20. Производство сварных труб

Сварные трубы получают из плоской заготовки – ленты, называемой штрипсом, или из листов, ширина которых обычно соответствует длине окружности трубы. Сварные трубы изгото­вляют несколькими способами: печной сваркой (встык и вна­кладку), электрической и газовой сваркой.

Способом печной сварки изготов­ляют трубы главным образом встык диаметром от 10 до 114 мм при толщине стенки 2–5 мм. Для печной сварки применяется мало­углеродистая сталь (С ≈ 0,3 %). Сварка труб встык выполняется на цепных и непрерывных станах.

Процесс изготовления труб сваркой встык на цепных станах обычно начинают с того, что у одного конца полосы обрезают углы, а сам конец загибают. Схема процесса получения труб сваркой встык показана на рис. 22. Затем заготовку нагревают в печи до свароч­ной температуры 1300–1350 °С. После чего специальными клещами (при малых диаметрах труб к заготовке при­варивается стержень для за­хвата его клещами) захваты­вают за загнутый конец полосы (при­варенного стержня) и протягивают её через во­ронку, в которой она одновременно сворачивается в трубу и бла­годаря давлению сваривается встык.

Рис. 22. Схема процесса получения труб сваркой встык:

1 – заготовка; 2 – воронка; 3 – специальные клещи

Окалина перед сваркой сби­вается струей сжатого воздуха. После сварки трубы проходят через калибровочный стан, правильную машину, холодильник и затем поступают на окончательную отделку.

В настоящее время сварку труб встык производят в непрерыв­ных станах, состоящих из 6–12 клетей, в которых валки имеют круглые калибры. В этих станах размотанная с рулона лента вна­чале проходит роликовую правильную машину, а затем поступает в узкую длинную (до 40 м) газовую печь, где она нагревается до 1300–1350 °С.

По выходе из печи лента попадает в непрерывный прокатный стан, где она формуется в трубу и сваривается встык. После выхода из стана труба на ходу разрезается специальной пилой на куски требуемой длины и далее поступает на калибровочный стан, холодильник и окончательную отделку. Производительность всего агрегата достигает 200–250 тыс. т труб в год.

Сваркой внакладку получают трубы диаметром до 400 мм (сейчас этот способ применяется редко).

В промышленности приме­няется несколько способов производства труб электросваркой. Наибольшее распространение имеет способ получения труб контактной сваркой сопротивлением. В этом случае изготавливают трубы диаметром от 6 до 630 мм и толщиной стенки от 0,15 до 20 мм.

Исходным материалом здесь служит светлая холоднокатаная лента в рулонах или полосы, а для труб больших диаметров – листовая заготовка, которая предварительно очищается от окалины и ржавчины травлением или обдувкой металлическим песком.

Ленты и полосы свертываются в холодном состоянии в трубу в формовочных (профилезагибочных) непрерывных двухвалковых станах дуо с числом клетей от 5 до 12 в зависимости от размера труб. На рис. 23 показаны последовательность процесса свертывания трубы и расположение валков в шестивалковом стане. Четвертая пара, как видно из рисунка, расположена вертикально. По выходе из последней клети стана трубная заготовка поступает в электро­сварочный агрегат, где специальными роликовыми электродами. Кромки трубы плотно прижимаются друг к другу и одновременно свариваются. Образовавшийся во время сварки наплыв сострагивается при движении трубы вперед. После сварки трубы проходят правку с калибровкой и дальнейшие отделочные опе­рации.

Кроме производства электросварных труб контактной сваркой сопротивлением, применяются контактная сварка оплавлением (реже), электродуговая сварка под слоем флюса с прямым и со спиральным швом. Способом электродуговой сварки под слоем флюса изготовляют трубы большого диаметра, которые исполь­зуются главным образом для транспортировки газа, нефти и нефте­продуктов.

Рис. 23. Последовательность процесса свертывания трубы из полосы в шести парах валков профилезагибочного стана

Трубы с прямым швом изготовляют диаметром 426–1420 мм при толщине стенки 6–13 мм, а трубы со спиральным швом – диаметром 150–720 мм при толщине стенки 5–10 мм.

При производстве труб дуговой сваркой под слоем флюса с прямым швом подготовленный лист вначале формуется на листогибочных вальцах или прессах, затем сваривается снаружи и изнутри.

Внутренняя сварка осуществляется сварочной головкой, перемещающейся внутри трубы на тележке со штангой. Сваренные трубы поступают дальше на отделочные операции: калибровку, правку и гидравлическое испытание.

Основными операциями при сварке труб со спиральным швом являются: свертывание трубы по спирали, сварка шва и отрезка. Все эти операции осуществляются на автоматическом трубосва­рочном стане, имеющем соответственно три основных механизма для подачи ленты, формовки, сварки и отрезки. Производитель­ность таких станов составляет 450–500 м труб в смену.

В последнее время трубы диаметром от 12,5 до 219 мм начали изготавливать и индукционной сваркой. При изготовлении труб из высоколегированных ста­лей находит применение атомно-водородная и аргоно-водородная сварки.