубы в силу особенностей изготовления имеют отличия в диаметре. Первые находятся в диапазоне 10 - 2520 мм), вторые в размерном ряду 5 - 550 мм. Труба стальная диаметром более 550 мм будет электросварной.
Толщина стенки электросварных труб составляет от 0,8‒1,6 до 10‒32 мм, бесшовных от 2,5‒4 до 25‒75 мм. Более точная классификация зависит от особенностей изготовления определенного вида. Прямошовная труба обычно ограничена в диаметре до 820 мм ( в зависимости от требований стандарта ГОСТ 20295-85 Трубы стальные сварные). Спиральношовные трубы по ГОСТ 8696-74 могут иметь значительно больше диаметры из-за возмодности накручивать штрипсовую заготовку.
Некоторые очевидные и неочевидные отличия шовной и бесшовной трубы:
- сварной шов несколько ограничивает прочность трубы, но не настолько, чтобы полностью отказаться от нее при соблюдении требований по давлению и температуре;
- деформационная прочность сварного изделия устанавливается по ГОСТ и проверяется при испытаниях с заданными нагрузками;
- при изготовлении горячекатаной трубы металл подвергается структурному изменению из-за нагревания, его показатели твердости и прочности улучшаются, но в некоторых случаях возникают ограничения по деформации;
- при необходимости шов электросварной трубы можно подвергнуть дополнительной обработке для отпуска металла, чтобы вернуть ему прежние свойства.
Технология сварки с одновременным сжатием стенок позволяет добиться формирования структурно целостного шва по всей толщине стенки трубы. Отличие шовной и бесшовной трубы можно определить визуально по торцевой части, где просматривается область шва в толще металла, и по поверхности, где имеются признаки соединения частей заготовки.
Трубы квадратные чаще всего выпускаются по электросварной технологии, так как это проще в производстве. Прочности изделия со сварным швом вполне достаточно для создания ответственных несущих конструкций с учетом толщины стенки, собственного веса и размеров в поперечнике.
При проектировании трубопроводов выбор между бесшовными и сварными трубами строится с учетом характеристик по давлению и температуре. Учитывается деформационная и вибрационная устойчивость при внешних воздействиях (смещения, сдавливание), вероятность возникновения гидроударов, динамических нагрузок. Стоимость сварных прямошовных и спиральношовных труб в сравнении с аналогами по классификации размеров ниже цены бесшовных труб, что позволяет выбирать оптимальное соотношение характеристик и затрат.