Tubo formado a quente sem costura

Produção de tubos de paredes grossas

Ao contrário dos análogos soldados elétricos, onde o tarugo é produzido rolando uma chapa de metal plana de uma determinada espessura em um cilindro, o material de partida para a fabricação de um tubo sem costura é um tarugo de aço monolítico de forma cilíndrica. As empresas industriais usam duas tecnologias que podem transformar uma haste de metal em um produto oco da seção e comprimento necessários:

deformação a quente

É usado principalmente na produção de produtos de paredes grossas.

A sequência de fabricação aqui inclui as seguintes etapas:

Uma haste de aço cilíndrica maciça é colocada em um forno e aquecida a uma temperatura fixa, na qual a liga de aço se torna macia e dúctil, mas ainda não possui fluidez.
O tarugo aquecido cai em uma poderosa prensa perfurante, que transforma uma peça monolítica em um cilindro oco. Especialistas chamam de manga. Externamente, já parece um tubo acabado, mas ainda não tem a forma ideal e as dimensões necessárias.
Passando sucessivamente por grupos de rolos que rolam e puxam o metal, o tarugo adquire as dimensões especificadas: comprimento, diâmetro e espessura da parede.
Além disso, o produto é resfriado e submetido à calibração final, após o que é cortado em segmentos do comprimento necessário e enviado para o armazém.

O procedimento de fabricação é regulamentado pelo GOST 8732-78. O método de deformação a quente é pouco adequado para a produção de produtos de paredes finas, pois fornece uma qualidade insuficientemente alta da superfície do material e um erro maior na espessura da parede.

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deformação a frio

O diferencial desta tecnologia está no fato de que o tarugo incandescente esfria imediatamente após a prensa de perfuração, passando pelos rolos formadores já frios. Então, antes da calibração final, o tubo é aquecido e resfriado novamente para remover áreas de tensões internas do metal, para torná-lo mais dúctil e maleável. Todas as etapas de fabricação de tubos por deformação a frio são regulamentadas pelo GOST 8734-75.

Ambas as tecnologias permitem obter produtos com espessura de parede constante em todo o seu comprimento, capazes de operar sob condições de indicadores de pressão colossais. Cada produto acabado deve passar por testes de teste, onde é cuidadosamente verificado quanto à flexão, achatamento, a composição química do metal e a capacidade de trabalhar com sucesso em ambientes agressivos são avaliados.

Onde é usado o tubo de perfil laminado a frio

O tubo sem costura laminado a frio é mais caro do que o laminado a quente, mas é resistente à corrosão, por isso é usado apenas em tubulações de alta pressão e alta temperatura. Além disso, esses produtos são usados nos casos em que são colocados requisitos especiais sobre a qualidade da superfície do produto e da forma geométrica.

A deformação a frio tem várias diferenças fundamentais, em particular, após o processamento em uma prensa de perfuração, a peça de trabalho é resfriada e sua calibração também é fria. Para evitar tensões internas, bem como tornar o material viscoso e plástico, o tarugo é aquecido até o estado de recristalização do metal antes mesmo da laminação.

O tubo de perfil laminado a frio pode ser feito de vários tipos de aço:

Carbono.
Alto carbono;
liga;
Altamente ligado.

Tubo quadrado sem costura laminado a frio

Somente se os graus de aço especificados no GOST forem usados no processo de fabricação, alta funcionalidade e resistência ao estresse mecânico podem ser garantidas.Ao contrário do tubo sem costura perfilado laminado a quente, o tubo sem costura laminado a frio pode ter paredes mais finas e seu próprio diâmetro menor, o que amplia significativamente o escopo de aplicações e garante um baixo peso da estrutura.

Existem muitas situações em que é um peso pequeno que se torna um fator crítico, mas o mais popular agora é um tubo de perfil laminado a frio com um diâmetro não superior a 14 cm.

O que são tubos formados a frio?

Os produtos laminados a frio são:

especialmente de paredes finas, com espessura de parede não superior a 0,5 milímetros, ou se o diâmetro estiver relacionado à espessura em mais de 40 unidades;
paredes finas com uma espessura de parede de 1,5 milímetros, ou a relação dh / s está na faixa de 12,5-40;
especialmente de paredes espessas, se dh / s de 12,5 a 6;
de paredes espessas se a razão entre o diâmetro e a espessura for inferior a 6.

Existem situações em que as proporções de espessura e diâmetro diferem das opções padrão, mas esses produtos são produzidos somente se for necessário cumprir condições técnicas especiais. Requisitos especiais também são impostos à curvatura de uma seção arbitrária, que não pode exceder 3 mm com espessura de parede inferior a 8 mm, 2 mm com espessura de 8 a 10 mm e 1,5 mm com espessura de parede superior a 10 mm .

Além disso, na última etapa de produção, o tarugo perfilado laminado a frio deve ser submetido ao recozimento, e sua forma geométrica e espessura de parede devem estar dentro dos padrões estabelecidos.

São permitidos desvios nas dimensões do produto para diâmetros especialmente pequenos de até 1,5%, para diâmetros comuns de 0,8%, desvios na espessura da parede para diâmetros pequenos de até 12%, para diâmetros comuns de até 10%. Somente se o cliente tiver requisitos especiais, o recozimento pode ser omitido.

De acordo com GOST, um tubo de perfil laminado a frio é feito de graus de aço - 10, 20, 35, 45, 20X, 40X, 15XM, 30XGSA. São fornecidos tubos de perfil sem costura, laminados a frio e formados a quente, em lotes não superiores a 70 toneladas, que podem ser embalados em feixes. Se o diâmetro do produto exceder 159 mm, ele deve ser marcado individualmente.

Classificação

Os tubos de aço sem costura são classificados de acordo com:

Método de produção;
parâmetros de temperatura;
método de corte, etc.

De acordo com o tipo de seção, os modelos são divididos em:

arredondar;
oval;
quadrado;
retangular;
trapezoidal, etc

A classificação de comprimento inclui produtos:

medido;
não medido;
múltiplos de qualquer comprimento medido.

A classificação mais comum de produtos metálicos é aquela produzida por laminação a frio ou a quente.

O comprimento dos tubos de trabalho a frio é produzido normalmente de 4,5 a 9 m. Os parâmetros da espessura do aço dos produtos variam de 8 mm.

As estruturas laminadas a quente são produzidas com seção transversal de 25-700 mm, com espessura de aço de 2,5-75 mm, dependendo da finalidade funcional. Os tubos sem costura sem costura são feitos de tarugos fundidos que proporcionam alta resistência.

Dimensões e características

Os produtos formados a quente têm um diâmetro de 20 a 550 mm com uma espessura de parede de 2,5 a 75 mm. O comprimento mínimo de uma seção de tubo é de 4 m, o comprimento máximo é de 12,5 m, o erro dimensional permitido é de 5 mm. Outro indicador importante é o valor máximo de flexão. Para tubos com espessura de parede de 20 mm ou menos, a curvatura não deve exceder 1,5 mm por metro linear de comprimento, para espessuras de parede de 20 a 30 mm - não mais de 2 mm, acima de 30 mm - 4 mm.

Os tubos formados a frio têm um sortimento menor. A espessura da parede aqui varia de 0,3 a 24 mm, a seção externa - de 5 a 240 mm.

Se um tubo pertence a uma variedade de paredes finas ou paredes grossas é determinado pelo cálculo de um coeficiente que mostra a razão entre o diâmetro e a espessura da parede. Quando o valor calculado está na faixa de 6-12,5, o produto é classificado como de parede espessa.Mais de 12,5 - para paredes finas. Os produtos com um coeficiente abaixo de 6 já são considerados especialmente de paredes espessas. Eles são extremamente caros de fabricar e são feitos apenas sob encomenda.

Características e propósito

Os tubos sem costura de paredes grossas são um tipo especial de material de tubo fabricado industrialmente, laminado a quente ou a frio. Na fabricação são utilizados determinados tipos de aços (ferrosos, inoxidáveis, às vezes com impurezas de metais não ferrosos), o que permite que sejam utilizados com sucesso em diversas áreas da economia nacional, até a construção de aeronaves e a indústria química.

As principais vantagens dos produtos sem costura de aço são as seguintes:

Alta resistência à tração.
Resistência à corrosão.
Pequena expansão térmica do material.
Resistente à maioria dos meios quimicamente ativos.
Longa vida útil, calculada em dezenas de anos.

Tipos de tubos sem costura

Dependendo da tecnologia de fabricação, a indústria oferece aos consumidores dois tipos de produtos: laminados a quente e laminados a frio.

Laminados a quente

Você também pode encontrar o termo prensado a quente ou trabalhado a quente. São emitidos de acordo com GOST 9940-81. A tecnologia de laminação a quente não permite a fabricação de tubos de pequeno diâmetro. Além disso, neste caso, nem sempre é possível obter uma superfície perfeitamente lisa do tubo e garantir a precisão dimensional.

Laminados a frio

Caso contrário, estirado a frio ou formado a frio. Sua produção é regulamentada pelo GOST 9941-81. Eles diferem dos laminados a quente, em primeiro lugar, em uma seção transversal menor e paredes finas. A superfície dos tubos com este método de produção é mais lisa. Ao produzir produtos com um tipo de seção diferente da redonda (retângulo, estrela, oval, hexágono, etc.), é usado apenas o método de deformação a frio.

Tubos de paredes grossas e de paredes finas

Outro critério é a espessura da parede do produto. Este indicador determina em grande parte o escopo do material do tubo. Separe tubos de aço de paredes grossas e de paredes finas:

O tubo sem costura laminado a quente tem um diâmetro de 28 a 426 mm, com uma espessura de parede de 3 a 40 mm.
A laminação a frio permite a fabricação de tubos com diâmetro de 0,3 a 450 mm e espessura de parede de 0,06 a 12 mm.

O corte do tubo é realizado em ângulo reto. A área de corte da serra é necessariamente limpa de saliências e rebarbas. A superfície do produto deve ter uma estrutura uniforme, sem rachaduras, amassados ou solavancos.

Vantagens dos tubos sem costura

A ausência de costura em um tubo de metal os torna muito duráveis em comparação com produtos soldados. As características físicas do aço + uma tecnologia especial para a fabricação de materiais para tubos conferem-lhes as seguintes características:

A capacidade de operar em altas temperaturas e pressões dentro do duto os torna indispensáveis no setor de energia.
Rigidez, resistência à deformação externa e pressão interna é usada em hidráulica, engenharia mecânica.
Na construção de aeronaves, a resistência de um tubo sem costura está em demanda, combinada com a leveza do material devido a uma parede especialmente fina.
A estanqueidade incondicional garante o transporte seguro de substâncias agressivas e tóxicas em plantas químicas.
A compatibilidade ambiental e a segurança, em termos de inércia aos produtos alimentares, são amplamente utilizadas na indústria alimentar.

A única desvantagem dos tubos de aço sem costura é seu alto custo. Mas na combinação de preço e qualidade, quando requisitos maiores são colocados em dutos e estruturas, esse material não apenas compensa integralmente, mas também gera lucro a curto prazo.

Áreas de uso

A resistência e durabilidade dos produtos permite a utilização de blanks metálicos em diversas áreas de produção e serviços públicos.

Tubos sem costura são usados para construção:

carros;
máquinas agrícolas (tratores, carregadeiras, guindastes, colheitadeiras);
modelagem de aeronaves e aeronaves;
equipamento militar;
diferentes tipos de navios, etc.

Os produtos são necessários para a instalação de hidrovias, sistemas hidráulicos, para colocação de gasodutos, nas áreas de extração e processamento de produtos petrolíferos, em indústrias químicas, complexos energéticos, na indústria pesada, etc.

Os modelos de paredes grossas são utilizados em complexos com indicadores de alta pressão, para a construção de estruturas de suporte que podem suportar cargas pesadas (estruturas, grades de reforço, etc.).

Especificações

As características de um tubo sem costura atendem aos padrões dos GOSTs. As dimensões dos produtos processados sob influência térmica são regulamentadas pelo GOST 8732-78. Tubos populares com um diâmetro de superfície externa de 25 a 700 mm, os parâmetros de parede são de 2,5 a 75 mm. O comprimento dos tubos padrão varia de 4 a 12,5 m.

Modelos com deformação a frio são regulados pelo GOST 8734-75. O tamanho do diâmetro externo é de 8 a 450 mm, a espessura da parede é de 0,08 a 20 mm. O comprimento aleatório dos tubos é de 1,5 a 11,5 m, o comprimento medido é de 4,5 a 9 m.

Para tubulações sem costuras de conexão, são usados graus de aço 10, st35, st40x, etc.

As dimensões e o peso do tubo sem costura dependem da tecnologia de fabricação e do método de laminação. A faixa de tamanho para modelos que suportam alta pressão (precisão) é fixada no GOST 9567-75, que atende aos requisitos da padronização ISO europeia. As normas também se aplicam a acessórios para tubos feitos de aço de alta resistência.

Antes da entrega, os produtos são testados quanto à conformidade com os parâmetros gerais, estanqueidade, resistência a danos mecânicos, etc.

Processo tecnológico de fabricação de tubos de aço inoxidável sem costura

A tecnologia de produção industrial de tubos sem costura é extremamente complexa e demorada. Cada estágio requer muita energia e materiais. Os tubos são frequentemente usados para o transporte de meios estéreis, de modo que os requisitos mais rigorosos são colocados em sua fabricação. O metal deve ser limpo de impurezas e o próprio processo de produção deve ser cuidadosamente controlado em todas as etapas:

Um tarugo de metal feito de liga de aço é aquecido em um forno.
Incandescente, é alimentada ao moinho de prensagem e perfuração, onde os elementos de conformação lhe conferem a configuração necessária, penetrando por completo na peça.
Depois disso, o futuro tubo é desenrolado com rolos em um comprimento pré-determinado, com a espessura de parede necessária, diâmetros externo e interno.
O elemento acabado esfria e passa pela calibração final em um recipiente especial.
A etapa final é a preparação de segmentos do comprimento necessário e a marcação dos produtos prontos para venda.

Alguns tipos de tubos de aço sem costura passam por um procedimento especial de pós-endurecimento. O produto aquece e depois esfria rapidamente. Repetido várias vezes, o procedimento reorganiza a rede molecular do aço, conferindo-lhe novas propriedades.

Para a fabricação de tubos de aço inoxidável sem costura, são utilizados vários tipos de aço:

12X18H10T. O mais resistente à corrosão, é usado com mais frequência do que outros. Aditivos de liga: níquel, titânio e cromo. O cromo aumenta as propriedades anticorrosivas, o titânio aumenta a resistência, o níquel confere à liga a ductilidade necessária.
10X17H13M2T. Ótimo para transportar produtos químicos altamente ácidos. Os principais consumidores desses produtos são empresas químicas e médicas, produção de alimentos
06HN28MDT. É operado com sucesso nas indústrias petroquímica e metalúrgica.
10X23H18. Uma classe de aço de alta liga com maior resistência a altas temperaturas e chamas abertas. Tubos feitos de tal aço são usados na construção de câmaras para queima de combustível, caldeiras de alta temperatura. Suporta facilmente a exposição prolongada a temperaturas até 1100°C.

Em geral, as normas para a fabricação de tubos de aço inoxidável sem costura permitem o uso de 20 ligas diferentes. Isso permite obter produtos com um conjunto único de características que melhor se adaptam a uma tarefa específica.

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Variedades de produtos

Como o tipo de tubos sem costura está em grande demanda no mercado, recebeu seu próprio nome entre as pessoas - fundido. Uma vez que a fundição de um lingote de metal especial é usada para o processo de sua criação. Este tipo quase não possui tipos longitudinais de conexões.
Dependendo de suas dimensões, uma forma sem costura pode conter várias medidas de comprimento.
Para qualquer variedade, determinados tamanhos são estabelecidos pelos padrões estaduais. Então, se você seguir o padrão geral, o tubo laminado a quente no diâmetro total deve variar de 25 a 700 mm (no diâmetro externo), neste momento a espessura da parede deve atingir 2,5-75 mm. A produção de peças pode ocorrer em uma determinada faixa de 4 a 12 mm.
Os tubos de aço sem costura em termos da proporção geral da espessura da parede para o diâmetro total podem ser de seis a treze milímetros. Existem até quatro variedades, que, neste momento, também são divididas em quatro grupos completos. Assim, a gradação varia da letra B a E. O grupo B caracteriza as formas cujos componentes químicos são medidos. O grupo E torna-se o seu oposto.Este tipo é feito sem o uso de tratamento térmico de acordo com as normas de documentação.

Na seção de tubos sem costura, os tubos sem costura se tornarão os mais duráveis e de alta qualidade.

Os tubos de aço formados a frio são fabricados de acordo com todas as normas estaduais. Portanto, sujeito a eles, o diâmetro externo do tubo deve variar de 8 a 450 milímetros. A espessura total das paredes não deve exceder 20 milímetros. O comprimento medido de tais peças varia de quatro e meio a dez metros, o comprimento não medido neste caso será de 1,5 a 11,5 metros.

Um tubo que não possui costuras possui um grande número de modificações diferentes. Portanto, as principais diferenças dependerão do tipo de aço usado durante a criação, dos parâmetros das paredes (espessura e comprimento). No total, cerca de dez diferentes tipos de aço devem ser usados para criar esses tubos sem costuras. Uma composição tão colorida ajuda em qualquer caso a escolher a opção mais adequada de acordo com a situação e as necessidades.

Laminados a quente podem ser produzidos usando um grande número de dispositivos diferentes. Todos eles são capazes de diferir visivelmente um do outro tanto no tamanho geral das peças quanto nos métodos de criação. Em última análise, você pode obter uma variedade de tipos de produtos.

As principais diferenças entre tubos sem costura e outros serão principalmente nos parâmetros externos.

A laminação sem costura é obtida após a laminação de um lingote de metal usando um dispositivo especializado que ajuda a completar o processo de criação de furos no centro de um lingote. Você também pode usar uma maneira completamente diferente de produzir produtos sem costura - fazer um furo dentro de um objeto cilíndrico.

Laminados a quente sem costuras, dependendo do diâmetro das paredes, podem ter paredes grossas e paredes finas. As dimensões neste caso irão variar dependendo do diâmetro externo.

Vantagens do tubo de aço sem costura

Obviamente, a maior vantagem do metal laminado sólido será a quase completa ausência de costuras no produto, após o que elas começam a se tornar quase completamente invulneráveis. A ausência da costura de soldagem principal pode aumentar sua força e resistência ao mundo exterior em várias vezes.
O produto, criado com uma chapa grossa de metal, difere dos outros por sua propriedade anticorrosiva. Mas também pode afetar negativamente a flexibilidade do produto durante os trabalhos de reparo ou montagem. Além disso, durante o trabalho de instalação, é imperativo levar em consideração o diâmetro total dos tubos formados a quente usados. Isso é considerado muito importante, pois a edição pode não dar os efeitos desejados ao usuário.
Além disso, o tipo sem costura pode ser feito de várias formas de aço, possui alta condutividade térmica e baixo nível de temperatura, o que caracteriza o parâmetro de expansão linear.

Um tubo laminado a quente se tornará um meio quase ideal para criar comunicações. Usando várias formas de conexões, você pode criar novas formas de estruturas e edifícios.

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Onde é usado o tubo laminado a quente

A principal tarefa realizada por esses produtos é a entrega segura do meio de trabalho sem vazamento, mesmo que esse meio esteja em estado gasoso.

Devido ao fato de que o aço carbono e liga é usado no processo de produção, os produtos acabados podem ser usados para fornecer um ambiente quimicamente ativo, pois possuem altas características anticorrosivas.

Dependendo do tipo de material usado no processo de fabricação, os produtos laminados a quente são divididos em várias categorias:

Tendo propriedades mecânicas normalizadas.
Ter uma composição química normalizada.
Produtos com racionamento e composições químicas e propriedades mecânicas.
Tendo racionamento de pressão hidráulica de teste.
Racionamento do controle de propriedades mecânicas em amostras e composições químicas.

Várias características técnicas também determinam o escopo onde os tubos sem costura laminados a quente são usados. É a ausência de costuras que garante alta funcionalidade e durabilidade de tais produtos.

Os requisitos técnicos para produtos laminados a quente são determinados pelo GOST 8731-74 e a faixa - GOST 8732-78. Por sua vez, o sortimento de produtos laminados a frio é determinado pelo GOST 8734-75 e os requisitos técnicos do GOST 8733-74.

Como é produzido?

Para a fabricação de tubos laminados a quente sem costura, é utilizado um tarugo sólido laminado a quente ou forjado, que é aquecido a uma temperatura de +900º-1200º. As leituras exatas de temperatura dependem de qual classe de aço é usada neste caso.

O processo de produção ocorre nas chamadas fábricas de tubos. Como resultado, obtém-se um produto com índices de precisão de laminação muito baixos, além de tolerâncias significativas para espessura de parede. E a qualidade de sua superfície é bastante baixa.

Tubo sem costura redondo laminado a quente

Por essas razões, a tecnologia de laminação a quente não pode ser utilizada na fabricação de produtos siderúrgicos com paredes finas e diâmetros pequenos. Teoricamente, de acordo com os padrões, os parâmetros dos tubos laminados a quente devem ser de 25x2,5 mm a 530x75 mm, mas os indicadores práticos são de 32x3 mm a 426x30 mm. Isso se deve ao fato de as fábricas não possuírem os equipamentos adequados, ou a produção ser impraticável.

Os produtos formados a quente são produzidos em várias etapas:

a peça de trabalho é aquecida a uma temperatura que excede ligeiramente o limite de cristalização do aço;
usando uma prensa de perfuração, um cilindro oco ou manga é obtido da peça de trabalho;
com a ajuda do rolamento, são fornecidas a forma correta e o tamanho apropriado, a espessura da parede, os diâmetros externo e interno;
o tubo de perfil de aço é resfriado e calibrado com a ajuda de rolos;
os produtos são cortados nas dimensões exigidas, que podem ser padronizadas e não dimensionais.

Graus de aço usados para a fabricação de produtos laminados a quente

Tal tubo é feito de graus de aço:

10.
20.
35.
45.
15HM.
30HGSA.
09G2S.

Os indicadores de pressão permitidos não excedem 20 MPa e os desvios permitidos do diâmetro são de até 1,25%, espessura da parede de até 12,5%. Os produtos sem costura laminados a quente podem ter paredes finas de 6 a 12,5 mm ou paredes grossas: 12,5 a 40 mm. Além disso, esses produtos podem ter uma maior precisão de fabricação do diâmetro externo e do usual.