Термическая обработка стальных труб

В соответствии с ГОСТ технологический процесс производства сварных и бесшовных труб может включать в себя обязательную или дополнительную термическую обработку. В зависимости от цели выполнения она применяется в качестве промежуточного или завершающего этапа изготовления.

В первом случае термообработка необходима для восстановления первоначальной пластичности и однородности структуры стали для последующего деформирования. Во втором — для обеспечения готовой продукции физико-механических и эксплуатационных характеристик, которые установлены проектными требованиями или стандартами.

Режимы термической обработки труб

Способ термической обработки определяется рядом факторов — маркой и химическим составом стали, способом производства (сварка, холодная или горячая деформация) и назначением трубопроката.

  • Отжиг. Включает в себя нагрев, кратковременную выдержку и постепенно охлаждение в печи. Используется в производстве холоднодеформированных котельных, сварных и горячедеформированных труб для подшипников.
    Отжиг труб
  • Закалка. Представляет собой длительную выдержку при максимально допустимой температуре и быстрое водяное охлаждение. Применяется для улучшения характеристик бесшовных бурильных, обсадных труб и проката для магистральных газо- и нефтепроводов из низколегированных/легированных сталей.
  • Отпуск. Заключается в низко, средне или высокотемпературном нагреве после закалки и охлаждении в ванной или печи. Используется при изготовлении бесшовных горячекатаных и холоднодеформированных труб для теплоэнергетики, сферы нефти и газа.Отпуск труб
  • Нормализация. Выполняется аналогично отжигу, ключевое отличие заключается в охлаждении, которое выполняется на спокойном воздухе. Применяется при выпуске сварных, горячекатаных и холоднодеформированных труб для котлов и паропроводов из углеродистых/низколегированных сталей.

К наиболее часто используемым технологиям относятся закалка и отпуск, которые повышают механическую прочность, пластичность и устойчивость к деформациям, что необходимо при эксплуатации труб в условиях высоких температур и давления.Для улучшения эксплуатационной стойкости и качества шва сварных труб для строительства магистральных нефтегазопроводов актуальна общая или локальная термомеханическая обработка, сочетающая в себе термообработку (закалку и отжиг) и пластическую деформацию.

Оборудование для термообработки труб

Основное оборудование для различных технологий термообработки стальных сварных и бесшовных труб — термические печи и устройства охлаждения.

При производстве трубопрокатной продукции используются:

  • Камерные печи для любых видов термообработки с длительной выдержкой или постепенным охлаждением.
  • Секционные печи для режимов, не включающих обязательную выдержку.
  • Проходные печи для нормализации, отпуска и отжига без вращения изделия.
  • Установки индукционного нагрева (ТВЧ) с высокой скоростью и степенью автоматизации.
  • Печи с шагающими балками/подом для выдержки при режимах отпуске и закалки.

Финишное охлаждение термообработанных труб осуществляется в камерах оборудования с защитной атмосферой, на удлиненных рольгангах с обдувкой воздухом, в ванных с технологическими жидкостями и в спрейерах.