Технология изготовления горячекатаных труб

Трубное изделие, не имеющее сварных швов и каких-либо иных видов соединения, называется бесшовным. Такая бесшовная труба, по сравнению с другими своими аналогами, обладает самыми прочными характеристиками, свободно выдерживает большое давление и высокую температуру. Эти изделия широко используются в технически сложных и агрессивных производственных сферах.

Технология изготовления горячекатаных труб

Метод производства

Современные металлургические предприятия сегодня оснащены новейшими трубопрокатными станами, которые могут выпускать бесшовные трубы практически с любым диаметром. Данные изделия могут изготавливаться путем горячей прокатки либо холодной деформации.

Горячая прокатка

Продукция такого типа изготавливается из углеродистой, низколегированной и легированной стали. Сама технология горячей прокатки цельных труб укладывается в три цикла:

Технология изготовления горячекатаных труб

  1. Изготовление заготовки. Стальная болванка цилиндрической формы с определенным диаметром прогревается в термической печи до температуры 1200 градусов, после чего подается на прокатный стан.
  2. Формирование гильзы из горячей заготовки. Гильза — это полуфабрикат трубы со сквозным отверстием небольшого внутреннего диаметра и довольно толстыми стенками. Отверстие проделывается четко по центру вдоль оси заготовки с помощью специального прошивочного станка.
  3. Увеличение отверстия до заданного диаметра. Чтобы увеличить отверстие до определенного диаметра применяется особая оправка, установленная между валками. При вращении валков заготовленная гильза подается в сторону правки и постепенно насаживается на нее. Во время этой манипуляции внутреннее отверстие увеличивается в диаметре, стены становятся тоньше, а поверхность гильзы выравнивается.

В процессе всего производства важно выдержать заготовку строго в определенном положении, для чего применяются направляющие линейки с пассивными роликами.

Холодная деформация

Бесшовные, холоднотянутые трубы также изготавливаются на прокатном стане. Заготовки подаются на него из печи в разогретом состоянии, при помощи прошивочного станка вдоль нее проделывается центральное отверстие. Но по сравнению с горячекатаной трубой, холоднотянутая гильза охлаждается сразу же после прокола центрального отверстия.

Окончательную форму изделие получает после обработки гильзы особыми валками, которые изменяя ракурс наклона, формируют внутренний диаметр отверстия трубы. Благодаря этой технологии, изделия, по сравнению с горячекатаными продуктами, получаются с тонкими, но довольно прочными стенками.

Технология изготовления горячекатаных труб

Труба круглая бесшовная холодной прокатки имеет следующие преимущества:

  1. Холоднотянутые изделия намного прочнее своих горячекатаных аналогов.
  2. Имеют высокоточные размеры.
  3. Стенки могут иметь минимальную толщину, но при этом выдерживать довольно высокое давление до 23 атм.
  4. Температурный режим эксплуатации составляет диапазон от -40 до +475 градусов по Цельсию.

Достоинства продукции

Отсутствие на металлическом изделии шва, по сравнению со сварным аналогом, делает его намного прочнее. Физические свойства стальных сплавов и особенность технологии производства труб наделяет их такими характеристиками:

Технология изготовления горячекатаных труб

  1. Прочность. Бесшовные трубные изделия способны выдерживать высокое внутреннее давление и внешние деформационные нагрузки. Это позволяет широко использовать их в машиностроении для обеспечения качественной гидравлики.
  2. Высокая температурная устойчивость. Это свойство позволяет транспортировать по бесшовным трубопроводам теплоносители с высокими температурными значениями.
  3. Высококачественная герметичность. Благодаря этому свойству обеспечивается полная безопасность транспортировки ядовитых, химических и других агрессивных веществ.

Для повышения устойчивости бесшовных металлических труб против коррозии, их поверхность покрывается цинком.

К недостатку металлических трубных изделий без швов можно причислить их высокую стоимость. Однако в комбинации качества и цены, если к трубопроводу предъявляется высокое требование, этот материал в перспективе полностью окупится длительной эксплуатацией и даже принесет некоторую прибыль за счет экономии средств, выделяемых на ремонт.

Свойства и использование трубных изделий

Благодаря высоким технологическим свойствам, бесшовные металлические трубы давно уже стали широко востребованными среди металлоизделий, полученных путем проката. Трубные изделия, полученные путем бесшовного проката, используются практически во всех хозяйственных и строительных сферах.

Классификация труб

Бесшовная трубная продукция может классифицироваться по разным факторам, куда входит марка стального сплава и его разновидность, толщина стенок, длина и другие параметры.

Технология изготовления горячекатаных труб

Например, внешний диаметр изделия длиной 12 м/п. равен 80 мм, толщина стенки составляет 2,5 мм, продукция относится к группе «Б». Ее маркировка будет выглядеть следующим образом — Труба 80х2,5х12000/Б — ГОСТ 8732–78 .

Для изготовления бесшовных металлических труб используется около 10 марок различных легированных, углеродистых и высокоуглеродистых сплавов. Благодаря чему потребитель может выбрать для своих нужд наиболее оптимальный вариант трубного изделия, опираясь на его технические характеристики.

В связи с условиями, в которых будут эксплуатироваться трубные изделия, они делятся на тонкостенные и толстостенные конструкции. В определенных условиях, когда внутреннее давление является минимальным, применяются легкие конструкции с тонкими стенками. Но, например, для гидравлических цилиндров большой мощности уже необходимо использовать бесшовные толстостенные трубы.

Для каждого трубного продукта существует определенная, предусмотренная ГОСТ специальная таблица, в которой указаны практически все размеры трубной продукции. Например, согласно стандартам, бесшовные горячекатаные трубы по наружному диаметру должны выпускаться в диапазоне 25−700 мм и стенками толщиной от 2.5 до 75 мм. Немерная длина этой продукции может составлять 4−12 м/п.

Технология изготовления горячекатаных труб

Что касается бесшовной продукции, произведенной путем холодной прокатки, то труба цельнотянутая бесшовная считается самой качественной и надежной среди своих аналогов. Толщина стенок также разнообразна и может быть в пределах 6−13 мм.

Помимо этого, цельнотянутая металлическая трубная продукция разделяется на 4 категории, при этом каждая включает в себя еще 4 группы, которые маркируются буквами. Например, литерой «Б» обозначаются изделия, у которых нормированный химический состав.

А буква «Е» указывает на противоположную по качеству трубную продукцию, к которой по ГОСТу не применяется термообработка.

Холоднокатаная трубная продукция изготавливается диаметром 8−450 мм с толщиной стенок до 20 мм, а их мерная длина по ГОСТ составляет диапазон от 4,5 до 9 м/п. Немерная длина может быть в пределах 1,5−11,5 м/п.

Допускаемые погрешности в размерах

При выборе трубной продукции довольно трудно определить погрешность ее размеров, особенно когда приобретается большая партия труб. Для этого используется специальное оборудование, которого у потребителя практически не бывает.

  • В случаях, когда трубы будут использованы для эксплуатации в каких-либо ответственных конструкциях или технических узлах, где требуется особая точность исполнения определенных процессов, любое, даже незначительное отклонение от определенных норм может привести к нарушению всего технологического процесса.
  • По нормативам, независимо от способа изготовления бесшовных стальных труб, изделия не должны выходить за рамки следующих допусков:
  • Технология изготовления горячекатаных труб
  1. Кривизна. Допускается на 1 м/п. не больше 3 мм.
  2. Мерная длина: ±10 мм.
  3. Немерная длина: ±15 мм.

Диаметр продукта должен четко соответствовать заявленным стандартам, но как исключение, в некоторых случаях допускается отклонение не более ±0,05 мм.

Соединение и применение бесшовных трубопроводов

Трубы, не имеющие продольных швов, благодаря своим свойствам востребованы в тех областях, где от трубопроводов необходимы высокие показатели сопротивления давлению и противостояние температурным нагрузкам.

Кроме этого, требуется устойчивость против внешних механических воздействий и различных химических реакций.

Залогом такой высокой надежности является отсутствие продольных швов, кроме тех стыковочных, которые защищаются специальными антикоррозийными покрытиями.

Способы состыковки

Технология стыковки бесшовных трубных конструкций между собой полностью совпадает с их аналогами, укладываемыми в обычных трубопроводах. Разница может заключаться только в диаметре самих труб и толщине их стенок. Отталкиваясь от этих данных, и выбирается оптимальная статья герметичной состыковки составляющих элементов трубопровода.

  1. Соединения могут быть трех видов:
  2. Технология изготовления горячекатаных труб
  1. Резьбовые. Чаще всего используются для трубопроводов, элементы которого имеют толстые стенки и небольшой диаметр. Резьба может нарезаться с помощью токарного станка, ручных плашек и метчиков. На тонкостенных изделиях этот метод не используется из-за возможной потери целостности в месте нарезки, которая может привести к ослаблению стыка и потери герметичности.
  2. Газовая сварка. Успешно используется для соединения тонкостенных и труб со стенками толщиной до 6 мм. Более толстую поверхность до нужной глубины проварки прогреть практически невозможно. Стыковка производится путем одновременного нагрева кромок у двух соединяемых стальных элементов до расплавленного состояния и ввода дополнительной металлической присадки в виде сварной проволоки.
  3. Электросварка. Практически является универсальным методом соединения элементов металлического трубопровода. Благодаря правильному выбору электродов и напряжения, подаваемого на него, можно успешно состыковать трубы практически с любым диаметром независимо от их толщины стенок.

Сферы применения

  • Сегодня трудно найти такие промышленные и хозяйственные сферы, в которых бы не использовались бесшовные стальные трубы.
  • Горячекатаные трубы обычно применяются в трубопроводах, транспортирующих вещества, утечка которых может вызвать большие проблемы для людей и окружающей среды.
  • Технология изготовления горячекатаных труб

Кроме этого, данные изделия широко используются в автомобильной, авиастроительной, химической и нефтедобывающей сфере. Трубную горячекатаную бесшовную продукцию можно встретить практически в любой промышленной отрасли.

  1. А также они не менее востребованы в коммунальном хозяйстве для различных водопроводных сетей (доставка горячей и холодной воды), газоснабжения и канализации.
  2. В угле — нефтедобывающей индустрии, бесшовные горячекатаные трубы нашли широкое применение для отвода пара, газа, транспортировки нефти, а на буровых установках выполняют функцию буровых и обсадных труб.
  3. В строительной сфере этот бесшовный материал используется в виде обсадной съемной опалубки для устройства монолитных буронабивных свай под мостовые опоры и фундаментов высотных зданий.
Читайте также:  Труба 1200 для газа

Часто при возведении инженерных металлических сооружений, бесшовные горячекатаные трубы применяются для изготовления ферм, колонн и многих других элементов для усиления несущих конструкций.

Технология изготовления горячекатаных труб

Практически ни одно направление тяжелой промышленности, оборонной и судостроительной сферы не обходятся без использования трубных изделий. Причина такой широкой востребованности заключается в использовании качественной и надежной бесшовной продукции.

Основным аргументом, выступающим в пользу использования бесшовной трубной продукции, будет такая ситуация, когда прогнозируемая величина воздействия на трубопровод нагрузки будет намного выше той, что могут выдержать обычные, с продольным сварным швом аналоги.

Горячедеформированная труба: технология производства и действующие стандарты

Как выглядит производство бесшовных труб методом горячей деформации? Какие ГОСТ на стальные бесшовные горячедеформированные трубы действуют в настоящее время? Давайте попробуем ответить на эти вопросы.

Технология изготовления горячекатаных труб

Производство горячекатаных труб.

Технология производства

Начнем с исследования технологии производства.

  1. Цилиндрические заготовки (штанги) загружаются в печь с помощью электромостового крана. Загрузка контролируется посадчиком и выполняется поштучно по мере переработки уже прогретых штанг. Выгрузка – тоже поштучная, рольгангом.
  2. Штанги нарезаются на заготовки мерной длины.

Любопытно: конструкция ножниц предусматривает наличие жаростойких экранов, предохраняющих гидравлику от перегрева инфракрасным излучением.
Температура заготовки на выходе из печи существенно превышает 1000 градусов.

  1. На прошивном стане монолитный цилиндр превращается в полый: вальцы подают заготовку навстречу прошивному стержню.
  2. Внутрь бывшей штанги (теперь она называется гильзой) вводится оправка, на которой будет выполняться раскатка. Затем гильза проходит вальцы, превращающие ее в трубу чуть толще необходимого диаметра.
  3. Оправка извлекается, после чего отправляется в ванну для охлаждения и смазки.
  4. Задний торец трубы отрезается пилой: при извлечении оправки он частично деформируется.
  5. Труба подогревается индукционным нагревателем и поступает на редуцирующие вальцы, калибрующие ее под целевой размер. Вальцы в процессе работы непрерывно охлаждаются водой.
  6. После охлаждения и повторной правки вальцами наступает этап холодной резки: однослойный пакет труб торцуется и нарезается на отрезки мерной длины.
  7. После прохождения ОТК готовые изделия увязываются в пакеты и отправляются на склад.

Технология изготовления горячекатаных труб

Схема производственного цикла.

Нормативные документы

Какими должны быть бесшовные горячедеформированные трубы по ГОСТу? Для начала давайте разберемся с номерами регламентирующих производство стандартов.

Их два:

  • ГОСТ 8732-78 на стальные бесшовные горячедеформированные трубы определяет их сортамент и максимальные допуски;
  • ГОСТ 8731-74 содержит технические требования к продукции и описывает методы контроля качества.

Любопытно: на официальных сайтах ряда поставщиков упоминается стандарт за номером 8731-78.
Налицо явная путаница: документ был принят в 1974 году и введен в действие с первого января 1976-го.

Можно предположить, что несуществующий ГОСТ 8731-78 на стальные бесшовные горячедеформированные трубы – это смешавшиеся в чьем-то буйном воображении 8731-74 и 8731-87, принятый во времена перестройки и позже отмененный.

Познакомимся с требованиями документов.

ГОСТ 8732-78

Полный список типоразмеров, с которыми может производиться бесшовная труба по ГОСТу 8732-78, слишком велик для перечисления; упомянем лишь диапазоны.

  • Диаметр – от 20 до 550 мм.
  • Толщина стенки – от 2,5 до 75 миллиметров.

Технология изготовления горячекатаных труб

Толстостенные трубы на складе.

  • Масса погонного метра варьируется от 1,08 до 878,57 кг.

Кстати: производителями и дилерами обычно указывается цена любого проката не за единицу длины, а за тонну.
Если вы собираетесь своими руками изготовить какую-то металлоконструкцию, при закупке вам предстоит пересчитать погонаж в вес.

  • Длина труб немерной длины, предусмотренная стандартом – от 4 до 12,5 метров. Впрочем, по согласованию с заказчиком допускается изготовление больших или меньших отрезков.

Технология изготовления горячекатаных труб

Обычно максимальная длина отрезков ограничена необходимостью их транспортировки.

  • Предельные отклонения по длине составляют +10 мм при длине до 6 метров и до +15 мм при длине более 6 м или диаметре более 152 мм.

Допуски по наружному диаметру для удобства читателя сведены в таблицу.

Наружный диаметр, мм Предельные отклонения
Повышенная точность изготовления Обычная точность изготовления
До 50 0,5 мм 0,5 мм
50 – 219 0,8 % 1 %
Свыше 219 1 % 1,25 %

Аналогично мы поступим и с допустимыми отклонениями по толщине стенки.

Наружный диаметр, мм Толщина стенки, мм Предельные отклонения, %
Повышенная точность изготовления Обычная точность изготовления
До 219 15 и менее 12,5 +12,5; -15
15 – 30 +10; -12,5 12,5
30 и более 10 +10; -12,5
Свыше 219 15 и менее +12,5; -15
15 – 30 12,5
30 и более +10; -12,5

По согласованию с заказчиком трубы могут поставляться:

  • По толщине стенки и внутреннему диаметру;
  • По разностенности и по наружному и внутреннему диаметру.

Технология изготовления горячекатаных труб

Диаметр труб малого диаметра несложно измерить обычным штангенциркулем.

ГОСТ 8731-74

Перейдем к изучению второго документа.

Интересующие нас изделия изготавливаются:

  • С нормированием механических свойств (сопротивления разрыву, предела текучести и относительного удлинения) из стали марок Ст6сп, Ст5сп, Ст4сп и СТ2сп. При толщине стенок более 10 мм нормируется и твердость.
  • С нормированием химического состава.
  • С нормированием и состава, и механических свойств.
  • С нормированием состава и выборочным контролем образов после термообработки.
  • Без нормирования, но с обязательными гидравлическими испытаниями.

На поверхности изделий не допускается наличие трещин, закатов и рванины. Незначительные дефекты и окалина, впрочем, могут присутствовать, если они не выводят стенки за пределы допустимых отклонений.

Концы труб обрезаются под прямым углом. Однако стандартом допускаются и стальные бесшовные горячедеформированные трубы со снятой фаской под сварку. Угол фаски – не менее 70 градусов к продольной оси. (См. также статью Сварка труб встык: особенности.)

Технология изготовления горячекатаных труб

Фаски хорошо видны на фото.

При нарезке труб с толщиной стенки более 20 мм можно использовать не только торцовочные пилы, но и газовые резаки; в этом случае припуск на рез должен составлять не меньше тех же 20 мм.

Приемка труб заказчиком осуществляется партиями. В тексте ГОСТ содержится подробная инструкция по формированию партий: изделия в них подбираются по диаметру, толщине стенки, марке стали, виду термообработки и снабжаются единым документом, удостоверяющим качество. (См. также статью Чугунные канализационные трубы: особенности.)

Технология изготовления горячекатаных труб

Сертификат соответствия стандарту.

Оговаривается и количество изделий в одной партии: для диаметра до 76 мм – не более 400 штук, при большем диаметре – не более 200.

Однако: при диаметре менее 76 мм и толщине стенок 2,5 мм партия может быть увеличена до 600 единиц.

Нормативный документ перечисляет возможные методики испытаний. Впрочем, без технических подробностей: за ними он отсылает читателя к соответствующим стандартам.

Предусматриваются следующие виды испытаний:

  • Контроль макроструктуры;
  • Визуальный осмотр с надпиловкой обнаруженных дефектов;
  • Определение химического состава;
  • Испытание на растяжение;
  • Испытания на твердость;
  • На сплющивание;
  • На загиб;
  • На бортование;
  • На раздачу;
  • Гидравлическое испытание.

Технология изготовления горячекатаных труб

Стенд для испытаний на растяжение.

Заключение

Надеемся, что предложенная вниманию читателя информация окажется полезной. Как обычно, ознакомиться с дополнительными тематическими материалами можно, просмотрев видео в этой статье. Успехов!

Основные типы горячекатаных труб и их применение

Бесшовные горячекатаные трубы часто применяются в строительстве при установке разнообразных коммуникаций. Такой прокат отличается высокой прочностью и устойчивостью к различного рода воздействиям.

Труба способна выдерживать высокие нагрузки и при этом обладают доступной стоимостью. Существуют различные виды стальныхбесшовныхтруб, которые отличаются областью применения и технологией производства.

Технология изготовления горячекатаных трубБесшовная горячекатаная труба

Кроме того, бесшовнаятруба может использоваться в качестве заготовки при производстве холоднокатаного проката.

Технологии изготовления

Выделяют 4 технологии производства горячекатаных бесшовных труб:

  • Ковка;
  • Прокатка;
  • Волочение;
  • Прессование.

Технология изготовления горячекатаных трубТехнология изготовления

Производство горячекатаного и холоднокатаного проката осуществляется в соответствии с ГОСТ, при этом технологии различаются в зависимости от назначения готового изделия. Например, трубы, предназначенные для использования в нефтеперерабатывающей промышленности подвергают обработке специальными составами.

Стандарты изготовления

Технология производства и характеристики готовых изделий должны отвечать требованиям нормативной документации. В данной области производства действуют следующие стандарты:

  • ГОСТ 8731-74 — регламентирует свойства горячедеформированного проката общего назначения из легированных и высокоуглеродистых сталей;
  • ГОСТ 9567, ГОСТ 8732 — устанавливают размеры труб и приемлемые отклонения параметров;
  • ГОСТ 8732-78 — определяет сортаментгорячекатаных бесшовных профильных труб;
  • ГОСТ 21945-76 — регламентирует характеристики горячекатаныхбесшовных труб, произведенных на основе титановых сплавов.
Читайте также:  Трубный фундамент из стальных труб под террасу

Технология изготовления горячекатаных трубТрубы на основе титанового сплава

Также существуют другие нормативные документы, определяющие характеристики горяче и холоднокатаного проката, изготовленного по той или иной технологии.

Классификация

Классификация продукции осуществляется по трем основным параметрам:

  • Метод получения гильзы;
  • Технология раскатки гильзы в трубу;
  • Способ окончательного формирования диаметра и профильной толщины стенки изделия.

Технология изготовления горячекатаных трубТехнология раскатки гильзы в трубу

При этом способ раскатки гильзы в наиболее полной мере характеризует производственный процесс. В зависимости от него дается наименование производственным цехам и трубопрокатным агрегатам.

Способы получения гильзы

Для получения гильзы могут быть применены различные методы. Среди них прошивка на прессе, прошивка на косовалковом стане, прессовалковая прошивка, комбинированная прошивка на прессе и косовалковом станке.

Технологии раскатки гильзы

На сегодняшний день при производстве горячекатаных труб по ГОСТ 8732-78 более всего распространена технология использования автоматических прокатных станов.

Их применение позволяет получить следующие преимущества:

  • Разнообразие сортамента готовой продукции;
  • Высокая производительность;
  • Автоматизация производственного процесса;
  • Высокий уровень механизации производства.

Технология изготовления горячекатаных трубРазнообразие сортамента труб

При помощи такого производственного оборудования можно получить трубы малого (до 150 мм), среднего (до 250 мм) и крупного (400 мм и более) диаметра.

Производство толстостенных бесшовных труб

Для изготовления толстостенных труб применяется метод прокатки на пилигримовом стане. Основная область использования изделий, произведенных таким способом, — нефтеперерабатывающая и нефтедобывающая промышленность.

Сортамент проката такого типа представлен следующими типами изделий:

  • Малые профильныетрубы (толщина стенки от 2,5 до 4 мм, диаметр — не более 114 мм, длина изделия — до 60 м).
  • Средние (длина — до 40 м, толщина — 5-8 мм, диаметр — до 325 мм).
  • Большие (длина — до 36 м, толщина — 6-10 мм, диаметр — до 700 мм).

Технология изготовления горячекатаных труб

Продольная прокатка на непрерывном стане

Непрерывная прокатка считается наиболее эффективным методом изготовления бесшовныхгорячекатаных труб. Она может применяться для производства проката диаметром от 16 до 350 мм с толщиной стенки от 2 до 25 мм. Чаще всего для производства стального проката в соответствии с ГОСТ 8732-78 применяются низколегированные и углеродистые стали, реже — высоколегированные.

Винтовая прокатка

Винтовая прокатка применяется на прошивном, раскатном и калибровочном валках трубопрокатного агрегата. Такие станки отличаются высокой маневренностью, но при этом уступают в производительности оборудованию с непрерывным станом.

Технология изготовления горячекатаных труб

При использовании такого метода нет необходимости замены валков при переходе на производство горячекатаных профильных труб другого диаметра, что значительно упрощает процесс. В основном данная технология применяется при изготовлении стальных горячекатаныхтруб для колец подшипников.

Производство на реечном стане

При таком способе производства стаканы проталкиваются при помощи дорна сквозь ряд роликовых обойм. Такая технология используется для получения бесшовных горячекатаных труб из квадратных заготовок.

Таким способом получаются трубы небольшой толщины стенки, диаметром не более 245 мм.

Современное оборудование зарубежных производителей позволяет изделия высокой прочности длиной до 12 метров и толщиной стенки 2,5-10 мм.

Технология изготовления горячекатаных труб

Выбор методики производства обусловлен требуемыми характеристиками и назначением готового изделия. Современное оборудование позволяет получить продукцию высокого качества, обеспечить соответствие ГОСТ 8732-78 и при этом снизить денежные затраты на производство трубстальныхгорячекатаных и холоднокатаных.

Производство горячекатаных труб

Трубная промышленность России может производить примерно 13 млн тонн трубного проката различного сортамента каждый год, в том числе и горячекатаные трубы.

После кризиса ситуация стала улучшаться, потребление труб стало возвращаться к докризисному уровню.

Трубный прокат поставляется для нужд строительства, транспорта, энергетики, химической промышленности, коммунального хозяйства, автомобильной промышленности, сферы добычи нефти и газа. 

Трубы горячекатаные используются во всех отраслях. Изготавливаются они из легированной и горячекатаной стали по ГОСТу 8731-74, 8732-78.

При производстве горячекатаных труб применяются установки с раскаткой труб на короткой оправке, длинной оправке в трехвалковой клети, и одна установка с непрерывным станом с раскаткой труб. Сырье поступает с металлургических комбинатов, в виде круглых штанг. Горячекатаные трубы отгружаются конечным потребителям, а также служит для изготовления холоднодеформированных труб.

Изготовление горячекатаных труб на агрегате с непрерывным станом состоит из ряда операций:

 

  • подготовки трубной заготовки к прокатке;
  • нагрева заготовки;
  • прошивки заготовки в гильзы;
  • прокатки гильз в трубы на непрерывном стане;
  • подогрева труб перед калибровкой или редуцированием;
  • прокатки горячекатаных труб на калибровочном или редукционном стане;
  • резки труб;
  • охлаждения труб и их отделки.

При прокатке труб на непрерывном стане существуют свои технологические особенности производства. Как видно из названия, процесс происходит непрерывно. Полученную после прокатки на прошивном стане, вводится длинная цилиндрическая оправка, после чего она вместе с оправкой направляется в волки непрерывного стана.

Стан состоит из 9 клетей одинаковой конструкции, расположенных под углом 45 градусов к плоскости пола и 90 градусов по отношению друг к другу. В каждой клети имеется по два валка с круглыми калибрами. В результате получаются черновые трубы одного размера.

На калибровочном или редукционном стане они доводятся до определенных размеров.

Нагрев заготовки производится в двух 3-х ручьевых секционных печах длиной около 88 метров каждая. Название печи происходит от их конструкции: нагревательная часть каждой печи разбита на 50 секций; они, в свою очередь, разделены на 8 зон. Температурный режим производства горячекатаной трубы поддерживается с помощью автоматики.

 

Нагрев контролирует фотоэлектрический пирометр. С его помощью измеряется температура гильзы, выходящей из валков прошивного стана. Прошивка заготовки происходит на 2-х валковом стане. Труба направляется к дисковой пиле, где происходит обрезка заднего конца трубы. Трубы проходят через специальные устройства, так называемые ролики, при этом производится выравнивание наружного диаметра.

  • После извлечения оправки горячекатаная труба длиной около 28 метров направляется к стационарной дисковой пиле, где производится обрезка заднего конца трубы.
  • Горячекатаные трубы, прокатанные на калибровочном стане и имеющие длину свыше 24 метров, разрезают на стационарной дисковой пиле пополам.

Все трубы после обрезки задних концов проходят через калибрующие устройства — пару роликов — с целью выравнивания наружного диаметра. Для повышения и выравнивания температуры по длине и сечению перед редуцированием производится нагрев труб в индукционных печах. Редуцирование производится в 24-х клетевом редукционном или 12-ти клетевом калибровочном стане — в зависимости от размеров труб. На редукционном стане прокатывают трубы диаметром от 45 до 76 мм, на калибровочном — от 73 до 108 мм. Каждая клеть обоих станов имеет три валка, расположенных под углом 120 градусов по отношению друг к другу.

После прокатки на редукционном стане горячекатаные трубы разрезают летучими ножницами на длины от 12.5 до 24.0 метров. С целью устранения кривизны и уменьшения овальности поперечного сечения трубы после остывания подвергаются правке на косовалковом правильном стане. После окончания этого производственного этапа, трубы режутся согласно мере и отделке.

Отделка горячекатаных труб производится на поточных линиях, в состав которых входят: трубообрезные станки, станки для торцовки труб, продувочная камера для удаления стружки и окалины, инспекционный стол ОТК.

Производство горячедеформированных труб

Чаще всего производство горячедеформированных труб осуществляется с помощью трубопрокатного оборудования с непрерывным станом и состоит из следующих основных этапов:

  • первоначальный нагрев заготовки
  • прошивка заготовки в гильзу
  • прокатка гильз в трубы на стане
  • первое извлечение оправок из черновой трубы
  • вторичный нагрев трубы перед редуцированием
  • прокатка труб на редукционном стане
  • охлаждение готовой продукции.

1. Нагрев заготовки

Для нагрева заготовки в цехе используется печь с шагающим подом (ПШП)

В цеху заготовки для изготовления труб прибывают в виде штанг, а перед тем как будут приняты к производству проходят оценку по нескольким факторам и взвешиваются. На шагающий под нагревательной печи заготовки подаются со склада с помощью мостового крана.

Мощность работы печи настраивается с учетом темпа проката. При укладке металла необходимо четкое соблюдение схем укладки, что контролируется посадчиком металла.

Далее заготовка подается в печь, но в зависимости от используемой марки стали и типоразмера трубы посадчиком проводятся операции по отбору заготовок, с учетом нижеперечисленных требований:

  • если длина заготовки находится в пределах от 5,5 до 8 метров, то плавки разделяют смещением первых двух штанг по ширине печи, а различные марки стали отделяются смещением четырех первых штанг по ширине печи;
  • если заготовка более 8 метров, то отбор и запуск в печь происходит с интервалом в 8-10 шагов, с учетом уже загруженных в ПШП и полученных заготовок. Эти операции находятся под контролем нагревальщика металла ПШП.
Читайте также:  Технология монтажа системы отопления из полипропиленовых труб

Если в печи идет одновременный нагрев заготовок из разных марок стали, то время нагрева выбирается в соответствии с самым тугоплавким металлом.

После прохождения печи нагретые заготовки подаются на рольганг внутренней выгрузки, а с него на механическую линию по горячей резке. Если скорость резки недостаточно высока, то возможно подстуживание заготовки, в связи с этим сделан реверсивный механизм возврат заготовки обратно в печь для подгрева.

Во время работы возможна горячая остановка печи. Горячей остановкой печи считается остановка без отключения подачи природного газа. При горячих остановках подвижные балки печи устанавливаются на уровне неподвижных. Окна загрузки и выгрузки закрываются.

Коэффициент расхода воздуха с помощью задатчика «топливо-воздух» снижается с 1,1-1,2 до 1,0:-1,1. Давление в печи на уровне пода становится положительным.

При остановках стана: до 15 минут — температуру по зонам устанавливают на нижнем пределе, и «отшагивают» металл на два шага; от 15 минут до 30 минут — температуру в зонах III, IV, V снижают на 20-40?С, в зонах I, II на 30-60?С от нижнего предела; свыше 30 минут — температуру по всем зонам уменьшают на 50-150 градусов по сравнению с нижним пределом в зависимости от продолжительности простоя.

Заготовки «отшагивают» назад на 10 шагов. При продолжительности простоя от 2-х до 5 часов необходимо освобождать от заготовок IV и V зоны печи. Заготовки из зон I и II выгружают в карман. Выгрузку металла осуществляет посадчик металла с ПУ-1. Температуру в V и IV зонах снижают до 1000-1050 градусов.

При остановках более 5 часов вся печь освобождается от металла. Подъем температуры осуществляют ступенчато на 20-30 градусов, при скорости подъема температуры 1,5-2,5 град./мин.

При увеличении времени нагрева металла из-за низкого темпа проката, температуру в I, II, III зонах понижают на 60 градусов, 40 градусов, 20 градусов соответственно от нижнего предела, а температуру в зонах IV, V на нижних пределах.

2. Раскрой заготовки на мерные длины

После нагрева заготовка попадает на линию горячей резки заготовки. В состав оборудования линии горячей резки входят сами ножницы для резки заготовки, передвижной упор, транспортный рольганг, защитный экран для предохранения оборудования от теплового излучения из окна выгрузки печи с шагающим подом.

После нагрева штанги и выдачи ее, она проходит через термостат, доходи до передвижного упора и разрезается на заготовки необходимой длины. После производства реза передвижной упор поднимается с помощью пневмоцилиндра, заготовка транспортируется по рольгангу.

После ее прохода за упор он опускается в рабочее положение и цикл реза продолжается.

3. Прокатка на ТПА

3.1. Прошивка

Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается к зацентровщику. Зацентрованная заготовка выбрасывателем передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой.

С помощью вталкивателя, при поднятом упоре заготовка задается в зону деформации. В зоне деформации осуществляется прошивка заготовки на оправке, удерживаемой стержнем. Стержень упирается в стакан упорной головки упорно-регулировочного механизма, открытие которой не допускает замок.

Продольный изгиб стержня от осевых усилий, возникающих при прокатке, предотвращается закрытыми центрователями, оси которых параллельны оси стержня.

В рабочем положении ролики сводятся вокруг стержня пневмоцилиндром через систему рычагов. По мере приближения переднего торца гильзы ролики центрователей последовательно разводятся.

После окончания прошивки заготовки, пневмоцилиндром сводятся первые ролики, которые перемещают гильзу от валков для возможности захвата рычагами перехватчика стержня, за-тем откидывается замок и передняя головка, сводятся выдающие ролики и гильза на повышенной скорости выдается на повышенной скорости выдается за упорную головку на рольганг за прошивным станом.

3.2. Раскатка

После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана.

После транспортера гильза по наклонной решетке скатывается к дозатору, задерживающему гильзу пред входной стороной непрерывного стана. Под направляющими наклонной решетки расположен карман для сбора бракованных гильз. С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана с прижимами.

В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка. По достижении передним концом оправки переднего торца гильзы прижим гильзы отпускается, на гильзу сводятся две пары тянущих роликов и гильза с оправкой задается в непрерывный стан.

При этом скорость вращения тянущих роликов оправки и тянущих роликов гильзы рассчитана таким образом, чтобы в момент захвата гильзы первой клетью непрерывного стана выдвижение оправки из гильзы составляло 2,5-3,0 м.

В связи с этим, линейная скорость тянущих роликов оправок должна быть в 2,25-2,5 раза выше линейной скорости тянущих роликов гильзы.

Прокатанные трубы с оправками попеременно передаются на ось одного из оправкоизвлекателей. Головка оправки проходит через люнет извлекателя и захватывается вставкой захвата, а труба в кольцо люнета.

При движении цепи оправка выходит из трубы и попадает на цепной транспортер, который передает ее на сдвоенный рольганг, транспортирующий оправки от обоих извлекателей в ванну для охлаждения и смазки.

После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца.

3.3. Редуцирование

Далее труба транспортируется к индукционным нагревателям, через которые она передается с помощью шести пар тянущих роликов. Индукционный подогрев перед редукционным станом.

После индукционного нагрева трубы задаются в редукционный стан, имеющий двадцать четыре трехвалковые клети. В редукционном стане количество работающих клетей определяется в зависимости размеров прокатываемых труб (от 5 до 24 клетей), причем исключаются клети, начиная с 22 в сторону уменьшения номеров клетей. Клети 23 и 24 участвуют во всех программах прокатки.

Во время прокатки валки непрерывно охлаждаются водой. При перемещении труб по охладительному столу в каждом звене его должно находиться не более одной трубы.

При прокатке передельных горячедеформированных труб, предназначенных для изготовления насосно-компрессорных труб группы прочности «К» из стали марки 37Г2С после редукционного стана осуществляется ускоренное регулируемое охлаждение труб в спрейерах.

Скорость прохождения труб через спрейера должна быть стабилизирована со скоростью редукционного стана. Контроль за стабилизацией скоростей осуществляет оператор согласно эксплуатационной инструкции.

  • После редуцирования трубы поступают на реечный охладительный стол с шагающими балками где они охлаждаются.
  • За охладительным столом трубы собираются в однослойные пакеты для обрези концов и порезки на мерные длины на пилах холодной резки.
  • Готовые трубы поступают на стол осмотра ОТК, после осмотра трубы увязывают в пакеты и отправляют на склад готовой продукции.

4. Контроль геометрии и качества поверхности готовых труб

Стандартом предусмотрен выпуск труб обычной и повышенной точности. Наружный диаметр и толщина стенки труб не должны превышать предельных отклонений. Овальность и разностенность труб не должны выводить размер труб за предельные отклонения по диаметру и толщине стенки.

Кривизна любого участка трубы на 1м длины не должна превышать 1,5мм — для труб с толщиной стенки до 20 мм; 2мм — для труб с толщиной стенки свыше 20 мм. Горячедеформированные трубы могут поставляться по внутреннему диаметру и по толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и по разностенности.

Наружные и внутренние поверхности трубы ГОСТ 8732 должны быть без плен, рванин, закатов, трещин, глубоких рисок. Допускается удаление дефектов путём местной зачистки, сплошной или местной шлифовки, расточки и обточки при условии, что величина расточки, обточки или сплошной шлифовки не выводит диаметр и толщину стенки за пределы минусовых отклонений.

По требованию потребителей трубы поставляются термообработанными с очищенной от окалины поверхностью.

Ужесточённые допуски по диаметру и толщине стенки устанавливаются в специальных сортаментных стандартах и ТУ на трубы высокой точности (прецизионные трубы), либо в тех же сортаментных стандартах, в которых приведены допуски по трубам обычной и высокой точности.

Технология изготовления металлопроката горячедеформированным или иначе горячекатанным способом подразумевает и выпуск такого изделия как горячекатанный лист, этапы производства которого отличаются только спецификой масс и размеров изделий. А продажа заводами горячекатанного листа осуществляется не только крупным металлобазам, но и небольшим строительным компаниям.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector