9.5. Технология и маршруты волочения труб

Технологическая схема производства труб волочением из углеродистых и легированных сталей представлена на рис. 9.11. 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. 9.12 показана одна из конструкций 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 700–800ºС при S_т ≤ 4 мм или до 850–900ºС при S_т > 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 60–80ºС. Для травления применяют и растворы, состоящие из смеси серной и соляной кислот, а также расплав едкого натра. Трубы малого размера и большой длины (до 10 м) 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. 8.1. 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 труб наносят консервирующую смазку или специальное покрытие в ванне 27 и сдают на склад 28.

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 диаметров 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 100 кН. На рис. 9.13 показана технологическая схема производства труб на станах бухтового волочения.

Рассчитывая технологический процесс, учитывают потери, %, металла в процессе изготовления труб холодным волочением:

Забивка концов труб (на длину ~ 150 мм):
при длине заготовки 4 м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4,0
длине заготовки 10 м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1-S
Травление труб (за каждую операцию):
углеродистых . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,5
нержавеющих . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,5
Угар:
при обжиге труб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,75
закалке труб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,0
нагреве в защитной среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,1
Брак при волочении труб диаметром:
более 15 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,5
менее 15 мм с толщиной стенки менее 1,0 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,75
менее 10 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,0
Обрезка концов груб перед сдачей (мерных – на 400 мм с двух концов, немерных – на 300 мм) при средней длине готовых труб:
около 5–б м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	7 и 5
около 12 м . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3 и 2,5
Потери и образцы механических испытаний при длине ~ б м труб:
морских и конструкционных углеродистых . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,0
конструкционных хромомолибденовых . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	4–8
Окончательный брак при сдаче готовых труб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,5–1,0

Составление маршрутов волочения труб. Оно начинается с выбора способа волочения при учете размеров заготовки, определения допустимой степени деформации по диаметру и стенке трубы, количества проходов. Сортамент изготовляемых труб на волочильных станах определяют наружный диаметр трубы D₀ и толщина стенки S₀.

На рис. 9.14 сплошными ломаными показан контур сортамента труб. Зона I – однопроходное волочение труб на короткой и плавающей оправке; в этой зоне для любого размера холоднодеформированных труб можно подобрать оптимальный размер заготовки. Зона II – однопроходное оправочное волочение при использовании заготовки минимального размера. Зона III – безоправочное волочение труб, предельные деформации для которого определяются устойчивостью профиля. Зона IV – деформация труб по диаметру и толщине стенки волочением и холодной прокаткой на станах ХПТ.

Выбор способа деформирования определяется составом оборудования, объемом производства и экономической эффективностью. Зная суммарную деформацию при волочении и деформацию за цикл волочения, можно определить необходимое число циклов, а следовательно, производительность волочильного стана и потребное количество станов для выполнения заданного объема производства. Расчет размеров трубы по проходам при безоправочном волочении ведут от готового размера с применением предельных деформаций (последние определяются прочностью выходящего конца трубы). По формуле И.Л. Перлина определяют коэффициент вытяжки:

а) при безоправочном волочении

, (9.6)

б) при оправочном волочении

, (9.7)

где s_упр – предел текучести упрочненного материала; s_д = s_т/K_з – допускаемое напряжение волочения; s_т¢ – средний предел текучести при волочении а¢ = A₁f / tg¢; А₁ = 1 +  d₀cos a¢/(d₀ + S_з + S₀); f – коэффициент трения.

При S₀/D₀ < 0,04 определяются устойчивостью контура. В этом случае предельные деформации можно рассчитать по формуле:

. (9.8)

где v – коэффициент Пуассона.

Определив коэффициент вытяжки, находят размеры заготовки. Количество проходов и геометрические размеры труб определяют последовательным расчетом до выхода на первый оправочный проход, что соответствует линии 0 – а – б (см. рис. 9.14).

Для определения размеров исходной заготовки для каждого оправочного прохода необходимо задаваться обжатиями по диаметру и толщине стенки. Обжатием по стенке DS – для случаев, когда толщина стенки трубы незначительно отличается от толщины стенки заготовки. Тогда при заданном значении DS₀ толщина стенки исходной трубы S_з = S₀ + DS, а ее наружный диаметр

D_з = µ[(D₀ – S₀)S₀ ]S_з + S_з (9.9)

Обжатие по диаметру DD целесообразно принимать для расчетов в случае волочения тонкостенных труб, толщина стенки которых значительно отличается от исходной толщины стенки заготовки. Тогда при заданном значении DD получаем:

, (9.10)

где d_з – внутренний диаметр заготовки.

Количество проходов и геометрические размеры труб определяют последовательным расчетом до выхода на ближайший размер заготовки, что соответствует штриховой линии (см. рис. 9.14). Полученный расчетом размер исходной заготовки корректируют на ближайший стандартный размер. По такой схеме в табл. 9.3 приведены в качестве примера расчеты маршрута изготовления стальных труб размером D_o×S_o = 6,0×1,0 мм при применении различных способов волочения.

Таблица 9.3. Маршруты изготовления стальных труб D_o×S_o = 6,0×1,0 мм

№№ прохода	I вариант			II вариант			III вариант
	Do×So		Волочение	D0×So		Волочение	Do×So		Волочение
–	57×3,5	–	–	57×3,5	–	–	57×4	–	–
1	46×2,5	1,72	В.к.о.	46×2,5	1.72	В.к.о	32×2,6	2,78	ХПТ55
2	40×1,68	1,69	В.к.о.	32×2,6	1,40	Б.в.	20×0,86	6,50	ХПТ32
3	35×1,5	1,65	В.к.о.	20×0,86	6,50	ХПТ32	13×0,92	1,48	Б.в.
4	31×0,81	1,69	В.к.о.	13×0,92	1,48	Б.в.	8,75×0,97	1,47	Б.в.
5	20×0,86	1,48	Б.в.	8,75×0,97	1,47	Б.в.	6,0×1,0×1,0	1,51	Б.в.
6	13×0,92	1,48	Б.в.	6×1,0	1,51	Б.в.	–	–	–
7	8,75×0,97	1,47	Б.в	–	–	–	–	–	–
8	6,0×1,0	1,51	Б.в	–	–	–	–	–	–

Примечание. В.к.о. – Волочение на короткой оправке; Б.в. – безоправочное волочение.

Расчет маршрутов волочения труб с применением ЭВМ. Разработан Ю.Ф. Шевакиным и А.М. Рытиковым на основе следующих основных принципов:

1. Учет изменения механических свойств металла трубы для каждого из переделов;

2. Использование для деформации трубы по диаметру способа безоправочного волочения, а для деформации трубы по толщине стенки – оправочного волочения;

3. Для сокращения парка технологического инструмента промежуточные размеры труб – ограничения нормальным рядом размеров труб по диаметру и толщине стенки, которые определяются конкретными условиями действующего оборудования цеха;

4. Ограничения размеров исходной заготовки сортаментом, соответствующим условиям кооперации трубоволочильного цеха с цехами горячей прокатки труб;

5. Рациональной организацией технологического процесса (выбором кратности заготовки, промежуточной резки и т.д.);

6. Возможность расчета маршрутов волочения и технико-экономических показателей технологического процесса с минимальным количеством входных параметров.

В алгоритме формирования маршрутов волочения (рис. 9.15), разработанном Ю.Ф. Шевакиным и А.М. Рытиковым, исходной информацией для расчета служат размеры готовой трубы: диаметр D₀; толщина стенки S₀, длина L₀ и материал трубы. В массив информации заносят данные о составе и характеристике оборудования, сортаменте заготовки и типоразмере инструмента на складе. Расчет ведут против хода технологического процесса: от размеров готовой трубы (D₀, S₀, L₀) – к заготовке (D_з, S_з, L_з). Выбор схемы волочения обусловлен технологическими ограничениями того или иного способа производства. В блоке 2 (см. рис. 9.15) определяется возможность изготовления трубы данного размера справочным волочением; минимально допустимый внутренний диаметр трубы d₀, достигнутый волочением на короткой закрепленной оправке, определяется возможностями установки и удержания оправки в очаге деформации. Если трубы данного размера невозможно изготовить волочением на оправке, то рассчитывают безоправочный проход с учетом предельных деформаций:

при S_к / D_к, < 0,04

, (9.11)

при S_к / D_к, > 0,04

, (9.12)

где v – коэффициент Пуассона, σ_т – предел текучести наклепанной трубы; F_тp – площадь выходного сечения трубы; Р – тяговое усилие; _вол – напряжение волочения.

После каждого безоправочного прохода определяют возможность волочения на короткой оправке и проверяют выход в область горячедеформированных заготовок (зона 1, см. рис. 9.15), т. е. соблюдение условий S_к–1 ≥ S_з min; D_к–1 ≥ D_min (блоки 4 и 5 на рис. 9.15). При невыполнении условий по толщине стенки S_к–1 < S_min добавляется еще один короткооправочный проход (к–2). При невыполнении условий по диаметру (D_к–i < D_min) вместо (к–1)-го оправочного прохода вводится безоправочный проход, и расчет повторяется до выхода в область горячедеформированных заготовок по диаметру и толщине стенки. При каждом i-том состоянии проверяется возможность выхода в область горячей деформации за один короткооправочный проход с применением допустимых вытяжек.

После определения размеров исходной заготовки и труб промежуточных размеров корректируют маршрут волочения с выходом на стандартные размеры заготовок и труб и перераспределяют деформации для облегчения отдельных проходов. При расчете технологических режимов принимают максимальные коэффициенты вытяжки, чтобы иметь минимум проходов. В табл. 9.4 приведены технологические маршруты волочения холоднотянутых труб разных типоразмеров, рассчитанные с применением ЭВМ.

Таблица 9.4. Технологические маршруты волочения труб, рассчитанные с применением ЭВМ

№№ прохода	Размер труб Dт×Sт, мм	Коэффициент вытяжки	Способ волочения	№№ прохода	Размер труб Dт×Sт, мм	Коэффициент вытяжки	Способ волочения
Применявшиеся маршруты				Маршруты, рассчитанные с применением ЭВМ
–	57×4,5	–	–	–	57×4,75	–	–
1	46×4,3	1,3	К.о.	1	40×4,4	1,58	К.о.
2	36×4,4	1,26	Б.о.	2	30×4,5	1,36	Б.о.
3	30×4,5	1,32	Б.о.
–	57×4,25	–	–	–	66×4,5	–	–
1	46×3,9	1,39	К.о.	1	48×3,9	1,51	К.о.
2	36×4,0	1,28	Б.о.	2	36×4,0	1,35	Б.о.
–	57×3,75	–	–	–	66×4,0	--	--
1	48×3,5	1,28	К.о.	1	48×3,5	1,59	К.о.
–	57×3,25	–	–	–	57×3,5	–	–
1	51×2,35	1,53	К.о.	1	51×2,4	1,6	К.о.
2	42×2,4	1,2	Б.о.	2	35×2,5	1,41	Б.о.
3	35×2,5	1,17	Б.о.
–	57×3,5	–	–	–	66×3,5	–	–
1	50×3,0	1,36	К.о.	1	50×3,0	1,55	К.о.
–	57×4,0	--	--	–	66×4,5	–	–
1	48×4,0	1,2	К.о.	1	48×4,0	1,49	К.о.
–	57×5,0	–	–	–	57×5,25
1	48×4,9	1,29	К.о.	1	40×5,0	1,55	К.о.
2	40×5,0	1,21	Б.о.

Примечание. Волочение: К.о. – короткооправочное, Б.о. – безоправочное.

Технологические маршруты комбинированного производства холоднодеформированных труб. Процесс изготовления холоднодеформированных труб является многоцикличным и включает операции химической и механической подготовки поверхности заготовки, прокатку на станах ХПТ или ХПТР, волочение, отделку на промежуточных и готовых размерах, термическую и химическую обработку, контроль качества и геометрических размеров, а также ряд других технологических операций.

Основой технологического процесса производства являются технологические режимы и маршруты деформации, при разработке которых выбирают оптимальное сочетание способов и режимов деформации (прокатка, волочение), технологические схемы и тип оборудования. В табл. 9.5 приведены некоторые маршруты изготовления холоднодеформированных труб из углеродистой стали для автомобильной промышленности.

Таблица.9.5. Технологические маршруты получения холоднодеформированных труб из стали 10

Проход, №	Маршрут Dз×Sз → Dт×Sт, мм	Изготовление		Промежуточные операции между прокаткой и волочением
1	2	3	4	5
	Исходная заготовка 57×5,5			Химобработка, осмотр, ремонт, повторно химобработка
1	57×5,5 → 32×3,35	ХПТ 55	2,94	Обрезка, химическая, термическая обработка, правка, забивка головок, химобработка
2	32×3,25 → 22×3,25	Б.о.в.	1,50	Обрезка головок, термообработка, правка, забивка головок, химобработка
3	22×3,25 → 16×3,5	Б.о.в.	1,44	Обрезка головок, химическая, термическая обработка, правка, обрезка концов, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 83×9,0			Химобработка, осмотр, ремонт, повторно химобработка
1	83×9,0 → 48×4,1	ХПТ 90	3,72	Порезка, химическая, термическая обработка, правка, подрезка, забивка головок, химобработка
2	48×4,1 → 39×3,5	К.о.в.	1,48	Обрезка головок, химическая, термическая обработка, правка, обрезка концов, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 68×4,0			Химобработка, осмотр, ремонт, повторно химобработка
1	68×4,0 → 60×2,9	К.о.в.	1,54	Обрезка головок, термообработка, правка, подрезка, забивка головок, химобработка
2	60×2,9 → 55×3,0	К.о.в.	1,40	Обрезка головок, химическая, термическая обработка, правка, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 57×4,5			Химобработка, осмотр, ремонт, повторно химобработка
1	57×4,5 → 32×2,4	ХПТ 55	3,32	Порезка, химическая, термическая обработка, правка, торцовка, химобработка
2	32×2,4 → 20×0,85	ХПТ 32	4,35	Порезка, химическая, термическая обработка, хим. обработка, забивка головок, химобработка
3	20× 0,85 → 14×0,9	Б.о.в.	1,45	Обрезка головок, термообработка, правка, забивка головок, химобработка
4	14×0,9 → 10×0,82	Б.о.в.	1,44	Порезка, обрезка головок, термообработка, правка, забивка головок, химобработка
5	10×0,82 → 8×0,95	Б.о.в.	1,28	Обрезка головок, термообработка, правка, подрезка, забивка головок, химобработка
6	8×0,95 → 6×1,0	Б.о.в.	1,40	Обрезка головок, химобработка, правка, обрезка концов, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 57×5,5			Химобработка, осмотр, ремонт, повторно химобработка
1	57×5,5 → 32×2,35	ХПТ 55	4,05	Порезка, химическая, термическая обработка, хим. обработка, забивка головок, химобработка
2	32 ×2,35 → 25×2,4	Б.о.в.	1,28	Обрезка головок, химическая, термическая обработка, правка, забивка головок, повторно химобработка
3	25×2,4 → 20×2,5	Б.о.в.	1,30	Обрезка головок, химобработка, правка, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 57×6,5			Химобработка, осмотр, ремонт, химобработка повторно
1	57×6,5 → 32×2,7	ХПТ 55	4,15	Порезка, химическая, термическая обработка, забивка головок, химобработка повторно
2	32×2,7 → 22×2,75	Б.о.в.	1,49	Обрезка головок, химобработка, правка, подрезка, забивка головок, подрезка, забивка головок, химобработка повторно
3	22×2,75 → 17,5×2,5	К.о.в.	1,42	Обрезка головок, химобработка, правка, обрезка концов, отделка, сдача ОТК
	Исходная заготовка 68×6,5			Химобработка, осмотр, ремонт, химобработка повторно
1	68×6,5 → 38×3,25	ХПТ 90	3,54	Порезка, химическая, термическая обработка, правка, торцовка, забивка головок, химобработка
2	38×3,25 → 33×2,7	К.о.в.	1,25	Обрезка головок, хим. обработка, правка, отделка, сдача ОТК

Примечание: Б.о.в. – безоправочное; К.о.в. – короткооправочное.

На каждый маршрут волочения труб составляется технологическая карта. В табл. 9.6 в качестве примера приведена технологическая карта волочения труб D₀×S₀ = 10,0×1,0 мм из углеродистой стали.

Изготовление капиллярных труб характеризуется наличием заготовочных проходов на станах холодной прокатки. В табл. 9.8 и 9.9 приведены технологические маршруты изготовления капиллярных труб из углеродистых сталей

На отечественных трубных заводах волочение КС-труб происходит, в основном, без оправки, с раздачей на длинной оправке. Волочение на короткой или плавающей оправке применяется редко из-за отсутствия высокоэффективных технологических смазок, обеспечивающих процесс без задиров и рисок, особенно труб специального назначения: электрополированных, безрисочных и др. Характерный технологический маршрут изготовления тонкостенных труб из КС-сталей типа 12Х18Н9Т приведен в табл. 9.8. Заготовка D×S = 32×1,8 мм получена предварительно холодной (теплой) прокаткой на станах ХПТ.

Таблица 9.6. Технологическая карта волочения труб D₀×S₀ = 10,0×1,0 мм из углеродистой стали

Проход, №	D, мм	S, мм	F, мм2	L, м		МП*1	Волочение	Fволрасч, кН	Pmaxтяг, кН	Промежуточные операции	nт, шт.	Масса, кг			Потери по mп*2
												1 п.м	трубы	всех труб
															%	кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
–	57	3,5	588,0	3,00	–	–	–	–	–	Забивка, травление, фос-фатирование	1	4,62	13,86	13,86	3,0	0,42
1	50	1,95	294,0	5,82	2,0	5,82	На подвижной оправке	192 (19,2)	300 (30)	Забивка, отжиг, правка, травление, фосфатирование	1	2,31	13,44	13,44	4,25	0,57
2	41	1,5	186,4	8,82	1,58	8,82	На неподвижной оправке	115 (11,5)	150 (15)	Разрезка, забивка, волочение в масляном виде	1	1,46	12,87	12,87	4,5	0,58
3	33	1,15	115,0	4,55	1,62	13,65	То же	75 (7,5)	150 (15)	Волочение в масляном виде	3	0,9	4,10	12,29	0,5	0,06
4	28	0,85	72,5	7,16	1,59	21,48	— “ —	46 (4,6)	80 (8)	Обрезка головки, забивка, отжиг, правка, травление, омеднение	3	0,57	4,08	12,23	3,55	0,44
5	19	0,92	52,1	9,59	1,39	28,77	Без оправки	18 (1,8)	80 (8)	Разрезка, обрезка головки, забивка, отжиг, правка, травление, омеднение	3	0,41	3,93	11,79	5,75	0,68
6	13,5	0,97	38,2	6,17	1,36	37,02	То же	13 (1,3)	80 (8)	Обрезка головки, забивка, отжиг, правка, травление, омеднение	6	0,30	1,85	11,11	4,25	0,47
7	10	1,0	28,3	8,00	1,35	48,00	— “ —	9 (0.9)	80 (8)	Окончательный отжиг, правка, обрезка концов, гидроиспытание, инспекция, взятие проб	6	0,22	1,77	10,64	7,75	0,82

^*1 Метропроходы, ^*2 Потери массы за проход.

Таблица 9.7. Маршрут изготовления труб D_з×S_зD₀×S₀ = 89×4,01,0×0,1 мм (сталь 10)

Проход, №	D×S, мм	Изготовление*1		Т.О.*2
0	89×4,0
1	57×2,9	ХПТ 90	2,17	+
2	32×1,2	ХПТ 55	4,25	+
3	18×0,45	ХПТ 32	4,63	+
4	15×0,47	Б.о.2	1,15
5	13×0,47	Б.о.	1,16	+
6	10,6×0,32	Д.о.	1,78
7	8,0×0,33	Б.о.2	1,13	+
8	7,44×0,22	Д.о	1,85
9	6×0,24	Б.о.2	1,15
10	4,1×0,24	Б.о.2	1,49	+
11	2,9×0,25	Б.о.2	1,40	+
12	2,3×0,15	Д.о.	2,03	+
13	1,66×0,082	Д.о.	2,78
14	1,0×0,1	Б.о.2	1,44	+

^*1 Б.о.2 – безоправочное через две волоки одновременно; Д.о. – длиннооправочное волочение; ^*2 Термическая обработка: «+» – есть, «–» – нет.

Таблица 9.8. Технологический маршрут изготовления труб D_з×S_зD₀×S₀ = 32×1,8  8×1,0  мм из КС-стали

Проход, №	D×S, мм	Изготовление		Наличие термообработки (+)
1	20×0,85	ХПТ 32	3,42	+
2	15×0,9	Б.о.в.*	1,28
3	12×0,94	То же	1,22	+
4	9×0,98	— “ —	1,22
5	8×1,0	— “ —	1,13	+

^* Б.о. – безоправочное волочение.

В табл. 9.9. приведены некоторые маршруты изготовления особотонкостенных холоднодеформированных труб из КС-стали

Таблица 9.9. Маршруты изготовления особотонкостенных труб из заготовки размером D_з×S_з = 80×4,0 мм.

Проход, №	D×S, мм	Изготовление	D×S, мм	Изготовление	D×S, мм	Изготовление
1	49×2,4	ХПТ 55	65×2,4	ХПТ 75	49×2,9	ХПТ 55
2	15×0,1	ХПТ55	57×1,2	ХПТ 55	32×1,9	ХПТ55
3	18×0,95	ХПТ 32	54×0,5	ХПТР30-60	18×1,2	ХПТ 32
4	15×0,1	Б.о.в.*	51,2×0,2	ХПТР30-60	16×0,45	ХПТР15-30
5	12×1,05	Б.о.в.			14×0,47	Б.о.в.
6	10×0,5	ХПТР 8-15			12×0,5	Б.о.в.
7	8×0,19	ХПТР8-15
8	7×0,195	Б.о.в.
9	6×0,2	Б.о.в.

• Б.о.в.^* - безоправочное волочение

• Комбинированный способ изготовления холоднодеформированных труб уменьшает количество проходов, что подтверждается примерами в табл. 9.10.

Таблица 9.10. Маршруты изготовления труб волочением и комбинированным способом

Проход, №	Волочение		Комб. способ		Волочение		Комб. способ
	Заготовка 57×3,5, мм		Заготовка 57×4,0, мм		Заготовка 57×3,5, мм		Заготовка 57×3,5, мм
1	50×1,95.	В.п.о.	38×2,3	ХПТ55	46×2,8	В.к.о.	32×1,9	ХПТ 55
2	41×1,5	В.к.о.	22×0,85.	ХПТ32	36×2,35	В.к.о.	22×2,0	Б.о.в.
3	33×1,15.	В.к.о.	16×0,90	Б.о.в.	30×1,85	В.к.о.
4	28×0,85	В.к.о.	12×0,95	Б.о.в.	22×2,0	Б.о.в.
5	19×0,92	Б.о.в.	10×1,0	Б.о.в.
6	13,5×0,97	Б.о.в.
7	10×1,0	Б.о.в.

Примечание. Волочение: в.п.о. – на подвижной; в.к.о. – на короткой оправке; б.о.в. – безоправочное волочение.

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

Холодное волочение труб размером D_т×S_т = 22×2,0 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 количество станов холодной прокатки превышает количество 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-, пяти-) 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 станах длиннооправочных – до 30 м, на короткооправочных и безоправочных – 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 высокопроизводительные длиннооправочные волочильных станы 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 длиннооправочного волочения труб. Технологический поток производства труб из углеродистых и легированных сталей таков, что трубы промежуточных и готовых размеров проходят термическую обработку в одной термической 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. 9.16). Трубные заготовки длиной до 16 м укладывают на приемное устройство 1, откуда по одной подают на рольганг, задающий ее конец в обжимную машину 2 для подготовки к волочению, затем заготовку транспортируют к зажимному приспособлению 3. Оправку длиной до 30 м рольгангом 4 подают 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 волочения труба с оправкой транспортирующим устройством 9 передается на рольганг 10, а затем транспортером 11 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 оправка попадает на рольганг 4 для повторного использования, а передельная труба поступает на рольганг 19, который ее транспортирует к устройству 20 обрезки обжатого конца трубы. Поперечным транспортером с рольгангом 21 труба подается в ковочную машину 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 очистку 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, гибку 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 мировая практика, – выбор оптимального сочетания холодной прокатки и волочения. Пример такого сочетания прокатного и волочильного оборудования – непрерывная поточная линия на одном из заводов в Англии (рис. 9.17) производства холоднодеформированных бесшовных труб диаметром 19…60 мм толщиной стенки 1,65…5,6 мм длиной до 13,7 м из низкоуглеродистой стали. Горячекатаные трубные заготовки длиной 5,2…6,1 м, зачищенные с обоих концов, после химической обработки поступают на станы холодной прокатки ХПТ-4½^″ и ХПТ-3½^″; 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.

Рис.9. Схема комбинированной линии волочения труб из цветных металлов (1-10 см.текст)