Отличие холоднодеформированной трубы от горячедеформированной

• Особенности холоднодеформированной трубы
• Технология производства и характеристики горячедеформированной трубы
• Основные технологические отличия между холодной и горячей деформацией труб
• Сравнение механических свойств труб разных видов деформации
• Различия в точности размеров и качестве поверхности
• Разница в структуре металла и уровне внутренних напряжений
• Где применяют холоднодеформированные трубы?
• Сферы применения горячедеформированных труб

При производстве трубного металлопроката применяют различные технологии, что определяет свойства, характеристики и сферы применения готовой продукции. При покупке материалов важно понимать, чем отличается горячедеформированная труба от холоднодеформированной.

У каждой из разновидностей указанного трубного металлопроката есть свои плюсы и минусы. Предлагаемый обзор поможет разобраться, в чем состоит разница в свойствах, чтобы учесть эти условия при выборе трубы для определенных целей.

Особенности холоднодеформированной трубы

При производстве холоднодеформированной трубы, заготовку прокатывают и вытягивают с незначительным нагревом, ниже температуры кристаллизации, из стальной полосы толщиной от 2 до 4 мм. Предусмотрены следующие технологические этапы:

1. формуют рулон для создания трубной заготовки;
2. сваривают кромки дуговой сваркой в аргонной среде (для электросварного сортамента продукции);
3. пропускают заготовку через прокатный стан с последовательным уменьшением диаметра и толщины стенки;
4. разрезают готовый трубопрокат на мерные отрезки длиной 4 – 12 м;
5. трубы, изготовленные из специальных марок стали, подвергают обжигу, разогревая до температуры 650 – 790 градусов, затем выдерживая и медленно охлаждая.

Для отдельных видов продукции дополнительно проводится нормализация и закалка, чтобы улучшить свойства, повысить прочность. Термическая обработка в целом необходима для снижения твердости металла, повышения вязкости, снятия внутренних напряжений и обеспечения однородности структуры.

На завершающем этапе трубы подвергают ультразвуковому и визуальному контролю, обрабатывают для защиты от коррозии, маркируют и упаковывают для доставки потребителям.

Особенности технологии производственного процесса при выпуске этого металлопроката регламентирует ГОСТ 32678-2014.

Технология производства и характеристики горячедеформированной трубы

Горячедеформированную бесшовную трубу производят с предварительным разогревом стальной полосы в печи до температуры от 1 100 до 1 250 градусов. Такая обработка повышает пластичность сплава, чтобы снизить сопротивление материала для его деформирования. При производстве применяются низкоуглеродистые стали с высокой пластичностью.

Заготовку пропускают через прокатный стан, в результате чего формируется полая труба. Последовательной растяжкой-калибровкой трубный металлопрокат доводят до заданных размеров по диаметру, устраняют овальность. Качество продукции на выходе контролируют неразрушающими методами – инструментальными исследованиями и визуальным осмотром.

Трубы разрезают на участки от 5 до 12 м в длину, на концах снимают фаску под сварку или нарезают резьбу в зависимости от условий, заявленных потребителем. Готовую продукцию маркируют и формируют в пакеты.

Разогрев металла перед прокаткой делает структуру однородной, снимает внутренние напряжения.

Условия производства этой категории трубного металлопроката устанавливает ГОСТ 32528-2013.

Основные технологические отличия между холодной и горячей деформацией труб

Отличие холоднодеформированной трубы от горячедеформированной состоит в температуре предварительного нагрева заготовки. В первом случае приходится затрачивать больше энергии на давление при пропуске гильз через прокатный стан. При этом точность размеров и качество поверхности возрастают, что определяет преимущества этого материала.

Главный недостаток заключается в том, что выше и цена готовой продукции. Холоднодеформированные трубы нуждаются в дополнительной термической обработке, что дополнительно увеличивает накладные производственные расходы.

Себестоимость выпуска трубного металлопроката горячей деформацией ниже, поскольку производство занимает меньше времени, расходуется не так много энергии на придание заготовке необходимой формы. В результате страдает качество обработки поверхности. Этот прокат хуже гнется, но менее подвержен коррозионному износу.

Сравнение механических свойств труб разных видов деформации

Трубный металлопрокат, произведенный по технологии горячего деформирования, превосходит по прочности холоднодеформированные трубы, но уступает в пластичности. Основные механические характеристики продукции приведены в таблице:

Холоднодеформированные трубы лучше переносят эксплуатационные нагрузки – давление, удары. Горячедеформированный трубный прокат хуже сгибается, поскольку при производстве металл уже подвергся высокотемпературному воздействию, изменяющему структуру кристаллической решетки. Этот материал удобнее применять для сборки прямолинейных конструкций или коммуникаций, поскольку при сгибе возрастает риск повреждения.

Различия в точности размеров и качестве поверхности

Точность при соблюдении диаметра, толщины стенок у труб холодной деформации выше, чем у горячей.

Это же относится и к чистоте поверхности. Этот трубный металлопрокат обладает гладкими стенками, оказывающими низкое сопротивление взвеси, содержащейся в жидкой рабочей среде. На поверхности отсутствует окалина, серьезные дефекты. Указанное свойство критично при выборе материала для сборки конструкций, где необходима повышенная точность, в гидравлических системах, при перекачивании жидкостей со взвесями, которые меньше скапливаются в трубопроводе.

Горячекатанные трубы в качестве поверхности существенно уступают.

Изделия холодной деформации можно изготовить с минимальной толщиной стенки в пределах 0,06 мм, что невозможно для метода горячей прокатки.

Разница в структуре металла и уровне внутренних напряжений

Высокий температурный режим для трубного проката горячей деформации позволяет уменьшить размер зерен, повысить однородность структуры металла, снять остаточные напряжения.

Для достижения этих целей холоднодеформированный металлопрокат подвергают дополнительной термической обработке – отжигу и нормализации. При этом срок службы горячедеформированных труб несколько выше, ввиду большей устойчивости к коррозионному износу.

Пояснить, как разный температурный режим влияет на зернистость, гомогенность, остаточные напряжения и необходимость нормализации. Указать, в каких случаях это влияет на долговечность изделия

Где применяют холоднодеформированные трубы?

Холоднодеформированные трубы применяют для изготовления следующих изделий и коммуникаций:

• деталей машин и оборудования;
• точных приборов;
• магистралей гидравлических систем;
• теплообменников и пр.

Это оправдано в условиях, когда необходимо пойти на дополнительные расходы, чтобы получить продукцию высокой точности, прочности, с устойчивостью к давлению рабочей среды и эксплуатационным нагрузкам.

Сферы применения горячедеформированных труб

Трубный металлопрокат горячей деформации используют в следующих видах деятельности и сферах промышленного производства:

• строительстве, для сборки и сварки металлоконструкций;
• коммунальных хозяйствах, для систем отопления и водоснабжения;
• энергетике – из этих материалов монтируют производственные технологические и бытовые трубопроводы по транспортировке питьевой и технической воды, нефтепродуктов, газов и других составов;
• тяжелом машиностроении, для изготовления прочных несущих каркасов;
• мебельном производстве.

Применяют круглый и профильный трубный прокат. Эти материалы уместны в ситуации, когда точность не играет определяющей роли, а важно снизить стоимость на монтаж или изготовление конструкций, продлить срок службы и повысить эксплуатационную надежность.

Разница холоднокатаной трубы от горячекатаной состоит не только в цене на продукцию. Этот трубный металлопрокат произведен по разным технологиям, что влияет на механические свойства, точность изготовления и технические характеристики. Поэтому при выборе трубного проката важно учитывать, для каких целей предстоит использовать соответствующий материал, поскольку от этого зависит, стоит покупать трубу холодной или горячей деформации в конкретной ситуации.

При этом не помешает убедиться в качестве продукции, проверив наличие соответствующих сертификатов от производителей.