Производство электросварных труб из нержавеющей стали

Для труб, получаемых путем сваривания предварительно сформированных заготовок легированной стали, применяется листовой или рулонный прокат, полученный вследствие холодного или горячего катания. Формирование может проходить разными способами, и в результате подучаются либо прямошовные, либо спиральношовные изделия. Форма сечения также может различаться и быть овальной, квадратной, прямоугольной или круглой. Если в прошлом данный вид труб по надежности и долговечности однозначно и существенно уступал бесшовным изделиям, то современные технологии позволяют нивелировать эту разницу, все более минимизируя ее. Таким образом, получение качественного продукта становится доступным все более дешевыми способами.

Примером таких технологий могут служить достаточно широко применяемые ТЭСА – трубоэлектросварочные станы/агрегаты, комплектация которых зависит от свойств и формы получаемых труб. Их использование позволяет автоматизировать производство и существенно повысить его эффективность.

Сначала прокат из металла режется на полосы заданной ширины – это первый этап технологического цикла. Затем эти заготовки профилируются, стыкуются их края для последующего сваривания. Шов, оставшийся после сваривания, сдавливается, но выступающие части металла (граты) все равно остаются – они будут мешать при дальнейшем использовании и их нужно убрать. После снятия гратов трубы калибруются и разделяются на отдельные изделия. Для обрезания кромок с целью достижения точного прилегания при изготовлении продукции больших размеров на станах устанавливаются дисковые ножницы.

Конструкция большинства таких агрегатов предусматривает возможность смены сварочной части для того, чтобы можно было работать с разным составом сплавом и применять для этого различные сварочные технологии. Так получается продукция, относящаяся к разным маркам.

При изготовлении труб из нержавейки используют следующие виды электросварки:

• НF-сварка – для нее используются высокочастотные токи, равномерно и оперативно разогревающие необходимые участки, вследствие чего образуется ровный шов, обладающий достаточной для несложных условий прочностью. Ток подводится либо контактным, либо индукционным способом. Продукция, полученная таким образом, используется там, где нет особых требований к прочностным характеристикам и качеству соединения. Это происходит потому, что в результате такой сварки могут оставаться непроваренные места и раковины, а также появляется высокий грат.
• ТIG-сварка – производится в инертном газе (чаще всего это аргон). Для этого способа используется электрод из вольфрама. В результате между электродом и материалом дуги образуется электрическая дуга, расплавляющая кромки. Аргон подается внутрь свариваемой трубы и на сам свариваемый участок. Это позволяет защитить зону сварки. Шов, получаемый вследствие этого, отличается прочностью и однородностью. Достаточно широкий, он не имеет пустот и чопутствующих дефектов. Нет и грата, который приходилось бы впоследствии убирать. Сам шов по прочности не ступает материалу самой трубы на любом другом участке. Для него не нужно последующая обработка. Изделия, полученные таким способом, могут быть частью системы, работающей при давлении больше 0,5 бар. К недостаткам можно отнести разве что высокую стоимость продукта и длительность процесса изготовления. Ускорить процесс можно, разогрев перед его началом кромки металла. Также есть попытки модифицировать сварочные устройства.
• Плазменная сварка с ТIG – аргонно-дуговая сварка совершенствуется при использовании плазмотрона. Таким образом существенно увеличивается температура сваривания, одновременно уменьшается площадь нагреваемого участка. В результате растет эффективность и уменьшается время технологического процесса. При этом появляется возможность сваривать трубы с особо тонкими стенами - это достигается благодаря росту степени сжатия дуги и плотности тока.
• Лазерная сварка – отличается эффективность и перспективностью. При использовании этого современного способа уменьшается зона плавки, в результате чего достигается прочность и однородность шва, ничуть не уступающего по своим характеристикам результатам применения технологии ТIG.
• Сварка методом сопротивления с подачей постоянного тока – эта технология основывается на предварительном электронагреве кромок, после чего под давлением они свариваются друг с другом.

Финишный этап, завершающий процесс изготовления – дополнительная обработка. Если изделия в впоследствии будут формоваться (изгибаться, сплющиваться и т.д.), то необходима укрепляющая структуру материала и повышающая его пластичность термическая обработка. Так увеличиваются и вязкость металла.

Для того, чтобы изделия подходили жестко регламентированным требованиям ГОСТов, они подвергаются калибровке, шлифовке поверхности электрохимическим или механическим способом, полированию. Для сокращения времени обработки станки для шлифования уже установлены на современных ТЭСА. В результате такой обработки вскрываются возможные дефекты поверхности, которые впоследствии могут стать причиной аварийной ситуации при использовании труб в системах под высоким давлением.

Качество изделий, выполняемое при прохождении всей этих процессов, включает в себя визуальный осмотр, механические испытания самого металла и отдельно швов, исследование с применением УЗ и рентгенографических устройств для обнаружения дефектов. Если изделия предназначены для применения в химических отраслях, они также подвергаются анализу на межкристаллическую коррозию.