Виробництво труб: сучасні технології та матеріали

Труби — це вироби, які являють собою вигляд замкнутого зварного профілю з постійним перетином. З них формують різні комунікаційні системи. Крім цього, їх використовують і в інших всіляких цілях у будівництві (наприклад, трубний фундамент). На сьогоднішній день існує безліч різновидів труб за матеріалом виготовлення. Всі вони відрізняються за способом виробництва і призначенням.

Виробництво кожного типу труб має свою технологію і особливості

Сфери використання різних типів труб

До недавніх пір матеріалом для труб служили різні метали. Сталеві, чавунні, мідні та інші вироби широко використовувалися в комунікаціях та інших областях. Однак з розвитком промислових технологій стали з’являтися вироби, виконані з різних полімерних з’єднань, що привело до великих змін у цьому сегменті ринку.

Пластикові труби мають ряд незаперечних переваг перед металевими аналогами: виробництво та вартість таких виробів дешевше, відрізняються високими антикорозійними показниками і мають довгий термін служби. Вони прості в транспортуванні і монтажі і мають естетичний зовнішній вигляд.

Однак використання пластмасових труб не завжди можливо з-за тих чи інших обставин. Як приклад, застосування виробів з полімерних матеріалів для господарських газопроводів категорично заборонено. Це пов’язано з тим, що конструкція, що транспортує газ, повинна відрізнятися високими міцнісними характеристиками. Тому газопроводи всередині приміщень монтуються тільки з металевих труб.

Для влаштування магістралей, які працюють в екстремальних умовах, можна застосовувати труби, виготовлені зі сталі

Зверніть увагу! У всіх випадках, коли необхідна висока міцність комунікації, використовують металеві деталі. Це пов’язано з тим, що, незважаючи на всі свої плюси, пластикові вироби не можуть похвалитися дуже високою міцністю. Виготовлення трубопроводів, які потребують певних технічних характеристик за Гостом, з таких виробів заборонено.

У залежності від призначення можна виділити основні експлуатаційні області цих виробів:

  • по трубах здійснюється транспортування різних середовищ. Агрегатний стан середовища може бути рідким або газоподібним;
  • використання в якості захисного кожуха для різних комунікацій. Найбільш часто їх використовують для захисту кабелів і різної проводки;
  • використання в якості опор магістральних трубопроводів;
  • для буріння і зміцнення свердловин;
  • для водопроводів (господарських і технічних);
  • для газопроводів;
  • для каналізаційних комунікацій;
  • для димохідних конструкцій;
  • для вентиляційних систем.

Можна перерахувати лише найбільш поширені способи використання різних труб. Однак це далеко не всі області, в яких застосовуються комунікації з цих виробів.

Види труб

Різновидів труб для трубопроводів величезна безліч. Вони можуть відрізнятися за способом виробництва, матеріалом, формою перерізу і т. д. Виробництво труб здійснюється тільки на промисловому обладнанні, що дозволяє досягти високих показників якості продукції.

Виробництво трубних виробів — складний процес, який може проходити тільки в промислових умовах

Залежно від матеріалу, використаного для виробництва труби, виділяють кілька основних видів цих виробів:

  • металеві;
  • пластмасові;
  • керамічні;
  • скляні;
  • бетонні.

Незважаючи на той факт, що трубопроводи можуть виготовлятися з різних матеріалів, найбільш популярними є вироби з металу і пластика, а також їх об’єднані аналоги (металопластикові).

За формою перерізу виділяють 4 основних види труб:

  • з круглим перетином;
  • з прямокутним перетином;
  • з квадратним перетином;
  • з овальним (овоидным) перетином.

Найбільш популярними є вироби, які мають круглий перетин. Затребуваність таких виробів обумовлена тим, що кругла форма не впливає негативно на пропускні показники. Технології виробництва різних видів труб відрізняються. Це пов’язано з тим, що кожен матеріал вимагає індивідуального підходу.

На сьогоднішній день значну частину ринку займають труби, вироблені з різних полімерів

Технології виробництва металевих труб

Виготовлення металевих труб, незважаючи на зростаючу популярність полімерних виробів, є дуже затребуваним на сьогоднішній день. Без металевих труб складно уявити багато сфер людського життя. Такі вироби розрізняють по двом основним факторам: показником перерізу і призначенню.

Діаметр металопрокатних труб коливається від 30 до 530 мм, а їх довжина може становити від 4 до 12 м. Розтин може мати різну форму. Найбільш популярними матеріалами, з яких виготовляють металеві трубопроводи, є: сталь, чавун, мідь. Однак найбільш затребуваними вважаються сталеві вироби. Великі металургійні комбінати займаються виробництвом металевих виробів, що мають різні технічні характеристики. Для того щоб виготовити металеву трубу використовують спеціальне обладнання — трубопрокатні верстати.

Розглянемо три основних методи, з допомогою яких виробляють металеві труби:

  • електрозварювальної.
  • гарячекатаний;
  • холодний деформаційний.

Зварні вироби класифікуються за способом зварювання на:

  • прямошовні, виготовлені з допомогою високочастотної зварки;
  • прямошовні, виготовлені з допомогою електродугового зварювання;
  • вироби з гвинтоподібним швом.

Сталеві зварні труби можуть мати спіралевидний шов, такі вироби міцніше, тим прямошовні

Технологія виробництва, що передбачає зварювання, є дуже популярною і включає в себе 3 основних етапи:

  1. Зварювання згорнутого в рулон металевого листа.
  2. Профілювання.
  3. Калібрування.

Важливо! На кожному етапі виготовлення металевих труб в обов’язковому порядку проводиться необхідний контроль якості. Крім цього, готові деталі проходять перевірку, яка порівнює показники міцності і герметичності з нормами ДСТУ.

Показники зовнішнього перерізу прямошовних виробів варіюються від 14 до 120 мм, а деталі з гвинтоподібним швом можуть мати зовнішній діаметр до 1500 мм.

Другий популярний спосіб, за допомогою якого виготовляють металеві вироби — гарячекатаний. Він включає в себе такі етапи:

  1. Підігрів заготовки до потрібної температури.
  2. Прошивка.
  3. Прокатка.

Товщина стінок такого металопрокату варіюється від 25 до 45 мм. Використання гарячекатаного методу вимагає дотримання всіх необхідних технічних вимог. Продукція, що випускається будь-яким із способів, регламентується ГОСТом.

Метод холодної прокатки передбачає використання прокатного верстата, оснащеного вальцями, які і формують трубу

Метод холодної деформації включає в себе:

  1. Холодна прокатка.
  2. Волочіння.

Для цього методу використовується гарячекатана заготовка. Холодна деформація дозволяє зменшити площу поперечного перерізу і збільшити ступінь витягування (приблизно в 9 разів). Показник зовнішнього перерізу в цьому випадку може бути від 20 до 140 мм, а товщина стінки — 0,5–12 мм.

Технологія виробництва пластикових труб

Виготовлення трубопроводів з пластику передбачає використання певного полімеру, який переробляють і після, надають йому потрібну форму. Потрібну сировину першу чергу підготовляють до переробки, а потім виготовляють з нього деталі для трубопроводів необхідної конфігурації. Метод, з допомогою якого з первинної сировини виконують деталі для трубопроводів, називається екструзією.

Розглянемо основні етапи виробництва пластикових труб:

  1. Підготовка. Цей етап включає в себе перемішування та подрібнення сировини.
  2. Підігрів. На цьому етапі полімерну масу пропускають через кілька температурних камер, що дозволяє виконати нагрівання поступово.
  3. Формування заготовки. Воно проводиться в спеціальному обладнанні — екструдері. Підігріте сировина завантажується в камеру екструдера, де проходить через формуючий елемент — фільєру.
  4. Охолодження. Охолоджують отриману заготовку з допомогою гарячої води.
  5. Калібрування. На цій стадії деталь піддається обробці в вакуумному калибраторе, після чого вона набуває остаточний розмір і форму.

Корисна інформація! Від типу початкової сировини залежить, які характеристики будуть у деталі. А також те, в якій галузі вона буде експлуатуватися.

Полімерні труби виготовляються на спеціальному обладнанні — екструдері, а сам процес носить назву «безперервна екструзія»

На сьогоднішній день пластикова продукція представлена кількома основними полімерами:

  • поліпропілен (ПП);
  • полівінілхлорид (ПВХ);
  • поліетилен (ПЕ).

Огляд полімерних матеріалів

Поліпропілен. Поліпропіленові труби можуть бути виготовлені з такої сировини:

  • ПП + рандом-сополімер;
  • ПП+ гомополімер.

Перший матеріал виходить шляхом кополімеризації пропілену та етилену в потрібних пропорціях. На виході виходять білі гранули, які маркуються PPRC. З таких гранул виготовляють труби і фітинги. Як правило, такий метод використовують європейські компанії. З комбінації ПП з гомополимером виготовляють каналізаційні труби і різні комплектуючі елементи до них. Такий матеріал відрізняється низькою міцністю і підходить тільки для монтажу внутрішніх безнапірних (самопливних) каналізаційних комунікацій.

Полівінілхлорид. Сировина, яку використовують для виробництва ПВХ труб, являє собою гранульований полімер, з різними добавками:

  • каталізаторами, які впливають на швидкість реакції полімеризації;
  • інгібіторами, уповільнюють непотрібні процеси;
  • стабілізаторами, що дозволяють добитися потрібних технічних характеристик кінцевого виробу;
  • пластифікаторами, які надають пластичність деталей;
  • барвниками, що дозволяють отримати деталь потрібної забарвлення.

Промисловість не стоїть на місці і технології виробництво постійно вдосконалюються. Не так давно у виробництві труб з ПВХ стали використовувати двухосноориентированый метод, який може бути двох типів:

  • двостадійний періодичний;
  • однолінійний.

ПЕ труби найчастіше виготовляються з поліетилену низького тиску (ПНД)

Поліетилен. Така продукція за великим рахунком представлена поліетиленом низького тиску (ПНД). Для того щоб отримати таку трубу, використовують спеціальне сировину. Воно може бути двох марок:

  • ПЕ-80;
  • ПЕ-100.

Вироби з цих матеріалів відрізняються досить високою міцністю, що дозволяє розширити їх експлуатаційну область.

Виробництво керамічних труб

Технологія виробництва керамічних труб включає у себе те ж обладнання, що й при виконанні цегли. На глиноформирующем обладнанні виконується вакуумна обробка та ущільнення матеріалу. Такий спосіб можна вважати пластичної формировкой.

Сам процес складається з декількох етапів:

  1. Помел глини, в результаті чого розбиваються небажані грудки;
  2. Підмішування спеціальних добавок, які впливають на міцнісні характеристики кінцевого виробу;
  3. Підготовка матеріалу для формування деталей;
  4. Формування деталі.
  5. Формування з’єднувального елемента — розтруба.
  6. Обрізка деталі до отримання необхідної довжини.
  7. Сушка деталі.
  8. Випалювання глиняного труби.
  9. На останньому етапі на вироби наносять спеціальну глазур.

Процес сушіння виконується в спеціальних сушарках, які називають тунельними. Випал, у свою чергу, проводиться в тунельній печі. Глазуровка виконується за допомогою занурення глиняного виробу в басейн з глазур’ю.

Виробництво бетонних труб

Виготовлення трубопроводів з бетону проводиться з використанням декількох технологій. Розглянемо їх:

  • метод з використанням центрифуги;
  • виброформирование;
  • радіальне пресування;

Найбільш популярним методом вважається виброформирование. Це пов’язано з тим, що такий спосіб має ряд переваг:

  • висока швидкість ущільнення бетону;
  • однорідність матеріалу;
  • труби, вироблені з допомогою виброформирования, відрізняються високими міцнісними характеристиками;
  • таке виробництво можна повністю автоматизувати.

Процес центрифугування передбачає використання спеціальної центрифуги. Бетон, під час обертання форми, рівномірно розподіляється по її внутрішнім стінкам, тим самим сформировывая трубу.

Корисна інформація! Найбільш якісна продукція виходить при комбінуванні методів (наприклад, суміщення центрифугування з вибропрессованием).

Бетонні труби випускаються в дуже широкому асортименті і такі вироби користуються популярністю в багатьох сферах будівництва

Радіально-пресовий метод проходить з використанням преса, який обертається в радіальному напрямку, розподіляючи і пресуючи бетон. Крім цього, в процесі обертання відбувається затирка внутрішніх стінок деталі.

Виробництво скляних труб

Виготовлення скляних труб проводиться за допомогою механізованих методів. Ручні способи, які були дуже популярні раніше, витіснені новітніми методами.

Існує три основних способи, з допомогою яких виконуються скляні труби:

  1. Вироби з показниками перерізу до 50 мм виготовляються з допомогою горизонтального витягування (ГВТ).
  2. Деталі з показниками перерізу більше 50 мм виготовляють за допомогою вертикального витягування вгору.
  3. Деталі з показниками перерізу більше 50 мм виконують за допомогою вертикального витягування вниз.

Скла, які використовують для виготовлення труб, як правило, варять у ванних печах. Робота таких печей відрізняється безперервністю процесу.

Різноманітність труб дозволяє вибрати виріб, що максимально підходить не тільки за технічними параметрами, але і ціною. Завдяки новим технологіям і матеріалам можна значно знизити витрати на монтаж як промислових, так і побутових трубопроводів.

Ссылка на основную публикацию