49. Производство труб. Сортамент. Общая технологическая схема производства бесшовных труб.

По применению стальные трубы делятся на следующие группы: 1. Предназначенные для передачи жидких, газообразных, твердых веществ; 2. Предназначенные для передачи тепла (жаровые, кипятильные); 3. Конструктивные, используемые в шарикоподшипниковой, автотракторной и авиационной промышленности; 4. Применяемые при бурении скважин (бурильные и обсадные); 5. Специального назначения – орудийные, баллонные и т.д. По методу производства большую часть стальных труб делят на бесшовные и сварные. Стальные бесшовные горячекатаные трубы прокатывают с наружным диаметром от 25 до 820 мм и толщиной стенки от 2,5 до 75 мм. Общая технологическая схема производства бесшовных труб предусматривает две основные операции: 1. Получение (прошивка) из сплошной литой, катаной или кованой заготовки (слитка) полой толстостенной гильзы; 2. Раскатка полученной гильзы в тонкостенную трубу. От изготовления полой гильзы зависят качество готовых изделий и производительность прокатных установок. Прошивку заготовок выполняют на станах, которые по своей конструкции подразделяются на валковые с косо расположенными валками, дисковые и с грибовидными валками. Последующую прокатку гильзы в трубу требуемых диаметра и толщины стенки можно выполнять в горячем состоянии на автоматическом стане, стане пилигримовой прокатки, непрерывном стане, раскатных станах поперечно-винтовой прокатки и др.

50. Прошивка заготовок на станах поперчено-винтовой прокатки.

Прошивка нагретой заготовки или слитка в полую гильзу осуществляется на станах поперечно-винтовой прокатки или на прессах (для высококачественных сталей). По форме валков прошивные станы бывают трех типов: с бочкообразными валками – валковые, с грибовидными валками – грибовидные, с дисковыми валками – дисковые. В валковых прошивных станах горизонтальные оси валков расположены под углом 5-12 градусов к оси прокатки и с перекосом одна относительно другой. В грибовидных прошивных станах валки установлены в горизонтальной плоскости под углом 30 градусов, в вертикальной – 7,5 градусов, к оси прокатки. Каждый валок имеет две конические поверхности, соответствующие двум основным зонам деформации. В дисковых станах валки насажены на два параллельных вала, вращающихся в одном направлении. Ось прокатки смещена в вертикальной плоскости ниже своих валков. Как и в других станах, дисковые валки имеют две конические поверхности, которые являются рабочими в процесее прошивки.

Рабочие валки имеют двойную конусность и вращаются в одну сторону, в результате чего заготовка получает вращение, характерное для поперечной прокатки, и поступательное движение вследствие того, что оси валков расположены под некоторым углом к осевой линии прокатки. На входном конусе происходит подготовка металла заготовки к прошивке на оправке, на выходном – утончение стенки гильзы между оправкой и валками. Пережим валков (место перехода от входного конуса к выходному) сглаживает участок перехода деформации расширения. Входные конусы валков делают или одинаковой длины, или несколько короче выходных. Большая длина выходного конуса обеспечивает получение гильз с геометрически правильной поверхностью и большим расширением. При вращении и поступательном движении заготовка постепенно подвергается обжатию по всей окружности и на всю длину. В зоне прошивки происходит скручивание заготовки, поэтому возможны трещины на ее поверхности. В зоне прошивки из-за конусности валков просвет между ними постоянно уменьшается, поэтому скорость валков по направлению прокатки увеличивается, а вместе с ней возрастает частота вращения слитка. При обжатии заготовки она сплющивается в перпендикулярном направлении, вследствие чего ее поперечное сечение становится овальным. Металл деформируемой заготовки испытывает различные напряжения в разных ее частях. В местах действия сил, обеспечивающих обжатие, возникают напряжение сжатия. При этом мах значение будет на контактных поверхностях; к центру заготовки напряжения убывают. В зоне прошивки величина напряжений сжатия возрастает. По причине неравномерного распределения сил сжатия удлинение заготовки также происходит неравномерно, оно убывает от периферийных слоев к центру. На переднем (подвергаемом обжатию) конце заготовки образуется вогнутость, а в средних частях возникают растягивающие и скалывающие напряжения, нарушающие сплошность металла. Образование трещин начинается в центре заготовки, где их напряжения мах, и идет в радиальных направлениях. Образование осевой полости обусловлено разрушением металла заготовки и связано дефектами на внутренней поверхности гильзы в виде плен. Поэтому на практике прошивку ведут так, чтобы предупредить произвольное вскрытие осевой полости. Для этого носок оправки выдвигается на некоторое расстояние вперед перед линией пережима валков, что способствует образованию осевой полости правильного очертания и получению внутренней поверхности гильзы без плен. На выходном корпусе гильза раскатывается на оправке. Здесь конусность валков обратна конусности на входе, поэтому по мере продвижения гильзы ее наружный диаметр увеличивается. Заготовка своей средней частью надвигается на неподвижную оправку, что способствует интенсивному образованию полости, которое начинается еще в зоне прошивки. На выходном конусе, как и на входном, наружные слои прокатываемой гильзы удлиняются больше по причине более значительного влияния сжимающих сил.