Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Технология и маршруты волочения труб




Технологическая схема производства труб волочением из углеродистых и легированных сталей представлена на рис. 58. После поступления на склад трубоволочильного цеха Трубную заготовку со склада 1 подают на стеллажи 2 для осмотра и разбраковки. При необходимости заготовки подвергают ремонту 3 и порезке на мерные длины 4, после чего заготовка попадает в заковочную машину 5 для формовки головки (забивки концов) и создания возможности подачи трубы в волоку волочильного стана.

Для формовки концов трубы применяют заковку на молотах, ротационно-ковочных машинах или закатку головок во вращающихся валках, вальцах, а также проталкивание труб в волоку. На рис. 59 показана одна из конструкции для формовки головки трубы; для предотвращения затекания металла в зазоры между бойками и охвата конца трубы со всех сторон головки труб заковывают составными штампами или бойками.

Перед забивкой концов их предварительно нагревают до 700-800°С при St<4mm или до 850-900°С при St >4 мм. Длина нагреваемого конца трубы должна быть на 100-200 мм больше длины забиваемой головки, равной 100-250 мм. Для циркуляции травильного раствора внутри трубы на ее цилиндрической части при забивке конца пробивают отверстие. При необходимости трубы отжигают (6) и правят (7), а затем заготовки набирают в пакеты 8, протравливают в ванне 9 для удаления окалины с наружной и внутренней поверхности в 20-25%-ном растворе H2SO4 при 60-80°С. Для травления применяют и растворы, состоящие из смеси серной и соляной кислот, а также расплав едкого натра. Трубы малого размера и большой длины (до Юм) протравливают струйно-циркуляционным методом, при котором травильный раствор подают в трубу под давлением 0,3-0.4 МПа.

Травление труб ведут в специальных ваннах, которые располагают в изолированном помещении. Вначале с помощью крана трубы погружают в ванну с раствором и укладывают их на цепи механизма покачивания. Протравленные трубы промывают горячей водой в ваннах 10, а затем холодной под давлением из брандспойта 11, после чего заготовки поступают в ванну 12 для нейтрализации в щелочном растворе, а затем - в ванну 13 для нанесения на их поверхность покрытия фосфатирования, в результате которого на поверхности заготовки образуется цинкофосфатная пленка, обладающая высокой смачиваемостью и способностью удерживать на поверхности трубы смазку. Длительность процесса фосфатирования составляет 10-15 мин. При безоправочном волочении применяют омеднение. Заготовки с покрытием промывают холодной водой 14 и подвергают сушке в печи 15, после чего трубы погружают в ванну с раствором смазочной жидкости (мыла) 16, которая сцепляется с раннее нанесенной пленкой и служит смазкой при волочении для уменьшения коэффициента трения. Состав смазок, применяемых при волочении, приведен в табл. 1.1. На этом процесс подготовки заготовки заканчивается, и трубы поступают на волочильные станы 17. После волочения, если возможно еще использование захватной головки, ее подбивают 19 для уменьшения сечения головки и трубы подвергают промежуточной термообработке 20. правке 21 и вновь направляют по циклу 8. При необходимости у труб отрезают головки 18 и вновь их забивают 19.

После волочения на готовый размер трубы подвергают безокислительному отжигу 22 и передают на отделку 23, где их правят вначале на кулачковом прессе или на роликовом правильном стане, а затем на валковом - с косым расположением валков. После правки на трубах обрезаются головки 24. При необходимости трубы проходят гидроиспытания на прессе 25 и технологические испытания 26. Затем на поверхность груб наносят консервирующую смазку или специальное покрытие в ванне 27 и сдают на склад 28.

Рисунок 58. Схема технологического процесса волочения труб.

Для формовки концов трубы применяют заковку на молотах, ротационно-ковочных машинах или закатку головок по вращающихся валках, вальцах, а также проталкивание труб в волоку. На рис. 59показана одна из конструкций для формовки головки трубы; для предотвращения затекания металла в зазоры между бойками охвата конца трубы со всех сторон головки труб заковывают составными штампами или бойками.

Рис.59. Устройство для формовки головки трубы

Волочение труб специального назначения – биметаллических и разного вида профильных ведут по специальным технологическим схемам и режимам, процесс которых имеет ряд дополнительных ограничений.

При изготовлении труб малых диаметром из коррозионностойких и углеродистых сталей расширяют сферу использования бухтового волочения(включая оправочное) на станах барабанного типа с использованием электросварной и бесшовной заготовки. Усилие волочения станов барабанного типа, используемых для указанной цели, достигает 100кН. На рис.60. показана технологическая схема производства стальных труб на станах бухтового волочения.

 

Рис.60. Схема технологического потока комбинированного производства стальных труб с использованием волочения на барабанах

 

На Первоуральском Новотрубном заводе освоено производство топливопроводных труб диаметром 5…10 мм для дизельных двигателейна бухтовых волочильных станах ТБС 1400. В качестве исходной заготовки для волочения применяют горячекатаную трубу, которую предварительно растачивают и прокатывают на стане ХПТ55 в три прохода до размера х = 22х4,1 мм, после чего трубы длиной до 20м (возможно увеличение длины до 40 м за счет увеличения коэффициента вытяжки >5) в нагартованном состоянии сворачивают в бухту и отжигают. Подготовленные бухты поступают на участок загрузки печей и после термической обработки бухты поштучно поступают на барабанный волочильный стан, где осуществляется волочение на плавающей оправке до готового размера трубы.

Комбинированный способ изготовления холоднодеформированных труб уменьшает количество проходов, что подтверждается примерами в табл. 32

Таблица 32. Маршруты изготовления труб волочением и комбинированным способом

Проход,% Волочение Комб. Способ Волочение Комб. Способ
Заготовка,мм 57х3,5 Заготовка,мм 57х4,0 Заготовка,мм 57х3,5 Заготовка,мм 57х3,5
  50х1,9 П.о. 38х2,3 ХПТ55 46х2,8 К.о. 32х1,9 ХПТ55
  41х1,5 П.о. 22х0,85 ХПТ32 36х2,35 К.о 22х2,0 Б.о.
  33х1,15 П.о. 16х0,90 Б.о 30х1,85 К.о.    
  28х0,85 П.о. 12х0,95 Б.о 22х2,0 Б.о.    
  19х0,92 Б.о 10,1,0 Б.о        
  13,5х0,97 Б.о            
  10х10 Б.о.            
Примечание: П.о. – волочение на подвижной оправке; К.о. – на короткой оправке; Б.о. – безоправочное волочение.

 

При комбинированном способе изготовления труб холодной прокаткой число проходов сократилось на два (пять вместо семи при волочении).

Холодное волочение труб размером х = 22х2,0 мм осуществляется за четыре прохода, а изготовление этих труб комбинированным способом – за два.

Один из эффективных способов увеличения выпуска и повышения качества холоднодеформированных труб, как показывает мировая практика – выбор оптимального сочетания холодной прокатки и волочения.

В отечественном трубном производстве преимущественное развитие получила холодная прокатка вне зависимости от вида изготовляемых труб. На отдельных трубных заводах число станов холодной прокатки превышает число волочильных станов в 5-7 раз.

В мировой практике при производстве холоднодеформированных труб предпочтение отдано процессам волочения. Так, в Австрии фирмой «Vereinigte Edelstahlwerke AG» при экспериментальном сравнении двух способов изготовления труб для атомной энергетики – длиннооправочного волочения и холодной прокатки – установлено, что при первом способе по сравнению со вторым затраты на передел на 20…60% ниже и качество внутренней поверхности труб выше за счет уменьшения (на 60%) глубины рисок. Исходя из этого, процесс холодной прокатки был заменен длиннооправочным волочением. Кроме основных промежуточных операций при изготовлении труб ответственного назначения короткооправочным волочением сварных труб – заготовок вводится дополнительная операция – удаление грата.

Поточные линии волочения труб. В Германии, Австрии, Англии, Японии и других странах для производства труб из углеродистых сталей вводят в действие цехи, включающие только волочильное оборудование, преимущественно поточные линии с автоматизированными высокопроизводительными многониточными (трех-, пятиниточными) станами короткооправочного и безоправочного волочения. Поточные линии включают, кроме волочильных станов, оборудование для отделки, термической обработки и комплексного неразрушающего контроля труб.

За рубежом все шире применяют волочение длинномерных труб, что обеспечивает значительные преимущества: резкое увеличение производительности оборудования, уменьшение в несколько раз технологических отходов металла, сокращение трудоемкости производства. Значительная длина протягиваемых труб на длинооправочных станах – до 30 м, на короткооправочных и безооправочных – от 18 до 60 м становится важным отличительным признаком волочильного оборудования: в два- четыре раза увеличивается полезная длина линейных волочильных станов.

В Германии эксплуатируются пять поточных линий с использованием в качестве головного агрегата высокопроизводительных длинооправочных волочильных станов усилием 100 и 250 кН. Две линии предназначены для изготовления труб из углеродистых сталей, три – из КС- сталей. Длина труб, протягиваемых на указанных станах, достигает 26…30 м; при скорости волочения 40 м/мин производительность процесса составляет 1300 м/ч.

Фирма «Schumag» разработала линию длинооправочного волочения труб. Технологический поток производства труб из углеродистых и легированных сталей таков, что трубы промежуточных и готовых размеров проходят термическую обработку в одной печи с защитной газовой средой. Поточная линия состоит из стеллажа для приема трубной заготовки, заготовочного длиннооправочного волочильного стана со вспомогательным оборудованием и столом выдачи, роликовой печью для термообработки с охладительной камерой, автоматизированными устройствами для загрузки и выдачи передельных и готовых труб, двух волочильных станов с оборудованием для вспомогательных операций, перекладывателей, столов-накопителей, возвратных рольгангов, поперечных столов-накопителей с дополнительными загрузочными перекладывателями на входной стороне печи. Все элементы оборудования связаны продольными и поперечными транспортерами.

Примером комплексного использования оборудования может служить технологическая линия производства холоднотянутых труб «Schumag»(рис.61).

Рис.61. Схема расположения поточной линии производства труб волочением из легированных и коррозионностойких сталей (фирма «Schumag», Германия)

 

Трубные заготовки длиной до 16 м укладывают на приемное устройство 1, откуда по одной попадают на рольганг, задающий ее конец в обжимную машину 2 для подготовки к волочению, затем заготовку транспортируют к зажимному приспособлению 3. Оправку длиной 30м рольгангом 4 попадают в устройство 5 для нанесения смазки, после чего вставляют в трубную заготовку с помощью устройства 6, и заготовка вместе с оправкой по рольгангу 7 поступает на волочильный стан 8 для волочения со скоростью до 40 м/мин и обжатием поперечного сечения до 60%. После волочение труба с оправкой транспортирующим устройством 9 передается на рольганг 10, а затем транспортером 1 и рольгангом 12 – в клеть 13 для отсоединения от трубы, откуда труба со свободно расположенной в ней оправкой рольгангом 14 и транспортером 15 поступает в стан 16 для вытяжки оправки. По рольгангу 17 и поперечному транспортеру 18 18 оправка попадает на рольганг 5 для повторного использования, а передельная труба поступает на рольганг 19, который ее транспортирует к устройству 20 обрезки обжатого конца трубы. Поперечным шину 22 для заковки конца перед последующим волочением. Ковочная машина включает устройство подачи смазки и насадки плавающей оправки, если маршрутом предусмотрено волочение на оправке. Передельная труба с оправкой или без нее (в зависимости от принятого способа волочения) поперечным транспортером с рольгангом 23 поступает на волочильный стан 24, за которым расположены летучие ножницы. После волочения и при необходимости порезки на мерные длины трубы проходят отчистку наружной поверхности моющим раствором с последующей сушкой сжатым воздухом в установке 25, затем транспортирующими устройствами 26 и 27 передаются в устройство 28 для очистки внутренней поверхности моющим раствором под давлением с последующей сушкой сжатым воздухом. Рольгангом 29 с поперечным транспортером трубы подают на загрузочное устройство 30 печи 31 промежуточного отжига. После отжига трубы проходят промежуточную правку на роликоправильной машине 32 и транспортным устройством 33 с рольгангом 34 подаются на безоправочный волочильный стан 35 для калибровки с целью упрочнения металла. Далее в поточной линии трубы могут проходить отделку: полировку, разрезку на мерные длины, контроль качества, губку в зависимости от требований потребителя. На линии производят трубы диаметром до 30 мм.

Один из эффективных путей увеличения выпуска и повышения качества холоднодеформированных труб, как показывает практик,- выбор оптимального сочетания холодной прокатки и волочения. Пример такого сочетания прокатного и волочильного оборудования – непрерывная поточная линия на одном из заводов в Англии (рис. 62) для производства холоднодеформированных бесшовных труб 19…60 мм с толщиной стенки 1,65…5,6 мм и длиной до 13,7 из низкоуглеродистой стали.

Рис.62. Схема технологического потока непрерывной линии производства труб на заводе «Wolsall» (Англия):1-подача трубной заготовки; 2-травильные ванны; 3-станы холодной прокатки; 4-индукционная печь; 5- моталка; 6-склад бунтов; 7-ванны для травления труб в бухтах; 8- машина для забивки концов; 9- волочильные станы усилием 0,3 МН; 10-станок для обрезки концов труб; 11-правильная машина; 12-инспекционный стол; 13-передаточный шлеппер; 14-рольганг; 15-роликовая проходная печь; 16-трубообрезные станки; 17-приборы контроля качества труб; 18-станки для резки труб на мерные длины

Горячекатаные трубные заготовки длиной 5,2…6,1 м, зачищенные с обоих концов, после химической обработки поступают на станы холодной прокатки ХПТ-4 и ХПТ-3 ; после прокатки и осмотра трубы поступают в индукционную печь, а затем – на волочильные станы. Перед волочением в бухтах трубы проходят химическую обработку. В зависимости от требований заказчика готовые трубы могут подвергаться отжигу, правке, гидроиспытаниям, контролю качества методом вихревых токов и ультразвуковому контролю. Транспортные операции выполняют с помощью автоматических манипуляторов, рольгангов и передаточных механизмов.

На рис. 63 показана одна из поточных линий производства холоднодеформированных сварных труб из коррозионностойкой стали.

Рис 63. Линия волочения и отделки сварных труб из коррозионностойкой стали

В состав линии входят два трубоэлектросварочных стана А и Б, каждый из которых состоит из формовочного стан 1 индуктора 2 для подогрева кромок сформованной заготовки, сварочного узла 3, калибровочного стана 4, индукционного нагревателя 5, роликовой проводки 6, спреерного охладителя 7, четырехклетьевого правильного устройства 8, дефектоскопа 9 и разрезного фрезерного станка 10. После разрезки трубы поступают в механизированные ванны 11, 12, где производится нанесение подсмазочного оксалатного покрытия и промывка горячей водой, а затем – в устройство 13 для сушки горячим воздухом, калорифер 14 и на охладительный стол 15. После охлаждения на трубу наносится смазка 16, после чего она поступает на волочильный стан 17. После волочения поверхность труб обезжиривается в механизированной ванне 18, затем следует операция волочения на стане 21. Трубы готового размера сбрасываются в карман 23. Линия имеет следующие технические характеристики:

Размеры сварной заготовки, мм

Диаметр 28…40

Толщина стенки 2,0…2,5

Размеры готовой трубы, мм

Диаметр 20…32

Толщина стенки 1,0…2,0

Максимальная длина, м 8

Максимальное усилие волочения, кН

На длиной оправке 25

Без оправки 8

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...