2.15 Общее устройство трубоформовочных станов и прессов

Удельный вес сварных труб в общем производстве непрерывно растет, что объясняется высокой технологичностью и экономической целесообразностью получения такой продукции высокого качества. Такие изделия изготавливают разными способами сварки (Далее "сварка" - "Св."; ):

• печной;

• в защитном газе;

• электросваркой.

Печной сваркой изготавливают стыковые соединения труб диаметром от 10 до 114 мм при толщине стенки 2...5 мм. Этот способ производства водогазопроводных изделий является наиболее продуктивным. Трубосварочные станы привычно имеют 6...12 формовочно-сварочных клетей дуо. Для последующей, после Св., обработки изделий используют многоклетьевые редукционные и калибровочные станы.

Исходным продуктом являются штрипсы (ленты) из конструкционной низкоуглеродистой стали (обычно до 0,18% С). Штрипс в рулонах с размотчика подается в нагревательную туннельную печь, где сталь нагревается до 1280...1320° С. По выходе из печи кромки штрипса обдуваются воздухом, что повышает температуру кромок до 1390...1480° С, кроме этого, сталь очищается от окалины и шлака. Затем штрипс попадает в формовочно-сварочный стан с горизонтальными и вертикальными консольными валками, имеющими соответствующие ручьи. В первой вертикальной паре валков полоса обращается на угол 220...270°.

Перед следующей парой уже горизонтальных валков кромки штрипса вторично обдуваются воздухом, часто обогащенным кислородом, что повышает температуру металла кромок до 1500° С. При этом сопло одновременно обеспечивает направление штрипса в Св. валки, где штрипс скручивается в трубу, кромки стали соединяются и происходит их Св.. В следующих валках создается усилия для протяжки штрипса через печь и формовочные валки и для дополнительного обжатия, которое улучшает качество шва.

Характерной чертой получения труб этим способом является неравномерное распределение температуры по сечению полосы. Кромки штрипса должны иметь достаточно высокую температуру, чтобы обеспечить получение качественнойСв.. Одновременно с этим более низкая температура средней части штрипса позволяет сохранить достаточную прочность для надежной транспортировки его через печь и формовочную клеть. Неравномерный нагрев штрипса по сечению обеспечивается соответствующим регулированием пламени горелок печи. Кроме этого, двойной обдув кромок также способствует их разогреву вследствие некоторого сжигания поверхностного слоя металла полосы.

Привычно после формовочно-сварочного стана труба, имеющая температуру до 1000° С, сразу поступает на редукционный стан для уменьшения диаметра(редуцирования). Процесс редуцирования представляет собой прокатку на многоклетьевом непрерывном стане без применения оправки. Привычно прокатку выполняют со значительным натяжением между клетями, в результате чего уменьшается не только диаметр трубы, но и толщина стенки.

Многоклетьевые (до 20 клетей) редукционные станы имеют двух-или трехвалковые клети, причем наиболее распространены двухвалковые. Оси валков наклонены к горизонту на 45° и относительно друг друга на 90°. Редукционные станы используют для производства труб широкого сортамента диаметром 6...80 мм. В качестве исходных служат изделия диаметром до 180 мм и выше. При редуцировании используют круглые калибры, относительное уменьшение диаметра в каждом из которых составляет 7...14%.

Применение редукционных станов позволяет расширить сортамент станов печной сварки, используя только один или несколько исходных размеров труб. После редукционного стана привычно выполняют прокатку на калибровочном стане, состоящего из трех клетей: двух крайних горизонтальных и средней с вертикальными валками. Назначение калибровочного стана - увеличить точность размеров трубы по диаметру.

На рис. 4.15 приведена схема расположения оборудования стана. Технологический процесс строится таким образом, что к заднему концу ленты данного рулона приваривается передний конец следующего рулона. Это создает непрерывность процесса формирования. Чтобы избежать остановки стана, за сварочной машиной концов рулонов есть петлеобразователь, где накапливается лента длиной, достаточной для нормальной работы печи и формовочного стана при некоторых задержках на Св. концов. Исходя из формовочного агрегата, труба попадает в 14-клетьевой редукционный стан и затем в калибровочный. Разрезание изделия на мерные длины производится летучей пилой на ходу.

Производительность таких станов может составлять 250 тыс. т в год, она зависит от сортамента и скорости выхода трубы из стана, которое принимается от 90 до 300 м/мин и выше.

Производство труб электросваркой получило большое распространение, так как при этом способе получают изделия с тонкой стенкой (0,5 мм и меньше), большим диаметром (до 2400 мм и более), хорошо выполненным швом и высоким качеством поверхности. Промышленное значение получили несколько способов производства изделий. Наиболее распространенное - Св. под флюсом с прямым или спиральным швом. Трубы малого и среднего диаметров (6...630 мм), используемые главным образом в качестве конструкционных и нефтегазопроводных, получают Св. сопротивлением переменным и постоянным током и дуговым нагревом кромок свернутой полосы плавящимся электродом.