Чем отличается бесшовная труба от сварной?

При возведении различных сооружений промышленного и гражданского назначения, прокладке коммуникаций требуются высококачественные стальные трубы самого разнообразного ассортимента. Несмотря на разнообразие предложений, можно выделить два основных типа труб – бесшовные и сварные. Давайте разберемся, в чем их отличия.

Различия между ними связаны с производственными особенностями, которые сказываются на эксплуатационных характеристиках, стоимости и долговечности. Хотя бесшовные трубы обычно более прочные, производство сварных труб экономически более выгодно. Для правильного выбора необходимо анализировать условия эксплуатации. Важно отметить, что в различных областях применения эти два типа труб не всегда являются взаимозаменяемыми.

Особенности бесшовных и сварных труб

В настоящее время трубы изготавливаются из различных материалов: металл, керамика, пластмасса, композиты (металлопластик), бетон и даже стекло. Однако, благодаря сочетанию качественных характеристик, доступности и широкому спектру применения, сталь остается основным материалом. Стальные трубы изготавливаются из различных марок в зависимости от требуемых характеристик.

Для понимания разницы между бесшовными и сварными трубами важно обратить внимание на методы их производства. Бесшовные трубы производятся таким образом, чтобы сохранить структуру цельной, в то время как сварные имеют шов. Из-за этого сварные трубы обычно менее прочные, что влияет на условия эксплуатации и, соответственно, их стоимость.

Производство бесшовных и сварных труб

Бесшовные и сварные трубы производятся с применением различных методов и оборудования.

Электросварные трубы представляют собой изделия с швами, которые присутствуют на всей их длине в результате процесса сварки. Для их изготовления используют толстолистовой или рулонный прокат из углеродистой или низколегированной стали. Толстый лист используется в основном для создания труб большого диаметра (диапазон от 480 до 2500 мм и более). Рулоны могут использоваться в первоначальном виде или быть разрезаны на листы или ленты перед дальнейшей обработкой в зависимости от технологии и вида продукции. После предварительной подготовки, включающей очистку, обрезку, и правку, заготовки придают требуемую форму перед сваркой путем прохождения через формовочный стан или другие вальцовочные приспособления. Затем соединяют стыки с использованием различных видов электросварки, таких как электросопротивление, высокочастотная (ТВЧ), постоянный ток, дуговая под флюсом, индукционная и другие.

Бесшовные трубы представляют собой полые стальные изделия без швов и стыков, чаще всего изготавливаемые с использованием горячей или холодной прокатки на соответствующих станах. Этапы сложной и ресурсозатратной технологии изготовления бесшовных труб включают:

• Прошивка - создание толстостенной гильзы путем прошивки заготовки или слитка на станах горячей прокатки с использованием конусных, грибовидных и дисковых валков или прессов (для получения отверстия используется специальная оправка, на которую поступательно надвигается заготовка).
• Раскатка - прокатка гильзы на оправке в горячем состоянии на трубопрокатных станах для уменьшения толщины стенки и диаметра.
• Горячая отделка – включает калибровку, редуцирование и обкатку с целью придания окончательной формы и размеров, а также улучшения качества поверхности изделий.

Для изготовления бесшовных труб, требующих высокой точности размеров и качества поверхности, могут применяться методы холодной прокатки на специальных станах или волочения.

Прочность бесшовных и сварных труб

Разница между бесшовными и электросварными трубами в их способности воспринимать нагрузки и устойчивости к разрушению под воздействием внешних факторов весьма значительна. Сварные швы и околошовная зона термического воздействия у электросварных труб представляют наибольший риск с точки зрения надежности, поскольку их структура и свойства могут существенно отличаться от основного материала. В случае использования труб в условиях повышенной нагрузки, больших перепадов температур, агрессивной среды или аномально высоких давлений, чаще всего предпочитаются бесшовные варианты.

Стойкость к коррозии бесшовных и сварных труб

Следует отметить, что углеродистые и низколегированные стали, которые чаще всего выступают в качестве основного материала для производства электросварных и бесшовных стальных труб, не обладают встроенной устойчивостью к коррозии. Хотя добавки таких легирующих элементов, как хром, никель и медь, улучшают сопротивляемость стали атмосферным влияниям, это также значительно увеличивает стоимость конечного изделия. Использование труб из легированных нержавеющих марок оправдано лишь в особых условиях эксплуатации, таких как автомобилестроение, авиастроение, ракетостроение, а также в химической и пищевой промышленности. Для других областей применения широко используются стальные трубы с защитными лакокрасочными, металлическими или эпоксидными покрытиями, а также изделия без покрытий. На ответственных трубопроводах также может применяться катодная защита от коррозии.

Если говорить исключительно о коррозионной стойкости в контексте способа производства труб, то при прочих равных условиях (одинаковые марки стали, размеры и условия эксплуатации), продукция без сварных швов обычно имеет более высокие показатели, поскольку её структура и свойства более однородны по всему сечению.

Стоимость бесшовных и сварных труб

Множество факторов влияют на формирование цены металлопродукции, и одним из основных факторов являются затраты на производство. Производство бесшовных труб требует значительных технических и финансовых ресурсов. Этот процесс включает множество этапов переработки, требующих значительных трудовых и энергетических затрат, а также использование специализированного производственного оборудования. На конечную стоимость также влияют марка стали (нелегированные марки в бесшовных изделиях имеют ограниченное применение) и параметры труб, такие как диаметр, длина и толщина стенок. Поэтому производство труб является одним из самых затратных видов стальной продукции.

С другой стороны, электросварные трубы требуют значительно меньших затрат на производство. На их создание не требуется высокотемпературный нагрев на начальном этапе, и необходимо значительно меньше специализированного оборудования и персонала. Следовательно, цена на электросварные трубы значительно ниже, чем на бесшовные.

Применение бесшовных и сварных труб

Оба вида трубных изделий обладают хорошими эксплуатационными характеристиками и находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Однако есть области, где бесшовные трубы не могут быть заменены сварными аналогами.

Электросварные стальные трубы, изготовленные с применением сварки, отличаются практичностью. Современные заводы предлагают широкий ассортимент такой продукции (труба круглая, труба профильная квадратная, труба профильная прямоугольная), которая находит широкое применение в строительных металлоконструкциях. 

Благодаря отсутствию сварных швов, бесшовные трубы обладают повышенной способностью выдерживать как внутреннее давление, так и внешние нагрузки. Они широко используются в нефтегазовой промышленности для бурения и непосредственного извлечения природных ресурсов в условиях, где сварные аналоги не могут быть применены. В менее нагруженных областях использования бесшовные изделия могут работать наравне с электросварными, но здесь требуется детальный технико-экономический анализ целесообразности применения более дорогого варианта.