Tubos de deformación en frío: estándares y tecnología de

27-08-2018
Tubos

¿Cómo y de qué piezas en blanco se produce el tubo sin soldadura conformado en frío? ¿Para qué sirve y en qué se diferencia de los tubos soldados eléctricamente en términos de rendimiento? ¿Qué documentos regulatorios sigue la producción?

Tratemos de encontrar las respuestas juntos.

Nuestro primer héroe.

Características y alcance

Para comenzar, descubra por qué generalmente se necesitan tuberías sin costura (vea también el artículo Tubería transparente: materiales y características).

Lamentablemente, es bastante problemático pensar en usarlos cuando se instalan sus propias tuberías o cualquier otro equipo doméstico. El precio de los productos es demasiado alto y la fuerza es deliberadamente redundante para cualquier propósito razonable.

En resumen, tienen una gran demanda donde se necesita una fuerza extrema (sobre todo, para romper). Una tecnología alternativa, mucho más barata y más tecnológica, la producción de tubos soldados, tiene un inconveniente importante.

A pesar de todos los métodos de control, la costura siempre será un punto débil: si se excede el límite de resistencia, la tubería se romperá a lo largo de su línea.

Para aclarar: no se deben tirar todos los tubos soldados eléctricamente a una pila común. La calidad y la resistencia de la costura varían mucho según la tecnología elegida; Por lo tanto, la soldadura de alta frecuencia proporciona una peor calidad de soldadura en comparación con la soldadura de electrodo en un entorno de argón.

Damos algunos ejemplos de aplicaciones para tubos sin costura.

  • Bombas y tuberías de tuberías utilizadas para bombear condensados ​​de petróleo y gas a alta presión.
  • Recubrimiento de pozos petroleros.
  • Tuberías para mantener la presión dentro de la capa en el desarrollo de depósitos subterráneos.
  • Las paredes de los cilindros de gas comprimido.
  • Cilindros hidráulicos.
Martillo elevador de cilindros hidráulicos para máquina de pilotaje. La presión interna durante el funcionamiento está en los cientos de atmósferas.

Al combinar el grado de acero y el espesor de la pared, puede obtener tuberías con características que satisfacen prácticamente cualquier requisito de resistencia.

Tecnologia de produccion

Los espacios en blanco para la producción son los llamados tubos de conversión, que se producen por deformación en caliente a partir de palanquillas cilíndricas: varillas. La varilla se envejece en un horno a una temperatura a la que el acero se convierte en plástico y se convierte en un cilindro hueco, el manguito, en el llamado molino de perforación.

En pocas palabras, su procesamiento adicional se reduce a rodar en un grupo de rodillos sucesivos con un tamaño que disminuye gradualmente en un mandril estacionario o giratorio. La diferencia clave con respecto a las tuberías laminadas en caliente es que, a diferencia de ellas, las tuberías conformadas en frío se someten a operaciones básicas a una temperatura por debajo de la marca de recristalización.

Esquema del ciclo productivo.

¿Cuáles son las principales etapas de producción?

  1. Cortar espacios en blanco en trozos de longitud medida.
  2. Tratamiento químico requerido para eliminar el óxido y la escama de la superficie.. Para los aceros al carbono, se utilizan soluciones de ácidos (sulfúrico e clorhídrico), para los aleados, una fusión de sosa cáustica con un agente oxidante NaNO3. Después del grabado, las piezas se lavan sucesivamente con agua caliente en un baño, luego con un chorro de agua fría a presión, y luego se secan durante 30-30 minutos a una temperatura de 150 - 180 ° C.
  3. Los espacios en blanco se envían a los baños con lubricantes y recubrimientos tecnológicos, que reducen las pérdidas por fricción durante el procesamiento posterior.
  4. Luego, los tubos de conversión llegan al laminador HPT (laminado en frío de tubos), donde el espesor de sus paredes disminuye durante el proceso de laminado.. Los rollos de tamaño al mismo tiempo aumentan ligeramente la longitud de la pieza.
  5. El procesamiento adicional incluye enderezar, recortar los extremos, calibrar para reducir rodillos o dibujar en un calibrador de anillo. El tubo finalmente se forma, convirtiéndose en un producto con una geometría ideal y un diámetro dado.
Calibración de arrastre.
  1. La última etapa antes de pasar el control de calidad - tratamiento térmico.. Cuando se atempera (se calienta a una temperatura de 50 grados por encima del punto de recristalización), seguido de un enfriamiento gradual, se eliminan las tensiones internas acumuladas del material, aumenta su plasticidad y viscosidad.
Tratamiento térmico - la última etapa de producción.

Documentos reglamentarios

Lista de

Aquí hay una lista de estándares según los cuales se fabrican tubos sin soldadura conformados en frío:

Documento Contenido
GOST 8734-75 Gama de productos
GOST 8733-74 Requisitos técnicos para la producción.

Curiosamente, en los sitios de muchos distribuidores de productos de empresas de laminación de tuberías hay desinformación absoluta. Los estándares no existentes o irrelevantes se mencionan en las listas de documentos de racionamiento.

Vamos a dar algunos ejemplos.

  • GOST 8733-87 para tubos sin soldadura de acero: una versión actualizada del número estándar 8733-74. Poco después de la aprobación del documento se canceló y actualmente no se utiliza.
  • GOST 8734-78 para tubos de acero sin costura nunca existió. Su número es una mezcla de 8732-78, que contiene un surtido de tubos de deformación en caliente, y el mencionado 8734-75.
  • De manera similar, los tubos de acero sin costura según GOST 8733-75 son una mezcla obvia de conformidad del producto con los estándares 8733-74 (condiciones técnicas) y 8734-75 (calibre).
  • Los tubos de acero sin costura según GOST 8732-75 tampoco existen en la naturaleza. Y este número es una clara distorsión: 8732-78, que contiene una gama de productos laminados en caliente.
  • Finalmente, los tubos de acero sin costura según GOST 8734-87, mencionados en el sitio de un determinado distribuidor, son una falsificación muy divertida.

En realidad, existe un estándar con tal número, solo que no tiene nada que ver con GOST. Este número pertenece al documento en la Organización Internacional de Normalización (ISO), que. Corresponde a los pasadores cilíndricos rusos GOST 24296-93.

Para la producción de tuberías, este producto tiene una relación bastante dudosa.

GOST 8734-75

Pasamos ahora al estudio de los puntos principales de las normas. Entonces, ¿qué debería ser un tubo sin soldadura deformado en frío según GOST 8734-75?

El documento identifica cuatro clases de productos.

Clase La relación del diámetro exterior al espesor de la pared. Valores absolutos de diámetro (D) y espesor de pared (S), mm
De paredes muy delgadas 40 o mas D menos de 20, S menos de 0.5
De paredes delgadas 12.5 - 40 D menos de 20, S menos de 1.5
Pared gruesa 6 - 12.5
De paredes delgadas Menos de 6

Los tubos se suministran:

  • Longitud no medida (de 1,5 a 11,5 m).
  • Longitud dimensional (4,5 - 9 m con una tolerancia de +10 mm).

Sin embargo: para las organizaciones de comercio exterior se proporciona la entrega de productos de longitud medida desde 4 metros.

  • Longitud, dimensiones múltiples (de 1,5 a 9 m con una tolerancia para cada corte de 5 mm).

La lista completa de diámetros y espesores de pared, que GOST 8734-75 proporciona para tubos de acero sin costura, es demasiado grande para un artículo pequeño, por lo que solo proporcionamos valores límite.

  • El diámetro es de 5 a 250 mm.
  • Espesor de la pared - 0,3 - 24 mm.
A modo de comparación: en la producción de la deformación en caliente de la pared puede llegar a 75 milímetros.

Por cierto: de acuerdo con el cliente, el surtido se puede ampliar. En particular, es posible producir tuberías con un diámetro exterior de 4 y un espesor de pared de 0.2 mm.

Los productos se entregan exactamente de acuerdo con los valores dados: diámetro exterior y espesor de pared. Si lo desea, el cliente puede entregarse en el diámetro interno y en la pared, o en ambos diámetros, y se puede evaluar.

El rango de tolerancias es predeciblemente determinado por parámetros clave.

Tolerancia de diámetro Diámetro, mm
0.15 mm 4 - 10
0.3 mm 10 - 30
0.4 mm 30 - 50
0.8% 50 o mas
Tolerancia de espesor de pared Espesor de la pared mm
0.12 mm Hasta 1
10% 1 - 5
12% 1 - 2.5 con un diámetro de 100 mm.
8% Mas de 5

GOST 8733-74

Como ya se mencionó, GOST 8733-74 para tubos de acero sin costura contiene condiciones técnicas para su producción.

Durabilidad e incluso la apariencia de los productos están estandarizados.

Cuales son

El documento contempla los siguientes grupos sobre el método de regulación:

  • B - Con estandarización de la composición química.
  • B - con estandarización de la composición química y propiedades mecánicas.
  • D - con estandarización de la composición química y propiedades mecánicas con el control de este último en las muestras tratadas térmicamente.
  • D - Con la estandarización de pruebas hidráulicas.
  • E - con la regulación de tratamiento térmico, grado de acero y propiedades mecánicas.

En el caso general, los productos se entregan al cliente después del tratamiento térmico (cocción, revenido o normalización). La excepción es un tubo de pared particularmente delgada con una relación del diámetro al espesor de pared D / S = 50 o más; sin embargo, aquí todo está determinado por el contrato entre el cliente y el fabricante.

No se permite la presencia de grietas, películas, atardeceres y cavidades en la superficie. Se admiten defectos menores, tales como abolladuras y rastros de escala desprendida, pero no deben llevar el producto más allá de los límites de las tolerancias establecidas por la norma.

En general, los extremos se cortan en ángulo recto al eje longitudinal. En las tuberías para soldadura, un chaflán se puede cortar en un ángulo de 34 a 40 grados hacia su extremo; al mismo tiempo, un anillo con un ancho de 1 a 3 milímetros se deja en el borde.

Los extremos están achaflanados para la soldadura.

El consumidor puede requerir pruebas de presión hidráulica, que se calculan mediante las fórmulas de GOST 3845, pero no más de 200 atmósferas. Pruebas con alta presión son posibles en consulta con el fabricante.

En la foto - stand para pruebas hidráulicas.

Sin embargo: en lugar de pruebas hidráulicas, es posible realizar pruebas no destructivas, cuyas instrucciones se encuentran en la misma norma con el número 3845.

Además, para tuberías tratadas térmicamente de acero grados 20, 10 y 15 XM a petición del cliente, se proporcionan los siguientes tipos de pruebas:

  1. En una curva - para todos los tamaños estándar.
  2. Para distribución: para diámetros de hasta 160 y espesor de pared de hasta 8 mm.
  3. Aplanamiento: con un diámetro de 22 y un espesor de pared de hasta 10 mm.
  4. En taladrado: para diámetros D = 25 - 160 mm con un espesor de pared:
    • Con D hasta 60 mm - hasta 10% D.
    • Con D = 60 - 108 mm - hasta 8% D.
    • Con D = 108 - 140 mm - hasta 6% D.
    • Con D = 140 - 160 mm - hasta 5% D.

    Los productos son aceptados en lotes.

    El tamaño del lote está limitado por su tamaño:

    • Con un diámetro de hasta 76 mm y un espesor de pared de hasta 2,5 mm, no más de 400 piezas.
    • Con otros tamaños - no más de 200 piezas.
    Por supuesto, estamos hablando sólo de las reglas de aceptación. Nada impide ordenar un número mucho mayor de tuberías.

    A petición del consumidor, el lote puede consistir en tuberías hechas de acero del mismo calor.

    Conclusión

    Esperamos que no hayan cansado al lector con una gran cantidad de números e información técnica seca. Por desgracia, el mismo tema del artículo implica una cantidad muy moderada de digresiones líricas (consulte también el artículo Shell para tuberías: estudiamos las características y la tecnología de la instalación).

    Como siempre, el video adjunto ofrecerá materiales adicionales. ¡Éxitos!