Материал: Технологія виробництва холодної прокатки труб

Технологія виробництва холодної прокатки труб

ВСТУП

Науково-технічний прогрес висуває перед народом України й  господарством задачі по подальшому вдосконаленню виробництва. Розвиток "техніки, створення нових вдосконалень, машин й приладів, відповідно  вимогам світових стандартів, супроводжується все більш широким й різноманітним використанням у конструкціях різних видів труб.

Холодна прокатка труб дозволяє отримувати високоякісні, товсто та тонкостінні, перемінного перерізу, підшипникові, котельні біметалічні та ін. труби з вуглецевих, легованих, високолегованих сталей, кольорових металів і сплавів.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючи переваги:

можливість отримання великого обтиснення по діаметру;

можливість отримання великого обтиснення по стінці 50-60%;

- великий коефіцієнт витягання =2...5,5;

можливість прокатування біметалічних труб.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючи недоліки:

низька продуктивність в порівнянні з волочінням;

багато підготовчих та допоміжних операцій.

Значний технічний прогрес в області виробництва труб був досягнутий у нашій країні завдяки найбільш влаштованим схемам розподілу деформації між основними агрегатами, застосування раціональних калібровок валків, використання обчислювальної техніки для розрахунків технологічних процесів й маршрутів виробництва, втілення заходів, які забезпечують комплексну автоматизацію і механізацію процесів.

Дільниця для виробництва холоднокатаних труб та трубопрокатного стану з об’ємом виробництва 12 млн. м на рік.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Аналіз сортаменту трубоволочильного цеху

У ТВЦ виготовляють труби зі сталей аустенітного, аустенітно-феритного, полуферитного, мартенситно - феритного і феритного класів, а також зі сплавів, в основному на нікелевої основі. Кожен клас сталей і сплавів включаючи цілий ряд марок сталей. За розмірами труби виготовляють цілий ряд марок. За видами труби загального призначення, за технічними умовами. Застосовуються в різних галузях народного господарства. Котельні труби, призначені для парових котлів і трубопроводів по ТУ 14-3р-55-2001[10] зі сталі 12Х18Н12Т, за ТУ 14-3-796-80 [11] зі сталі ДИ 50 і ДИ 59, за ТУ 14-3-460-75[3] зі сталі ЕИ 756.Труби з низькопластичних сталей виготовляються в основному з сталей 12Х13, 08Х23Н18, ЕИ 732, ЕП 53 за ГОСТ 9941-81 і ЕИ 811 по ТУ 14-3-1327-85 [4], застосовуються як жаростійкі і кислостійкі. Електрополіровані труби в основному із сталі 08Х18Н10Т із зовнішньої й внутрішньої Електрополіровка, застосовуються в основному в атомній промисловості та суднобудуванні. Безрисочні труби зі сталі 08Х18Н10Т, ГОСТ 19277-73 [5]  застосовуються в авіабудуванні. Труби з вимогами за зарубіжними стандартами, в основному із сталі ТР 304/304L, ТР 316/316L, ТР 321 по ASTM A213[6] і ASTM A312 [7], а також із сталей 1.4404, 1.4306 за DIN 17458-85[8], та інші.

Труби виготовляються по зовнішньому діаметру і товщині стінки розмірами:

зовнішній діаметр 6-117мм;

товщина стінки 0,3 -14мм.

Допустимі відхилення по зовнішньому діаметру товщині стінки не повинні перевищувати вказаних в таблиці 1.1.

Хімічний склад сталі  в таблиці 1.2.

Труби поставляються в правленому стані. Механічні властивості труб повинні задовольняти вимоги, наведеним у таблиці 1.3.

Таблиця 1.1 - Допустимі відхилення по зовнішньому діаметру і товщині стінки згідно ГОСТ 9941-81[9]

Величина зерна металу труб у стані постачання повинно бути: для труб діаметром до 76 мм включно - не крупніше бали 5; для труб діаметром більше 76 мм - не крупніше бали 4.Труби в стані поставки повинні витримувати випробування на схильність до міжкристалітної корозії.

Труби з товщиною стінки не більше 10 мм в стані поставки повинні витримувати випробування на сплющування.

Випробування проводитимуться до отримання між сплющувати поверхнями відстані (Н) в міліметрах, обчислюваного за формулою:

                                                                       (1.1)

- номінальна стінка труби в мм;

ДН - номінальний, діаметр в мм;

а - константа, що дорівнює 0,09.

холоднодеформований труба калібровка силовий

Таблиця 1.2 - Хімічний склад сталі

Таблиця 1.3 - Механічні властивості труб

1.2 Характеристика устаткування цеху

Основною продукцією трубоволочильного цеху ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» є безшовні холодно-теплодеформовані труби з нержавіючих сталей і сплавів, які поділяються на види:

труби загального призначення застосовуються в багатьох галузях народного господарства;

котельні застосовуються для виготовлення парових котлів і трубопроводів;

безрисочні - застосовуються в авіабудуванні;

електрополіровані - застосовуються в основному в кораблебудуванні і для атомних електростанцій

труби зі сплавів на основі нікелю - застосовуються при роботі у вузлах з високою температурою. Вся продукція відповідає вимогам ГОСТу або технічним умовам і застосовується в багатьох галузях народного господарства України, ближнього і далекого зарубіжжя з вимогами зарубіжних стандартів з DIN, ASTM ASME і NF. Цех холодної прокатки виробляє труби діаметром 3-114мм з товщиною стінки 0,2-12,0 мм із сталей аустенітного, аустенітно-феритного, полуферрітного, мартенситних-феритного і феритного класів, а також зі сплавів на нікелевої основі, табл. 1.4.

Таблиця 1.4 -  Класифікація марок сталей і сплавів

Все устаткування цеху поділяється на основне і допоміжне. До основного устаткування відносяться стани ХПТ, стани ХПТР і волочильні ланцюги ВЦ.

У ТВЦ 2 установлено 36 станів ХПТ і ХПТР із них: ХПТ-32-7шт.; ХПТ-55-6шт.; ХПТ-55-4в-2шт.; ХПТ-75-3шт.; ХПТ-90-2шт.; ХПТ-90-4в-1шт.; ХПТР-14шт.

У цеху встановлені три діючі волочильні ланцюги типу ОЦ 3т.с. Безоправочне волочіння труб застосовується тільки для зменшення діаметра. При зменшенні діаметра D у процесі волочіння товщина стінки S змінюється в залежності від відношення S/D.

         Все основне устаткування цеху в основному розташовано на ділянці станів ХПТ (2-3 прольоти) і на ділянці станів ХПТР і ВЦ (10-11 прольоти).

Термічна обробка труб здійснюється в газових і електропечах з роликовим подом у захищеному азотному середовищі . Устаткування термічної ділянки цеху містить у собі такі діючі печі:

-  дві газові прохідні роликові печі;

 дві електричні прохідні роликові печі ОКБ-584;

 прохідну муфельну електропіч;

 колпакову 3х стендову електропіч ОКБ-4020;

електроконтактну установку ОКБ-2027;

три щілинних печі для нагрівання кінців труб перед забиванням голівок на РКМ, ОКБ-3022.

Для зняття окалини після термообробки труби піддаються хімічній обробці труб, що здійснюється в травильних відділеннях цеху.

Як ремонтні операції виконується піскоструминна і дрібоструминна обробка внутрішньої поверхні, і здійснюється за допомогою абразивів, які подаються повітрям під тиском 294 - 490 кПа (3-5 кг/см2). Ці установки встановлені в 5, 8, 14 прольотах цеху.

Для додання прямолінійності труби правляться на правильних роликових і косовалковых машинах.

Косовалкові трубоправильні машини призначені для усунення кривизни й овальності труб, і прутків круглого перетину в холодному стані. Виправлення труб виробляється за допомогою багаторазового пружнопластичного вигину, що здійснюється пропуском прокату, що виправляється, через валки розташовані під кутом до осі виправлення.

Для видалення дефектів гарячої прокатки і пресування на внутрішній поверхні трубної заготівлі, і забезпечення якісної внутрішньої поверхні готових труб з підвищеними вимогами після прокатки на станах ХПТ і ХПТР, застосовують розточення труб, що виробляється на спеціальних розточувальних верстатах: модель 43С і модель 60301

Обточування зовнішньої поверхні труби призначені для видалення дефектного шару металу й одержання заданої шорсткості обробленої поверхні - застосовують безцентрово-обточні верстати, моделі 9330 і 9340Ж

Операція шліфування зовнішньої поверхні товарних і передільних труб має на меті видалення вад металу й одержання якісної поверхні. Для цієї операції застосовують безцентрово-шліфувальні верстати типу: ЗМ-185, ВМ-149М, ЗА-184, ВШ-46, ВШ-177.

Як ріжучий інструмент для зовнішнього шліфування труб на безцентрово-шліфувальних верстатах застосовуються абразивні кола за ДЕСТ 2424-83, електрокорундові, форми ПП, ступеня твердості /СТ/ на вулконітовій і керамічній зв'язках. Опорою для труби, що шліфується, є направляюча лінійка (опорний ніж), що знаходиться між шліфуючими і ведучими колами.

Стани абразивної порізки призначені для порізки абразивними колами без охолодження труб діаметром 6-89 мм, товщиною стінки 0,25-9 мм. Розрізка виконується тільки під прямим кутом до утворюючого труби, що розрізається. Для цієї мети в цеху працюють абразивно-відрізні верстати 6МП329 і 8242, для розрізування абразивними колами з охолодженням і без охолодження, прокату різних марок сталей і важко оброблюваних сплавів під кутом 90° до осі заготівки.

Усе допоміжне устаткування цеху знаходиться на ділянці підготовки виробництва і на ділянці обробки.

Для контролю якості труб у цеху застосовують такі установки і прилади: УДТ-Н, ИДЦ-8М, ИДЦ-8, ИДН-50, УПВ призначені для контролю труб ультразвуковим ехо-імпульсним методом на наявність дефектів.

Прилад ДСК-1 призначений для ультразвукового контролю величини зерна ехо-імпульсним методом. Для емісійного візуального якісного і напів якісного спектрального аналізу сталей, кольорових металів і сплавів у видимій частині спектра.

1.3 Технологічний процес виробництва холоднодеформованих труб ТВЦ

На підставі проведеного аналізу технічних та технологічних особливостей заводу, розмірного та марочного ряду цеха, можна зробити висновок, що є можливість виробництва труб розміром 25х3,5мм в умовах ТВЦ-2. У якості вхідної заготовки можна запропонувати гарячепресовані труби відповідного розміру 70х8,0мм. Маршрут прокатки буде розрахованно в два деформаційні проходи: перший прохід на стані ХПТ-75 проміжні розміри з 70х8,0мм на 45х6,1мм. Другий прохід на якому буде формуватися остаточні розміри можна запропонувати  стані ХПТ-55. Початкова довжина заготовки складає 5м.

В цеху є все необхідне устаткування для виконання необхідних підготовчих операцій та операцій обробки. Все обладнання постійно модернізується встановлюються нові стани по розкрою заготовки, шліфовки, обточки і тд. Нижче приведений технологічний процес виробництва даного виду труб (рис. 1.1 ):

·   Приймання заготовки.

·   Задача заготівлі у виробництво.

·   Прокатка труб на стані ХПТ-75.

·   Порізка та торцювання.

·   Видалення змащень і покрить.

·   Термічна обробка.

·   Видалення окалини.

·   Виправлення.

·   Прокатка труб на стані ХПТ-55.

·   Порізка та торцювання.

·   Видалення змащень і покрить.

·   Термічна обробка.

·   Видалення окалини.

·   Виправлення.

·   Розкочування труб на стелажах і продувка стисненим повітрям.

·   Огляд ВТК внутрішньої поверхні з підсвічуванням на лампочку.

·   Огляд ВТК зовнішньої поверхні візуально.

·   Обрізка кінців.

·   Добір зразків для іспиту.

·   Вимір ВТК геометричних розмірів труб.

·   Ультрозвуковий контроль

·   Стилоскопіювання.

·   Пасивування

·   Оформлення документації.

·   Видача труб у збут.

Труби - заготівлі, що надходять у цех, повинні відповідати вимогам діючих СТП. Кожен пакет повинний мати пред`явку і ярлик, у якому вказується номер пред`явки, номер СТП, умовний номер пакета, марка   стали, номер  плавки, розмір, кількість  труб ( штук, метрів), вага.

У кожнім пакеті повинні бути труби тільки однієї марки.

Для виготовлення нержавіючих труб загального призначення застосовують горячекатану або горячепрессовану заготовку, що відповідає вимогам СТП 1-01[10]. І перед задачею у виробництво піддають 100% оглядові ОТК і стилоскопюванні.