Прокатка труб: как металл превращается 
в идеальный цилиндр

Первые металлические трубы изготавливали исключительно кузнечным способом: из листового железа, которое “сворачивали” и сваривали по шву. Пилотные попытки изготовить трубный прокат, то есть выполнить прокатку труб, относились еще к 18 веку. Но только в 1820 году в Великобритании был запатентован первый способ непрерывной прокатки. Это позволило значительно увеличить такой важнейший для промышленности показатель, как производительность, и снизить стоимость изделий.

В 1860-х годах в Германии появились трубопрокатные станы, позволившие изготавливать трубы бесшовным способом. Они получили название “маннесмановских” - по фамилии братьев-изобретателей Рейнхарда и Макса Маннесманов. А в 1877 году в США был сконструирован первый трехвалковый непрерывный стан для производства бесшовных труб. 

Таким образом, основа производства труб прокаткой была заложена в 19 веке, а в 20-м технология успешно развивалась. Новейшие разработки в этой области связаны с автоматизацией процесса и с внедрением цифровых технологий, которые позволили значительно увеличить скорость и качество работы.

Преимущества процесса прокатки труб

Прокатка не случайно считается самым удобным и недорогим способом изготовления труб. К ее важнейшим преимуществам относятся: 

• высокая производительность. Современный стан прокатки труб позволяет выпускать до 100 тысяч тонн изделий в год;
• непрерывность процесса. Заготовка поступает с одного конца стана, а с другого сходит готовая труба, которой практически не нужна доработка;
• возможность получения труб с высокой точностью размеров по диаметру, толщине стенок и прямолинейности;
• широкий ассортимент производимых труб - от тонкостенных до толстостенных;
• хорошее качество поверхности за счет пластической деформации металла;
• экономичность по сравнению с другими методами производства труб.
  
  

Виды прокатки труб

Исходя из особенностей оборудования и самого процесса можно выделить несколько видов прокатки бесшовных труб. Пилигримовая производится на трехвалковых пилигримовых станах и позволяет получать трубы диаметром до 426 мм. При роликовой применяют специальные калибрующие ролики. Они формируют изделия высокой точности, но небольшого диаметра. 

В процессе винтовой прокатки заготовка проходит между винтовыми рабочими валками. Это специфическая технология для производства тонкостенных прецизионных труб. Назначение косовалковой прокатки - формовка труб за счет калибровки косыми валками, которая позволяет производить трубы самого разнообразного сортамента.

Горячий и холодный способы прокатки

По наличию-отсутствию термической обработки выделяют горячую прокатку труб и холодную прокатку труб. Горячая проводится при высокой температуре металла (около 1150-1250°C). Такой порог требуется для того, чтобы обеспечить его пластичность. В процессе используются специальные печи непрерывного действия, обеспечивающие равномерный прогрев заготовки.

Основой для прокатки бесшовных труб становится полая цилиндрическая заготовка с очень толстыми стенками. После термообработки в печи она поступает на прокатный стан, состоящий из оправки и калибрующего инструмента - клетей. При прокатке последовательно проходит через клети, диаметр которых постепенно уменьшается. За счет этого стенки заготовки вытягиваются и становятся всё тоньше.

После выхода из последней клети получается труба с заданными размерами.
Для придания металлу нужных свойств его могут подвергать еще одной термообработке - финишной: закалке и отпуску. После охлаждения и контроля качества трубу режут на мерные длины.

При этом способе прокатки труб применяется особо прочное оборудование, стойкое к высоким температурам и большим усилиям деформации. Валки “горячего” стана  изготавливают из жаропрочных и износостойких сталей и чугунов. Для смазки и охлаждения используют специальные эмульсии на водной основе. Для обеспечения производительности прокатку проводят на высоких скоростях - до 7-10 м/с.

Главные преимущества горячекатаных труб - плотная мелкозернистая структура и высокие механические свойства. 

Особенность “холодной” технологии в том, что процесс осуществляется при комнатной температуре без предварительного нагрева. Основой будущей трубы становится заготовка трубной формы: горячекатаная, прессованная или сварная. Перед обработкой на стане прокатки труб ее подвергают травлению, чтобы удалить окалину и загрязнения.

В процессе прокатки заготовка проходит обжатие на специальных волоках и калибрах меньшего диаметра. Количество таких проходов может достигать 12-18: все зависит от того, каким должен быть финишный диаметр. Скорость холодной прокатки труб значительно ниже, чем должна быть при горячей прокатке труб. Готовые, сошедшие со стана изделия обязательно подвергают отжигу: для снятия внутренних напряжений.

Холоднокатаные трубы отличаются повышенной точностью и лучшим качеством поверхности. Толщина их стенок может достигать 12-15 мм.

Прокатка с печной сваркой

Кроме прокатки бесшовных труб существуют и другие, не менее эффективные технологии получения качественных изделий. Одна из них - прокатка труб с печной сваркой. Суть процесса заключается в том, что листовой металл нужной марки стали сгибают в трубу на листовом прокатном стане, а кромки сваривают в печи под давлением, образуя прочный непрерывный стыковой шов.

Таким образом можно изготавливать трубы с толщиной стенки 2-5 мм и диаметром от 10 до 114 мм. Технология обеспечивает достаточно высокое качество продукции.
 

Где используют трубный прокат?

Производство труб прокаткой обслуживает не один сегмент экономики, а сразу несколько ведущих отраслей. Для нефтегазовой отрасли она поставляет трубы нефте- и газопроводов, бурильные элементы. Для энергетики - комплектующие теплообменного оборудования, паровых котлов, трубопроводов. Для строительства - водопроводные и канализационные трубы, опоры зданий и сооружений. Для машиностроения - трубы для гидравлических и пневматических систем. 

Даже в мебельной промышленности, на первый взгляд, очень далекой от прокатки, используются трубчатые детали: например, в сборке корпусных предметов. А в для изготовления бытовой техники необходимы металлические трубки холодильников, кондиционеров и других приборов. 

Требования к трубному прокату

Критерии качества прокатки труб определяются областью их применения и условиями эксплуатации. Среди основных параметров отметим:

• точность геометрических размеров (диаметра, толщины стенки). Они должны соответствовать заданным допускам, которые для прецизионных труб могут быть жесткими;
• прямолинейность трубы. Отклонение от прямой линии регламентируется предельными значениями;
• шероховатость внутренней и наружной поверхностей;
• механические свойства металла (предел прочности, текучести и др.). Должны соответствовать нормам для данной марки стали;
• структура металла. Для ряда труб требуется только мелкозернистая;
• герметичность труб, отсутствие сквозных дефектов;
• стойкость к коррозии, износу, циклическим нагрузкам;
• наличие сертификатов, подтверждающих качество труб.

Наши производители отслеживают эти характеристики и проводят контроль на всех этапах производства. Поручите прокатку бесшовных труб им - и вы получите действительно качественный и надежный прокат. Ждем ваших заказов! 

Услуга			Стоимость, тыс. руб./т
Прокатка труб на литейно-прокатном стане			от 15
Прокатка труб на обжимном стане			от 12
Прокатка труб на реверсивном одноклетевом стане			от 10
Прокатка труб на тандемном стане			от 8
Прокатка труб на пилигримовом стане			от 7
Прокатка труб на непрерывном раскатном стане			от 6
Прокатка труб на холодном стане			от 5