Холодная прокатка стальных труб - Розов Н.В.

Глава II. Основы теории и способы прокатки труб

3. Способы холодной прокатки труб. Коэффициенты деформации

Глава III. Производство трубной заготовки

Глава IV. Подготовка трубной заготовки и отделка труб

5. Покрытие труб перед холодной прокаткой

3. Главный привод стана, приводные механизмы и уравновешивающие устройства

9. Стан ХПТК50 для прокатки конических труб

1. Техническая характеристика станов
2. Конструкция станов

Глава VII. Инструмент станов холодной прокатки труб

2. Ролики, оправки и направляющие планки стана ХТПР

Глава VIII. Технологические схемы и план расположения оборудования цеха

2. Технологические схемы комбинированного способа производства труб

3. Расчет калибровок и технологических карт

Глава IX. Прокатка труб на станах ХПТ и ХПТР

2. Прокатка труб из углеродистых и низколегированных сталей

3. Прокатка труб из труднодеформируемых сталей

6. Виды брака труб, способы его предупреждения и устранения

Глава X. Контрольно-измерительные приборы и средства механизации и автоматизации производства труб

5. Механизация и автоматизация производства

6. Автоматизация управления процессами горения в термических печах

Глава XI. Контроль качества, испытания и приемка труб
2. Технологические и механические испытания

3. Покраска, маркировка, упаковка и сдача труб

2. Правила при работе на станах, станках и машинах

3. Правила при работе на складах, в травильном отделении, у печен и у электродвигателей
4. Оказание первой помощи при несчастных случаях

Author: Розов Н.В.

Tags: технология обработки без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления машиностроение металлические конструкции стальные конструкции трубопроводы трубы

Year: 1977

Similar

Машины и агрегаты трубного производства

Холодная сварка труб.

Ковка и объемная штамповка

Холодная объемная штамповка. Справочник.

Text

Н. В. РОЗОВ
ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА
СТАЛЬНЫХ ТРУБ
Под редакцией канд. техн. наук К. Ф. МИЛЕННОГО
ОДОБРЕНО УЧЕНЫМ СОВЕТОМ
ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА
СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР
ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ
В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНИКА ДЛЯ СРЕДНИХ
ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИХ УЧИЛИЩ
&
Москва «Металлургия» 1977

УДК 621.774
Рецензенты: проф. докт. техн. наук И. Я. Потапов,
инж. И. Я. Клур
АННОТАЦИЯ
Изложены основные сведения по «производству стальных,
труб холодной прокаткой и особенности изготовления труб
из легированных сталей. Рассмотрены основы теории
прокатки, способы и технология холодной прокатки труб, а
также основные типы и конструкции станов холодной
«прокатки труб. Даны необходимые сведения яо
технологическому инструменту, подготовке труб к холодной прокатке,
термической обработке и отделке труб. Приведены сведения
о контрольно-измерительных приборах, механизации и
автоматизации производства, а также о технике безопасности
при -изготовлении труб.
Книга предназначена для подготовки в профессионально-
технических училищах квалифицированных рабочих со
средним образованием по профессии вальцовщик стана
холодной прокатки труб. Может быть использована для
повышения квалификации рабочих всех специальностей цехоа
холодной прокатки и волочения труб.
Издательство «Металлургия» 1977
31010—140
Р 57—77
040@1)-77

Оглавление
Предисловие 5
ГЛАВА I. МЕТАЛЛЫ И ИХ СВОЙСТВА 7
1. Общие понятия о сталях и сплавах. Марки и химический состав . . 7
2. Механические свойства стали * * 10
ГЛАВА II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И СПОСОБЫ ПРОКАТКИ ТРУБ 12
1. Пластическая деформация. Наклеп и рекристаллизация 12
2. Сущность процесса прокатки 13
3. Способы холодной прокатки труб. Коэффициенты деформации ... 18
ГЛАВА III. ПРОИЗВОДСТВО ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ 26
1. Технические условия 26
2. Винтовая прокатка 27
3. Прессование 33
4. Сварка . 34
5. Холодное волочение 37
ГЛАВА IV. ПОДГОТОВКА ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ И ОТДЕЛКА
ТРУБ 39
1. Инспекция, разрезка, обточка и расточка заготовки 39
2. Термическая обработка 40
3. Нагревательные устройства , 47
4. Травление, промывка и сушка труб 54
5. Покрытие труб перед холодной прокаткой 61
6. Ремонт и отделка труб . . . „ , , 63
7. Правка, обрезка и разрезка труб 67
ГЛАВА V. ОБОРУДОВАНИЕ ВДЛКОВЫХ СТАНОВ
ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ (ХПТ) 69
1. Техническая характеристика станов , 69
2. Рабочая клеть , ? . 76
3. Главный привод стана, приводные механизмы и уравновешивающие
устройства л 79
4. Подающе-поворотный механизм . . . . ч „ 82
5. Патроны и люнеты стана , 87
6. Стол загрузки, выдачи и резки труб . .А 91
7. Устройства для теплой прокатки труб .•.,..* 95
8. Многониточные станы ХПТ . . . . „ л 96 .
9. Стан ХПТК50 для прокатки конических труб 98
10. Электрооборудование 100
ГЛАВА VI. ОБОРУДОВАНИЕ РОЛИКОВЫХ СТАНОВ
ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ (ХПТР) И РЕМОНТ 101
1. Техническая характеристика станов 101
2. Конструкция станов 101
3. Ремонт оборудования . . ш , . 106
3

ГЛАВА VII. ИНСТРУМЕНТ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
ТРУБ
на
1. Калибры валков и оправки стана ХПТ ..../: 110
2. Ролики, оправки и направляющие планки стана ХПТР .... 114
3. Калибровка инструмента, станов ХПТ 116
4. Калибровка инструмента станов ХПТР 119
ГЛАВА VIII. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ПЛАН
РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА 121
1. Технологические схемы производства холоднокатаных труб . . . . 121
2. Технологические схемы комбинированного способа производства труб 125
3. Расчет калибровок и технологических карт 127
4. Потери металла при изготовлении труб 131
5. План расположения оборудования цеха 133
ГЛАВА IX. ПРОКАТКА ТРУБ НА СТАНАХ ХПТ И ХПТР ... 136
1. Подготовка стана к работе . 136
2. Прокатка труб из углеродистых и низколегированных сталей ... 143
3. Прокатка труб из труднодеформируемых сталей 152
4. Теплая прокатка труб 154
5. Прокатка труб переменного сечения 155
6. Виды брака труб, способы его предупреждения и устранения 158
7. Производительность станов ... 161
ГЛАВА X. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И
СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ . И АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ 163
1. Сортамент. Допуски на размеры 163
2. Контроль геометрических размеров 165
3. Дефект.оскоцы : : 166
4. Измерительные приборы 168
5. Механизация и автоматизация производства 170
6. Автоматизация управления процессами горения в термических печах 174
7. Автоматизация станов ХПТ 175
ГЛАВА XI. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА, ИСПЫТАНИЯ И ПРИЕМКА
. . . ТРУБ •..'.¦.¦.,<......'. 177
1. Цель и- содержание контроля качества труб 177
2. Технологические и механические испытания 177
3. Покраска, маркировка, упаковка и сдача труб 179
ГЛАВА XII. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 180
1. Общие правила ..." 180
2. Правила при работе на станах, станках и машинах 181
3. Правила при работе на складах, в травильном отделении, у печен и
у электродвигателей 182
4. Оказание первой помощи при несчастных случаях 182
Список литературы 183
4

Предисловие
Металлургическая промышленность является базой, на
основе которой развиваются (многие отрасли промышленности.
Черная и цветная металлургия поставляют -чугун, сталь, медь,
алюминий и другие металлы в виде проката, отливок и
поковок. Особое место среди выпускаемых изделий занимают
трубы. Уровень развития трубного производства в значительной
степени определяет развитие многих важнейших отраслей
народного хозяйства.
В решениях XXV съезда КПСС намечено в десятой
пятилетке увеличить выпуск экономичных видов проката, в том числе
стальных труб. Одновременно с общим увеличением выпуска
труб должен возрасти выпуск труб с антикоррозионными
покрытиями и упрочняющей термической обработкой.
Предусматривается создание новых мощностей по производству
газопроводных труб больших диаметров, высокопрочных бурильных
и обсадных труб, тонкостенных бесшовных и электросварных
труб, которые изготовляют способами холодной прокатки и
холодного волочения.
О стремительных темпах развития металлургической
промышленности страны свидетельствуют следующие цифры. Если
в 1970 г. уровень производства чугуна составил 85,9 млн. т,
стали Мб млн. т, проката 80,6 млн. т, то уже в 1976 г. эти
основные показатели выроюли соответственно до 105; 145;
101 млн. т.
Одновременно с общим развитием металлургии шло в
ускоренном темпе и развитие производства стальных труб. К конну
1976 т. трубная промышленность выпустила 16,8 млн. т труб.
Фактически трубное производство почти полностью выросло в
советское щемя: были построены новые трубные заводы — Пер-
воуральский, Никопольский, Таганрогский, Челябинский и др.;
новые трубные цехи; на ряде металлургических заводов
оснащены новыми трубными станами старые цехи.
Особенно быстро увеличилось производство труб, когда
трубные заводы начали получать оборудование с
отечественных машиностроительных заводов — УЗТМ, ЭЗТМ и др. В это
время был построен ряд трубоволочильных цехов для
производства холоднодеформированных труб, т. е. труб,
изготовляемых холодной прокаткой и холодным волочением. Холодноде-
формированные трубы отличаются высокой точностью
изготовления и качеством. .Этим способом производят особотонкостен-
ные, капиллярные, электрополированные, прецизионные и
другие трубы.
Быстрому развитию производства
холоднодеформированных тру1б -способствовали широкие наследования «по теории и
практике холодной прокатки и волочения труб. Труды
советских ученых А. И. Целикова, П. Т. Емельяненко, В. В. Носаля,
5

Ю. Ф. Шева'кина, М. И. Гриншпуна, Я. Е. Осады, В. А. Вер-дер ею -
ского, П. И. Орро, О. А. Семенова, И. Л. Перлина и других
раскрыли особенности процесса холодной прокатки, волочения
труб, способствовали их интенсификации и совершенствованию
конструкции станов холодной прокатки и трубоволочильных
станов и улучшению качества готовой продукции.
Работы ino совершенствованию станов .и процесса холодной
прокатки продолжаются и в настоящее время. Тематика их
широка: увеличение длины очага деформации; теплая прокатка
труб; применение калибров уменьшенных размеров; снижение
массы клети, и повышение быстроходности станов; деформация
металла только ори щряшом ходе клети; многониточная
прокатка; улучшение калибровки инструмента и технологии
подготовки исходной заготовки.
Наиболее эффективными направлениями модернизации
станов холодной прокатки труб следует считать перевод их на
двухниточную прокатку и применение клетей с двумя
последовательно расположенными парами валков (тандем).
Оборудование трубоволочильных цехов весьма сложно.
Обслуживание, безаварийная работа на них, получение гогговой
продукции высокого качества при высокой производительности
труда требуют высокой квалификации. Подготовка рабочих
высокой квалификации осуществляется в профессиональных
училищах, которые в настоящее время являются одним из
основных резервов, где промышленность черпает свои кадры.
Цель настоящей книги — ознакомить читателя с
существующими способами холодной прокатки труб, с оборудованием и
технологией производства холоднокатаных труб, с
направлениями в развитии этого производства. Книга позволит
читателю получить необходимые знания для овладения профессией
вальцовщика станов холодной прокатки труб.

глава i Металлы и их свойства
1. Общие понятия о сталях и сплавах.
Марки и химический состав
Основным металлом для производства труб служит сталь,
хотя трубы производят также из чугуна и цветных металлов.
Сталь — железоуглеродистый сплав, содержащий до 2%
углерода (чаще до 1,5%) и .постоянные примеси: марганец (до
0,8%), кремний (до 0,4%), фосфор (до 0,07%), серу (до
0,06%). Некоторые из них (сера, фосфор) отрицательно
-оказываются на механических свойствах стали. В трубном
производстве применяют также легированные стали, в состав
которых для улучшения их качества вводят хром, никель, молибден,
вольфрам, титан и другие элементы.
Существует более 1500 марок углеродистых и легированных
сталей.
При производстве труб широко используется основное
свойство стали — пластичность, способность изменять свою форму
и размеры без разрушения под действием внешней нагрузки в
холодном или нагретом состоянии. Пластичность стали
повышается при ее нагреве до определенной температуры.
Трубы изготовляют из углеродистой стали обыкновенного
качества, из стали углеродистой качественной конструкционной,
из -стали .высококачественной, из низколегированной и
легированной конструкционной стали, из сплавов
высоколегированных коррозионностойких (нержавеющих), жаростойких и
жаропрочных. В сталях, идущих на изготовление труб, содержание
углерода обычно не превышает 1,1%.
Сталь углеродистую обыкио-веннаго качества (с
.повышенным содержанием серы — до 0,05% и фосфора — до 0,04%)
обозначают буквами Ст и условными номерами от 0 до 6,
например Ст 0, Ст 1 до Ст 6. Здесь цифры указывают на среднее
содержание углерода в десятых долях процента. Сталь
подразделяют на три группы: А, Б, В (в марках указывают только
группы Б и В, например БСт 5сп). Стали группы А
поставляют по механическим свойствам, группы Б — по химическому
составу, группы В — по механическим свойствам и химическому
составу. Степень раекжленноюти стали указывают так. Еслп
после марочного обозначения стоят буквы «кп», то это значит
сталь кипящая, «пс» — сталь полуспокойная, без указанных
букв — сталь спокойная.
Качественные стали поставляют по химическому составу и
•механическим свойствам и подравделяют на >две группы:
группа 1 — с нормальным содержанием марганца (до 0,8%) и
группа II — с повышенным содержанием марганца (до 1,2%).
Марки сталей обозначают цифрами, указывающими среднее содер-
7

жание углерода в сотых долях процента, буквами пс, юп и
буквой Г, указывающей повышенное «содержание марганца. Стали
группы I @8 кп, 15...85) включают 18 марок, стали группы II
(от 15 Г до 70Г) включают 11 марок.
Чтобы дать краткую характеристику химического состава
легированной стали, принята буквенно-цифровая система.
Легирующие элементы обозначают следующими буквами:
Азот
Алюминий
Бериллий
Бор
Ванадий
Вольфрам
— А
—Ю
— Л
— Р
_ ф
— В
Кобальт
Кремний
Марганец
Медь
Молибден
. Никель
-К
— С
— г
-д
—м
,—н
Ниобий
Селен
Титан
Фосфор
Хром,
Цирконий
— Б
— Е
— Г
— п
— X
— ц
Содержание углерода характеризуется числом, стоящим
слева от буквенного обозначения марки стали или сплава. Для
всех конструкционных сталей это число двузначное и
соответствует сотым долям процента среднего содержания углерода в
стали. В марках высоколегированных сталей и сплавов число
слева от буквенных обозначений указывает на содержание
углерода в стали в сотых долях процента. Слева ставятся также
цифра 0, что обозначает, что в стали содержание углерода
меньше 0,08%, и цифры 0,0, что соответствует содержанию
углерода © стали меньше 0,04%. Содержание легирующих
элементов, если оно превышает L%, ставят после соответствующей
буквы в целых единицах. Например, в хромомолибденовой
стали Х5М содержится около 5% хрома и 1% молибдена.
Название марок сплавов включает перечень легирующих элементов
(например, хромомарганцевокремнистая улучшенная сталь
обозначается ЗОХГСА).
Указанная в конце обозначения марки стали буква А
показывает, что металл высококачественный, т. е. содержание в
нем вредных примесей фосфора и серы понижено (обычно не
более 0,035% серы и 0,03% фосфора). Буква А, помещенная в
середине условного обозначения марки стали, означает
содержание азота в химическом составе этой стали.
Содержание титана в ряде марок стали дано в зависимости
от содержания углерода по формуле 5 С—0,6 или по формуле
(С—0,02) 5—0,7. Это означает, например, что содержание
титана для стали с 0,08—0,12 С по формуле (С—0,02) 5—0,7
колеблется от @,08—0,02) 5—0,7% =0,3—0,7% и до @,12—0,02)
5—0,7=0,5—0,7%.
Для изготовления труб применяют более 350 марок стали.
Химический состав и свойства их приведены в справочниках1.
В табл. 1 приведен химический состав некоторых сталей и
сплавов для труб, изготовляемых холодной прокаткой.
1 См. Розов Я. В. Масса одного метра труб. Справочник, 1974. 592 с.
8

Химический сосуде, %, иск ры,.
изготовляемых холод
Марка стали
Si
Мп
Сг
Ni
Ti
Си
не более
Углеродистые и низколегированные стали
10
20
35
15Х
20Х
ШХ15
0,07—0,14
0,17—0,24
0,32—0,40
0,12—0,18
0,17—0,23
0,95—1,05
0,17—0,37
0,17—0,37
0,17—0,37
0,17—0,37
0,17—0,37
0,17—0,37
0,35—0,65
0,35—0,65
0,50—0,80
0,4—0,7
0,5—0,8
0,2—0,4
<0,15
<0,25
^0,25
0,7—1,0
0,7—1,0
1,3—1,65
<0,25
<0,25
<0,25
^0,25
<0,25
^0,30
^0,25
^0,25
<:0,25
<0,2
<0,2
<0,20
0,040
0,040
0,040
0,035
0,035
0,035
0,035
0,040
0,040
0,035
0,035
0,035
Высокоуглеродистые и среднелегированные стали
со
45
40Х
ЗОХГСА
12ХНЗА
12Х18Н9
12Х18Н10Т
08X13
* Определяете
** Определяв!
0,45—0,50
0,36—0,44
0,28—0,34
0,09—0,16
«U 2
«Ы2
^0,08
:я по формуле (
хя по формуле
0,17—0,37
0,17—0,37
0,9—1,2
0,17—0,37
<0,8
^0,8
^0,6
С-0,02M-0,7.
5С-0,6.
0,50—0,80
0,5—0,80
0,8—1,1
0,3—0,6
<0,25
0,8—1,1
0,8—1,1
0,6—0,9
Нержавеющие
1,0—2,0
1,0—2,0
<0,6
17,0—19,0
17,0—19,0
12,0—14,0
<0,25
^0,25
^0,25
2,75—3,15
стали
8,0-9,5
9,0—11,0
—
Ti*
Ti**
:0,25
:0,20
:0,20
*0,2
0,040
0,035
0,025
0,025
0,020
0,020
0,025
0,040
0,035
0,025
0,025
0,035
0,035
0,030

2. Механические, свойства стали
Механические свойства стали характеризуются временным
сопротивлением разрыву, пределом упругости, пределом
текучести, удлинением, ударной вязкостью и твердостью. Эти
свойства стали определяют путем растяжения образцов на
специальной машине и при испытании образцов на ударную вязкость;
твердость замеряют .на специальных приборах.
Испытанию на растяжение подвергают стандартные
круглые или плоские образцы, а также образцы, вырезанные
непосредственно из трубы. При небольших диаметрах испытыва-
ется отрезок трубы. При испытании на растяжение образцы
захватываются с обоих концов при помощи специальных
зажимов разрывной машины. Эти зажимы в свою очередь
закладываются в патрон разрывной машины, которая медленно
растягивает образец. При растяжении образец постепенно
удлиняется. Сталь обладает свойством упругости, так как растянутый
или сжатый внешней силой стальной образец восстанавливает
свои первоначальные размеры после снятия нагрузки,
вызвавшей изменение этих размеров. Однако сталь обладает этим
свойством, пока внешняя сила не достигла некоторой
предельной величины. При превышении этого предела нагрузки, образец
не возвращается к первоначальным размерам/т. е. теряет упру-'
гость. Напряжение, соответствующее нагрузке, при которой
теряется упругость металла, называется пределом упругое-
т и. Это напряжение «измеряется «в Н/«м2 (югс/мм2).
При дальнейшем увеличении нагрузки наступит момент,
когда образец станет удлиняться без увеличения нагрузки.
Напряжение, соответствующее этой нагрузке, называется
пределом текучести. Для дальнейшего удлинения образца после
предела текучести необходимо увеличить нагрузку.
Максимальная нагрузка, которую может выдержать образец без
разрушения, называется временным сопротивлением
разрыву.
При испытании образца на разрыв определяется его
удлинение, которое выражаете** в процентах от первоначальной
длины и называется относительным удлинением.
Относительное удлинение
6 = i^fe- 100%,
где k — первоначальная длина образца;
I — длина образца после разрыва.
Удлинение образца характеризует пластичность металла.
Чем удлинение выше, тем металл пластичнее, и наоборот.
На рис. 1 приведена диаграмма растяжения образца. По
вертикальной оси отложены значения напряжений (нагрузка,
отнесенная к единице площади), действующих в поперечном
сечении образца, а по горизонтальной — удлинение образца в
»
ю

Временное
сопротивление разрыву
Д
1 В /В Предел текучести.
\А Предел упругости
Рис.
Удлинение
Диаграмма
растяжения
процентах. При увеличении нагрузки и соответствующих
напряжений от первоначальной до напряжений в точке А (предел
упругости) удлинение растет прямо пропорционально
напряжению и длине образца и обратно пропорционально площади
поперечного сечения образца. Точка Б соответствует пределу
текучести, напряжению, при котором
образец удлиняется до точки В без
увеличения нагрузки. При дальнейшем
возрастании нагрузки образец
удлиняется до временного сопротивления в
точке Г и затем дальнейшая
деформация металла происходит при
уменьшенной растягивающей нагрузке до
точки Д, где под действием нагрузки
металл разрушается.
Механические испытания на
растяжение образцов производятся по ГОСТ
10006—73.
Ударная вязкость — это работа, которую нужно
затратить, чтобы разрушить образец стандартных размеров с
помощью удара. Испытания проводят на маятниковом копре на
поперечных образцах, которые имеют размеры: длина 55 мм;
ширина и высота — по 10 мм. Ударная вязкость
характеризуется работой, затраченной на разрушение образца, отнесенной
к рабочему поперечному сеченцю образца (кгс-м/см2).
Испытания проводят согласно ГОСТ 9454—60, ГОСТ 9455—60 и ГОСТ
6996—66 при температуре —40 или —60°С.
Для определения твердости существуют специальные
приборы. Наиболее распространен пресс Бринелля. На прессе
Бринелля твердость определяется путем вдавливания
стального закаленного шарика диаметром 10 мм в тело трубы или
взятый от нее образец. Шарик вдавливается в поверхность металла
трубы или образец с определенной силой, причем на
поверхности получается отпечаток в виде лунки. Чем меньше диаметр
отпечатка, тем выше твердость стали, и наоборот. Каждому
отпечатку соответствует число твердости по Бринеллю. Для
определения твердости имеются еще приборы Шора, Виккерса и
другие, но обычно техническими условиями на трубы твердость
задается числом Бринелля.

Глава II. ОСНОВЫ ТСОрИИ
и способы прокатки труб
1. Пластическая деформация.
Наклеп и рекристаллизация
Твердые металлы имеют кристаллическое строение. Атомы,
составляющие кристаллические тела, располагаются в
определенном порядке, периодически повторяясь в пространстве и
образуя так называемую пространственную решетку.
Элементарные ячейки этой решетки имеют форму объемноцентрированно-
го куба, гранецентрированного куба или гексагональную форму.
Приложение внешних сил к телу вызывает появление
внутренних сил, ведущих к изменению в нем межатомных
расстояний. В результате изменяется форма тела, тело деформируется.
Деформация металла может быть упругой и пластической.
Если форма тела после удаления причины деформации
восстанавливается, то такая деформация называется упругой.
Деформация, оставшаяся после удаления причины, вызвавшей ее,
называется остаточной.
При обработке металлов давлением телу .придаются заданные
форма и размеры в результате достижения определенной
остаточной (пластической) деформации, при этом металл должен
переносить остаточную деформацию без разрушения связи
между зернами. Пластическая деформация может происходить
в результате скольжения отдельных элементов одного зерна
относительно другого; изменения атомной решетки в одной части
кристалла путем поворота ее на некоторый угол (двойникова-
ние) или перемещением одних зерен относительно других.
Первых два вида пластической деформации называются внутри-
кристаллитной деформацией, при перемещении зерен — меж-
кристаллитной деформацией. В результате пластической
деформации изменяется структура металла, так как происходит из-,
менение формы зерен и изменение их ориентировки—они
обычно вытягиваются в направлении деформации. При большой
степени деформации зерна могут вытянуться так, что
превратятся в длинные нити. Такая деформированная структура
называется строчечной. С увеличением степени деформации
беспорядочно ориентированные зерна металла переходят в
упорядоченное состояние с ориентировкой всех зерен в одном
направлении. Такая ориентировка зерен называется текстурой.
Строчечная структура и текстура стали влияют на свойства
деформируемого металла в различных направлениях. Различие
свойств .металла © раз-ных направлениях называется
анизотропией. Это свойство, например, используется для получения
высоких магнитных свойств стали в каком-либо определенном
налра«влв№И'и и ib некоторых других -случаях.
12

При пластической деформации изменяется структура
металла, а следовательно, и его свойства. Особенно велико влияние
пластической деформации на изменение свойств стали при
холодной прокатке труб. С увеличением степени деформации
возрастают твердость и временное сопротивление разрыву стали;
сталь становится хрупкой. Одновременно относительное
удлинение и сжатие уменьшаются, т. е. снижается пластичность стали.
Такое изменение свойств стали называется наклепом.
Холодная деформация стали уменьшает ее способность
намагничиваться (магнитная проницаемость), увеличивается
сопротивление размагничиванию, уменьшается плотность металла,
уменьшается электропроводность и др.
Нельзя производить дальнейшую деформацию наклепанного
металла, так как он разрушится. Следовательно, нужно снять
свойства наклепанного металла и вернуть его первоначальные
свойства, характерные до деформации. Это можно произвести
путем нагрева, отжигом металла. При нагреве до определенной
температуры и выдержке с последующим медленным
охлаждением твердость меггалла снижается, снимаются «внутренние
напряжения и устраняется структурная неоднородность.
Возврат свойств, связанный с нагревом металла до температуры,
вызывающей изменение его структуры и механических свойств,
называется рекристаллизацией. Вот лочему после
каждой холодной прокатки труб требуется промежуточный отжиг.
Прокатка заготовки происходит под действием
деформирующих внешних усилий, каковыми являются давление валков и
силы трения на поверхности контакта валков с заготовкой.
Поскольку эти силы в общем случае не равны, то говорят, что
металл при прокатке подвергается неравномерному
всестороннему сжатию.
При пластической деформации объем тела до деформации
равен объему тела после деформации. Эта закономерность
называется законом постоянства объема, ею пользуются при
расчете размеров прокатываемого изделия. Другая
закономерность — закон наименьшего сопротивления — формулируется
так: в случае возможного перемещения точек деформируемого
тела в различных направлениях каждая точка тела
перемещается в направлении наименьшего сопротивления. На основании
этого закона можно объяснить явление истечения металла
при разных видах его обработки давлением.
2. Сущность процесса прокатки
Деформация металла при прокатке происходит под
действием прокатных валков. В зависимости от способа прокатки
валки имеют разную форму. Наиболее простой способ прокатки
металла — продольная прокатка. Рассмотрим явления, которые
происходят при продольной прокатке.
13

Силы трения и захват металла при прокатке
Вспомним некоторые положения, известные из физики.
Третий закон механики гласит: действие равно
противодействию. Если тело А действует на тело Б с силой F, то тело ?
действует на тело А с той же силой. Это первое положение.
Второе положение касается сложения и разложения сил.
Бели ,к некоторому телу (-рис. 2) в точке О «приложить из одном
направлении силу Fu а в другом 'направлении силу F2. то тело
начнет двигаться (если оно не заторможено) в некотором
среднем между Fi и F2 направлении под действием суммарной
силы R, которая называется равнодействующей силой. Для того
чтобы определить величину и направление силы R, необходимо
построить параллелограмм (параллелограмм сил), сторонами
которого являются силы Fi и F2. Направление и длина большой
диагонали параллелограмма определяют направление и
величину равнодействующей R. Наоборот, если мы имеем
равнодействующую силу, то ее можно разложить на составляющие
силы. Это разложение можно сделать, зная направление, по
которым должны действовать составляющие силы.
Рис. 2. Иллюстрация Рис. 3. Схема, показывающая дейст-
к сложению и разло- вне сил трения на тело, лежащее на
жению сил наклонной плоскости
Третье положение касается сил трения. Силы трения
возникают в местах соприкосновения двух тел. Чем больше давление
тела, тем больше «возникающая сила трения, причем она
действует всегда в направлении, обратном тому, в котором
пытаются сдвинуть тело. Величина силы трения, кроме давления
между телами, зависит еще от состояния поверхности
соприкосновения теша, т. е. от коэффициента трения f и от многих других
причин. Для того чтобы яснее представить себе действие сил
трения, рассмотрим следующий пример.
На наклонной плоскости с углом наклона at находится тело
А (рис. 3). Его вес Ri направлен перпендикулярно вниз.
Разложим эту силу на две силы: F\ и F2. Составляющая F\
направлена перпендикулярно к наклонной плоскости. Эта сила
представляет давление, которое оказывает тело на плоскость. Она
вызывает силу трения Т\, которая направлена ттротивоположно
составляющей силе F2 и параллельна наклонной плоскости.
14

Состояние тела А зависит от соотношения сил 7\ и F%. При
угле наклона ai сила 7\ больше .силы F% и поэтому тело А
будет неподвижно. Тело Б находится на плоскости, наклоненной
под углом <Х2. В этом случае F2 больше Т2 и поэтому тело Б
начнет скользить вниз по наклонной плоскости.
Угол, под которым наклонена плоскость, когда Ti=Fz или
72=lF2, называется углом трения.
Захват металла
При продольной прокатке обработка металла
осуществляется между двумя параллельными цилиндрическими прокатными
валками, вращающимися в разные стороны и находящимися на
некотором расстоянии один от другого.
На рис. 4 изображена полоса, прокатываемая между двумя
вращающимися валками. В точках соприкосновения металла с
валками возникнут силы давления валков на металл N,
направленные нормально к поверхности
валков, т. е. в направлении радиуса
валка, и называемые усилием прокатки.
Нормальная сила N в момент
встречи поступающего металла с
валками будет составлять с линией
центров валков [001] угол а, который
носит название угла захвата.
Радиальное давление разложим на
два направления: направление оси
прокатки и направление оси центров
валков. На рис. 4 эти силы изображены
соответственно составляющими А и В.
Горизонтальная сила А направлена в р"с 4 схема, иллюстрирую-
* * щая действие сил на прокаты-
СТОрОНу, Обратную Направлению Про- ваемый металл при захвате его
КатКИ валками
Силу трения, действующую со стороны валков на металл и
направленную по касательной к валку, обозначим буквой Т.
Разложим ее на две силы: горизонтальную С, которая будет
втягивать металл в валки, и вертикальную D. Если сила С
больше силы А, то металл будет втягиваться в валки и
прокатка будет происходить. В обратном случае валки металла не
захватят. Так как втягивающая сила С получается от
разложения силы Tt то чем больше сила трения Т, тем легче захватится
металл валками.
При одной и той же силе Т ее составляющая С будет
менять свою величину в зависимости от расстояния между
валками. Действительно, если мы приподнимем верхний -валок, угол
захвата уменьшится и сила Т будет иметь более пологое
направление, а в связи с этим втягивающая сила С будет больше.
Поэтому, когда валки не захватывают металл, нужно припод-
15

нять верхний валок на некоторую величину, уменьшив тем
самым угол захвата, и увеличить втягивающую силу С. В этом
случае захват произойдет. На рис. 4 показано действие
верхнего валка на металл. Точно также действует на металл и
нижний валок. Необходимая величина угла захвата зависит от
многих причин: величины трения, температуры и скорости прокатки
диаметра валков и т. д. Значение этого угла колеблется в связи
с этим от 10 до 33°. Практически считают надежным угол
захвата при горячей продольной прокатке в 20°.
Установившийся процесс прокатки
Из механики известно, что сила трения Т равна
произведению нормальной силы N на коэффициент трения /:
T = Nf. A)
Схема установившегося процесса продольной прокатки
представлена на рис. 5. Здесь Т—сила трения, N—
нормальная сила. Равнодействующая сил N и Т равна Р. Обозначим
угол, составленный направлением сил N и Р, через р. Очевидно,
T = N igfi. B)
Из формул A) и B) следует, что Nf=Ntg$ или
/ = tgp. C)
Угол р называется углом трения. Следовательно,
коэффициент трения равен тангенсу угла трения.
При неустановившемся процессе прокатки захват металла
валками может произойти только при условии, что угол
трения р больше угла захвата а, т. е. р>а.
При установившемся процессе
прокатки, когда металл заполнит весь очаг
деформации, соотошение между углом
захвата а и углом трения р меняется. Точка
приложения равнодействующей силы Р
давления на валок сместится приблизительно
к середине дуги захвата и угол трения р
практически будет равен половине угла
захвата а. Это явление позволяет
увеличивать угол захвата во время
установившегося дроцааса шрокатки до отредельнаго угла
сил' при ^с?о1иве захчвата а^ер и 'нооигг название резерва
шемся процессе про- сил Б'Р'ОКаТКИ.
катки г
Опережение и отставание
Опережение и отставание при прокатке связаны с тем, что
скорость металла в очаге деформации различна. В плоскости
входа (точка А) (рис. 6) в валки скорость несколько меньше, а
16

в плоскости выхода (точка В) — больше окружной скорости
валков vB. Следовательно, в очаге деформации есть такое
сечение (точка С), в котором скорость движения металла vM
равна окружной скорости валков vB. Это сечение называют
нейтральным или критическим сечением и ему соответствует
нейтральный центральный угол у. Правее нейтрального сечения
находится зона опережения протяженностью СВ, левее — зона
Рис. 6. Нейтральное сечение
(а) и распределение скоро
сти истечения металла в
очаге деформации (б)
отставания протяженностью АС. Явление, при котором скорость
металла на выходе из валков больше окружной скорости
валков, называется опережением, а явление, при котором
скорость металла на входе в валки меньше окружной скорости
валков, называется отставанием.
Исследования показали, что по обе стороны от нейтрального
сечения расположена некоторая зона, в которой скорость
движения металла практически равна окружной скорости валков.
Эта зона называется зоной прилипания.
Работа и мощность прокатки
При деформации металла в прокатных валках, как мы
видели выше, действуют силы нормального давления со
стороны металла на валок N и силы трения Г, вызываемые этим
давлением благодаря трению металла о валок. Общее
давление металла на 'валок (усилие прокатки) зависит от величины
контактной поверхности и среднего удельного давления.
Контактная поверхность F — поверхность соприкосновения
прокатываемого металла с валками.
Среднее давление р— это давление, которое
приходится на единицу площади контактной поверхности (в мм2 или
в см2). Поэтому общее давление будет
P = pF. #
Величина давления р на валки зависит от сопротивления
металла деформации, в том числе от химического состава
стали, его структуры, наклепа металла и т. д., и от условий
прокатки, в первую очередь от трения между поверхностью
валков и прокатываемым металлом.
Очаг деформации •
5
17

Работа прокатки затрачивается на собственно работу
деформации металла, работу, идущую на преодоление сил
трения в валках, работу, затрачиваемую на преодоление трения в
подвижных деталях стана, и работу холостого хода.
Работа при деформации металла затрачивается на
смещение металла по высоте, ширине и длине; она зависит от объема
смещаемого металла и давления на валки. Работа, идущая на
преодоление 'сил трения, возникающих между прокатываемым
металлом и валками, зависит от давления на валки, диаметра
валков, скорости прокатки, угла захвата и продолжительности
прокатки. На преодоление трения в движущихся деталях .стана
требуется дополнительная работа, которая зависит от усилия
прокатки диаметров и шейки валков и коэффициента трения в
подшипниках стана.
В процессе прокатки наступают паузы, .во время которых
металл не находится в валках, но прокатный стан работает
вхолостую. В это время производится работа холостого хода.
Она расходуется на преодоление сил трения в подшипниках
рабочих валков, в деталях шестеренной клети, редуктора и в
прочих деталях прокатного стана.
Работа, производимая в единицу времени, называется
мощностью. После определения мощности прокатки
определяется необходимая мощность электрического двигателя
прокатного стана.
3. Способы холодной прокатки труб.
Коэффициенты деформации
Известны следующие способы холодной прокатки труб: в
валковых станах; в роликовых станах; в планетарных станах; в
станах тотеречной прокатки; в непрерывных станах.
Самое -широкое распространение полумили первых два
способа, которыми получают подавляющее ¦большинспво
холодно-катаных труб я стране.
Холодная прокатка труб в валковых станах (ХПТ)
Этим .способом изготавливают трубы диаметром от 16
до 450 мм, «с толщиной .стенки от 0,4 до 35 мм. Валковый стан
холодной прокатки является двухвалковым станом. Прокатка
трубы в стане ХПТ осуществляется на конической неподвижно
укрепленной оправке, довернутой в стержень, «с помощью .валков
со специальным профилем калибра. Ручей калибра (рис. 7)
состоит из переднего холостого участка 6b рабочего участка с
переменным радиусом <82, калибровочного участка с
постоянным радиусом вз и заднего холостого участка 64. Начальный
размер ручья рабочего участка равен наружному диаметру за-
18

готовки, а конечный размер того же участка и размер
калибровочного участка равны наружному диаметру готовой трубы.
В исходном положении (рис. 7,а) с помощью подающего
механизма труба подана вперед на величину подачи /п.
При рабочем ходе калибры соприкасаются с трубой,
редуцируют ее по диаметру до соприкосновения с оправкой и затем
J Л Л, Ш 3
Рис. 7. Схема прокатки труб в стане ХПТ.
/ — заготовка; 2 — калибр; 3 — оправка
раскатывают стенку на оправке (рис. 7,6). В калибровочном
участке труба окончательно калибруется по диаметру. Рис. 7,в
показывает момент, когда валок вышел из соприкосновения с
трубой; специальным механизмом труба поворачивается вместе
с оправкой вокруг своей оси на 60—90°, после чего 'производится
обратный ход клети. При обратном ходе клети труба
дополнительно раскатывается, она получает цилиндрическую форму и
отстает от оправки. Общее обжатие трубы за один проход
составляет 75—90% •
Схема действующих сил и напряженного состояния при
прокатке на стане ХПТ изображена на рис. 8. Процесс прокатки
протекает под действием нормального давления валков на за-
19<

готовку Р, давления оправки на металл Q и сил трения: Т —
между поверхностью заготовки и оправки, направленных в
сторону, обратную движению заготовки. Элементарный кубик
металла заготовки, мысленно выделенный в очаге деформации,
испытывает действие главного сжимающего напряжения ои
возникающего от сил Р и Q и сжимающих напряжений а2 и аз,
вызываемых действием сил трения на контактной поверхности
рабочего инструмента с заготовкой. Таким образом, металл в
процессе холодной прокатки подвергается неравномерному
всестороннему сжатию, за исключением выпусков калибров, где
действуют напряжения растяжения в направлении оси прокатки.
Рис. в. Схема действующих сил (а) и напряженного
состояния (б) при прокатке в стане ХПТ
Недостатком таких станов являются относительно большой
диаметр рабочих валков, что повышает усилие прокатки и
ограничивает возможности прокатки на этих станах тонкостенных
труб, а также большая масса возвратно поступательно
движущейся рабочей клети, которая вызывает большие перегрузки в
деталях привода и ограничивает число двойных ходов клети в
минуту, а тем самым и производительность стана.
В последнее время на ряде станов ХПТ вводятся прокатные
валки с подковообразным или кольцевым ручьем калибра. Это
позволяет значительно увеличить длину очага деформации или
же уменьшить диаметр калибров, за счет чего снижается масса
клети в 2,5—3 раза по сравнению с обычной клетью и
уменьшается давление металла на валок в 1,6—1,9 раза, что
позволяет повысить быстроходность и производительность станов.
Например, на стане ХПТВ15-30 (стан холодной прокатки с
подвижными валками) нарезан ручей переменного сечения по всей
окружности валка. Благодаря этому диаметр валков
уменьшился в 2,5—3 раза по сравнению с диаметром валков станов
ХПТ32, длина же рабочей части ручья уменьшилась
незначительно.
С целью повышения производительности станы ХПТ
проектируют для одновременной прокатки двух, трех и пяти труб.
.#
20

Холодная прокатка груб в роликовых станах (ХПТР)
Этим способом изготовляют трубы наружным диаметром от
4 до 12A мм и с толщиной стенки от 0,08 до 8 мм. Роликовые
станы используют в основном для прокатки тонкостенных и
особото-нкО'Стенных труб из высоколегированных сталей и
сплавов.-
Прокатка труб в станах ХПТР осуществляется путем
прокатки трубы-заготовки на цилиндрической оправке тремя или
четырьмя роликами малого диаметра, смонтированными в
сепараторе (от 30 до '180 м.м), образующими круглый калибр.
Профиль ручья роликов соответствует диаметру готовой трубы
(рис. 9). Диаметр цилиндрической оправки соответствует
внутреннему диаметру готовой трубы.
Рис. 9. Схема шрокатки труб в стане ХПТ.
7 — ролики; <2— (Пракатываемая труба; «? —оправка, 4 —
направляющая планка. Стрелкой показано направление движения планки при
прокатке
Своими цапфами ролики установлены на наклонные
плоскости направляющих планок. В процессе прокатки ролики
сближаются, перекатываясь по наклонным плоскостям
направляющих планок, и обжимают трубу на цилиндрической оправке. В
конце обратного хода каретки, когда цапфы роликов
освобождаются от давления направляющих планок, производится
поворот трубы на 60° (при трех роликах) или 45° (при четырех
роликах) и подача ее -вперед. Затем цикл повторяется. Общая
относительная деформация трубы за один проход составляет
80—85%, причем она достигается главным образом за счет
уменьшения толщины стенки, так как по диаметру труба может
быть уменьшена только на 2—4 мм.
Схема действующих сил и напряженного состояния при
холодной прокатке труб на роликовых станах аналогична схеме
действующих сил и напряженного состояния на станах ХПТ,
рассмотренной выше.
21

Холодная прокатка труб в планетарных станах
Планетарный стан имеет три опорных валка,
расположенных под углом 120° друг к другу и вращающихся в направлении
прокатки. На каждом опорном валке смонтировано по 12
прокатных рабочих роликов с короткими цапфами, которые имеют
ручей цилиндрической формы. При вращении опорных валко*
ролики раскатывают трубу на цилиндрической оправке. Подача
заготовки производится непрерывно, а поворот ее—в
интервалах между обжатиями трубы.
Основное преимущество этого способа заключается в
применении стационарной рабочей клети и непрерывной подаче
трубы, что «позволяет значительно увеличить число оборотов
опорных валков. При наличии большого количества роликов в
каждом опорном валке производительность планетарного стана
может быть в 2—4 раза выше, чем существующих валковых
станов, несмотря на уменьшение подачи. К недостаткам стана
необходимо отнести большую трудоемкость по смене рабочего
инструмента. Стан предназначен для прокатки тонкостенных
труб диаметром до 50 мм.
Холодная прокатка труб в непрерывных станах
Холодная прокатка труб происходит на длинной оправке в
прокатных трехвалковых клетях — аналогично прокатке на
непрерывном стане горячей прокатки. В связи с тем что
деформация металла в холодном состоянии может быть значительно
меньше, чем в горячем, число прокатных клетей увеличено с
восьми до двадцати. Однако опыт показывает, что после
прокатки в таком стане труба получается граненой. Для
устранения этого дефекта после прокатки в непрерывном стане
осуществляют безоправочное волочение трубы. Помимо этого, при
изготовлении тонкостенных труб усложняется операция снятия
трубы с оправки. Настройка такого многоклетевого стана
сложна, а смена рабочего инструмента еще более трудоемка,
чем в планетарном стане.
Поперечная холодная прокатка труб
Этим способом изготовляют тонкостенные трубы (рис. 10)
с соотношением толщины стенки к диаметру 1 :200. Сущность
поперечной холодной прокатки труб заключается в прокатке их
профильными валками, расположенными под углом 120° друг к
другу, на вращающейся цилиндрической или конической
оправке с постепенной принудительной подачей заготовки в валки.
Помимо продольного перемещения, заготовка получает также
вращательное движение, которое сообщается ей или оправке,
или валкам.
22

При поперечной холодной прокатке на конической оправке
^ производится валковое расширение труб, при прокатке на
цилиндрической оправке — прокатка с вытяжкой.
А-А
Рис 10. Схема лроцеоса юоперечной холодной прокатки труб
на цилындричеокой (а) и конической F) оправках
Коэффициенты деформации
Для определения коэффициентов деформации,
характеризующих производительность процессов холодной прокатки труб,
примем следующие обозначения:
D — наружный диаметр трубы, мм;
? — толщина стенки трубы, мм;
d — внутренний диаметр трубы, мм;
/ — длина трубы, мм;
F — площадь поперечного сечения трубы, мм2.
.Размеры трубы до отрокатки обозначаются значком «О»—'нуль
при букве, например: Do, sq и т. д.; при обозначении размеров
,, трубы после партой, второй и т. д. прокаток к букве добавля-
: ются соответствующие цифровые индексы, например Dif D2 или
; Su $2 и т. д. Параметры трубы при последней прокатке
обозначаются (буковой м, например D^, Fn и т. д.
j Зависимости при холодной прокатке труб:
* Толщина стенки трубы, мм
/ 5 = . E)
Площадь поперечного сечения трубы, мм2
| F = k (D — s) s.
Внутренний диаметр трубы d, мм:
! d = D — 2s
ИЛ1И
rf= V D* — 1.274F.
F)
G)
Ga)
23

Наружный диаметр трубы, мм
ТС S
В результате деформации металла при прокатке
уменьшаются наружный и внутренний диаметры, толщина стенки и
площадь поперечного сечения трубы. Величина, на которую
уменьшается ллошадь поперечного сечения трубы, «называется а.бсо-
лютнымобжатием U, мм2:
U^Fo-F*' (9)
Относительным обжатием и называют отношение
абсолютного обжатия к начальной площади поперечного
сечения трубы, %:
и = AzzZb юо%. A0)
При прокатке пользуются понятием коэффициента
уменьшения сечения. Коэффициентом уменьшения сечения
k называют отношение площади поперечного сечения трубы
после прокатки к площади поперечного сечения трубы до
прокатки, т. е.
k = Ft/Ft. A1)
Коэффициент уменьшения сечения k=Fx/F0 всеода меньше
единицы.
При прокатке в результате уменьшения поперечного сечения
трубы увеличивается ее длина. Различают абсолютное и
относительное удлинения. Под абсолютным удлинением
Д/ понимают разность между длиной трубы после и до
прокатки:
' А / = Л — /0. A2)
Отношение абсолютного удлинения к длине ' трубы после
прокатки называется относительным удлинением
(вытяжкой) &, %:
6= hzJ±. Ю0%. A3)
При прокатке часто приходится иметь дело с
коэффициентом вытяжки |i, П°Д которым понимается отношение
длины трубы, полученной после прокатки, к длине трубы до
прокатки:
'о
откуда
/i = |i/e. A4>
24

Из выражений A1) и A4) легко заметить, что между
коэффициентом вытяжки \i и коэффициентом уменьшения сечения
k существует следующая зависимость:
v,^i/kz=zFjF1 и k = l/\i. A5)
Коэффициент частной вытяжки за один проход
равен |х, а общая вытяжка |io6~|ii ц2 щ ц4 и т. д.
Допустимый коэффициент вытяжки \х равен:
100 /1CV
|х= — . A6)
r 100-и v '
Суммарный коэффициент вытяжки на всем
количестве прокаток
|* = /?е//?«- A7)
Средний коэффициент вытяжки
^ = Vt; или &> = -&• A8)
Площади поперечных сечений труб по прокаткам Fu ^2,
jF3, ..., Fn> мм2:
Л«-^-; F2=-^~ и т. д. A9)
И-ср Р-ср
Число прокаток п определяется ио следующей формуле:
л=а lgfflgFg , (,9a)
lg fAcp
Величина подачи m, мм, при холодной прокатке
т = ^— , B0)
B-3) |i
где /к — длина калибровочного участка ручья, мм.
Уширение по диаметрутрубы
A6 = b —D, B1)
где Ь — ширина калибра, мм.
Уменьшение толщины .стенки As по всему периметру
А$ = s0 — sv B2)
Для производства труб в станах холодной прокатки
применяется термин метропрокаты — количество метров труб,
проходящих через стан в процессе их изготовления.
25

Глава III. ПРОИЗВОДСТВО ТрубнОЙ ЗаГОТОВКИ
1. Технические условия
В качестве трубной заготовки при прокатке на станах ХПТ
и ХПТР служат бесшовные и сварные трубы. Для станов ХПТ
применяются бесшовные трубы, изготовленные различными
способами горячей прокатки и прессования, а также сварные
трубы. Краткое описание этих способов приведено ниже. Для
станов ХПТ малых и средних размеров заготовкой служат
также трубы, прокатанные на станах ХПТ большего размера, и
трубы, получаемые холодным волочением. Для станов ХПТР
заготовкой являются трубы со станов ХПТ , «волоченые и
сварные, а также трубы со станов ХПТР более крупного
типоразмера. Каждый пакет заготовок должен быть снабжен ярлыкОхМ
с указанием марки стали, номера мартеновской плавки, номера
пакета трубопрокатного или трубосварочного цеха, номера
маршрута, номера пакета трубоволочильного цеха и размера
труб.
Трудная заготовка на поверхности не должна дометь отлен,
трещин, рванин, крупных .раковин, закатов, окалины и -грязи.
Торцы труб долж'ны быть обрезаны перпендикулярно оси труб
без заусенцев. Трубы должны быть прямыми.
Горячекатаные бесшовные трубы поставляют по ГОСТ 8732—70; трубы
бесшовные из нержавеющей стали — по ГОСТ 9940—72; трубы
электросварные — по ГОСТ 10704—63; трубы сварные — по
ГОСТ 3262—76.
Трубы промежуточных размеров из углеродистых и
легированных сталей, идущих на волочение или последующую
холодную прокатку, имеют допуски на толщину стенки и наружный
диаметр значительно больше, чем соответствующие допуски на
готовые трубы. Например, трубы промежуточных размеров из
нержавеющих сталей имеют допуск по толщине стенки +12,5
или —10% и допуск по наружному диаметру для труб
диаметром до 32 мм +1,0 или —0,5 мм и для труб диаметром свыше
Я2 мм+1,6 мм или —0,5 мм.
При прокатке мерной промежуточной заготовки с
отклонением средней фактической (зфакт) толщины стенки от
номинальной (Shom) фактическая длина заготовки (/факт)
определяется по формуле
/ 'ном $ном
*факт »
5факт
где /ном — номинальная длина заготовки с толщиной стенки
Shom»
Заготовка для станов ХПТР имеет допуски для всех
размеров труб по наружному диаметру +0,5 —0,2 мм; по толщине
стенки ±0,1 мм.
26

2. Винтовая прокатка
Производство труб на установках
] с автоматическим станом
Этим способом изготовляют трубы наружным диаметром от
70 до 426 мм и длиной от 6 до 16 м. При наличии в составе
установки редукционного стана могут быть изготовлены трубы
наружным диаметром от 40 мм. Исходным материалом служит
круглая катаная заготовка.
Перед прокаткой заготовка центрируется и нагревается в
нагревательной печи до температуры около 1200°С.
Процесс прокатки трубы разбивается на следующие
операции: прошивка заготовки в пустотелую гильзу; прокатка гильзы
в трубу; раскатка (полировка) наружной и внутренней
поверхности трубы; калибровка трубы; правка трубы.
. Прошивка заготовки в гильзу производится в прошивном
стане с грибовидными, дисковыми или бочковидными валками.
Несмотря на разницу в конструкции, принцип действия всех
этих станов одинаков. На рис. 11 показана схема прошивки
заготовки в гильзу в стане с бочковидными валками.
Рис. И. Схема юрошнвкн заготовки в лрошивном стане
Получение гильзы в прошивном стане происходит с помощью
двух прокатных валков /, оси которых расположены под углом
5—20° к оси заготовки (в разные стороны); оба валка
вращаются в одну -сторону. Под действием вамкш заготовка 2
«вращается в сторону, противоположную валкам, и одновременно посту-
27

пает вперед. Между валками установлены лпнейки 3, которые
направляют заготовку при ее движении в "стане и препятствуют
выскальзыванию из валков во время прошивки. Между
валками устанавливается коническая оправка 5, которая
удерживается стержнем 4, противоположный конец которого закреплен в
упорном вращающемся подшипнике. Валки имеют входной и
выходной конусы и посередине небольшую .цилиндрическую
часть. На поступающую в прошивной стан заготовку действуют
силы нормального давления от валков и силы трения на
поверхности контакта заготовки и валков. В результате действия этих
сил в поперечном сечении заготовки создается напряженное
состояние, благоприятное для образования полости, в результате
чего оправка легко внедряется в осевую часть заготовки,
образуя стенку гильзы 6. В выходном конусе валков происходит
раскатка образующейся стенки гильзы .между валками и оправкой.
По окончании прошивки гильза передается для дальнейшей
обработки к автоматическому стану.
В автоматическом трубопрокатном стане (рцс. 12)
уменьшается толщина стенки и увеличивается длина гильзы. Стан
имеет две станины, в которых помещаются прокатные валки L
Они вращаются электродвигателем через шестеренную клеть з
противоположные стороны. Ручьи валков образуют круглый
калибр. Размер калибра определяет наружный диаметр
трубы. В калибре на конце длинного стержня 2 устанавливается
оправка 3. Второй конец стержня закреплен в траверсе упора
заднего стола автоматического стана 4.
Рис. 12. Схема прокатки трубы в автома- Рис. 13. Схема раскатки трубы « раскат-
тичееком стане нам стане
Труба захватывается вращающимися валками и обжимается
между ними и неподвижной оправкой. Диаметр трубы
уменьшается в соответствии с калибром. Кольцевая щель,
образуемая поверхностью калибра и оправкой, определяет толщину
стенки прокатываемой трубы.
Передача трубы с выходной стороны стана на входную
осуществляется с помощью двух роликов обратной подачи 5,
снабженных круглыми калибрами и вращающимися в. направлении,
обратном вращению прокатных валков. Нижний ролик
закрепляете^ на подъемных рычагах 6, приводимых пневматическим
28

цилиндром 7. При этом рабочие валки раздвигаются. На входной
стороне стана труба кантуется (поворачивается вокруг оси на
90°), между валками устанавливается новая оправка и
осуществляется второй пропуск. Обычно прокатка трубы в
автоматическом стане производится в два или три прохода.
По окончании прокатки труба по рольгангу передается в
раскатной стан, который раскатывает все шероховатости и
неровности на внутренней и наружной поверхности трубы. Схема
раскатки трубы в раскатном стане показана на рис. 13. Здесь
валки расположены под углом 6—6,5° один к другому в
вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости оси валков
параллельны. Оба валка вращаются в одну сторону. Благодаря
этому труба, поступая в стан, получает вращательное и
поступательное движение. Между валками на длинном стержне
устанавливается оправка. Величина раскатки регулируется
сведением или разведением валков.
После раскатного стана труба поступает в калибровочный
стан или же нагревается, а затем прокатывается в
редукционном стане.
.Калибровочный стан служит для получения точного
наружного диаметра трубы. Стан этот состоит обычно из пяти или
семи рабочих прокатных клетей. Каждая клеть имеет два или
(Рис. 14. Схема прокатки трубы в калибровочном стане
три валка с овальными или круглыми калибрами. Схема
прокатки трубы в калибровочном стане показана на рис. 14. Валки
в/ращаются в разные стороны. Они захватывают задаваемую в
стан трубу, которая обжимается в калибрах по диаметру к
приобретает более точные размеры.
Редукционные станы применяют для уменьшения диаметра
трубы. Оци состоят из 10, 12, 18 или 24 клетей.
В старых редукционных станах каждая клеть имеет два
валка. В новых станах калибр, через который проходит труба,
образуется тремя или четырьмя валками, что позволяет
получать более равномерное обжатие трубы при прокатке. Схема
прокатки трубы в редукционном стане показана на рис. 15.
29

Труба, предварительно нагретая в специальной печи до 1050—
1 Ш0°С, поступает в редукционный стан и, проходя через валки,
уменьшается в диаметре и удлиняется. Все новые
редукционные станы работают с натяжением трубы в процессе прокатки,
что позволяет получать трубы с наименьшей толщиной стенки
до 2 мм. В редукционных станах, работающих без натяжения,
толщина стенки увеличивается.
Рис. 16. Схема прокатки трубы в редукционном стане
После калибровочного или редукционного стана труба
поступает на охладительный стол, имеющий ряд движущихся
цепей. Труба перекатывается этими цепями »по балкам стола и
постепенно охлаждается. Когда температура трубы понизится
настолько, что опасность искривления и смятия будет
исключена, она поступает на холодную правку, которая производится
на косовалковых правильных станах.
Производительность установок с автоматическим станом
400 достигает 60 т/ч.
Производство труб на установках с непрерывным станом
На установках с непрерывным станом прокатывают
бесшовные трубы наружным диаметром от 30 до 102 мм и с
толщиной стенки от 2 до 15 мм.
Установка состоит из прошивного стана для получения
гильзы, непрерывного трубопрокатного стана для раскатки гильзы
в трубу, стержнеизвлекателя, калибровочного и редукционного
стана, работающих с натяжением. На непрерывном стане
прокатывают ограниченное количество размеров труб — два или
три с целью сокращения парка дорогостоящих прокатных
валков и оправок. Все остальные размеры готовых труб получают
путем редуцирования труб с непрерывного стана.
Исходным материалом является катаная круглая заготовка.
Перед прокаткой заготовка нагревается и передается в
прошивной стан, принцип действия которого рассмотрен выше. По
конструкции выходной стороны он несколько отличается от
прошивного стана автоматической установки.
С прошивного стана гильза в горячем состоянии передается
к стану непрерывной прокатки. Перед прокаткой вталкивающее
30

устройство вводит предварительно смазанную фосфатными
неорганическими соединениями длинную цилиндрическую оправку в
гильзу и вталкивает гильзу с оправкой в валки первой клети
непрерывного стана.
Непрерывный стан состоит из 9 клетей, оси которых
расположены под углом 90°. В каждой клети имеются два валка,
которые приводятся от отдельного электродвигателя. Валки
расположены так же, как и в калибровочном стане (рис. 14),
но прокатка происходит на оправке, благодаря чему
уменьшается диаметр и особенно толщина стенки трубы, а длина
значительно увеличивается. Расстояние между осями каждой пары
валков одинаково. Для того чтобы труба, удлиняющаяся при
прокатке, в каждой паре валков проходила через них в
одинаковые промежутки времени, число оборотов каждой пары
валков последовательно возрастает от первой клети к последней.
Калибровка валков предусматривает незначительное натяжение
трубы, предупреждающее ее петлеобразование, но не
вызывающее дефектов на трубах.
Весь процесс прокатки в непрерывном стане проходит очень
быстро E—9 с). Высокая производительность является
главным преимуществом такой установки. На современных
установках при механизации всех промежуточных операций можно
прокатывать более 300 труб в час, что соответствует 60—80 т
металла. После непрерывного стана трубу передают с помощью
транспортера к стержнеизвлекателю, на котором оправку
извлекают из трубы. Затем оправка проходит в бак для
охлаждения и снова поступает на переднюю сторону стана. Труба же
передается в одиннадцатиклетевой калибровочный или девят-
надцатиклетевой редукционный стан для уменьшения диаметра
и толщины стенки. Уменьшение толщины стенки происходит за
счет натяжения между клетями.
Производство труб
на установках с трехвалковым раскатным станом
Трубопрокатные установки с трехвалковым раскатным
станом имеются двух типоразмеров: 40—160 и 50—200. Основные
преимущества установок с трехвалковым раскатным станом
заключаются в возможности получения труб высокой точности,
быстрой перестройке стана при переходе на прокатку труб
других размеров и комплексной автоматизации установки.
Допуски при прокатке труб по наружному диаметру равны
±0,5%, по толщине стенки ±6%. Это позволяет снизить
расход металла на машиностроительных заводах, подвергающих
трубы обточке, например в шарикоподшипниковой
промышленности. Установка с трехвалковым раскатным станом состоит
из нагревательной печи, прошивного стана, трехвалкового
раскатного стана, оправкоизвлекателя, подогревательной печи,
31

-калибровочного "лрехвалкового стана, пятиклетевого валкового
калибровочного стана и охладительного стола.
Заготовкой для лрокажи труб является круглая катайая
.штанга, которая ломается на мерные длины на гидравлическом
прессе. После нагрева в кольцевой .нагревательной печи до
температуры 1150—ilt250°«C заготовки прошиваются в гильзу на
прошивном стане, 1прин»ци1П работы которого рассмотрен выше.
Прокатка трубы, температура которой 1000— 1100°С, в трех-
валковом раскатном стане происходит путем раскатки на
длинной оправке гильзы, полученной в прошивном стане. Гильза
вместе с оправкой вводится в стан толкающими тележками.
Прокатка осущесившяется ib стане с тремя валками, .вращаю-
лцимися в одну сторону и симметрично расположенными
относительно оси прокатки. Оси валков в горизонтальной плоскости
наклонены к оси прокатки,под углом р, называемым углом
раскатки и равным обычно в этих станах 7° (рис. 16).
Одновременно оси валков в вертикальной шюскости наклонены под
углом а к оси прокатки. Этот угол называется углом
подачи и изменяется обычно в пределах от 4 до 10° в зависимости
от размеров прокатываемых труб.
Каждый валок состоит из четырех участков: конуса захвата
/, гребня 2, раскатного конуса 3 и калибрующего конуса 4.
Деформация металла в конусе захвата заключается в
редуцировании трубы по диаметру и раскатке стенки трубы на
длинной оправке. Основная деформация стенки осуществляется
Рис. 16. Схема очага
деформации в трехвалковом
раскатном стане
гребн<ем .валка. Раскатной ikoihy»c
осуществляетчраскатку стенки трубы и получение ровной гладкой поверхности!
трубы по всей длине; калибрующий конус производит
«округление наружного диаметра трубы и способствует
некоторому отставанию ее от оправки, что облегчает извлечение
оправки.
Процесс прокатки трубы в трехвалковом раскатном стане
по кинематике полностью соответствует процессу прокатки в
валковом прошивном стане. Гильза, захваченная вращающими-
.32

ся в одну сторону -валками, получает вращательное движение.
Одновременно вследствие наклона валков на угол подачи а
гильза получает, поступательное движение.
Прокатанная труба лодопревается до 1000—1100°С в
подогревательной печи и задается в трехвалковый или пятиклетевой
калибровочный стан для калибровки наружного диаметра
трубы, после чего труба поступает на охладительный стол.
3. Прессование
Процесс прессования применяется для изготовления
бесшовных труб из легированных малопластичных сталей и сплавов,
прошивка которых на станах винтовой прокатки затруднена
или невозможна.
Прессование труб осуществляется на вертикальных
механических или горизонтальных гидравлических прессах.
Гидравлические прессы получили большее распространение вследствие
постоянной скорости прессования, что важно для прессования
некоторых малопластичных сталей и сплавов. При прессовании
проводят две операции: прошивку заготовки и ее выдавливание.
На вертикальных механических прессах обе операции проводят
на одном прессе. При производстве труб из
высоколегированных сталей и сплавов заготовки не прошивают, а
просверливают на сверлильных станках. Также поступают, если
внутренний диаметр гильзы менее 50 мм.
Для получения труб прессованием на вертикальных
механических прессах используют заготовки диаметром 80—160 мм и
длиной до 400 мм.
Перед прессованием заготовку нагревают до 1100— 1280°С.
С нагретой заготовки на обкатном стане удаляют окалину пу-
Рис. 17. Схема прессования
труб на вертикальном
механическом прессе:
а — исходное положение; б —
осадка металла; в — прошивка
отверстия; г — выдавливание
.металла
тем небольшого обжатия B—3,5%) по диаметру, при этом
после обкатки диаметр заготовки должен быть на 1,5—2,0 мм
меньше диаметра внутренней втулки контейнера пресса.
Схема процесса прессования труб на вертикальном
механическом прессе показана на рис. 17.
2 Зак. 693

Заготовка 1 подается в предварительно подогретый до
300—400°С контейнер 2; наружный ползун 3 и внутренний
ползун 4 находятся в верхнем положении (рис. 17,а),
Затем к заготовке подводятся наружныйшюлзунЗ (рис. 17,6),
связанное с ним штемпельное устройство 5 и внутренний
ползун 4 с оправкой-иглой 6; штемпельное устройство 5, опускаясь,
осаживает/металл, который, деформируясь, заполняет
контейнер 2Х Штемпельное устройство останавливается. Под действием
внутреннего ползуна 4 оправка-игла 6 прошивает в заготовке от-
верстие, соответствующее внутреннему диаметру трубы; при
этом конец оправки 6 входит в круглое отверстие матрицы 7,
выдавливая небольшую часть металла в виде круглой пробки.
Между матрицей и концом оправки образуется кольцевой зазорг
по размерам равный сечению трубы в горячем виде (рис. 17,в);
под действием наружного ползуна штемпельное устройство 5
опускается, выдавливая металл через кольцевой зазор в виде
трубы (рис. 17,г).
По окончании выдавливания часть металла в виде пресс-
остатка остается в контейнере. Отрезное устройство отрезает
прессостаток и он выталкивается из пресса. Отрезанная труба
под действием собственной массы по наклонному желобу падает
вниз и поступает в редукционный стан для редуцирования.
Принцип прессования труб на горизонтальных
гидравлических прессах аналогичен прессованию труб на вертикальных
механических прессах. Исключение составляет процесс прошивки
отверстия, который производится на самостоятельных .прессах.
4. Сварка
Трубы из углеродистой стали, поступающие на станы
холодной прокатки, изготовляют электросваркой токами высокой
(радиотехнической) частоты и сопротивлением. Трубы из
нержавеющих сталей изготовляют аргоно-дуговой сваркой. Во всех
случаях для производства сварных труб материалом является
холоднокатаная лента (штригос) шириной для труб из
углеродистой стали 24—1400 мм и из нержавеющей стали 50—330 мм.
Трубоэлектросварочные станы имеют в своем составе
оборудование, которое может применяться для всех указанных
выше способов. При переходе от одного способа к другому
меняется лишь сварочная часть стана.
Подготовка ленты перед ее формовкой включает подачу
рулона ленты загрузочным устройством в разматыватель
рулонов, размотку ленты, правку, обрезку концов ленты, стыковую
сварку концов ленты, удаление грата после стыковой сва<рки„
создание петли ленты в петлеобразователе с тянущими
роликами, обрезку кромок ленты на дисковых ножницах с кромкокро-
шителем, за-чистку мромок ленты дро1беструй'Ным аппаратом или
металлическими щетками и, наконец, задачу ленты в трубофор-
34

мовочный стан. Холоднокатаную и горячекатаную ленту при
сварке ТВЧ не ^зачищают.
Непрерывные трубоформовочные станы служат для
формовки круглой трубной заготовки диаметром 6—529 мм из
рулонной .плоской ленты. Сформованная трубная заготовка может
быть сварена сваркой сопротивлением, радиочастотной или
дуговой сваркой в среде инертных газов. На процесс формовки
влияют тип и калибровка рабочего инструмента, количество
рабочих и холостых клетей в стане и расстояние между ними,
качество настройки стана и другие условия работы.
Для сварки труб токами высокой
частоты .используют ток частотой до 450 кГц. Ток высокой частоты
подводится к кромкам трубной заготовки контактным и
индукционным способами. Наибольшее распространение получил
индукционный подвод тока, который осуществляется двух-или
трехвитковым индуктором 1 (рис. 18). Под действием
электрического тока высокой частоты, проходящего по индуктору, з
металле трубной заготовки 2 возникает электродвижущая сила,
Рис 18 Схема высокочастотной свар- рис. 19 Схема контактной электро-
ки с индукционным подводам тока сварки труб методом сопротивления
1 — электродные .кольца; 2 — изолятор,
3 — формовочные валки; 4 —
направляющая шайба; 5 — сжимающие валки,
6 — сформованная заготовка, 7 —
сваренная труба
которая наводит в заготовке электрический ток высокой
частоты. Дальше ток может идти от одного контакта к другому
двумя путями: вокруг периметра трубы и вдоль одной кромки до
места стыка и обратно по второй кромке. Для того чтобы
уменьшить дшю электрического тока, проходящего ,по .периметру
трубы, внутрь трубы в месте установки индуктора вводят фер-
ритовый сердечник 3. Этим увеличивается индуктивное
сопротивление для тока, проходящего по периметру трубы, и тогда
ток в основном пойдет вдоль кромок трубы, нагревая их до
сварочной температуры.
Зазор между сердечником и трубой желательно иметь
минимальный (не более 2—3 мм), однако на практике его поддер-
2* Зак. 693 °°

живают равным 3—5 мм, чтобы избежать электрических
-пробоев.
Разогрев кромок свариваемой трубной заготовки
производят до сварочной температуры с оплавлением металла в точке
схождения кромок 5. После нагрева кромки сдавливаются
обжимными валками 4 и происходит сварка кромок с
образованием трубы.
t Процесс контактной электросварки труб
сопротивлением заключается в подаче сварочного тока к
кромкам трубной заготовки, разогреве кромок в месте их
соприкосновения до сварочной температуры и в сдавливании
трубной заготовки, вследствие чего осуществляется сварка кромок.
Сварочный ток подводится от вторичной обмотки
вращающегося сварочного трансформатора (рис. 19) через электродные
кольца У, разделанные изолятором 2. В месте схождения кромок
электрическое сопротивление наибольшее, поэтому в этом месте
происходят интенсивное выделение тепла и разогрев стыка до
сварочной температуры.
'В сварочном транюформаторе ток, подводимый к первичной
обмотке, тсреобразуется из ток большой силы, но меньшего
напряжения. Величина трансформации тока выражается
коэффициентом k, который может быть равным 40 и более. Например,
ток первичной обмотки трансформатора с напряжением 60—
200В может трансформироваться в сварочный ток
напряжением 1,5—5,0 В и силой 38000 А.
Сдавливание разогретых кромок производится сжимающими
валками 5. С трубоформовочного стана заготовка 6 поступает
в стан для сварки труб сопротивлением в формовочные валки
3, в которых имеется .направляющая шайба 4, обеспечивающая
поступление заготовки в сварочные валки вверх стыком. После
сварки труба 7 правится на правильной головке, входящей в
состав трубоэлектросварочного агрегата.
Сварку труб в среде инертных газов
применяют для изготовления труб из высоколегированных сталей
и сплавов, в первую очередь для нержавеющих труб,
используемых в химической промышленности.
В нашей стране этим способом изготовляют трубы
наружным диаметром 6—102 мм. За рубежом известны станы,
изготовляющие трубы диаметром до 500 мм. В основном трубы
изготовляют с толщиной стенки 0,2—5 мм, а для химической
промышленности 0,4—3 мм.
На рис. 20 представлена схема аргоно-душвой сварки труб,
которая осуществляется электрической дугой, возникающей
между ншлавадимоя вольфрамовым электродом 2,
находящимся в среде аргона, и металлом трубы; аргон предохраняет
плавящийся металл трубы от окисления. Кромки трубной
заготовки / разогреваются до сварочной температуры
электрической дугой при действии постоянного тока напряжением до 20 В
36

и силой тока от 250—300 до 400 А. Разогретые кромки
сдавливаются опорно-сварочными валками 4. Защитный газ аргон
подается сварочной горелкой 3. В состав стана, кроме обычных
машин, включаются иглофрезы и ленточно-шлифовальные
станки для удаления наружного слоя грата.
Рис. 20. Схема аргоно-дуговой сварки прямошовных труб:
/ — трубная заготовка, 2 — вольфрамовый электрод, 3 — сиарочная
горелка; 4 — опорно-сварочные валки; 5 — баллон с газом; б
—приспособление для поддува газа; 7 — свариваемая труба, 8 — полугерме-
тычиая .камера; 9 — уплотнительное кольцо; /0—верхняя крышка
камеры; // — уплотняющая прокладка
5. Холодное волочение
Холодное волоченое стальных труб осуществляется на
трубоволочильных станах разными способами. На рис. 21
приведены основные способы холодного волочения труб. При волочении
труба протягивается через волоку, диаметр которой определяет
наружный диаметр трубы. При волочении трубы на оправках
диаметр олравки определяет виу-лрен-ний диаметр трубы. Поред
волочением один конец трубы забивается. Он вводится в
волоку и затем захватывается с задней стороны стана волочильной
тележкой. Волочшшная тележка .приводится в движение
волочильной цепью, соед»инен1ной через звездочку и редуктор с
главным электродвигателем ота<на. Перед волочением труба проходит
подготовительные и промежуточные операции, аналогичные
операциям, которым подвергают трубы лри холодной прокатке
труб.
Волочение труб без оправки (рис. 21,а) применяется для
уменьшения только диаметра. При уменьшении диаметра D в
37

процессе волочения толщина стенки 5 изменяется в
зависимости от отношения s/D, По экспериментальным данным, при
отношении s/Z) > 0,165-М 90 толщина стенки увеличивается, при
отношении s/D>0,165-f-0,190 уменьшается.
Волочение труб на короткой оправке (рис. 21,6),
закрепляемой на стержне, служит для одновременного уменьшения диа-
iPuc. 21. Способы .холодного волочения труб:
а — без оправки; б — на -короткой оправке; в — на самоустанавливающейся
оправке; г — на длинной оправке; д •— раздача; е — в роликовых волоках; / —
труба; 2 — люнет; 3 — волока; 4 — оправка; 5 — стержень; .6 — опорное
кольцо; 7 — упорный конус; S — роликовая волока
метра и толщины стенки. Деформация трубы ограничена
прочностью выходящей трубы. Минимальный диаметр (8—10 мм)
ограничен размерами стержня для крепления оправки.
Волочение труб на самоустанавливающейся оправке (рис.
21,в) также служит для уменьшения диаметра и толщины
стенки. Самоустанавливающаяся оправка не закрепляется в волоке,
а удерживается в очаге деформации силами трения. Этим
способом можно волочить очень длинные трубы (при барабанном
волочении — до 100 м и более).
38

Волочение труб на длинной оправке Орис. 21,г),
перемещающейся в процессе волочения вместе с трубой, применяется для
уменьшения главным образом толщины стенки заготовки.
Одновременно уменьшается и диаметр. Так как силы трения между
трубой и оправкой направлены в сторону волочения, то общая
деформация трубы может быть больше, чем при других
способах волочения. Для труб диаметром менее 3 мм с тонкими
стенками @,2—0,1 мм и ниже) волочение на длинной оправке
(струне) является единственным способом их изготовления.
Волочение труб раздачей (рис. 21,д) применяется при
изготовлении тонкостенных труб большого диаметра, при
калибровании внутреннего диаметра с целью получения точных
допусков, при изготовлении двухслойных труб и при исправлении
брака из-за малого внутреннего или наружного диаметра.
Волочение труб во вращаюсцихся роликовых волоках (рис.
21,е) применяется обычно при изготовлении профильных труб
с симметричным профилем на последнем проходе, при этом в
волоку задается круглая труба.
Глава IV. ПоДГОТОВКЯ Трубной ЗЯГОТОВКИ
и отделка труб
1. Инспекция, разрезка, обточка и расточка заготовки
Технологический процесс изготовления труб холодной
прокаткой предусматривает операции по подготовке трубной
заготовки и промежуточные и окончательные операции отделки
труб.
Инспекцией называется осмотр труб с отбраковкой
некачественной продукции, с обмером труб и разметкой их для
дальнейшей обработки. Обычно инспекция производится на
стеллажах контролерами отдела технического контроля (ОТК).
При обнаружении дефектов на наружной или внутренней
поверхности труб они бракуются или подвергаются ремонту.
При несоответствии размеров трубы техническим условиям
на заготовку пакет «рассортировывается и отдельные трубы
удаляются из пакета. Проверка марки стали производится
испытанием на искру. В случае сомнения при определении марки
стали по искре весь макет передается для проверки на стило-
скол— лри'бор для определения химического .состава стали.
Каждый пакет снабжается металлическим ярлыком
прямоугольной или ромбической формы (рис 22). На ярлыке выбива-
39

10
235
1W
W650
57*3,5
75
кулся iMaip.Ka стали, «ом-зр плавюи, номер пакета, номер
маршрута, по которому будет обрабатываться труба, наружный
диаметр и толщина стенки готовой трубы и количество труб в
пакете. На этом же ярлыке ОТК ставит свое клеймо при наборке
пакета заготовки и клеймо после осмотра заготовки в
травленом состоянии. При делении пакета к отделяемой части
выбивается копия основного ярлыка с до-
\^vM0^TKjw^f^ipji бавлением к номеру пакета буквы А.
\ марка стали В дальнейшем -при прокатке валь-
\/&м%'пт^Мт цовщик стана выбивает на ярлыке
\%%ж^ьАметра, клеймо .смены и внутри этого клейма
ftiffiSi номеР стана- Клеймение ярлыков
\ Клеймо смены и номер станй ПРОИЗВОДИТСЯ ВалЬЦОВЩИКОМ При
Шеймо от при наборке промежуточной и окончательной
заготовки или г>
] перетяжке прокатке. Без указанных ярлыков
Рис. 22. образец ярлыка вальцовщик не имеет права
принимать лакеты для работы.
Ремонт заготовки производится местной или сплошной
шлифовкой поверхности трубы. Для труб ответственного
назначения (особотонкостенных, капиллярных, безрисочных,
электрополированных ги др.) применяется расточка внутренней
поверхности и обточка наружной поверхности трубной заготовки на
специальных бесцентровотокарных и расточных станках. При
расточке ,и обточке снимается слой металла толщиной около
1 мм, чем в значительной степени гарантируется, что все
наружные дефекты и дефекты, расположенные вблизи поверхности
трубы, будут удалены. Трубы, подвергаемые расточке и
обточке, должны быть прямыми, для чего они проходят
предварительную правку на валковых правильных станах.
Для улучшения качества внутренней поверхности труб
используется шариковая раскатка внутренней поверхности
исходных заготовок. Эта операция осуществляется после расточки
заготовки при изготовлении толстостенных высококачественных
труб.
При инспекции труб ответственного назначения осмотр
«внутренней поверхности производится с помощью перископов —
оптических приборов, которые вводятся внутрь трубы.
Разрезка трубной заготовки, если длина ее больше, чем
может принять стан холодной прокатки, производится на
резцовых трубообрезных станках.
2. Термическая обработка
Сталь после изготовления ее в мартеновских печах,
конверторах или электрических печах разливается в слитки при
температуре около 1550— 1440°С в зависимости от содержания в
ней углерода. Слитки начинают постепенно остывать и
затвердевать, при этом в расплавленной массе металла появляются
40

центры кристаллизации — происходит первичная
кристаллизация стали. Вокруг центров кристаллизации молекулы металла
располагаются в определенном порядке в виде полиэдров
(неправильных многогранников) или дендритов (объем
древовидной формы), которые называются кристаллитами.
Правильные кристаллы железа не могут образоваться вследствие
отсутствия свободы для своего развития во время
кристаллизации.
Твердые тела могут давать однородные смеси, подобные
смесям различных жидкостей. Это относится и к металлам, в
частности к железу. Подобно' тому ка»д сахар растворяется *
воде, так и углерод растворяется в железе. Но в первом случае
раствор жидкий, а во втором — твердый.
В стали углерод присутствует в виде химического
соединения карбида железа ИезС, который равномерно растворяется в
массе железа, образуя кристаллит твердого раство-
р а. При первичной кристаллизации твердого раствора
пространственная решетка кубическая,
т. е. отдельные атомы
располагаются 'по вершинам куба и в середине
главной диагонали B3). Такой куб
'называется центрированным.
При дальнейшем охлаждении
могут изменяться состав стали
и ее пространственная решетка.
Изменение только пространственной
решетки без изменения однородности
состава называется
аллотропическим превращением. В железе такие превращения
происходят при лереходе одной формы железа в другую: б
(дельта)-железо превращается «в у (га.мма)-железо и у- в а (альфа)-
железо. При переходе б-железа в ^-железо пространственная
решетка центрированного куба меняется на кубическую
решетку с центрированными гранями (рис. 23,6). При переходе у-же-
леза в а-железо решетка снова меняется на решетку
центрированного куба. С изменением пространственной решетки
происходит изменение физических, химических и других свойств
стали.
При охлаждении стали происходит также -вторичная
кристаллизация, которая наступает в тот момент, когда слиток уже
застыл. Вторичная кристаллизация происходит в шределен-
ном температурном интервале. Высшая точка этого
температурного интервала называется верхней критической точкой;
низшей критической точкой называется температура, при которой
процесс кристаллизации заканчивается.
Существование критических температур, или, как их
называют, точек, открыл впервые русский ученый Дмитрий
Константинович Чернов.
Рис. 23. Строение твердых
растворов в стали:
а — центрированный куб; б — куб
с центрированными гранями
41

Изменения, которые происходят в стали при охлаждении
или нагреве, проще всего проследить на диаграмме состояния
железоуглеродистых сплавов.
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
изображена на рис. 24. По горизонтальной оси (ось абсцисс)
откладывается содержание углерода в железе в процентах, по
вертикальной оси (ось ординат) — температура <в градусах Цельсия.
Расплавленное чистое железо начинает застывать при
температуре 1536°С. При увеличении содержания углерода в железе
температура плавления сплава понижается. Например, при
содержании в железе 1%С температура застывания равна 1450°С,
что видно из диаграммы, если провести прямую линию,
соответствующую содержанию углерода 1%, вертикально вверх до
пересечения с линией ABC. Горизонтальная прямая, проведен-
Рис 24. Диаграмма состояния железо—углерод
ная из точки пересечения до оси ординат, укажет, при какой
температуре A450°С) начнет застывать железо при содержании
в нем 1%С. Аналогично может быть определена температура
42

застывания железа с любым содержанием углерода (до 6,67%).
Таким образом, линия ABC указывает начало застывания
железа с содержанием углерода до 4,3%.
Выше линии ABC металл находится в виде жидкого
раствора. Ниже линии ABC жидкий раствор начинает застывать, в
нем начинают выделяться кристаллы 7~твеРД°го раствора —
аустенита. Полное застывание жидкого раствора заканчивается
при температуре соответствующей линии JE\ ниже этой линии
весь металл находится в виде ^-твердого раствора — аустенита.
В стали содержится примерно 2% С, поэтому нас интересует
левая часть диаграммы; правая часть диаграммы показывает
превращения, происходящие в чугунах.
При дальнейшем охлаждении до температуры,
соответствующей линии GS, из аустенита выделяется а-железо, которое
называется ферритом. Феррит очень пластичен. На рис. 25,а
показана структура феррита — зерна различной формы и
величины. По линии ?5 из аустенита выделяется карбид железа
Fe3C, который называется цементитом. Цементит в отличие
от феррита имеет большую твердость. Он располагается \ъ «виде
43

отдельных зерен или отдельных прожилок по границам зерен
других составляющих. Так как в состав цементита входит
углерод, то чем больше углерода содержит сталь, тем больше
цементита в ее структуре и, следовательно, тем тверже сталь. На
рис. 25,6 показана структура цементита в стали с содержанием
1,5% С. Видны белая сетка цементита и перлит.
В объеме GSP структура стали состоит из аустенита и
феррита, причем от 911 до 768°С феррит немагнитен, а ниже
магнитен. В объеме SEK находится смесь аустенита и цементита.
' При температуре 723°С (линия PSK) весь аустенит
распадается на свободный феррит и цементит. Эта смесь называется
эвтектоидной смесью, а само зерно получило название
перлита. Структура пластинчатого перлита показана .на рис. 25,в.
Зерна пластинчатого перлита выявляются в виде темных
участков с тонкими белыми прожилками. Иногда перлит имеет и
другую, так называемую зернистую, структуру. Перлит
содержит 0,9%. В сталях с содержанием углерода меньше 0,9%
цементит в виде отдельной составляющей в структуре не
содержится. Он весь уходит на образование перлита.
Сталь с содержанием 0,9% С называется
эвтектоидной. Стали с содержанием меньше 0,9% состоят из перлита и
феррита, они называются доэвтектоидными, а стали с
«содержанием от 0,9 до 2,0% С состоят из перлита и цементита,
они называются заэвтектоидными.
Основные виды термической обработки стали
В зависимости от состава стали >и назначения труб
(Применяется различная термическая обработка. Термической
обработкой называют процессы, связанные с нагревом и
охлаждением, вызывающим изменения внутреннего строения сплава, и
в связи с этим изменения физических, механических и других
свойств.
Для труб предусмотрены следующие виды термической
обработки: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, а также
двойная термическая обработка — закалка или нормализация с
последующим отпуском.
Термическая обработка стали производится для:
а) устранения или уменьшения напряжений, полученных в
процессе обработки металла давлением;
б) устранения наклепа, полученного в процессе холодной
обработки давлением;
в) создания однородной структуры стали, которая
обеспечивает более высокий уровень механических свойств и лучшую
обрабатываемость;
г) выравнивания химического состава;
д) исправления крупнозернистой структуры, которая
вызывает общее уменьшение вязкости, в частности резкое падение
ударной вязкости, и перевода ее в мелкозернистую;
44

е) увеличения твердости и прочности стали при закалке;
ж) получения определенной заданной структуры (котельные
трубы, подшипниковые и др.).
При термической обработке стали необходимо строго
следить за температурой. При недостаточном нагреве
превращения могут пройти неполностью.
При нагреве, значительно превышающем заданную
температуру, можно получить перегрев. При этом сталь приобретает
крупнозернистую структуру и пониженные механические
свойства. При нагреве до температуры, близкой к температуре
начала плавления, по границам зерен стали появляются окислы
железа, которые делают сталь очень хрупкой. В этом случае
говорят, что сталь получила пережог. Пережог является
неисправимым браком.
Термическая обработка состоит из следующих этапов:
1) нагрева до заданной температуры;
2) выдержки При заданной температуре для выравнивания
температуры по всему объему изделия;
3) охлаждения с различной для каждого вида термической
обработки скоростью.
Основное различие между отдельными видами термической
обработки определяется температурой нагрева и скоростью
охлаждения.
Различают предварительную, промежуточную и
окончательную термическую обработку труб.
Предварительной термической обработке подвергают
трубную заготовку из некоторых легированных и
высоколегированных сталей для придания ей пластичности. Промежуточной
термической обработке независимо от марки стали подвергают
трубы после холодной прокатки для снятия свойств металла,
приобретенных в результате наклепа. Окончательную
термическую обработку труб для придания им необходимых
механических свойств проводят после последней операции прокатки перед
сдачей труб заказчику.
Основные виды термической обработки стали следующие.
Отжиг — нагрев металла выше критической точки Л3 (линия
GS «а рис. 24) на 30—50°С в интервале температур
превращений, выдержка при этой температуре с последующим
медленным охлаждением по определенному режиму. В результате
отжига снижается твердость металла, повышается вязкость,
снимаются шутренпие напряжения и устраняется структурная
неоднородность.
Нагрев до температуры на 30—50°С выше критической
приводит к образоваиию в стали структуры аустенита. При
последующем охлаждении) происходит структурное превращение аусте_
шита в перлит и феррит И1ли перлит.
Нормализация — нагрев стали до температуры выше Л3 на
30—50°С, выдержка при этой температуре и последующее охла-
45

ждение на воздухе. Нормализацией достигается улучшение
микроструктуры стали, уменьшение внутренних напряжений и
повышение механических свойств стали.
Закалка — нагрев стали до температуры в интервале
превращении или чаще выше его (на рис. 24 заштрихован),
выдержка при этой температуре и последующее быстрое охлаждение
в воде, масле или другой среде.
Отпуск — нагрев металла в закаленном состоянии до
температуры ниже интервала превращений (ниже линий GS),
выдержка при этой температуре и охлаждение.
Отпуском достигается повышение вязкости стали при
сохранении прочности и упругости, а также уменьшение внутренних
напряжений и снятие наклепа.
Нагрев углеродистой стали при отпуске до 350—400°С и
последующее охлаждение позволяют получить в структуре
высокодисперсную смесь карбидных частиц (образующихся при
раападе мартенсита) и феррита. Получающаяся структура
называется трооститом.
При более высокой температуре отпуска 500—550°С цемен-
титные частицы при распаде мартенсита получаются крупнее.
Поэтому образующаяся смесь феррита и цементита, которая
называется сорбитом, менее дисперсна, чем троостит.
При температуре отпуска выше 550°С частицы смеси
феррита и цементита укрупняются и при 600—650°С сталь имеет
структуру перлита.
Указанные выше температуры приведены для углеродистых
сталей.
Легирующие элементы значительно влияют на физические,
химические и механические свойства стали. Введение
легирующих элементов (хром, никель, марганец и др.) в сталь
изменяет положение критических точек. В связи с этим меняются и
режимы термической обработки легированных сталей.
В случае понижения критических точек температуры
нагрева стали при отжиге, закалке и других термических операциях
должны быть ниже. Некоторые элементы (например, хром),
наоборот, повышают критические точки. Введение того или
иного элемента меняет чувствительность к перегреву (хром,
марганец), уменьшает или увеличивает рост зерна и т. д. Таким
образом, влияние легирующих элементов на структуру стали при
термической обработке различно. Поэтому надо строго
придерживаться того режима термической обработки, который
назначается для каждой стали.
При термической обработке требуется равномерный нагрев
труб по длине и сечению точно до заданной температуры.
Время пребывания труб в печи определяется графиками
термической обработки, которые разрабатываются на основе
исследований и результатов практической работы. Ими необходимо
руководствоваться при работе в цехе.
46

При термической обработке труб в защитной атмосфере
значительно уменьшаются потери металла на угар в печах
Кроме того, уменьшаются потери металла при травлении труб
перед прокаткой и волочением.
В качестве защитной атмосферы1 при термической
обработке труб в печах может применяться водород, диссоциированный
аммиак G5% Н2+Йб% N2), экзотермический газ типа ПСО-08
E—10% Н2; 95—90% N2) или ПСО-09 B% Н2; 95,9% N2;
2% СО; 0,1% С02), а также продукты полного сгорания
природного газа (87,3% N2; 11,5% С02; 1,2% 02; Н2и СО—следы).
3. Нагревательные устройства
Камерные печи с внешней механизацией
Камерные печи используют для промежуточной и
окончательной термической обработки труб любых размеров. В этих
печах отжигают трубы из углеродистых и некоторых
легированных сталей. Обрабатываемые трубы загружают в печь
пакетами, набранными в специальные подставки, которые
называются бугелями. Наборка труб в бугели
производится с прокладками между
горизонтальными рядами, вследствие
чего в пакете труб создаются зазоры
для лучшего прогрева.
На рис. 26 показан поперечный
разрез камерной печи. Горелки /
расположены в продольных стенах
камеры на расстоянии около 500 мм. Про-
дукты сгорания поднимаются под свод у^°:"р;
и затем, 01мывая трубы 3, уложенные
в бугелях 2, опускаются вниз и уходят
в сборный боров 4, расположенный в
середине печи. Отвод продуктов
сгорания от свода в середине шода
улучшает прогрев труб и ускоряет нагрев.
Длина существующих камерных печей колеблется от 8 до
12 м; ширина камеры однокамерной печи составляет около 3 м.
при бугеле шириной в свету 1700 мм. Для бугеля такой
ширины емкость садки равна 2,5—4 т.
Печи оборудованы механизированной загрузочной машиной
с двумя тележками. Загрузочная машина может
передвигаться вдоль загрузочных окон ряда печей. Для
охлаждения трубы укладываются на стеллажи, которые располагаются
обычно околб печей и построены так, что тележки загрузочной
машины въезжают на них и укладывают трубы.
Рис. 26 Камерная печь с
внешней механизацией (поперечный
разрез)
1 Содержащие газов указано в объемных процентах.
47

Производительность камерных печей зависит от вида
термической обработки, размера труб, садки, количества рядов в
пакете и других причин и колеблется в широких пределах.
Термические камерные печи отличаются медленным и
неравномерным нагревом металла: наружные трубы в садке будут
передаваться по «сравнению с трубами, расположенными внутри
садки. Для выравнивания температуры труб требуются большие
выдержки, что приводит к значительному окалинообразованию,
к неравномерности структуры и свойств металла, а также к
искривлению труб. Поэтому камерные печи заменяют на
секционные и роликовые проходные печи.
Секционные пени скоростного нагрева
Секционные печи используют для промежуточного отжига
труб из углеродистых сталей и закалки труб из нержавеющих
сталей с наружным диаметром 25—83 мм при толщине стенки
1,5—5 мм и длине 4—10 м. Температура нагрева труб для
отжига составляет 650—750°С, а под закалку 1000—1150°С.
В секционных печах происходит весьма интенсивный нагрев
металла. Время нагрева на 10 мм толщины стенки для труб иа
нержавеющих сталей составляет 4, а для труб из углеродистых
сталей 3 «мин; время прОбьввадия труб в лечи и скорость
прохождения труб через печь зависят от длины печи.
Большие скорости нагрева в секционных печах достигаются
вследствие высоких температур рабочего пространства A400—
1500°С) симметричного и всестороннего нагрева труб и
значительных скоростей продуктов сгорания, омывающих трубы. При
быстром нагреве угар металла в секционных печах
незначительный. Благодаря прохождению трубы через всю длину печи с
одновременным вращением трубы вокруг своей оси достигается
точный и равномерный нагрев по периметру и длине трубы.
При термической обработке труб температура нагрева
регулируется главным образом за счет изменения скорости движения
труб через печь.
На рис. 27 приведен общий вид девятисекционной печи
скоростного нагрева, отапливаемой натуральным газом. Каждая
секция 1 печи отапливается двумя горелками 2,
расположенными с противоположных сторон секции. По высоте форсунки рас-
полагают таким образом, что факел горения одной из них
размещается сверху нагреваемой трубы 3, а факел другой — снизу
трубы. Применяются керамические или стальные горелки.
Рабочее пространство камеры выполнено круглым, вследствие
чего газы при выходе из горелок завихряются и обмывают трубу
со всех сторон. Нагрев трубы происходит за счет омывания ее
газами, а также излучения тепла нагретыми стендами камеры.
Между секциями 1 расположены тамбуры 4, в которых
устанавливают транспортные ролики 5, насаженные на
охлаждаемые водой иолые валы 6. Валы установлены ,в подшипниках
48

7 и (приводятся от индивидуальных электродвигателей 8.
Ролики располагаются под углом к оси печи, благодаря чему
проходящая по ним труба вращается при продольном перемещении.
Для .всех девяти секций установлен один радиационный
рекуператор 9. Печные газы от каждой секции проходят вдоль
пенило рабочему пространству, попадают онизу в радиационный
рекуператор и нагревают его стенки, после чего по дымопроводу
уходят в котел-утилизатор. Холодный воздух подается в коль-
Дымовые
газы
Холодный
воздух
Рис. 27. Секционная печь
скоростного нагрева
цевую часть низа рекуператора, проходит через рекуператор
снизу вверх, омывает нагретые стенки средней части
рекуператора, нагревается благодаря этому до 400—600°С и
поступает по воздухопроводам в горелки печи. Производительность
печи составляет 0,4—2,5 т/ч, а при размере труб 76X3,0 мм
достигает 4,0 т/ч.
Роликовые проходные печи
Роликовые проходные печи наиболее универсальные. Их
применяют для промежуточного отжига труб, для отжига труб,
поставляемых с окалиной, для светлого отжига труб без
окалины >ц для ота,бш1из,и,рующего отжига нержавеющих труб
промежуточных {размеров.
49

Передвижение труб в печи происходит по роликам
рольганга с постоянной скоростью, равной от 0,5 до 3 м/мин; скорость
выдающего рольганга выше, чем внутрипечного. С выдающего
рольганга трубы сбрасываются в карманы.
При светлом отжиге нагрев труб в печи происходит за счет
лучеиспускания радиантных труб 1 (рис. 28), которые
расположены сверху и снизу роликового пода 2, подающего
нагреваемые трубы 3. Радиантные трубы имеют подковообразную
форму и изготовляются из хрсммотитановой или хромоникелевой
стали. С одного конца в радиантную трубу вставляется
горелка 4, состоящая из внутренней прубюи 6У ло которой .подается
натуральный газ, и наружной
трубки 5, ео которой поступает
воздух. Воздух подогревается
в микрорекуператоре за счет
отходящих газов. Смешение
газа и подогретого воздуха
происходит внутри радиант-
ной трубы и там же сразу
производится сгорание газа.
Радиантные трубы
разогреваются до 1000°С и
излучаемым теплом нагревают
проходящие по охлаждаемым
водой роликам рольганга
трубы. Продукты сгорания
удаляются из второго конца ради-
антной трубы в дымосборники
7 и оттуда в дымовую трубу
•с помощью дымососа.
Из нагревательной камеры трубы поступают в камеру
охлаждения, которая соединена рольгангом с нагревательной
камерой. Камера охлаждения имеет двойные стенки, между
которыми циркулирует вода.
Трубы *при прохождении через камеру охлаждения теряют
свою темшаратуру с 750—&50 до 15—i20o,C. Верхняя часть камеры
съемная и имеет затворы.
Термическая обработка труб со светлым отжигом в
роликовой печи (ом. ри1с. 28) вдроиавощится © защитной атмосфере. С
этой целью вся лечь вышолмя-ется герметичной; шагревательная
камера, камера охлаждения и тамбур заполняются защитным
газом.
При термической обработке труб наружным диаметром от
8 до 70 мм, при толщине стенки 1—6 мм и длине от 2 до 10 м
производительность печи составляет до 2 т/ч. Строятся печи
производительностью до 6 т/ч.
Нагревательная камера имеет длину от 10,5 до 20 м и
камера охлаждения от 21 до 50 м.
3 2
Рис 28 Роликовая печь (поперечный
разрез)
.50

Муфельные проходные пени
Муфельные проходные печи применяют для закалки и
нормализации холоднокатаных и холоднотянутых труб. Нагрев
трубы осуществляется при прохождении ее через муфели,
которые нагреваются горелками или электрическими нагревателями
и передают тепло трубам лучеиспусканием или вследствие
непосредственного контакта.
На рис. 29 изображена пятиниточная муфельная печь.
Трубы 1 задаются в каждый муфель трайб-аппаратом 2 и
непрерывно перемещаются через печь в пяти параллельных муфелях.
Рис. 29. Муфельная проходная печь
Соединяют трубы между собой вручнуюма загрузочном столеотри
помощи муфт или стержней. Муфели 3 изготовляют из
жароупорных или керамических труб. Печь отапливается
природным газом. Горелки 4 расположены в боковых стенках рабочей
камеры 5. Дымовые газы после сжигания ищут вдоль рабочего
пространства и уходят в дымосборник 6. В дымосборнике
установлен рекуператор 7 для подогрева воздуха.
Термической обработке в муфельных проходных печах
подвергают трубы с толщиной стенки от 0,5 до 5 мм и наружным
диаметром от 8 до 50 мм и более. В зависимости от толщины
стенки регулируется скорость прохождения труб через печь. Она
изменяется от 1,0 до 4,8 м/мин. Температура муфеля должна
быть выше температуры трубы на выходе на 20—30°С. При
нагреве труб до 1150°С производительность печи составляет
около 0,5 т/ч.
Преимуществом муфельных проходных печей являются
сравнительно малая окисляемость металла и относительно
равномерный нагрев при непрерывном перемещении труб. К
недостаткам этих печей относятся применение ручного труда,
относительно низкая производительность и малая скорость нагрева.
В шоследних конструкциях печей вместо задачи труб трайб-ап-
паратами применяют проволочные сеточные конвейеры, на
которых трубы транспортируются через муфели, уложенные в
51

печи. Это позволяет механизировать задачу труб и избежать
царапин на трубах, которые возможны при проталкивании труб
через муфели.
Электрические печи контактного нагрева
Электрические печи контактного нагрева предназначены
главным образом для нагрева труб из нержавеющих и
легированных сталей под закалку и могут быть использованы для
правки труб растяжением. При нагреве каждая труба в
отдельности зажимается между контактами, к которым
подводится ток большой силы от вторичной обмотки трансформатора,
при этом концы труб не должны выступать из контактов. Как
только труба нагреется до заданной темлературы, ток
выключается, контакты разжимаются и труба падает в закалочную
ванну. В зависимости от стали температура нагрева труб
колеблется от 800 до 1150°С, продолжительность нагрева 20—40 с.
Установка (рис. 30) «состоит из станины У, на которой
расположены два рельса. По рельсам перемещаются передняя
каретка 2 и задняя каретка 3. Задняя каретка имеет привод,
заключенный в рамной коробке 4.
Рис. 30. Установка для контактного нагрева
Каждая каретка имеет на вынесенной консоли токонесущие
контакты 5. Зажим и разжим трубы в контактах
осуществляются пневматическим цилиндром. Передняя каретка может
перемещаться по станине в пределах 300 мм для компенсации
удлинения труб при нагреве или для правки труб растяжением.
Задняя каретка перемещается в широких пределах,
обеспечивающих зажим труб длиной от 1,5 до 8,5 м.
Преимущество термической обработки на
электроаппарате — точность индивидуального нагрева труб, весьма
незначительное окисление металла вследствие быстрого нагрева и
получение лкУбых тем!перату1р. Большой (недостаток способа —
необходимость обрезки концов тру-б (~:50 мм с каждого конца).
Индукционные печи
Для быстрого нагрева труб из нержавеющих и
легированных сталей под закалку применяют также индукционные печи.
Нагрев труб в индукционных печах осуществляется токами вы-
52

сокой частоты. Скорость прохождения трубы через индуктор
весьма велика и составляет 3—30 м/мин.
Достоинства индукционных установок, кроме того,
заключаются в малом угаре металла, непрерывности процесса и
отсутствии потерь на разогрев.
К недостаткам индукционного нагрева относятся
неравномерный нагрев разностенных труб и более высокая стоимость
термической обработки.
Колпаковые печи
В трубоволочильных цехах для светлого отжига труб,
требующих термической обработки с выдержкой при известных
температурах, применяют трехстендовые электрические колла-
ковые печи. Такие печи состоят из стационарных стендов, на
которые в бугелях укладываются трубы, и переносного колпака.
Нагревательные элементы расположены в боковых стенках
и своде колпака, а также в стенде. Трубы, уложенные на
бугелях, накрываются металлическим муфелем из жароупорной
стали и колпаком. К каждому стенду подведен защитный газ;
муфель и колпак имеют песочные затворы. После нагрева и
выдержки колпак переносится на другой стенд, а трубы остывают
под .металлическим муфелем.
.При термической обработке тонкостенных труб
производительность печи составляет 0,2-2 т/ч, максимальная температура
натр ев а труб 950°С.
Печь с загруженной^ садкой перед заполнением защитного
газа продувается нейтральным газом (азотом). Для лучшей
продувки и удаления воздуха из труб применяется вентилятор,
который может быть использован также для принудительной
циркуляции газов при нагреве труб, что сокращает
продолжительность нагрева.
Вакуумные печи
Вакуумные печи предназначены для термической обработки
труб из легкоокисляющихся металлов, а также для особотон-
костенных труб из нержавеющих сталей. Обработка в вакууме
позволяет улучшить свойства металла и обеспечивает высокое
качество поверхности трубы. Для труб ответственного
назначения применяют разрежение 1 • 10~5 мм рт. ст.; в ряде случаез
удовлетворительное качество поверхности можно получить при
неглубоком -вакууме A • 10~2 мм ,рт. ст.). Применяются *вакуум-
ные печи периодического и полунепрерывного действия.
Вакуумные печи полунепрерывного действия имеют
большую производительность за счет того, что наборка труб в
муфеле производится в стороне. Затем муфель с трубами
загружают в горячую печь, после нагрева и выдержки муфель с
53

^R
штшшшщ
трубами вынимают из печи и охлаждение его с трубами
производится вне оечи.
Схема вакуумной электрической печи полунепрерывного
действия для термической обработки труб .приведена на рис. 31.
Муфель 1 загружается трубами на стеллаже и закрывается
заглушкой 2 для создания вакуума. Когда предыдущий муфель
выкатывается из печи, на освободившуюся тележку краном
устанавливается новый муфель. Муфель подается тележкой с
тросовым приводом в печь. Заглушка 2 муфеля присоединена к
трубопроводу 4
вакуум-насосом. По достижении
требуемого разрежения,
которое контролируется по
манометру, закрывается
запорный вентиль у
заглушки муфеля, включается
электрическая печь 3,
производятся нагрев труб и
соответствующая выдержка
их. В случае падения вакуума включаются насосы. После
термической обработки снимается заглушка и муфель тележкой
выкатывается из печи.
Имеются вакуумные печи, в которых муфели закреплены
неподвижно. В этом случае электрическая печь устанавливается
на тележке. После загрузки муфеля печь наезжает на него п
начинается нагрев. В это время другие муфели разгружают
и вновь загружают трубами.
4. Травление, промывка и сушка труб
Рис. 31. Схема вакуумной печи
полунепрерывного действия
Наборка труб в .пакеты перед травлением производится в
якоря или в скобы («рис. 32). Чтобы они не соприкасались
между собой и правильный раюпвор свободно омывал их, каждый
ряд труб при наборке
перекладывается .прокладками.
Трубы размещают в пакетах
таким образом, чтобы концы
одной стороны находились в
одной вертикальной «плоскости.
Это необходимо для
дальнейшей качественной промывки
труб водой под давлением.
Чтобы пакет не рассыпался, его
перевязывают проволокой.
Количество труб,
.набираемых в пакет (при одних и тех
же поперечных размерах
ванны), колеблется в зависимости
Рис. 32. Наборка труб в якоря (а)
и в скобы (б)
54

.иаметр1}
>убы, мм
6-19
20
30
40
50
Количест-
ео труб
в пакете,
шт.
450
416
242
136
98
Диаметр
трубы, мм
60
70
80
90
100
Диаметр
трубы, мм
110
120
130
140

Количество труб
в пакете,
шт.
24
24
20
15
от их диаметра. .Ниже указано количество труб -в пакете при
ширине ванны 1100 мм и глубине 1200 мм.
Количество
труб в
пакете, шт.
72
60
54
40
35
Перед травлением все трубы рекомендуется .промывать в
ванне с горячей водой, имеющей температуру не ниже 80°С.
Механизация травильных работ заключается в применении
цепей, на которых трубы погружаются в ванну и
перекатываются в ней при подъеме и опускании цепей. В этом случае
наборка в скобы не производится и пакеты не перевязываются
проволокой. Количество труб в пакете ограничивается только
грузоподъемностью крана и емкостью ванны.
Травление труб из углеродистых сталей
Травление труб проводят для удаления с поверхности трубы
окалины, которая, попадая между трубой и инструментом,
вызывает преждевременный износ инструмента и образование
продольных царапин и рисок на трубе.
Сущность травления в кислотах заключается в разрушении
окалины, которая состоит из закиси железа FeO, закиси-окиси
железа Fe304 и окиси железа Fe203.
Травление труб из углеродистых сталей обычно
осуществляют в серной или соляной кислоте.
Серная кислота легко растворяется в воде. В
концентрированном растворе «содержится 95,6% серной кислоты и 4,4%
воды; такая кислота не вступает в реакцию с железом, а
разведенная серная кислота энергично разъедает железо и его
окислы. На этом свойстве серной кислоты и основано травление
металлов. Ниже (приведены реакции травления труб из
углеродистых сталей:
FeO + H2S04 - FeS04 +- H20;
Fe304 + 4 H2S04-FeS04 + Fe2 (S04K +- 4 H20;
Fe203 + 3 H2S04 - Fe2 (S04K + 3 HaO;
Fe + H2S04 - FeS04 + H2;
Fe2 (S04K + H2 - 2 FeS04 + H2S04.
В результате взаимодействия кислоты, окалины и металла
образуются железный купорос FeS04, растворяющийся в
кислоте, и водород, который разрушает сцепление наружного слоя
окалины с металлом и способствует отделению окалины от
55

поверхности металла. Благодаря этому ускоряется процесс
травления. При химическом воздействии металла трубы с кис-
лотой часть металла (около 0,5%) теряется.
Продолжительность травления труб зависит от многих
причин. Основными из них являются: концентрация раствора
серной кислоты; температура раствора при травлении; природа
окалины и толщина ее слоя.
При повышении концентрации серной кислоты в растворе с
2—3 до 25% .продолжительность травления сокращается, с 25>
до 50% увеличивается, а при концентрации выше 50% гороцеаса
травления практически не происходит. При повышении
температуры раствора (при одной и той же концентрации) с 18 до 60°С
продолжительность травления сокращается в 10—15 раз.
Чем толще слой окалины, тем больше продолжительность
травления. Как только окалина будет удалена и начнется
травление самой трубы, следует прекращать травление. Травление
считается оконченным, если окалина легко удаляется
протиркой и под ней появляется серая поверхность металла.
При действии серной кислоты на чистое железо выделяется
газ — водород, большая часть которого улетучивается из ванны
в виде пузырьков. Часть же водорода проникает в поры
железа, при этом качество железа ухудшается — оно становится
хрупким, теряя свою вязкость и шриобретая так называемую*
травильную хрупкость.
Для борьбы с травильной хрупкостью применяют присадки,,
которые одновременно уменьшают потери металла при
травлении. Наилучшие результаты дает присадка ЧМ, являющаяся
продуктом переработки нефти.
Присадка ЧМ состоит из двух составляющих: регулятора
травления Р и пенообразователя П. Регулятор травления Р
вводится для уменьшения /потери металла при травлении и
предохранения его от травильной хрупкости. Он представляет собой
вязкую жидкость темного цвета <с характерным запахом, трудно
растворимую в воде. Пенообразователь П применяется для
уменьшения выделения вредных ларов кислотных растворов в
атмосферу цеха. Он представляет «собой темно-бурую жидкость,
легко растворимую в воде. При введении в травильный раствор
пенообразователя П 'вся поверхность ванны «покрывается пеной,
которая (мешает выделению 'вредных паров.
Ниже приводятся режим и параметры процесса травления
труб в серной кислоте:
Начальное содержание H2SO4 в растворе, %' . . . 22—24
Температура раствора, °С . 20—25
Состав раствора леред сливом в купоросную:
свободная H2S04 в растворе, ;% 7—10
железный купорос, г/л 200—250
Температура раствора по мере уменьшения
содержания H2SO4 в растворе, °С Увеличивается
до 60—70
56

Продолжительность травления (по практическим
данным), мин:
катаных труб ¦ , . ¦. 30—60
' отожженных труб . . , „ , 15—25
Применяемые присадки:
ЧМ (регулятор травления Р на 1 м3 раствора),
*г > 0,5—1,5
•пенообразователь П (на 1 м2 поверхности
ванны), кг 0,5—1,0
катапин К (в 1 м3 раствора), кг 0,5—1,0
Продолжительность травления при введении
ингибитора И-1-В * » • • Снижается
на 20—50%
. . . Повышается
на 20—50%
Расход кислоты при введении ингибитора
Рис. 33. Травильная ванна:
•трубы; 2— травильный раствор;
Серная кислота и ее растворы вызывают тяжелые ожоги,
поэтому при обращении с ними надо соблюдать осторожность.
Для составления травильного раствора в ванну наливают воду,
а затем вливают <в нее кислоту. Нельзя делать «наоборот, т. е.
вливать воду в серную кислоту, так как при этом в результате
энергичного соединения воды с
кислотой происходит
выплескивание кислоты.
Применяемые травильные
ванны (рис. 33) состоят из
каркаса, выполненного из
стальных листов толщиной
10 м.м, усиленных швеллерами
и уголками. Для
.предохранения от повреждения футеровки
ванна изнутри обшивается
деревянными досками толщиной
50 мм. Для удаления вредных
тазов, выделяющихся в
процессе травления, ванны снабжены
бортовыми отсосам*!, расположенными вдоль ©сей ванны. Через
бортовые отсосы газы отсасываются вентилятором и
выбрасываются наружу.
Обычная длина травильных ванн равна 11,0 м, глубина
ванн 1200 мм, ширина 1100 мм. Для более легкого удаления
раствора из ванны дну придают уклон около 2%.
Травление труб из нержавеющих и специальных сталей
Окалина на легированных и высоколегированных трубах
состоит из окислов железа с легирующими элементами,
например Cr, Ni, Al, Si, in значительно труднее поддается травлению.
Вследствие большой потери металла при травлении труб из
нержавеющих сталей в кислотах применяют щелочно-кислотный
метод травления с добавлением в расплав окислителя NaN03
или восстановителя NaH (гидрид натрия).
57
- скоба;
4 — вентиляционные
5 — бортовые отсосы
каналы;

Обработка в щелочмом расплаве NaOH с окислителем ЫаМОз.
(табл. 2) при 400—600°С приводит к преобразованию «изшюс
окислов железа и легирующих элементов в высшие, легко
растворимые в кислотах, например Cr203-f2NaOH-^2NaCrOa+H20.
Таблица 2
Режимы травления труб из легированных сталей и сплавов с окислителем
Параметры

Нержавеющие,
жаропрочные и
Другие
стали
Сплавы на
основе
нчкелч
Сплавы на
основе
ггитана
Щелонно-кислотное травление
Состав щелочного
расплава, %:
NaOH ....
'NaN03
NaCl
Температура расплава,
°С
Продолжительность
выдержки, мин . . . .
Состав кислотного
раствора, %:
HF
HNOa
H2S04
NaCl
Температура раствора,
°С
Продолжительность
выдержки, мин
Состав кислотного
раствора, %:
HF
HN03 . . . .
H2S04
NaCl
Температура раствора,
°С
Продолжительность
выдержки, м«ин . . .
65—75
20—30
3-5
400—450
30—40
2—4,
8—12
30—40
5—15
65—75
20—30
3-5
430—450
30-60
2—4
8—12
30—40
5-80
Кислотное травление
2—4
8—12
30—45
5—60
2—4
8—12
30—45
15—90
65—75
20—30
3—5
450—470
40—60
2—4
8—12
30—40
30-60
2—4
8—12
30—45
15—90
и более
Примечания: 1. Трубы с внутренним диаметром 18 мм и менее и
тонкостенные трубы 'подвергают только .кислотному травлению. 2. Трубы из полуферритных
сталей после щелочно-кнслотного травления подвергают осветлению в 8—10%-ном
растворе HN03 при 40—50°С в течение 1—5 мин., 3. После травления в щелочном расплаве
трубы промывают в -ванне с холодной проточной ©одой не менее 5 ми.н.
При травлении в щелочном расплаве в окалине происходят
объемные и структурные изменения, способствующие ее
разрушению. Разрушенная окалина частично отстает от трубы еще в
58

Рис 34
Электроваина для
ления
щелочного трав-
щелочном расплаве и оседает в виде шлама на дно ванны. При
промывке труб после травления в холодной проточной воде
часть окалины растворяется, а большая часть ее смывается с
труб водой и паром, образующимися при опускании горячих
труб в ванну с водой.
Незначительное количество
окалины, оставшейся «а трубах,
удаляется кислотным
травлением.
Травление труб в
щелочном расплаве производится
в злект|рованне ((рис. 34),
которая состоит из каркаса /,
ванны 4 и
электронагревателей 5. Внутри каркаса
имеется футеровка;
теплоизоляционный слой 2 и
огнеупорный слой 3 из
легковесного шамогга толщиной 25 мм
укладывается '.внутрь 1карка-р
са. Вдоль стен ванны
установлено 120 трубчатых нагревателей 5, которые погружены
своей активной частью в рааплав, а верхней частью
крепятся к коробкам 6, смонтированным на каркасе. Для
предохранения нагревателей от повреждения при загрузке труб на
боковых стенках ванны приваривают направляющие ребра 7.
Электроваина имеет четыре регулируемые зоны нагрева общей
мощностью 760 мВт и работает на переменном токе напряжением
380 В.
Чтобы уменьшить потери тепла, ванна сверху закрывается
крышками 8 с прорезями для тяг загрузочной траверсы. Для
периодической чистки ванны от шлама, образующегося при
травлении труб, на дне установлены поддоны 9. Открывание
крышек производится рычагами, насаженными на вал, который
поворачивается пневматическим цилиндром 10. Пакет труб,
набранный в скобы, загружается <в ванну с помощью траверсы,
подвешенной на мостовом кране.
Обработка в щелочном расплаве с восстановителем NaOH
{табл. 3) при 360—400°С сопровождается восстановлением
окислов до металла, например
Fe304 + 4 NaOH - 3 Fe + 4 NaOH,
или до низших окислов, например
Сг203 + NaH - 2 СЮ + NaOH.
Окислы железа и хрома на поверхности труб
восстанавливаются до мелкодисперсного металлическою порошка, состоящего
из железа и окислов хрома. Небольшое количество этого
порошка отстает от труб и остается в ванне. Большая же часть
59

Таблица 3
Режим травления труб в щелочном расплаве
с восстановителем NaH
|Мцтериал
Сплавы на основе титана .
Сплавы на основе железа
Стали и сплавы с высоким
содержанием хрома
Сплавы на основе никеля
NaH. %
0,7—1,5
0,8—1,5
1 1,8—2,2
1,2—1,6
Температура
расплава, °С
350—370
1 370—390
320—340
380—400
Время
выдержки, МИН
15—25
10—15
10—20
15—25
При м*е ч а н и е. Сплавы на основе титана после травления осветляют в
растворе 10% HN03+2—3% HF в течение 0,5—1 мин при температуре 30—40°С.
его удаляется под воздействием пара, образующегося при
опускании горячих труб в холодную воду.
Трубы из высоколегированных сталей и сплавов диаметром
20 мм и меньше подвергают сгруйно-циркуляционному
травлению. Подогретый раствор плавиковой кислоты под давлением у
циркулирует по замкнутому циклу: бак с травильным раствором,
сильфонный насос, травимые трубы, бак. Слой металла
нержавеющих труб толщиной 0,1—0,3 мм снимается за 5—15 мин.
Промывка труб
Для удаления с поверхности труб грязи и кристаллов
железного купороса применяется промывка труб в ванне с горячей
водой, а затем струей холодной 'воды, шодаваемойяод давлением
12 ат. Продолжительность промывки труб в среднем 7—9 мин
на один пакет. При этом расходуется около 1,75 м3 воды, что
примерно соответствует 250 л/м,ин.
Сушка труб
Смазка, которой покрывают трубы перед волочением, плохо
пристает к влажной поверхности; кроме того, влажные трубы
на воздухе быстро ржавеют. Поэтому после промывки трубы
подвергают сушке в сушильных камерах при 150—180°С. При
этом одновременно происходит удаление водорода, проникшего
в поры металла при травлении, чем 'предотвращается
травильная хрупкость. Продолжительность сушки около 20—30 мин.
Устройства для сушки обычно имеют длину 11,5, ширину 4,5 и
высоту 2,2 м. Трубы устанавливают наклонно -на вагонетках и
завозят в сушильную камеру, которая отапливается газом или;
другим топливом.
60

5. Покрытие труб перед холодной прокаткой
Основное назначение покрытия — уменьшить коэффициент-
трения и усилие прокатки, а также получить поверхность труб
без задиров, рисок и других дефектов. В качестве покрытий
труб -применяют омеднение, фосфатирование и различные
смазки.
Омеднению подвергают трубы из углеродистых и
легированных сталей (температура раствора 30—50°С,
продолжительность омеднения 1—3 мин), поступающие на волочение, и
трубы из высоколегированной стали (температура раствора
65—75°С при горячем и 20—30°С <при холодном омеднении,
время выдержки 5—15 мин), поступающие на холодную
прокатку (табл. 4). Пр,и омеднении протекает реакция
Fe + CuS04-*Cu + FeS04.
Омеднение труб из углеродистых и легированных сталей
проводят в растворе, содержащем 3% CuS04-5H20, 1,5—3,5%
98%-ной H2S04, 4% NaCl присадкой в раствор 0,2—0,4% ПО-7,
ПО-10 и др., а труб из высоколегированных сталей в растворе,
содержащем 0,5—1,5% CuS04-5H20 (при горячем омеднении)
и 3—4% CuS04-5H20 (при холодном омеднении), 22—27%
H2S04 (горячее) и 2—4% H2S04 (холодное омеднение), 0,5—
1,5% NaCl и 2,5—12% FeS04-7H20 с присадкой 0,05—0,6%
ПО-6 или ПО-10 и др.
В результате растворения железо выделяется в раствор и
вытесняет медь из сернокислой меди. Медь осаждается на
поверхности трубы. Толщина медного слоя 0,004—0,006 мм (на
практике до 12 мкм). Железо, переходящее в раствор, образует
железный купорос. Когда количество железного купороса
достигает 30—35 г/л, раствор меняют. При большем содержании
железного купороса в ванне на поверхности труб появляется
белый порошок сернокислого железа («сахар»); такие трубы к
прокатке iiie допускаются.
Плотный слой меди не должен сниматься металлической
пластинкой. В случае отложения на трубах рыхлого или
неравномерного слоя меди пакет возвращается на повторное
травление, промывку и омеднение.
После омеднения трубы, идущие на промасливание^
промывают в ванне с горячей или проточной холодной водой. Расход
медного купороса составляет около 0,10% от массы
протравленных труб.
При холодном омеднении труб из нержавеющих сталей их
набирают в пакеты вперемежку с трубами из ^ углеродистых
сталей с введением внутрь каждой нержавеющей трубы
углеродистой трубы.
Трубы из высоколегированных сталей перед омеднением
активируют © растворе, содержащем 18—22% H2S04; 1—2%
61

NaCl и 20—100 кг/м3 FeS04-7H20 при температуре раствора
50—60°С в течение 6—12 мин.
Фосфатированию подвергают трубы из углеродистых
и легированных сталей. Фосфатирование труб позволяет вести
прокатку с повышенными коэффициентами вытяжки, умень-
•шает усилие прокатки и дает лучшее качество поверхности
труб.
Подготовка труб к фосфатированию заключается в
травлении их в .сернокислом растворе, в промывке в ванне с холодной
водой, а затем для полного удаления остатков кислоты в
погружении труб в ванну с щелочным раствором. Щелочная ванна
для нейтрализации содержит 0,3—0,5% кальцинированной соды
и азотнокислого натрия. Нейтрализацию проводят «при
температуре раствора 60—70°С в течение 1—2 мин. Замена раствора
и его корректировка проводятся каждые сутки. Из щелочной
ванны трубы передают в ванну для фосфатирования.
Фосфатирование труб ведется в растворах, содержащих
монофосфаты цинка Zn(H2.P04J» ортофосфорную кислоту
Н3РО4 и азотную кислоту. В результате взаимодействия с
поверхностью стали образуются нерастворимые фосфаты цинка и
железа в виде пленок.
Химическая реакция идет по уравнениям
Fe + Zn (H2P04J-FeHP04+ZnHP04-f Н2;
3 Zn (H2P04J Z Zn3 (P04J -f 4 H3P04;
Fe + 2 H3P04- Fe (H2P04J + H2.
Фосфатирование ведут по бесшламному методу в растворе,
который содержит 0,9—1,5% ZnO; 0,8% Н3Р04; 1,2—1,8% HN03.
Температура раствора 65—70°С. Продолжительность
фосфатирования труб из углеродистых сталей 7—10, а из
легированных 15—30 мин.
При бесшламном методе на трубах откладывается
фосфатная пленка толщиной в 12 мкм из смеси фосфатного цинка и
фосфатного железа. В этом случае раствор остается
прозрачным. Фосфатное покрытие должно быть сплошным и иметь
серый цвет.
. Расход материалов при фосфатировании на 1 т труб
составляет: 400 г Н3Р04, 550 г HN03, 300 г ZnO.
Смазка труб. Медные и фоюфаггаше «покрытия «е «могут
быть использованы в качестве смазок. Без применения
специальных смазок они вызывают повышение усилия деформации.
Поэтому их всегда применяют в качестве подслоя. Сверху этого
подслоя наносят тончайший слой смазки, которая предохраняет
трубу от непосредственного соприкосновения с инструментом,
уменьшает усилия прокатки, увеличивает срок службы
инструмента и дает возможность повысить скорость прокатки.
При холодной прокатке труб на станах ХПТ применяют
масляные и графитовые смазки.
62

Масляная смазка содержит 40—45% касторового масла и
60—55% талька или 50% касторового масла, 15% талька и
35% хлористого аммония NH4C1.
Графитовая смазка состоит ,из 40% серебристого градиента
45% эмульсии (ГОСТ 1975—75) и 16% NaiCl ил-и 50% сереб-
ристого градиента и 50% машинного масла.
При теплой прокатке труб на станах ХПТ в качестве смазки
применяют смесь из 20% селитры, 13% серебристого градиента
и 67% гашеной извести.
При холодной прокатке труб на станах ХПТР смазкой
является смесь из 80% касторового масла и 20% цинковых белил.
Оксалатированию подвергают нержавеющие трубы,
которые не удается фосфатировать. Их погружают в раствор,
содержащий на 1 л 12 г щавелевокислого закисного железа
FeC204-12Н20, 24 г щавелевой кислоты Н2С2О42Н2О, 3,5 г
двухромовокислого калия К2«Сг207, 200 г хлористого натрия
NaCI.
На поверхности трубы отлагается и прочно удерживается
оксалатное покрытие. В мыльном растворе на (поверхности
оксалатного покрытия образуется пленка металлического мыла,
которая является хорошей смазкой, позволяющей увеличивать
обжатия пр.и холодной прокатке до 30—70% за проход при
подаче 10—11 imm, одновременно обеспечивая получение труб
ч без дефектов.
Применение оксалатирования позволяет производить
нормальную прокатку труб с повышенными обжатиями, при этом
•по сравнению со смазкой (смеси талька и касторового масла)
значительно снижается брак труб по межкристаллитной
коррозии.
Обезжириванию подвергают трубы после холодной
прокатки перед термической обработкой с целью удаления
смазки, чтобы избежать науглероживания металла. Обезжиривание
обычно проводят в нагретом до 85—100°С растворе в течение
60—90 мин.
В 1 л раствора содержатся 90—100 г каустической соды,
10—15 г жидкого стекла, 15—30 г тринатрийфосфата и 40—50 г
кальцинированной соды. После теплой прокатки трубы
обезжиривают в щелочном расплаве, состоящем из 20% NaOH
(каустическая сода) и 80%NaNO3 (селитра) при температуре
380—450°С в течение 20—25 м,ин с последующим охлаждением
в холодной воде.
6. Ремонт и отделка труб
В процессе травления с трубы удаляется окалина и на ее
поверхности становятся хорошо заметны даже небольшие
наружные дефекты: плены, волосовины, раковины, риски и т. п.
Поэтому после травления трубы подвергают осмотру (инстюк-
63

ции). В зависимости от величины пороков и их характера
трубная заготовка передается на ремонт или окончательно бракуется.
При ремонте наружной «поверхности заготовки удаляют
пороки, расположенные недалеко от поверхности трубы. Толщи-
на снимаемого слоя не должна выводить толщину стенки трубы
и ее диаметр из допусков по техническим условиям. При
ремонте труб необходимо следить за правильным очертанием
углубления, получаемого при шлифовании: это углубление
должно иметь пологие края.
Для местного ремонта трубной заготовки применяют
подвесные шлифовальные станки маятникового типа.
Трубная заготовка из нержавеющих и других
легированных сталей требует особенно тщательного ремонта. Ремонт
может быть местным (в отдельных частях трубы) по всей
поверхности.
Для ремонта всей наружной поверхности труб обычно
применяют бесцентрово-шлифовальные станки. Шлифованию
должны подвергаться трубы, предварительно прошедшие правку,
не имеющие вмятин, с цилиндрическими ровными концами.
Поверхность труб после шлифования не должна иметь рисок,
ожогов и лысок.
Шлифование внутренней поверхности труб осуществить
значительно труднее, чем наружной, особенно при длине труб
свыше 4 м. Для шлифования применяют специальные ленточные
станки.
Для ремонта труб на промежуточных стадиях их изготовле?
ния используется более тонкое шлифование. Из станков,
рассмотренных ранее, для шлифования наружной поверхности труб
применяют бесцентрово-шлифовальные и ленточно-шлифоваль-
ные ставки, а для шлифования внутренней поверхности, труб —
ленточные внутришлифовальные станки. Кроме этого, для
промежуточного ремонта наружной поверхности труб и
шлифования применяют станки с абразивными кругами, которые
используют и для полирования труб. В этом случае абразивные
круги заменяют на обитые кожей или хлопчатобумажным
ремнем круги, .покрытые шлифующей пастой.
Оборудование, применяемое для ремонта заготовок труб,
перечислено в табл. 4.
С целью получения труб с гладкой поверхностью выше
9-го класса шероховатости применяют электрополирование труб.
Для этого к помещенной в электролит трубе подводится
электрический ток. Труба является анодом. Электролитическое
полирование представляет собой процесс анодного растворения
выступающих частей на поверхности изделия. В процессе
полирования на поверхности металла образуются пассивные пленки,
неодинаковые по толщине во впадинах и выступах поверхности^
что приводит к повышенной напряженности электрического
поля, вследствие чего более тонкие пленки пробиваются электри-
ФГ

Таблица 4
Некоторые данные по ремонту труб
Станок
Бесцентрово-то-
карный 9330М !
Расточной РТ43
Бесцеитрсчво-шли-
фовальный ЗА-181
Подвесное
наждачное точило
3374
Ленточный
ВШ-201
Ленточный внут-
ришлифовальный
МВ-44
Бесцентрово-
шлифовальный
ВШ-500, ВШ-177
Вид ремонта
т,руб
Обточка
Расточка
Ремонт наружной
поверхности
Местный ремонт
наружной
поверхности
То же
Ремонт
внутренней поверхности
Окончательная
шлифовка и
полировка наруж
ной поверхности
Размеры трубы, мм
нар
50—160
75—130
3—75
40—160
5—30
30—75
60—120
5—120
10—76
S
Любая
3—20
Любая
»
0,5—2,5
3-15
3—20
0,1—5,0
0,1—5,0
JL
3000—10000
2500—$О00
2500—8000
До 12000
6000
До 8000
До 8000
1000—9000
До 8000
ческим током и выступы интенсивно растворяются. Наличие
пленок на поверхности металла является необходимым
условием для электрополирования, так как без них оголенный металл
подвергался бы обычному анодному растворению по всей
поверхности.
В качестве электролита применяется раствор, состоящий из
60% фосфорной кислоты, 20% серной кислоты и 20% воды. Этот
раствор позволяет применять большую шлотность тока.
Температура раствора колеблется от 50 до «100°С; продолжительность
полирования доставляет 0,5—10 мин.
Для электрополирования «некоторых сплавов применяют
другие электролиты, -составление и обращение с которыми
необходимо выполнять по -соответствующим технологическим
инструкциям.
Схема установки для электрополирования внутренней
поверхности труб показана на рис. 35. Полируемая труба /
надевается на катод 6, выполненный в виде медной трубки. На
одном конце катода припаяна головка 10, с помощью которой
на катод подается напряжение отрицательной полярности. На
втором конце к медной трубке припаян латунный наконечник 3,
в утолщенной части которого имеется отверстие для выхода
электролита. Катод изолирован резиновой трубкой 8, надетой
на всю медную трубку. Для предотвращения замыкания
электрического тока наконечник -и сам катод изолируются от трубы
текстолитовыми изоляторами 2, которые одновременно служат
3 Зак. 693
65

регуляторами для вытекаемого электролита из «полируемого
участка трубы.
В месте полируемого участка трубы снаружи
устанавливается щеткодержатель 4 и медные контактные щетки 5 для
подвода электрического тока (.положительный заряд). Ipyoa
надевается на катод с помощью четырех пар реверсивных роликов
9 Эти же ролики при обратном ходе медленно подают трубу
Рис. 35. Схема установки
для электрополнровкн
внутренней поверхности труб
через участок полирования. Электролит внутрь медной трубки
катода шодается по трубопроводу 12. В латунном -наконечнике
катода электролит выливается через отверстие и заполняет
внутреннюю полость трубы, ограниченную изоляторами 2.
Отсюда электролит постепенно выливается через неплотности между
изолятором и трубой в трубу, а из нее в желоб 7,
расположенный под установкой. Из желоба электролит сливается в бак,
откуда насосом 11 перекачивается для повторного
использования в установку для электрополировки.
Скорость электрополирования на современных установках
составляет 0,4—1,25 м/1мин при диаметре полируемых труб от
4 до 70 мм.
На рис. 36 приведена схема установки ВНИТИ для[
электрополирования наружной поверхности труб. Полирующий
узел установки состоит из кожуха /, медной щетки 9, служащей
анодом, медного цилиндрического перфорированного катода 13,
двух резиновых манжет 11, штуцера 2, подводящего электролит
в катод, и штуцера 10 для отвода электролита, сливной трубки
5 и газоотводной трубки 12.
Спереди и сзади полирующего узла установлены
фрикционные ролики 6, служащие для подачи трубы в процессе
полирования. Электролит .из кожуха стекает в бак 3, из которого
насосом 4 перекачивается в расходный бак 8 с уровнем 7. Из
бака электролит самотеком поступает в кожух 1.
Перед началом электрополирования труба «проталкивается
через манжеты. Следующая труба соединяется с предыдущей с
помощью стыкователя, чем обеспечивается непрерывный,
процесс электрополировки.
66

Включение тока для-электрополировки производится только
после того как полирующий цилиндр (кожух) заполнен
электролитом что контролируется ло вытеканию электролита из
ВеРПлеГоГГт?ка/з7ависит от размера и скорости движения
труб.
Рис 36. Схема установки
для электрополироаки
наружной поверхности труб
Современные установки для внутренней и наружной элекпро-
полировки труб выполняют четырехниточными с механизацией
загрузки и выгрузки труб, механизированной подачей труб в
процессе полирования.
После электрополирования внутренней и наружной
поверхностей трубы промывают в холодной проточной воде,
пассивируют в 3—5%-ном растворе азотной кислоты, промывают и
сушат.
7. Правка, обрезка и разрезка труб
Трубы подвергают правке на всех стадиях передела.
Сущность правки заключается в изгибе трубы. При этом
напряжение изгиба превышает «предел упругости металла. Применяют
однократную периодическую -правку, когда изогнутая труба
подвергается изгибу в направлении, обратном кривизне
действием штемпеля правильного пресса. В этом случае труба лежит
на двух опорах. При многократной правке (непрерывной) труОа
одновременно вращается и передвигается в осевом направлении,
подвергаясь многократному изпи'бу между роликами или
валками правильного стана.
Для однократной правки применяют эксцентриковые и
кулачковые правильные прессы. Многократная правка произво-
3 Зак 693
67

дится на роликовых и валковых правильных станах и
правильных машинах с вращающейся обоймой.
Правильные прессы имеют малую производительность, а
качество правки зависит от квалификации рабочего и не может
быть очень высоким. Роликовые правильные машины весьма
производительны. Правке на них подвергают трубы при прот
межуточных операциях и перед правкой готовых труб на
валковых правильных станам.
Валовые правильные станы иапошьзуют для окончательной
правки .готовых труб, а таюже для правки трубной заготовки
перед обтачкой или расточкой ее. На валшвые правильные
станы могут поступать трубы с первоначальной кривизной до 40 мм
на 1 м трубы. После правки трубы имеют кривизну до 0,75—
1 .м'м на 1 м трубы.
В табл 5 перечислено оборудование для правки труб.
Таблмца 5
Оборудование для правки труб
Оборудование
наименование
Роликовый
правильный
стан
Валковый
правильный
стан

Эксцентриковый
правильный
пресс
Кулачковый
правильный
пресс
Изогнутая
вращающаяся
трубка
Электрическая
печь
контактного
нагрева
модель
1727П2
2104П1
1962П1
2К52
404П01
675П1
87П2
К-104
К-107
—
ОКБ-2026
Назначение
оборудования
Правка после
термической
обработки на
промежуточных
операциях;
предварительная правка
готовых труб
Правка трубной
заготовки;
окончательная правка
готовых труб
Правка труб на
промежуточных
операциях при
отсутствии
роликовых правильных
станов; давление
пресса 70—100 тс
То же
Правка
тонкостенных труб
малого диаметра
Правка особотон-
костенных труб
растяжением в
горячем виде
РаЭМерЫ IfiyuM, mm
d
10—60
20—114
5-30
5—25
10—60
20—114
38—140
>80
10—100
2-6
10—60
о
1-5
2—10
1—4
0,5-3,0
0,75-40
2-410
2—15
>8,0
1—8
0,3—1,5
0,1 — 1,0
68

Для разрезки труб в .гароцеасе -прокатки мрадмемяют
механические труборезы и стационарные «пилы с абразивными
кругами.
При прокатке труб на станах ХПТ концы труб часто
получаются неровными или с трещинами. Перед задачей таких труб
в следующий стан необходимо обрезать дефектные концы. Это
обычно «проводится на трубообрезных станках. На этих же
станках толстостенные трубы разрезают на мерные длины. Для
резки труб переменного сечения и разрезки на мерные длины
тонкостенных труб используют пилы с абразивными кругами
модели 8230 или 8240.
В качестве трубообрезных станков применяют станки модели
9А151 (диаметр труб 20—114 мм, толщина стенки 2—5 мм) и
9152 (диаметр труб 38—152 мм, толщина стенки 3—13 мм).
Задаваемая в станок труба зажимается в пневматическом
патроне. К зажатой трубе подводят два отрезных суппорта с резцами,
имеющими поперечную подачу. Патрон при обрезке трубы
вращается вместе с ней. После окончания обрезки резцом
снимается фаска. Величина отрезаемого конца трубы (в пределах
100—450 мм) может регулироваться упором.
Производительность станков составляет от 40 до 200 резов в час.
глава v. Оборудование валковых станов
холодной прокатки труб (ХПТ)
1. Техническая характеристика станов
Станы холодной прокатки труб (ХПТ) классифицируют по
нескольким признакам.
По максимальному наружному диаметру «прокатываемых
труб: *
а) станы малых типоразмеров (PHI y2"; PH2 XW'\ PH3 Va";
ХПТ32; ХПТ55; ХПТ75; ХПТ90);
б) станы средних типоразмеров » (ХПТ90П; ХПТ120П;
ХПТ250);
в) станы крупных типоразмеров (ХПТ450 и выше).
По типу прокатываемых труб:
а) станы для прокатки труб постоянного сечения;
б) станы для прокатки труб переменного сечения (ХПТ90П;
ХПТ120П; ХПТ450П).
По способу загрузки заготовки:
а) станы с торцовой загрузкой заготовки (PHI XW и
ХПТ32);
'69

о) станы с боковой загрузкой заготовки — все станы
остальных типоразмеров.
По компоновке основных механизмов:
а) станы левого испрлнения (РН2 ХЫ\ ХПТ55, ХПТ450);
б) станы правого исполнения (PHI XW\ ХПТ32; РНЗ 72";
ХПТ75; ХПТ90П, ХПТ120П, ХПТ450П);
в) станы ХПТ второй и третьей моделей могут быть правого
и левого исполнения.
Характеристика станов ХПТ моделей до 1959 г.
Параметры
ХПТ32
импортный
РН1 У2" '
(модель 1936 г.)
УЗТМ
ХПТ32
(модель
1943 г.)
ЭЗТМ
ХПТ32-2-5,
ХПТ32-2-8
(модель
1959 г )
Размеры заготовки
Наружный диаметр, мм
Толщина стенки, мм
Длина, м
Масоа, ;К1Г
Размеры готовой трубы
Наружный диаметр, мм
Толщина стенки, мм
Технологические параметры
Максимальное уменьшение
поперечного сечения, %
Максимальное уменьшение
наружного диаметра, мм . . .
Максимальное уменьшение толщины
стенки, %
Максимальное уменьшение
«внутреннего диаметра заготовки, мм . . .
Число двойных ходов «лети в
минуту
Подача, мм
Максимальное произведение ©ытяж-
ки на подачу, мм
Время цикла .(минимальное —
максимальное), с
Конструктивные параметры
Диаметр валка и калибра, мм . .
Диаметр ведущих шестерен, мм . .
Ход валков, мм ....... .
Мощность электродвигателя
(главного привода постоянного тока, кВт .
Общая мощность электродвигателей
постоянного тока, кВт
Установленная мощность
электродвигателей переменного тока, <кВт .
35—46
1,35—7
1,5—5,8
50
18-32
0,4—4,5
83
21
68
6
18—118
2—10
30
150—2300
• 304,8
287,86
.395
36,8
36,8
22—42
1,35—6
1,5—5,5
45
16—32
0,4—5
83
20
70
6
80—120
2-15
30
120—2200
300
280
452
40,5
42,6
28,2
22—46
1,35—6
1,5—5 или 8
48
16-32
0,4-5
88
24
70
6
80—120
2-30
40
60-1950
<300
280
452
72
81
16
70

По количеству прокатываемых одновременно труб:
а) однониточмые; б) двухниточшые; ©) м.ногониточные.
Станы ХПТ второй модели обозначают цифрой 2 после
наименования стана, а станы третьей модели — цифрой 3
(ХПТбб-2, ХПТ65-3 и т. д.). На станал второй и. претьей модели
можно прокатывать трубы из заготовки длиной 5 и 8 м; эти
цифры стоят последними в обозначении стана: ХПТ32-2-5;
ХПТ32-3-8 и т. д.
Таблица 6
импортный
РН2 Ya"
(модель 1936 г.)
46—68
1,75—12
1,5—5
120
25—55
0,9—9,5
83
30
68
8
68—108
2—15
35
170-2250
355,6
342,9
567,93
73,6
73,6 , .,
.—
ХПТ55
I УЗТМ
ХПТ32
(модель
1943 г )
38—67
1,75-12
1,5-5
120
25—55
0,6—10
83
30
70
6
65—90
2—20
35
130-2250
364
350
625
80
83,15
37,8
эзтм
ХПТ55-2-6,
ХПТ55-2-8
(модель
1959 г.)
38—73
1,75—12
1,5—5 или 8
145
25—55
0,75—10
88
33
70
6
68—90
2—30
45
70—2250
364
336
625
100
109
16
импортный
РНЗ 1/2"
(модель
1936 г)
57—96
2,5—16
1,5—4
170
32—80
1,1 — 15
83
33
68
10
60—69 |
2—20
45
200-2550 J
431,8
406,4
663,1
116
ПО
—
ХПТ75
УЗТМ
ХПТ75 |
(модель
1950 г.)
57—90
2,5—20
1.6
170
40—80
0,75—15
83
30
1 70
8
60—70
2—30
45
150—2550
434
406 и
392
| 705
118
120,1
26
эзтм
ХПТ75-2-5.
ХПТ75-2-8
(модель
1959 г.)
60—102
2,5—20
1,5—5 или 8
200
40—80
0,75—18
88
32
70
8
60—70
2-30
50
80-2550
434
406 и
378
705
130
139
16
71

Ниже представлены характеристики многониточных -станов
ХПТ, а в табл. 6 и 7 однониточных станов холодной прокатки
труб.
Двухни- Трехниточ-
точиый стан ный стан ,
ХПТ2-40 ХПТ15-25
: Заготовка:
диаметр, мм 25—60 25—36
толщина стенки, мм — 1,5—5
длина, м 5 2—5
Труба:
диаметр, мм 15—40 15—25
толщина стенки, мм — 0,4—4
длина, м До 10 —
Число двойных ходов рабочей клети, мдш . 150 80—120
Подача за один двойной ход, мм 3—40 5—15
Максимальное уменьшение поперечного
сечения, %:
углеродистая сталь 88 86
нержавеющая сталь 70 —
Число одновременно прокатываемых труб, шт. 2 3
Мощность электродвигателя главного привода
постоянного тока, кВт 250 125
Производительность при (прокатке, м/ч:
.готовых труб 1000 850
труб, предназначенных для волочения . . 1500 1000
Длина хода рабочей клети, мм 720 541
Угол разворота валка, .град — 200
Диа1метр валка, мм 280 320 ,
Масса клети, т . . « „*...... . — 3
Размеры стана, м:
длина 41,4 38
ширина 4 4
Принцип конструкции всех станов холодной прокатки труб
пилигримового типа одинаков. Кинематическая схема и
конструктивное оформление станов разных моделей имеют -свои
особенности:
1. Станы малых типоразмеров и стан ХПТ90П имеют
рабочую клеть с подвижной станиной. Станы средних и
крупных типоразмеров имеют неподвижную станину .и подвижную
кассету с валками.
2. Станы ХПТ имеют следующие механизмы тодачц:
УЗТМиУЗТТбО — с мальтийским крестом;
РН1 1/2"; РН2 1/2;РНЗ 1/2"; ХПТ75—с рычажной системой;
ХПТ32; ХПТ55 — со стопорной пружиной;
ХПТ32-2; ХПТ55-2; ХПТ75-2; ХПТ32-3; ХПТ55-3; ХПТ75-
3; ХПТ90П;
ХПТ120П — редукторного типа;
ХПТ250; ХПТ450 —дифференциального типа.
3. Станы малых типоразмеров имеют подвижные люнеты.
Станы ХПТ90П и ХПТ120П имеют стационарные люнеты.
Станы ХПТ250 и ХПТ450 имеют подвижные и стационарные
люнету.
72

4. По конструкции патронов заготовки:
станы с принудительным зажимом заготовки: РН1 72", ХПТ32;
РН2 72"; PH3 7г"; ХПТ75; станы с патронами, не
зажимающими заготовки: ХПТ55; ХПТ модели 2; ХПТ модели 3; ХПТ90П;
ХПТ120П; ХПТ250 и ХПТ450.
5. Ста«ы, имеющие промежуточные -патроны: ХПТ модели 2;
ХПТ модели 3; ХПТ90П; ХПТ120П; ХПТ250 и ХПТ450.
2 11 10
Рис. 37. Расположение оборудования стана ХПТ конструкции ЭЗТМ-
/ — рабочая клеть; 2 — главный электродвигатель; в — конический редуктор; 4 — «криво-
шшшо-аиатунный механизм; 6 — тормозная муфта; 7 —вал; 8 — цилиндрический
редуктор; 9 — подающе-поворотный механизм; /0—патрон заготовки; // — промежуточный
патрон; /.2 —передний патрон; 13 — трансмиссия; 14 — подвижные люнеты; 15 —
механизм установки патрона стержня; /6* — механизм отвода патрона стержня; 17 —
промежуточное соединение; 16 — стол загрузки; 19 — летучая шила; 20 — стол выдачи; 21 —
насос гндроулравления; 22 — грузовой аккумулятор
4 3 2 1 // /2
27 16 10 9 8 7 15 б 5 18 23 17192022 29 28 30
Рис. 38 Кинематическая схема стана ХПТ75-2
Расположение оборудования станов ХПТ модели ЭЗТМ,
который в настоящее время является ведущим заводом по
изготовлению станов ХПТ, показано на рис. 37.
Для более наглядного представления на рис. 38 показана
кинематическая схема станов ХПТ75-2, ХПТ55-2 и ХПТ32-2.
Главный электродсигатель 1 приводит в движение рабочую
«клеть и все шатрсмны стана. Движение рабочей клети
передается от одного конца вала электродвигателя через
соединительную муфту 2 и коническую пару шестерен 3 и 4 на главный вал
73

Характеристика станов ХПТ современных
Параметры
ХПТ32-3
ХПТ55-3
ХПТ90-3
Размеры заготовки
Наружный диаметр, мм
Толщина стенки, мм ....
Внутренний диаметр, мм
Длина, м*1
Мааса наибольшая, кг*1
Размеры готовой трубы
Наружный диаметр, мм
Толщина стенки, мм
Внутренний диаметр, мм
Длина (лосле резки), м
Технологические параметры
Уменьшение (поперечного сечения
заготовки -при ^ролатке из сталей
(наибольшее) , %:
углеродистых
нержавеющих
(нержавеющих (при теплой
прокатке)
Уменьшение наружного диаметра
заготовки наибольшее, мм.
три холодной (прокатке
ттри теплой (Прокатке
Уменьшение толщины стенки наиболь
шее, %
Число двойных ходов клети в минуту:
наибольшее рабочее
настроечное
Подача, мм
Произведение вытяжки на подачу
наибольшее, мм
Производительность при прокатке, м/ч:
углеродистых сталей . . ч. . .
нержавеющих сталей (при теплой
прокатке)
Конструктивные параметры
Диаметр валка, мм
Диаметр ведущих шестерен, мм . . .
Ход клети или обоймы, мм ... .
Угол поворота валка, град
Инструмент:
число рабочих валков
диаметр валков, мм
диаметр стержня, мм
диаметр оправки наибольший, мм
Общие данные
Мощность, кВт:
двигателя постоянного тока главно-
го привода
22—46
1,35-6
20—43
1,5—5/8
30/48
16—32
0,4—5
8—31
4—10/18
88
70
85
24
28
70
150
10—15
2—30
80
270
230
300
,280
452
185
2
300
16—32
42
67
38—73
1,75—12
25—69
1,5—5/8
90/145
25—55
0,5-10
12—53
4—10/10
88
70
85
33
42
70
130
10—15
2—30
150
360
210
364
336
625
213
2
364
'20—60
67
95
57—102
2,5—20
30—97
1,5-5/8
200/350
40—90
0,75—18
15-88
4—10/18
88
70
85
32
48
70
100
10—15
2—30
,200
215
180
434
406 и
378
705
199 и
213
2
434
125—78
92
140
74

Таблица 7
моделей
ХПТ90П
ХПТ120П
ХПТ250
ХПТ450
60—102
2—12
|2,5—11
300
50—92
|1,4—10
4—20*2
80
40
70
67
12
2—25
35/50**
434
392
705
206
2
434
160*6
89-
4-
-140
-24
2,5-8,5
350
80—120
1,5-20
4,5—20*2
80
40
70
104—273
3—45
80—260
2—6
565
90-250
1—35
80—248
4—10
85
60
60
10
2—25
30/150**
550
476
755
187,6
2
550
2X125*6
70/50*3
75
60—70
15
4—40,5|
100
160
800
640;680;
720
1008
180; 170;
160
2
800
75—243
255
219—480
4—40
139—472
3—8
2950
170—450
1,5—35
ЮО—447
6—25
75—85
60—75
1000
70/60*
80
20—40
10
2-25
40
950
950
1300
165
3
950
120—400
135—468
2150*6
приводного механизма. На
главном валу приводного
механизма имеются малые
цилиндрические шестерни 5, в
зацеплении с которыми
находятся большие шестерни 6.
На больших шестернях 6
имеется палец дл/я (крепления
шатуна 7 кривошипно-ша-
тунного механизма,
сообщающего
возвратно-поступательное движение
рабочей клети 8. Вращение
рабочих валков
осуществляется от перекатывания
шестерен 9, смонтированных
на валках, по зубчатой
рейке 10.
От второго конца
главного электродвигателя 1
движение передается «через
цилиндрический редуктор
12 кулачковому валу 13 по-
дающе-товоротно^о
механизма. На выходном валу
электродвигателя
установлен тормоз 11.
Через ряд шестерен
этого механизма движение
передается на трансмиссию 14
привода промежуточного 15
и переднего 16 патронов, на
винт подачи 17 для .привода
патрона заготовки 18 и вал
19 для привода патрона
стержня 20. На конце вала
19 насажена цилиндрическая
шестерня 21, которая
входит в зацепление с
шестерней 22 шшщделя патрона
стержня.
Винт подачи 17
движется поступательно при
вращении бронзовой гайки,
которая получает движение от
шестерен подающе-поворот-
ного механизма и
перемещает патрон заготовки по на-
75

Параметры
Электрооборудование постоянного тока
Электрооборудование переменного тока
Масса стана с электрооборудованием,
ягч*1
ХПТ32-3
97.5
12
84.8/91.2
ХПТ55-3
135,5
13
100,2/106,7
ХПТ90-3
.152,5
13
120/126
*1,В числителе— для заготовки длиной до 5 м, в знаменателе — до 8 м.
*2 Максимальная длина участка с «переменной толщиной стенки для стана ХПТ90П
Максимальный перепад наружных диаметров труб для стана ХПТ90П равен 42, а для стана
*3 В числителе — при прокатке углеродистых, в знаменателе — легированных труб.
*4 В числителе — при прокатке труб переменного сечения, в знаменателе — постоянного.
*б Электродвигатели переменного тока.
*6 Масса стана без электрооборудования.
правлению движения рабочей клети. Ускоренное движение
-винта осуществляется от специального электродвигателя 23 через
.систему шерещач лодающенпозоротного механизма.
Шпиндель 15 промежуточного патрона приводится во
вращение от трансмиссии 14 через конические шестерни 24 и 25,
а шпиндель переднего патрона через две пары конических
шестерен 26 и 27. Перемещение -патрона стержня производится
бесконечной цепью 28у «перекинутой через две звездочки 29 и 30.
Ведущая звездочка 30 приводится во вращение от
электродвигателя 31 и коническо-цшшндричеокого редуктора 32.
Кинематические схемы других станов ХСТТ -несколько отличаются от
рассмотренной.
2. Рабочая клеть
В рабочей клетй стана происходит деформация заготовки с
целью получения готовой трубы в калибрах, установленных в
вырезах рабочих валков. На рис. 39 показана рабочая клеть
стана ХПТ75-2. Аналогичную конструкцию .имеют рабочие
клети станов ХПТ55-2 и ХПТ32-2. Станина 1 закрытого типа
представляет собой цельную отливку, состоящую ,из двух боковых
рам с вырезами для установки рабочих валков и верхней и
нижней поперечины. Боковые рамы на уровне оси прокатки
цмеют приливы для крепления проушин шатунов.
В вырезах станины устанавливают рабочие валки 2,
смонтированные на четырехрядных конических подшииникал 3 в
подушках 4. На оси каждого рабочего валка с каждой стороны
насажены ведомые шестерни 5; на хвостовых частях 1верхних
валков насажены ведущие шестерни 6, которые входят в
зацепление с рейкой, монтируемой на станине под рабочую клеть. В
подушках нижнего валка установлены пружины,
уравновешивающие верхний валок с деталями, 'монтируемыми вместе с «им.
В нижней раме станины / га специальных приливах
производится расточка отверстий, куда на подшипниках устана\в-
76

Продолжение табл. 7 лшвают оои 7. На концах
этих осей монтируют
бегунки 8, которые катятся по
.направляющим «станины.
Рабочая клеть -станов ХПТ32-3
и ХПТ55-3 .перемещается по
рельсам станины на
ползунах, а станина стана ХПТ90-3
на катках.
Подушки нижнего» валка
устанавливают ib клети
.неподвижно. От бокового
смещения их предохраняют
боковые плавки 9. Верхний
валок может перемещаться
в осевом и вертикальном направлениях. В результате его
перемещения достигается точная установка калибров для
образования правильного ручья. Осевое перемещение валка
осуществляется путем ослабления болтов с одной стороны боковой планки
9 и подтягивания болтов — с другой ее стороны. Вертикальное
перемещение верхнего валка производится перемещением
клиньев 10 по наклонным плоскостям верхней подушки с помощью вин-
ХПТ90П
—
ХПТ120П
—
—
ХПТ250
850
60
530**
ХПТ450
—
1000**
составляет 14, а для стана ХПТ120П 15 м
ХПТ120П 35 мм.
сечения.
4 3 56
Рис. 39. Рабочая клеть стана ХПТ75-2
тов 11. В кши1ньях 10 размещены предохранительное кольцо 12 и
пуансон 13, с помощью которых станина клети предохраняется
от -разрушения при .появлении больших нагрузок.
Шатунами приводного механизма рабочей клети
сообщается возвратно-поступательное движение. При перемещении
клети ведущие шестерни 6 катятся по рейке, благодаря чему и
верхний, и нижний валки, связанные шестернями 5, вращаются.
Заготовка на оправке прокатывается между валками.
77

Большая масса движущейся рабочей клети способствует
возникновению больших динамических нагрузок, что
неблагоприятно отражается на сроках износа механических передач стана
и снижает точность прокатанных труб. Стремление
максимально уменьшить массу движущейся клети привело к
принципиально новой конструкции рабочей клети.
Особенностью, например, стана ХПТ120П является
отсутствие движущейся рабочей клети. Подвижны только валки,
которые, вращаясь, передают усилие прокатки на неподвижную
станину рабочей клети (рис. 40).
ю 4 з 2 1 ю
5
Рис. 40. Рабочие валки стана ХПТ120П неподвижной клети
Рабочие валки 1 устанавливают в двух роликовых
-подшипниках 2. Наружные кольца 3 подшипников 2 делают
утолщенными с целью использовать их в качестве бегунков, которые
перемещаются по направляющим, укрепленным в верхней
траверсе и нижнем основании -стан'ины стана. Через
натравляющие усилие прокатки передается на неподвижную станину.
Роликовые подшипники 2 воспринимают радиальную нагрузку, а
осевую нагрузку воспринимают двухрядные конические
роликоподшипники 4t установленные в подушках 5, которые в свою
очередь закреплены в раме 6. Шатуны приводного механизма,
сообщающего .рабочим валчкам вознаратно-отоступательное
движение, крепятся к проушинам 7. На закрепленных в раме 6
осях 8 установлены бегунки 9, которые катятся по
направляющим станины.
На концы рабочих валков насажены ведущие шестерки 10,
находящиеся в зацеплении с двусторонней рейкой, укрепленной
в станине стана. При перемещении рабочих валков шестерни
катятся по рейкам, благодаря чему рабочие .валки вращаются.
Масса подвижных рабочих валков с рамой стана ХПТ120П
такой конструкции составляет 7,3 т. При,наличии -подвижной
рабочей клети стана этого же типоразмера ее масса состарила
бы 20—25 т.
Станина рабочей клети станов ХПТ75-2, ХПТ55-2 и ХПТ32-2
выполняется в виде монолитной стальной или чугунной отлиомси.
В ней размещаются рабочая клеть, приводной механизм, перед-
78

ний и промежуточный патроны с приводящей их в движение
трансмиссией. В ниж-ней части станины устанавливают рельсы,
по которым движется рабочая клеть. В верхней части станины
имеются зубчатые рейки, по которым катятся приводные
шестерни, и, таким образом, приводятся во вращение рабочие
валки. В станине имеются соответствующие гнезда для установки
патронов и приводного механизма.
В станине стана ХПТ120П смонтировано гидравлическое и
механическое предохранительное устройство. При усилии
прокатки выше допустимого предела срабатывает механическое
устройство, состоящее из
матриц, пуансона и срезных
кол«ец, либо гидравлическое
устройство, состоящее из
вертикальных' и
горизонтальных цилиндров,
соединенных между собой «по
определенной схеме.
Принципиальная схема
гидравлического предохранительного
услройспва показала .на рис.
41. Каждый .верхний рельс
1 опирается на плунжеры 2
двух вертикальных
цилиндров, которые соединены
трубопроводом со ступенчатым
плунжером 3
горизонтального цилиндра. Плунжер 3
упирается в срезной штифт
4,1на который передается -суммарное усилие от обоих
'вертикальных цилиндров. Штифт 4 срезается, если усилие прокатки
возрастет на 25% сверх максимального расчетного. Тогда плунжер
сдвигается влево, что даст возможность рельсу переместиться
вверх под действием усилия прокатки. При передвижении
плунжера влево срабатывает конечный выключатель 5, который
отключает питание главного двигателя стана.
Рис 41 Схема гидравлического
предохранительного устройства стана ХГШ20П
3. Главный привод стана,
приводные механизмы и уравновешивающие устройства
Для всех станов ХПТ двигателем главного привода служит
электродвигатель постоянного или переменного тока.
Электродвигатели постоянного тока позволяют регулировать число
двойных ходов клети, поэтому ,их применяют для «привода
рабочих клетей станов ХПТ малых типоразмеров, на которых
обычно прокатывают трубы из большого числа марок сталей,
требующих различных режимов деформирования.
79

От главного электродвигателя движение передается
приводному механизму рабочей клети и подающе-поворотному
механизму с ломощью редукторов. На рис. 42 приведена схема
расположения главных .приводов различных станов ХПТ.
5 б
а
Д
&
feoA
В 3
рг
г
?
6 5
6
Рис 42. Схема расположения главных приводов станов ХПТ32-2 и ХПТ32-3 (а): ХПТ32 и
ХПТ55 (б); ХПТ76, ХПТ90П и ХПТШП (в):
/-—«главный двигатель; 2 —конический редуктор; 3 — цилиндрический редуктор; 4 —
подающе-поворотный (механизм; 5 — рабочая клеть; 6* — кривошипно-шатунный
'механизм; 7 — редуктор пода юще-поворотного механизма; 8 — коннческо-цнлиндрическнн
редуктор
Применение конических редукторов главного привода
позволяет расположить главный электродвигатель параллельно
оси стана, что сокращает общие габариты стана по ширине.
Приводной механизм стана предназначен для 'превращения
вращательного движения электродвигателя привода в
возвратно-поступательное движение рабочей клети. Как следует из
рассмотренных выше схем, рабочая клеть 5 получает возвратно-
поступательное движение через кривошипно-шатунный
механизм 6 от одноступенчатого редуктора 3. Редуктор 2 состоит из
раздвоенной пары косозубых цилиндрических шестерен. На
косозубых колесах установлены пальцы, на которые надеты
шатуны, вторым концом соединенные с .рабочей клетью 5.
Главный двигатель в схеме ма ри.с. 42,а установлен более
рационально, чем в других схемах, так как используются оба конца
вала электродвигателя: от одного приводится в движение рабо^
чая клеть, а от другого — распределительно-подающий
механизм 4.
В последнее время вновь изготовляемые станы ХПТ
снабжают уравновешивающими устройствами. Их назначение —
уравновешивать инерцию «клети и деталей приводного механизма, что
позволяет значительно увеличить число ходов рабочей клети и
тем самым 'повысить производительность стана.
Уравновешивающее устройство ускоряет движение клети на участке от
крайнего положения в среднее и тормозит ее при переходе из
среднего положения в крайнее. При уравновешивании резко
снижаются динамические нагрузки на валу двигателя и
разгружаются механизмы главного привода.
Имеется несколько способов уравновешивания рабочей
линии (рис. 43). Грузовое уравновешивание (рис. 43,а) состоит в
80

гом, что рабочая клеть 1 и уравновешивающие массы 2 и 3
приводятся в движение от одного коленчатого вала 4, который
получает вращение от главного привода 5. В момент остановки
рабочей клети (в крайнем положении уравновешивающие грузы
имеют максимальную скорость. Благодаря этому динамические
нагрузки резко снижаются, а скорость прокатки может быть
значительно увеличена. Недостатками такого устройства
являются большие движущиеся массы грузов и громоздкость
конструкций.
Рис. 43. Уравновешивающее устройство.
а — грузовое; б — .пневмогидравлическое; в — пневматическое
Пневмогидравлический уравновешиватель рабочей клети
(рис. 43,6) уравновешивает рабочую клеть / с помощью
гидроцилиндра 2, в котором движется поршень 3, соединенный
штоком 4 с рабочей клетью. Левая и правая полости
гидроцилиндра соединены с двумя газовыми аккумуляторами 5 и 6. При
движении клети к крайнему положению ее кинетическая
энергия переходит в энергию сжатого газа в одном из
аккумуляторов. При возвращении клети в среднее положение энергия
сжатого газа способствует движению клети с увеличенной
скоростью. Рабочая клеть приводится в движение от
электродвигателя с помощью шатунов 7.
На рис. 43, в приведена схема пневматического
уравновешивающего устройства, применяемого в СССР. Оно состоит из
двух пневматических цилиндров, установленных на общей
стойке и шарнирно соединенных штоками с рабочей клетью стана.
Уравновешивание клети 1 осуществляется сжатием воздуха
поршнем 3, связанным с клетью штоком 4У то в одних, то в
других полостях цилиндра 2. Начальное давление в полостях
цилиндров в зависимости от скорости клети устанавливается
таким, чтобы усилия на штоках были примерно равны силам
инерции, действующим на штоки от клети.
Сопоставление уравновешивающих систем показало, что
наиболее эффективной является система грузового уравновеши-
81

вания с вертикально перемещающейся массой, так как она при
одновременной компенсации крутящих моментов* позволяет
увеличить число двойных ходов рабочей клети на 80—100%.
4. Подающе-поворотный механизм
Подающе-поворотный механизм предназначен для
периодической подачи заготовки в рабочие валки и поворота
заготовки. Как указывалось выше, подача и поворот заготовки могут
производиться только в крайних положениях рабочей клети,
когда заготовка находится в раскрытых зевах калибра, не
соприкасаясь с ним. Таким образом, основное требование к
подающе-поворотному механизму заключается в синхронной
работе его с рабочей клетью, при периодическом характере
действия механизмов.
Подача заготовки осуществляется тогда, когда палец
кривошипной шестерни наиболее удален от очага прокатки, и зев
подачи раскрыт. Поворот трубы осуществляется в конце рабочего
ж>да, когда палец кривошипной шестерни максимально
приблизится к очагу прокатки, и раскрыт зев поворота.
Необходимым условием является постоянство подачи в
процессе прокатки. Для увеличения производительности стана
подачу выбирают обычно максимально возможную. При
неравномерной лодаче в очаг деформации поступает большой объем
металла, что может привести к поломке стана или получению
некачественных труб. Опыт эксплуатации станов ХПТ показал,
что неравномерность подачи металла не должна превышать
15%. В противном случае необходимо уменьшать подачу.
Величина подачи колеблется от 3 до 40 мм.
При работе подающе-поворотного механизма под
действием осевого усилия прокатки происходит отдача патрона
заготовки. СНщача есть результат выбора зазоров .в отдельных
звеньях механизма и поэтому ее необхюдимю учитывать ори .расчете
подачи.
Поворот заготовки после каждого двойного хода рабочей
клети производится на 60—90°. Величина угла поворота
определяется построением рабочего калибра. Угол поворота должен
быть немного больше двойного угла развалки калибра с тем,
чтобы металл, заполнивший в предыдущем рабочем ходе
выпуски калибра, раскатывался в круглом участке калибра при
последующем рабочем ходе. При этом желательно, чтобы в
процессе прокатки угол поворота непрерывно менялся в
пределах 60—90°, чтобы предупредить местный износ калибра из-за
раскатки утолщенной части металла (заполнившей выпуски
калибра) на одном и том же месте.
Подающе-поворотный механизм должен обеспечивать
быстрый отвод патрона заготовки от клети в исходное положение
при перезарядке стана, а также подачу патрона заготовки впе-
32

ред при настройке стана. Для этого подающе-поворотный
механизм, кроме нормальной подачи, должен обеспечивать
реверсивную ускоренную подачу патрона заготовки.
Для обеспечения указанных требований имеются
несколько конструкций подающе-поворотных механизмов (с
мальтийским крестом, с рычажной системой, со стопорной пружиной и
редукторного типа). В последних конструкциях станов ХПТ
применяют подающе-поворотные механизмы редукторного типа.
Подающе-поворотные механизмы с мальтийским крестом
применяют на станах ХПТ и роликовых станах.
А-А
Рис. 44. Подающе-ловоротный механизм с мальтийским крестом
Подающе-поворотный механизм с мальтийским крестом
В корпусе / (рис. 44) размещены диск 2 с шестью пазами,
он называется мальтийским крестом; ведущий палец <?,
который входит в зацепление с мальтийским крестом; передаточ-
83

ные шестерки 4 для передача вращения винту лодачи 5 и .валу
ло:ворота 6 и специальный кул-а-чок 7. Ведущий палец «3
вращается от главного привода стана с чиодом оборотов, одинаковым
с числом двойных ходов рабочей .клети.
Перед началом подачи палец 3 входит в паз мальтийского
креста и при вращении поворачивает его за каждый оборот на
угол 360°, деленный на число пазов креста, т. е. на 60°. При
следующем обороте палец входит в следующий паз креста и
т. д. Этим самым постоянное вращение пальца преобразуется
в прерывистое вращение креста, а следовательно, в
прерывистую подачу и поворот заготовки. Кулачок 7 насажен на одном
валу с пальцем 5. Когда палец 3 повернет мальтийский крест
на 60° и выйдет из зацепления с ним, кулачок входит в
радиусные выточки на обратной стороне мальтийского креста, чем
предотвращает его самопроизвольный поворот. Для ускоренного
отвода винта подачи имеется вспомогательный
электродвигатель, который может вращать винт подачи в обратную
сторону с помощью специальной муфты переключения.
К недостаткам этого механизма в станах ХПТ относят
большие динамические усилия при входе ведущего в мальтийский
крест, а также постоянство угла поворота, из-за чего
происходит неравномерный износ ручья калибра.
Подающе-поворотный механизм редукторного типа
Кинематическая схема подающе-поворотного механизма
редукторного типа представлена на рис. 45.
Механизм размещается в литом корпусе. Оси валов, за
исключением вала подачи и нижнего вала поворота,
находятся в одной горизонтальной плоскости, по которой сделан
разъем корпуса. Это удобно при осмотре и ремонте механизмов.
Подающе-поворотный механизм получает движение от
главного привода стана через промежуточный редуктор, который
соединен с кулачковым валом L Кулачковый вал вращается с
числом оборотов, равным числу двойных ходов рабочей клети.
На нем насажен кулачок 2, который обкатывают ролики 3 и 4У
расположенные в рамке 5. Ролик 3 закреплен на рычаге 6 и
вращается на валу, установленном неподвижно в рамке 5.
Ролик 4 закреплен на рычаге 7 и вращается на валу,
установленном в ползуне S, который может перемещаться в пазах рамки 5.
В заднюю стенку ползуна упирается пружина 9, натяг которой
регулируется винтом 10. Пружина служит для постоянного
прижатия роликов к кулачку. Это необходимо для безударной
работы механизма.
Подача заготовки происходит тогда, когда винт подачи
будет подан вперед. Движение винта подачи вперед
осуществляется при вращении кулачка 2, когда участок с переменным
профилем кулачка отклоняет ролик 3 вправо. С роликом 3
84

отклоняется против'* часовой стрелки рычаг 6 и насаженная с
ним на одной оси кулиса //, которая через тягу 12 отклоняет
также шарнирно соединенный с ним рычаг 13.
Рычаг 13 насажен на валу 14, который поворачивается
вместе с рычагом 13. Угол качания вала регулируется
положением пальца в кулисе // от 0 до 35°, что позволяет
регулировать величину подачи.
Рис. 45 Кинематическая схема .пода юще-поворотного механизма редукториого типа
На другом конце вала 14 насажена роликовая муфта
подачи 15. В момент шодачи муфта заклинивается (роликами м
заставляет вращаться шестерню 16, которая жестко соединена с
ободом муфты. От шестерни 16 движение передается блоку
шестерен 17 и от них через кулачковую муфту 18—19
шестерне 20, которая .вращает шпиндель шодачи 21 с бронзовой
«гайкой 22. При повороте гайки 22, закрепленной в гнезде, винт
подачи 23 получит поступательное движение и через патрон
заготовки осуществит подачу заготовки в калибры рабочих валков.
Поворот заготовки осуществляется тогда, когда ролик 4
получает от кулачка 2 движение влево. В этом случае
отклоняется вправо против часовой стрелки рычаг 7 и вместе с ним
получает вращение вал 24, 1на ,ко1Н.це (которого закреплена
'роликовая муфта поворота 25. При повороте вала 24 роликовая
муфта заклинивается, благодаря чему обод муфты и ювязаиная ic
85

ним шестерня 26 получают вращение и передают его блоку
шестерен 27. С шестерней 27 сцепляется шестерня 28, которая
жестко связана с верхним валом поворота 29, вращающим
патрон стержня. Одновременно шестерня 26 сцепляется с
шестерней 30 нижнего вала поворота, передающего поворот переднему
и промежуточному патронам через трансмиссию.
При подаче заготовки рычаг 7 поворачивается по часовой
стрелке, но движение дальше роликовой муфты поворота не
передается, так как муфта поворота не заклинивается, а
проскальзывает. При повороте заготовки проскальзывает роликовая
муфта подачи, поэтому подачи заготовки не происходит.
Для ускоренного перемещения патрона заготовки с помощью
гидроцилиндра 31 кулачковая муфта 18—19 отключается.
Движение на вал подачи подается от реверсивного
электродвигателя ускоренного хода 32 через клиноременную передачу 33 и
вал 34. Вторая половина кулачковой муфты 19 соединена
шпонкой с валом 34, благодаря чему вращение вала 34
передается шестерне 20 и через шпиндель 21 винту подачи 23.
Роликовые муфты подачи 15 и поворота 25 (роликовые
муфты обгона) (рис. 46) состоят из пяти закаленных роликов У,
которые пружинами 3 через планку 2 заклиниваются между
ободом 4 и подушкой 5, закрепленной в звездочке 6. Обод 4
закрепляется на ведомом валу, а звездочка 6 на ведущем. При
Рис. 46. Роликовые муфты обгона
вращении звездочки против часовой стрелки ролики
заклиниваются между звездочкой и подушкой обода и обод начинает
вращаться в ту же сторону, приводя во вращение вал. При
вращении то часовой стрелке ,ролик»и отходят от обода и ^происходит
86

проскальзывание, благодаря чему вращение от звездочки 6 не
передается ободу 4.
Все вращающиеся элементы подающе-поворотного
механизма редукторного типа установлены на подшипниках качения.
5. Патроны и люнеты стана
В станах ХПТ последней конструкции применяют
следующие патроны: патрон заготовки для подачи заготовки в валки;
промежуточный патрон для поворота заготовки; передний
патрон для поворота трубы и патрон стержня.
В прежних конструкциях станов патрон заготовки служил
одновременно для подачи заготовки и ее поворота. Введение в
состав стана промежуточного патрона упростило конструкцию
патрона заготовки и позволило механизировать операцию
зажима заготовки. Рассмотрим конструкции патронов заготовки.
Патрон заготовки стана ХПТ75
Патрон заготовки стакга ХПТ 75 (рис. 47) служит для
подачи заготовки и ее поворота. Он состоит из разъемного
корпуса /, в котором смонтирован мехаашзм зажима и поворота
заготовки.
Полый шпиндель 2 механизма зажима установлен в нижней
части корпуса по оси прокатки. В консольной части шпинделя
имеются три выреза, paicno-
Г"
К
~0
• "Ж
ложенные под углом 120°, в
которые 'вставлены три
зажимных кулачка 3,
раздвигаемых .пружинами.
На кулачки надета
чашка 4 с конусной внутренней
поверхностью, которая с
помощью двухплечевого
рычага 5, шарнирно
соединенного одним концом с чашкой,
может перемещаться в
продольном направлении полого
вала. Второй конец .рычага
я имеет вилку, которая
связана -с тайкой 6.
Перемещение гайки осуществляется от винта 7 при
вращении его с помощью штурвала 8. Когда гайка 6 поднимается,
рычаг 5 передвигает чашку 4 справа налево. Кулачки 3
сходятся и зажимают заготовку, вставленную в патрон. При
перемещении чашки слева направо кулачки освобождаются, под
действием пружин расходятся и освобождают заготовку от зажима.
Поворот заготовки осуществляется вращением полого
шпинделя 2 с помощью шестерни 9, закрепленной на нем.
Рис. 47. Патрон заготовки стана ХПТ75
(схема)
87

В крайнем переднем положении патрона предусмотрено
механизированное разжатие кулачков патрона. Оно
осуществляется с помощью рейки 10, установленной в направляющих. Рейка
получает движение от гидравлического цилиндра 11. Через
шестерню 12 оно передается винту 7.
Перемещение патрона осуществляется от винта подачи 13у
который связан с кареткой патрона.
Патрон заготовки стана ХПТ75-2
Патрон заготовки стана ХПТ75-2 (рис. 48) служит только
для подачи заготовки. Он состоит из литого корпуса 1, в
котором установлен шпиндель 2 на шарикоподшипниках. В
передней части штшаделя закреплен
упор 3. Упор меняется при
'прокатке труб разного диаметра.
Он служит для центрирования
и перемещения заготовки. Для
восприятия осевого усилия
прокатки шпиндель имеет упорный
подшипник 4. Перемещение
патрона осуществляется от винта
подачи 5, конец которого
закреплен в .корпусе «патрона. Патроны заготовки ct~hoib ХПТ55-2 и
ХПТ32-2 имеют ту же конструкцию, что и патроны заготовки
стана ХПТ75-2.
Рис. 48. Патрон заготовки стана
ХПТ75-2
Промежуточный патрон стана ХПТ75-2
Промежуточный патрон предназначен для поворота
заготовки, когда клеть приходит в крайнее переднее положение,
зажима заготовки и удержания ее на месте в процессе прокатки, а
также раскрытия кулачков для пропуска заготовки через
патрон л.ри пода'че заготовки в рабочие валики.
Промежуточный патрон (рис. 49) состоит из литого корпуса
1, в верхней части которого расположен механизм передачи
движения от трамюмиосии подающе-товсиротного механизма, а
в нижней части — сам патрон с кулачками зажима и приводом
этих кулачков. От трансмиссии вращение передается на
коническую шестерню 2, которая насажена на вал 3. На конце валаЗ
закреплена цилиндрическая шестерня 4, которая находится в
зацеплении с шестерней 5, жестко -насаженной на шпиндель 6
патрона. Благодаря этому при передаче движения от подающе-по-
воротного механизма шпиндель 6 вращается в подшипниках 7.
На конце шпинделя закреплена проводка 8 для приема заго-
готовки.
В передней части шпинделя имеются три прорези,
расположенные .под углом 120°, в которые заложены кулачки 9. Кулач-
88

ки входят в соответствующие им пазы обоймы 10, которая
расположена в траверсе 11. Между обоймой и телом траверсы
установлены два упорных подшипника, воспринимающие осе-
траверсы // соединены со
цилиндров, расположенных
вую нагрузку. Боковые приливы
штоками двух гидравлических
сбоку. При движении .поршня
цилиндров вправо траверса
надвигается на конусные 'поверхности
кулачков, которые сходятся и тем
самым зажимают заготовку.
Управление гидравлическими
цилиндрами 'производится от
золотника, поршень которого
перемещается и открывает подачу масла от
aккyмvлятopa специальным
кулачком, вращение которого
.синхронизировано с движением
рабочей клети стана. При подаче
масла »в «правую часть цилиндров
траверса перемещается влево и
освобождает кулачки, которые
позволяют осуществить подачу трубы.
Когда клеть приходит в крайнее переднее положение, патрон
поворачивается вместе с зажатой заготовкой, получая движение
от трансмиссии через коническую шестерню 2 и цилиндрические
шестерни 4 и 5.
Промежуточные патроны новых станов ХПТ аналогичны по
конструкции патрону стана ХПТ75-2.
Рис. 49.
Промежуточный
стана ХПТ75-2
патрон
Передний патрон
Передний патрон предназначен для поворота трубы.
Движение для поворота патрон получает от трансмиссии, идущей
от подающе-поворотного механизма.
Передний патрон монтируется на лобовине станины под
рабочую клеть. В его конструкции, так же как и в предыдущих
патронах, использован принцип цангового зажима. Он состоит
из корпуса, в котором смонтирован шпиндель с зажимным
механизмом. На выходном конце шпинделя укреплена коническая
шестерня, через которую патрон от трансмиссии получает
вращение. Это вращение периодическое и соответствует числу
двойных ходов рабочей клети.
Зажим трубы в патроне осуществляется кулачками, которые
вложены в прорези шпинделя. Кулачки сближаются путем
надвигания на них втулки, свободно скользящей по шпинделю на
шпонке. Движение втулке сообщается от гидравлического
цилиндра.
89

Передние патроны станов всех типоразмеров аналогичны
рассмотренному лереднвму патрону стана ХПТ55-2.
Патрон стержня служит для закрепления стержня с
возможностью его поворота, а также для регулировки положения
оправки. Механизм установки патрона стержня предназначен
для фиксации в крайнем переднем положении патрона
стержня, когда оправка находится в калибрах, и восприятия осевых
усилий прокатки. Механизм отвода патрона стержня служит
для перемещения патрона стержня при перезарядке стана
новой заготовкой.
Патрон стержня с механизмом его установки изображен
на рис. 50. Патрон состоит из салазок У, по которым
перемещается каретка 2 с вмонтированным в нее шпинделем 3 и
скалкой 4. Салазки могут перемещаться по направляющим
станины 5 механизма установки стержня. Регулировка
положения оправки в валках осуществляется с помощью винта 6t
который закреплен в салазках и входит на резьбе в корпус
каретки.
Шпиндель 3 устанавливается в каретке на радиальных и
упорных подшипниках. Последние воспринимают через
стержень осевое давление на оправку при прокатке. На конце
шпинделя насажена шестерня 7, которая приводит во вращение
стержень.
Через шпиндель 3 пропущена скалка 4. Между выступом
скалки и заплечиком шпинделя установлена амортизационная
пружина S, воспринимающая усилие прокатки и передающая
его «а упорные (подошшшки. К правому концу скалки
крепится стержень оправки, а второй конец закреплен в шпинделе
гайкой.
7 5
Рис. 60. Схема «патрона стержня с меха-
ниамом его установки
Рис. 51. Схема механизма установки
и отвода патрона стержня
Для установки патрона в заданном положении служит
П-образный клин 9. Подъем и опускание его осуществляются
гидравлическим цилиндром 10, к штоку которого клин
крепится с помощью пальца.
90

Так iKaiK -при перезарядке и подходе пат.рона к механизму
установки с большой скоростью патрон может отойти и клин
не попадет в предназначенное для него гнездо, в станине
установлена подпружиненная защелка, которая фиксирует патрон
в нужном положении.
Механизм отвода патрона стержня (рис. 51) служит для
перемещения патрона стержня во время перезарядки стана.
Он включает станину lf по направляющим которой
перемещаются латрон стержня 2 и собственно механизм отвода,
состоящий из бесконечной втулочно-роликовой цепи 3 и привода
этой цепи — редуктора 4 и электродвигателя 5. Станина
выполняется из отдельных рам, соединенных м.ежду собой болтами.
Бесконечная цепь 3 «присоединена :к патрону стержия и
перекинута через две звездочки. Ведущая звездочка,
расположенная 'в конце станины, 'приводится ъ движение от
электродвигателя 5 через редуктор 4. Ведомая звездочка (крепится иа ста-
'шдае механизма установки .патрона стержмя ,и имеет там
«натяж'ную етаицию.
Для предохранения етерж'ня от прогиба !на станине /
устанавливается люнет 6.
Люнеты етаиов ХПТ «служат для центрирования заготовки,
стержня и винта механизма подачи <по оси шрокатки и по
своему конструктивному исполнению «могут быть либо
неподвижно установлены :на ета<не, либо иметь возможность
перемещаться вдоль оси прокатки.
в. Стол загрузки, выдачи и резки труб
Стол загрузки служит для приема пакета трубных
заготовок и поштучной подачи заготовок в люнеты стана с помощью
механизма загрузки стола.
Стол запрузки (рис. 52) имеет загрузочную решетку,
установленную с уклоном в 5%, в сторону оси прокатки. Для того
чтобы трубы, уложенные на решетку, не скатывались, стол
сна-бжен упорами Обаку стола .со стороны «рабочей клети у
упора установлен пружинный буфер, а на одной оси с ним с
противоположной стороны—тидратл'ичеокий толкатель.
Заготовка, подкатившаяся до упора, толкателем подается до
буфера. Этим достигается выравнивание всех концов заготовок
перед поступлением их в стан и обеспечивается минимальный
отвод патрона заготовки. При подаче к буферу замеряется
также длина заготовки.
Для передачи заготовки со стола 1 в люнеты стана служит
механизм загрузки. Он состоит из вала 2, на котором
смонтирован сбрасыватель 3 с выступом для передачи заготовки со
стола 1 в люнеты; рычага 4, предназначенного для упора в
защелку 5 и удержания сбрасывателя от опускания вниз, и
рычага 6, который соединен со штоком гидравлического цилинд-
91

3 с находящейся на крючках заго' ем,енн0 с включением
*_ ~п 7 пипшЦЯРТ-
Уклон 5°/о
Рис 52 Стол загрузки с механизмом
загрузки
гидроцилиндра 7
включается электромагнит 10,
который сердечником поднимает
левый конец рычага 9,
благодаря чему защелка 5
опускается .вниз и освобождает
проход для рычага 4.
При опускании
сбрасывателя вниз на место, которое
занимал выступ
сбрасывателя, по решетке
подкатывается очередная заготовка.
После того как со сбрасывателя
заготовка перекатывается в
люнеты, сбрасыватель
гидроцилиндром 7 поднимается
в верхнее положение, при
этом выступ рычага 3 своей
наклонной частью
поднимает заготовку, находящуюся у
упора, и она перекатывается
в иРю'чок сбрасывателя, а остальные заготошш задерживаются
„а с'толе .вертикальной ^стью выступа> ?«га? электр0.
К°% SS Г*"*"? подниГется под действи-
магнит ^выключаетея и^ащ тся грузом, то в слу-
^еТадения "дГвлени^Ггидра'вл/ческой сети сбрасыватель с
заготовкой не сможет опуститься вниз.
3аГДЛЯ обрезки концов^yfi^?y??S? SSZ
нТрГые^^^^
ванР на срезании мелких^частиц металла^о »ращ ^
тонким абразивным ^^- ^"оХТмя^еняот/илысхача-
ся тепло, что облегчает 1^™*™»™^^ электродвига-
ющимся диском. Диск ПРИВ0ДИТСЯ„ в rf передача монти-
телем через клиноременную-передачу Дис: и P Д ^
руются в качающейся раме устанавливаем Качающаяся
станине станка. Труба за*и"*^* учную рабочим. Пилы
92

большую производственную площадь; торцы труб после
обрезки получаются с большими заусенцами, что требует повторной
резки на трубообрезных станках; используется ручной труд.
Для станов ХПТ модели 3 и ХПТ250 применяется автома*
тическая резка труб летучей пилой (рис. 53), состоящей из
корпуса Л который может перемещаться на катках по
направляющим «стационарной рамы 12 и головки 2, вращающейся
Рис. 53. Механический труборез
совместно со шпинделем 3. Труба разрезается тремя
дисковыми ножами 5 путем выдавливания металла без стружкообра-
зования. Для улучшения качества реза «пила имеет
редукционный клапан, регулирующий давление в гидроцилиндре
привода ножей. Сближение ножей «при резе происходит за счет трех
ползунов 4 с дисковыми ножами, 5, которые скользят «по
наклонной «поверхности 6 головки 2. Для ,р.азреза'ния трубы 10
включаются -двигатель 7 и пидрощилшадр 9 со штоком 8. Шток 8
перемещает шпиндель с ползунами относительно головки в
направлении движения трубы. Дисковые ножи, обкатываясь по трубе,
врезаются в нее и разрезают на части. Во время реза летучая
пила перемещается с помощью штока гидроцилиндра 11.
После разрезки ножи отводятся за счет обратного хода штока 8,
пила возвращается в исходно-е положение и электродвигатель
останавливается. Характеристика летучей пилы для
типоразмеров 32-8; 90-20 и. 250-60 приведена ниже.
32-8 90-20 250-60
Максимальный наружный диаметр
трубы, мм 32 90 250
Минимальный внутренний
диаметр трубы, мм 8 20 60
93

толщина стечки
Максимальная
трубы, мм .
Время резки трубы с максималь
мой толщиной стенки, с . .
Рабочий ход .пилы, мм ... .
Мощность электродвигателя, кВт
Число оборотов шпинделя, об/мин
Регулируемое давление в
гидросистеме, кгс/см'
Масса подвижных «частей, кг . .
Стойкость ножей, ч . . .
уггД?оИМ^Д^""^ Пилы Устанавливаются
ХПТ55-3 и ХПТ90-3 (90-20) и ХПТ250 B50-60).
12
20
6
800
3
520
3—12
230
600-
-1000
8
800
4
540
3-12
380
500-
12
1200
13
350
5-20
950
-1000
на станах ХПТ32-3 C2-8),
Стан ХПТ75-2 оборудован также летучей пилой, принцип
работы которой аналогичен рассмотренным выше пилам ста-
лов ХПТ модели 3 и ХПТ250, но подача режущих дисков в
ней осуществляется за счет разного числа оборотов
профилировочного кольца и кольца, несущего суппорты с резцами что
обеспечивает радиальное движение (подачу) суппортов с
резцами. Вращательное движение суппортов обеспечивает
движение резания.
Столы выдачи станов ХПТ служит для приема выходящих
со станов готовых труб и передачи их в карманы. Столы
выдачи станов ХПТ32, ХПТ55, ХПТ75, ХПТ32-2 и ХПТ55-2 имеют
длину 25 м. Столы выдачи станов ХПТ75-2 и станов ХПТ
модели 3 имеют длину 10 м, так как после станов расположена
пила резки трубы на ходу. На рис. 54 изображен поперечный
разрез стола выдачи стана ХПТ75-2.
Рис. 64. Стол выдачи стана ХПТ75-2
™«м 9 ?1 ¦ Т И3 пРиемного желоба / с выбрасыва-
Г2^Редаточнои Решетаи 3 « 'промежуточным желобом
4, выбрасывателя-задерживателя 5 и карманов'б.
94

Выходящая из стана готовая труба отклоняет в конце стола,
флажковый выключатель 7, который дает импульс на
включение гидравлического цилиндра <5, приводящего в действие
выбрасыватель 2. После выброса из желоба 1 труба
перекатывается по решетке 3 в желоб 4, откуда она выбрасывателем Я
сбрасывается в карманы 6.
Во время выемки труб из кармана 6 мостовым краном вы-
брасыватель-задерживатель 5 устанавливается в верхнее
положение, трубы в это время (накапливаются на решетке.
7. Устройства для теплой прокатки труб
При теплой прокатке применяется индукционный нагрев
труб токами высокой частоты. Схема теплой прокатки труб
приведена на рис. 55. Индуктор для нагрева заготовки
выбирают так, чтобы он нагревал
стенку трубы и не нагревал
оправку, на которой
происходит прокатка трубы. Для
нагрева трубных заготовок,
прокатываемых на станах ХПТ75, ;
ХПТ55 и ХПТ32 асех моделей, \
!и»сполъзуют установки СЖБ958,
МГЗ-108Аидр.
Установки ОКБ958 имеет
генераторную станцию,
включающую преобразователь
частоты тока и пуско-регулирую-
щую аппаратуру
электродвигателя и генератора;
нагревательную станцию,
-включающую индуктор с токоподводом
и конденсаторную батарею с
коммутационной аппаратурой;
пульт управления нагревом; пирометрический шкаф сприборами
для замера и регистрации температуры нагрева.
Характеристика устаповок ОК'Б958 «приведена ниже:
Рис 55 Схема теплой прокатки труб:
1 — готовая труба; 2 — устройство для
охлаждения 'Готовой трубы; 3 — устройство
для охлаждения рабочего конуса; 4— iha-
либр прокатного валка; 5 — установка для
контроля температуры; 6 — заготовка; 7 —
индуктор, 8 — оправка; 9 — рабочая клеть
Трубная заготовка, мм:
наружный диаметр . . .
ТемМература нагрева, °С . . .
Производительность при
температуре нагрева 200°<С, кг/ч . .
Мощность генератора, кВт . . .
Частота тока генератора, Гц . .
Напряжение генератора, В . . .
ОКБ958-1
. 50—108
4—12
200—600
1200
100
8000
400
ОКБ958-2
32—80
3—6
200—600
500
50
8000
400
ОКБ958-3
32—40
1,5—4
200—600
250
30
8000
200
95

Приводной электродвигатель
преобразователя частоты:
напряжение, В 380 380 380
мощность, кВт 140 77 40
частота тока, Гц 50 50 50
Примечание. Установка ОКБ958-1 монтируется со станом ХПТ90-3.
ОКБ958-2 со станом ХПТ55-3, ОКБ958-3 со станом
ХПТ32-3.
При теплой .прокатке труб применяют М'нагавишовые
цилиндрические индукторы.
Зависимость количества витков и размеров трубок
«индуктора от диам1ет,ра трубной заготовки C2—40; 57—70 и 76—
89 мм) представляется ниже:
32—40 57—70 76—89
Внутренний диаметр,
мм 58 93 118
Количество витков,
шт 14 13 12
Сечение трубки, мм . 12X12XU2 15X12X1,2
8. Многониточные станы ХПТ
Применение многониточных станов явилось одним из
эффективных способов повышения производительности станов
холодной прокатки труб. По сравнению с однониточными станами
того же типоразмера производительность двухниточного стана
увеличивается в 1,5—1,8, а трехниточного ib 2,5 раза. Освоение
многониточных станов идет по двум направлениям:
изготовление новых многониточных станов ХПТ и реконструкция
существующих станов ХПТ с переводом их на двухниточную
прокатку.
Двухниточный стан ХПТ2-40 прокатывает трубы с наружным
диаметром 15—40 мм с производительностью 1000—1500 м/ч.
Основные механизмы стана по конструкции не отличаются от
механизмов стана ХПТ32-3. Преимущества стана:
1. Одновременная прокатка двух труб, которые могут иметь
различные диаметры, толщину стенки, длину и, кроме того,
быть из разных сталей.
2. Станина стана неподвижна и воспринимает
вертикальные и горизонтальные усилия прокатки, возникающие на
подвижной установке вал.ков гори прокатке. Исключение станины
из массы подвижных частей рабочей, клети позволило
значительно снизить инерционные .нагрузки в линии стана и
благодаря этому увеличить скорость прокатки.
3. Летучая пила снабжена специальной следящей системой,
обеспечивающей исключение отрезки немерных концов
благодаря автоматическому подсчету числа резов для труб опреде
ленной длины.
96

4. Стан имеет увеличенную длину хода рабочей клети,
равную 720 мм, что достигается применением кольцевых калибров-
благодаря этому скорость прокатки возрастает. '
5. В стане обеспечиваются большие подачи за один двойной
ход рабочей клети, а также прокатка трубы без остановки
стана на перезарядку.
Трехниточный стан ХПТ15-25 имеет основные механизмы
одинаковые со станом ХПТ32-3. Прокатка одновременно трех
труб потребовала изменения конструкции отдельных узлов
стана и добавления новых узлов. Стан имеет торцовую загрузку
заготовок. Введены дополнительно два патрона подачи и два
механизма зажима стержней. Стан имеет ручное и
автоматическое управления. Разрезка труб на мерные длины
осуществляется летучей пилой без остановки прокатки. Одновременная
yt?t?kKoC Т.? Труб повышает производительность стана
ЛИ 115-25 в 2,5 раза по сравнению с однониточным станом
Реконструкция станов ХПТ старых моделей с переводом их
на бвухниточную прокатку предусматривает в первую очередь
замену рабочей клети. Усовершенствованная клеть имеет две
пары горизонтальных валков, расположенных последовательно
одна за другой по ходу прокатки и смещенных .относительно
Рис. 56. Клеть двухниточного стана ХПТ после реконструкции его из однониточного
оси клети (рис. 56). Привод валков каждой пары выполнен
односторонним, благодаря чему значительно упрощается
регулировка валков при прокатке.
Заменяются также: патрон стержня с оправкой, патрон
заготовки, подвижные люнеты, передний патрон и управление им.
Частично изменяется конструкция промежуточного соединения,
механизма подачи и поворота, трансмиссии привода патрона,
сбрасывателя и стола выдачи. Масса дополнительного оборудог
вания составляет 15—20% от массы однониточного стана.
4@,5) Зак. 693
$7

Производительность реконструированного стана ХПТ55 на
ПНТЗ в 1,5 раза выше однониточного. Стан дает
дополнительно 450—500 тыс. м труб в год. Изменение его технических
характеристик приведено ниже.
До
(реконструкции
После

реконструкции
Наружный диаметр заготовки, мм 38—67 38—60
Толщина стенки максимальная, мм 12 7
Наружный диаметр готовой тр>-
бы, мм 25—55 25—50
Толщина стенки, мм 0,6—10 0,6—5
Число двойных ходов клети в
минуту 65—90 65—70
Подача, мм 2—20 2—15
Диаметр калибра, мм .... 364 325
Диаметр бочки рабочего валка, мм 364 325
Расстояние между осями
прокатываемых труб, цм — 140
Диаметр ведущих шестерен, мм 350 336
Масса рабочей клети, т . . . . 4,1 5,1
Масса дополнительно
поставляемого оборудования, т ..... . — 11,5
Масса стана, т . 61,5 66,0
Мощность главного
электродвигателя, кВт 80 95
Применение кольцевых калибров на станах ХПТ
способствует увеличению длины очага деформации по сравнению со
станами, имеющими полукруглые калибры, позволяет
уменьшить диаметр калибров. Так, применение кольцевых калибров
на стане ХПТ ПНТЗ позволило уменьшить диаметр калибров
с 364 до 240 мм, благодаря чему масса клети по сравнению с
обычной клетью уменьшилась в 2,5—3 раза, а давление
металла на валок снизилось в 1,6—1,9 раза. Снижение массы клети
уменьшило нагрузки на кривошипно-шатунныи механизм, что
позволило увеличить быстроходность клети и
производительность стана на 10—15%.
9. Стан ХПТК50 для прокатки конических труб
Стан ХПТК50 предназначен для прокатки конических труб.
Этот процесс основан на принципе изменения хода рабочей
клети в процессе прокатки в отличие от ранее применявшихся
способов прокатки конических труб, связанных с перемещением
конической оправки в зоне деформации.
Стан состоит из рабочей клети, заимствованной со стана
ХПТ32; станины рабочей клети, переднего патрона, приводного
механизма и промежуточного соединения; патрона подачи
заготовки, механизма подачи и поворота, а также патрона зажима
стержня оправки, которые заимствованы со стана ХПТР30-60,
и столов приема заготовки и выдачи труб.
98

Приводной механизм стана отличается тем, что он
обеспечивает плавное изменение хода рабочей клети в процессе
прокатки. В стане использован механизм подачи и поворота с
мальтийским крестом, дающий возможность получать
постоянную подачу, необходимую при прокатке конических труб. При
неравномерной подаче наступит искажение профиля трубы по
длине и качество наружной поверхности трубы ухудшится.
Рабочие валки стана имеют полудисковые калибры, которые при
необходимости могут быть заменены на кольцевые.
Характеристика стана ХПТК50 дана ниже.
Диаметр заготовки, мм 12—50
Толщина стенки заготовки, мм 0,5—4,5
Длина заготовки, мм 1500—5000
Диаметр готовой трубы, мм 10—50
Толщина стенки трубы, мм 0,4—4,0
Максимальная дайна трубы, м 15
Число двойных ходов клети в 1 мин . . . 32—44—65
Настроечное число ходов в 1 мин 9—12—18
Изменение хода клети за один двойной ход,
мм 0,05—2
Подача заготовки, мм 1,3—9
Диаметр валка, мм 300
Диаметр ведущих шестерен, мм .... 280
Ход клети, мм 100—800
Мощность главного электродвигателя, кВт 28/36/40
Рис. 57. Типы труб переменного сечения .,„ ,,,,,,,,,,,, ,,,,,.,,,¦¦,,,
а — одноконусные с постоянной толщиной | . - - ^^
стенки; б —то оке, с переменной толщи- 1 /п
ной стенки; в — двухконусные, сочленен- i Jl a
ные большими диаметрами; г — то же, со- и
члененные малыми диаметрами; д — мно- Vi ji*,,,,* ,,,,,,..,.,....,,,„
гоконусные с постоянной толщиной стен.ки, у<*<(<<<'<<<<<<(<(<<<<<<<<<<<п
е, ж —то же, с .переменной толщиной | , , ",,,„„>,?,
стенки Z7rfrrf(fftrrttt ¦¦"¦¦
О
На стане можно
прокатывать конические трубы
переменного сечения (рис. 57).
Прокатка одноконусных
труб .начинается дри
«максимальном ходе рабочей клети— -^—ГТСШ5Т1Т:ааа:^_
диаметр получаемой трубы бу- [ggz^iQ^JjJJJEj^
yr>>>>f»iJL
X.4r>\r>*rrrrrJri
дет минимальный. Далее вели
чина хода .рабочей клети
непрерывно уменьшается, а диаметр
трубы будет постепенно
увеличиваться до максимального.
Двухконусные трубы,
сочлененные большими диаметрами,
сначала прокатывают какодно-
шнуюные. В процессе отрокатюи величина хода рабочей клети
постепенно уменьшается, а диаметр трубы, выходящей из калиб-
YffWfjjj» rr
VtlttitlUlUtliltiliiitllUii
mink
Ж
4* @,5) Зак. 693
99

ров, соответственно увеличивается. При достижении заданного
большого диаметра трубы величина хода рабочей клети
начинает расти, а диаметр трубы, выходящей из калибров, постепенно
уменьшается.
Прокату труб, сочлененных малыми диаметрами проводят
в обратном порядке по сравнению с прокаткой труб,
сочлененных большими диаметрами. Многоконусные трубы (рис. 57, д)
прокатывают по образцу труб, приведенных на рис. 57,в и г.
При прокатке ступенчатых труб (рис. 57,е) цилиндрическая
часть их прокатывается ,при постоянном ходе рабочей _клети.
10. Электрооборудование
В качестве приводов станов ХПТ в основном используют
электрические двигатели. На некоторых операциях применяют
гидравлические цилиндры (например, в патронах,
предохранительном устройстве на неподвижных клетях, летучей пиле и др.)
и пневматические цилиндры (например, пневматическое
уравновешивающее устройство).
Процесс прокатки труб на станах ХПТ требует плавного
регулирования скорости движения рабочей клети или установки
рабочих валков. На станах малых типоразмеров диапазон
регулирования очень широк, что связано с большим сортаментом
труб выпускаемых этими станами и с прокаткой разнообразных
марок стали. Поэтому на этих станах в качестве главного
привода применяют электродвигатели только постоянного тока.
Для получения постоянного тока служат преобразователи
машинного типа в составе асинхронного двигателя и генератора.
Полученный постоянный ток от генератора преобразовательной
установки поступает на электродвигатель постоянного тока
главного привода. Электрический привод станов холодной
прокатки по системе генератор—двигатель (Г—<Д) требует
дополнительных расходов на преобразовательную установку по ее
эксплуатации и капитальным затратам.
На станах для прокатки труб переменного сечения
устанавливают электродвигатели переменного тока, что возможно
вследствие более ограниченного сортамента труб и марок
стали, прокатываемых на этих станах по сравнению со станами
йалых типоразмеров. Применение электродвигателей
переменного тока в качестве главного привода стана уменьшает
эксплуатационные расходы и капитальные затраты.
Электродвигатели вспомогательных механизмов станов ХПТ
всех размеров, как правило, переменного тока. Исключением
являются электродвигатели механизмов ускоренного подвода
и отвода стержня.
100

глава vi Оборудование роликовых станов
холодной прокатки труб (ХПТР)
и ремонт
1. Техническая характеристика станов
Способом роликовой прокатки изготовляют трубы наружным
диаметром от 4 до 120 мм и с толщиной стенки от 0,03 до 3 мм.
Роликовые станы используют в основном для прокатки
тонкостенных и особотонкостенных труб из высоколегированных
сталей и сплавов.
Общая относительная деформация трубы за один проход
составляет 80—85% (до 95%), причем она достигается
главным образом за счет уменьшения толщины стенки, так как по
диаметру труба может быть уменьшена только на 2—4 мм, что
является недостатком таких станов. Большим преимуществом
этих станов является возможность изготовления
особотонкостенных труб с малыми допусками.
При малых диаметрах роликов уменьшается усилие
прокатки; применение же трех или четырех роликов уменьшает
глубину вреза ручья, что в совокупности увеличивает стойкость
инструмента и способствует получению труб с высокими классами
шероховатости D—6-й) поверхности и малыми допусками по
толщине стенки (±5—±:10%). Прокатка на станах ХПТР
обеспечивает получение труб с отношением диаметра к толщине
стенки 150:1 и более при одновременном высоком
коэффициенте выхода годного. Основными средствами повышения
производительности станов ХПТР являются увеличение числа двойных
ходов при уменьшении массы подвижных частей, увеличение
степени деформации путем удлинения рабочего хода клети, а
также «перевод их на двух- или трехнилпочную прокатку.
Характеристика 'современных станов ХПТР приведена в
табл. 8.
2. Конструкция станов
Стан ХПТР состоит из рабочей клети, привода стана,
механизмов подачи и поворота трубы, стола для заготовок с
механизмом их загрузки и стола выдачи. Привод стана кривошип-
но-шатунного типа и механизмы подачи и поворота трубы
имеют то же назначение, что и аналогичные механизмы валковых
станов.
Для обеспечения постоянства подачи заготовки в калибр,
образованный роликами, имеется механизм подачи и поворота
заготовки с мальтийским крестом (см. выше). Величина подачи
заготовки может быть изменена с шомощыо коробки юкоростей
Й Я як fi93
101

Характеристика
Технико-экономические показатели
Типоразмер
ХПТР8-15
ХПТР4-15
Диаметр заготовки, мм
Длина заготовки, м
Диаметр готовых труб, мм
Толщина стенки трубы, «мм
Максимальная длина труб, м
Диаметр рабочих роликов, мм
Число .рабочих роликов, шт
Обжатие за проход, %
Длина хода каретки, мм
Длина хода сепаратора с роликами, мм . .
Число двойных ходов рабочей каретки,
ход/мин
Подача заготовки за один двойной ход
каретки, мм
Суммарная вытяжка за проход
Угол поворота заготовки за один ход клети,
град
Мощность электродвигателя главного
привода стана, кВт
Масса стана с электрооборудованием, т . .
Средняя производительность стана, м/ч . .
*' Двухниточный стан.
*2 Для валковой клети.
*3 Для клети с вращающейся обоймой.
9—18
1,5—4
8—15
0,08—1,2
8,0
36
3
50—80
490
261—274
60—80—120
1,3—8
3—5
39; 51; 90; 120
7/9/10
7,38
15—35
18
1,5-4
4—15
0,08—1,5
8,0
36
3
50—80
490
261—274
60—80—120
1,3—8
3—5
39; 51; 90
12
7,52
10—35
Рабочая клеть стана ХПТР отличается от рабочих клетей
станов ХПТ по конструкции и принципу работы. Способ
прокатки труб на станах ХПТР представлен ранее (рис. 9). Ниже
рассмотрим подробнее конструкцию рабочей клети (рис. 58).
Натравляющие -платки 5 с криволинейным профилем
устанавливают в жесткой толстостенной Бтул1К? 6, внутри которой
гасится усилие прокатки. Втулка монтируется в каретке 7.
Каретка 7 с направляющими планками 5 движется возвратно-
поступательно с помощью кривапшино-шатуниого механизма 8
от главного двигателя.
С противоположной стороны каретка связана с
рычагом-кулисой 9 с помощью регулируемой по длине тяги 10. Рычаг 9
одним концом закреплен на неподвижной оси, вокруг которой
совершает качательные движения при
возвратно-поступательном движении каретки 7. Сепаратор 4 с роликами 3 также
соединен -с рычагом-кулисой 9 лр»и помощи тяпи П. Тач|Ки
крепления тяг сепаратора и каретки к кулисе расположены на таком
расстоянии, что линейная скорость сепаратора примерно в два
102

станов ХПТР
Таблица
i
!
*
2ХПТР6-15*
18
1,5—5
6—15 1
0,08—1,5 |
8,0
36
3
50—80
—
—
—
1,3—8
<4
39; 51; 90
40
8
30—70
ХПТР15-30
стандартный
17—33
1,5—5
15—30
0,1—2,5
8,0
62
3
50-80
455
260—275
60—82—122
1,3—9,2
3—6
i 40; 51; 90; 120
24/26/31,9
14,59
1 15—35
стана
ХПТР15-30 1
универсальный
17—34; 22—34*2 1
1,5—5; <20*J
15—30; 15—25*2
0,15—2,5; 1—2,5*2
0,8—1,5*3
8,0
62
3
50—80
455
260—275
65—87—130
1,7—9
3,6; 1,5—3*2
40; 51; 90; 120
20/25/28
25,0
1 20—35; 100*1
ХПТРЗО-60
34—68
1,5—5
30—60
0,3-3
8,0
83
3
50—80
607
350—370
44—60—90
1,3—9
3—6
39; 51,5; 60
28/36/40
22,57
1 15-35
ХПТР60-120
65—130
2,5—5
60—120
0,5—6
10,0
180
4
j50—80
750
430—510
0—100
1,3—9
3,6
37,5; 51,6
60
100
52,6
| 12—32
раза меньше, чем скорость каретки. Таким образом, при возв-
ратно-шоступателышм движении рабочей клети каретка с
направляющими планками и сепаратор с роликами получают
относительное перемещение, что приводит к сближению роликов и
обжатию трубы 1 на аправ,ке 2.
Рассмотрим особенности конструктивного исполнения
некоторых станов ХПТР.
Стан ХПТР8-15 может быть изготовлен с дополнительной
рабочей клетью для прокатки труб, на наружной поверхности
которых расположены три или шесть продольных ребер,
повышающих жесткость готовой трубы. Высота ребер равна
двойной толщине стенки трубы (при толщине стенки 0,2—0,5 мм);
в составе стана может работать машина для скручивания труб
с шагом 300—2500 мм.
Стан ХПТР4-15 предназначен для получения тонкостенных,
особотюнкостенных и безрисочных труб диаметром 4—15 мм и
с толщиной стенки 0,08—1,5 мм. Стан ХПТР4-15 отличается от
стана ХПТР8-15 тем, что он оборудован дополнительной рабо-
103

*ч*и клетью для прокатки труб диаметром 4—8 .mim. При 1прока,т-
Ке труб диаметром менее 5 мм можно получать трубы с
толщиной стенки 0,08—0,5 мм.
^\ \ А\ ? У t ( 11 {Ходрабочей клети*
уУ/У/^/^///^///////>/////////^
7 А о *8йс
Рис. 58. Схема рабочей клети стана
ХПТР
Стан ХПТР 15-30 (стандартный) может быть оснащен
сменной валковой клетью для расширения сортамента
прокатываемых труб с толщиной стенки более 0,9 мм. Валковая клеть
(рис. 59) позволяет прокатывать трубы из нержавеющей стали
диаметром 14—20 мм с толщиной стенки от 0,5 мм и выше из
заготовки диаметром 25—32 мм с толщиной стенки до 3 мм.
Средняя производительность стана составляет 120 м/ч при
суммарной вытяжке 2,5—8,5.
Применение клети с неподвижной обоймой и подвижным
сепаратором с рабочими роликами и опорными катками на
стане ХПТР 15-30 ЮТМЗ при одновременном увеличении
длины хода сепаратора с 245 до 450 мм позволило увеличить
производительность стана на 25—30%; масса подвижных
частей клети при этом уменьшилась с 580 до 300 кг, а степень
деформации металла при прокатке труб из нержавеющих
сталей увеличилась с 60 до 78%.
Универсальный стан ХПТР15-30 может работать по трем
технологическим схемам: прокатка особотонкостенных труб из
заготовки длиной 5 м с вращением заготовки и малым или
большим ее редуцированием; прокатка длинномерных
тонкостенных труб из заготовки длиной до 20 м без вращения
заготовки и малым ее редуцированием.
'104

Для прокатки труб по каждой из технологических схем стан
имеет три сменных рабочих клети: роликовую с невращающей-
ся обоймой; валковую клеть; роликовую клеть с вращающейся
обоймой. Прокатка труб на стане осуществляется полуавтома-
345
Рис 59. Валковая клеть
стана ХПТР15-30
тически. Возможна также работа стана и на ручном
управлении. Стан обеспечивает сматывание труб в бунты без
прекращения процесса прокатки.
Рис. 60. Рабочая клеть стана ХПТР с опорными катками
Станы ХПТРЗО-60 и ХПТР60-120 предназначены для
изготовления бесшовных труб диаметром 30—120 мм. Станы могу г
быть использованы для калибровки" толстостенных труб (полу-
105

чение точных геометрических размеров и высокой чистоты
внутренней и наружной поверхностей), а также для нагартов-
ки их с целью улучшения механических свойств.
Применение уравновешивающих устройств в виде пневмо-
цилиндра, соединенного с кулачком, жестко связанным с
мальтийским крестом, примерно втрое уменьшает ударные
нагрузки на мальтийский крест, что способствует увеличению
производительности станов ХПТР.
Стан 2 ХПТР6-15 двухниточный. Трубы, прокатываемые на
нем, имеют допуск по наружному диаметру ±0,05 мм, по
внутреннему диаметру ±0,03 мм. Производительность стана
составляет 30—70 м/ч.
Стан ХПТР с опорными катками. Особенность конструкции
стана заключается в наличии опорных катков 1 (рис. 60),
установленных с рабочими роликами 2 в подвижном
сепараторе 3. Опорные планки 4 с регулировочными клиньями 5
закрепляются в неподвижной обойме 6. Цапфы рабочего ролика имеют
диаметр значительно меньше, чем катающий диаметр,
благодаря чему значительно увеличивается длина хода сепаратора,
снижается масса подвижных частей клети, что особенно важно
для станов ХПТР больших типоразмеров
3. Ремонт оборудования
В процессе работы станов ХПТ и ХПТР часть деталей
механизмов станов изнашивается. Этот износ деталей идет
неравномерно, отдельные детали изнашиваются быстрее, другие —
медленнее. Длительная эксплуатация оборудования станов
возможна только при нормальном износе деталей. Такой износ
обеспечивается при качественном обслуживании станов:
использование станов в соответствии с их технической
характеристикой; своевременная смазка трущихся ^поверхностей
механизмов соответствующими ма»слами; своевременная чистка
механизмов и регулярный осмотр и регулировка работающих
станов. Если эти условия не соблюдаются, может наступить
быстрый износ, при котором дальнейшая эксплуатация
оборудования становится невозможной. Такой износ называется
аварийным. Он может наступить также в результате поломок
деталей, плохого ухода за механизмами, перегрузки стана и
несвоевременного или некачественного ремонта.
Ремонты оборудования подразделяют на текущие и
капитальные. В свою очередь текущие ремонты разделяются на два
вида: малый и средний. Все указанные виды ремонта
являются плановыми.
Малый ремонт предусматривает восстановление или замену
небольшого количества быстроизнашивающихся деталей, чтобы
обеспечить работу оборудования до следующего ремонта.
Средний ремонт предназначается для восстановления точности, мощ-
106

ности и производительности оборудования и предусматривает
замену деталей и узлов механизмов с их выверкой; очистку и
ревизию механизмов; смену масла в смазочных системах;
проверку креплений и регулировку механизмов. При капитальном
ремонте устраняются все дефекты, замеченные в процессе
эксплуатации и во время текущих ремонтов. При капитальном
ремонте производят: полную разборку станов; замену или ремонт
крупных основных деталей и целых узлов; полную замену всех
быстроизнашивающихся деталей; сборку, регулировку и
выверку стайов и крепление .всех фундаментных бо'Лто,в -с
ремонтом фундаментов, если это необходимо.
Продолжительность малых ремонтов составляет 8—18 ч,
средних 24—48 ч и капитального ремонта ют 2 до 5 суток.
Для станов холодной прокатки ремонтный режим обычно
следующий: время между капитальными ремонтами составляет
около 5 лет; за этот период времени производится 9 средних и
50 малых ремонтов и, таким образом, межремонтный период
составляет 30— 45 суток. Между каждыми двумя средними
ремонтами проводят пять малых ремонтов. Помимо этого,
между двумя плановыми ремонтами производят еще три плановых
осмотра, во время которых устраняют мелкие неисправности
оборудования и выявляется необходимость и объем
следующего планового ремонта. Указанный выше ремонтный режим
является примерным и может корректироваться в зависимости от
состояния оборудования.
Плановые ремонты и осмотры оборудования позволяют
проводить профилактические мероприятия, поддерживающие
оборудование в работоспособном состоянии и предупреждающие
неожиданный выход оборудования из строя. Помимо этого,
плановые ремонты позволяют проводить модернизацию
оборудования с целью повышения его производительности без
остановки оборудования специально для этой цели. Эта система
ремонта носит название планово-предупредительного
ремонта (ППР).
На заводах существуют три основные формы организации
ремонта: централизованная, децентрализованная и смешанная.
При централизованной форме ремонта проведение ремонта
и изготовление запасных частей проводятся силами .ремонтных
цехов, находящихся в ведении главного механика и главного
энергетика завода.
При децентрализованной форме ремонта в составе
производственного цеха находится ремонтно-механическая
мастерская достаточной мощности, чтобы обеспечить производство
всех деталей, необходимых для ремонта и ремонтные бригады,
способные полностью производить все ремонты.
Большинство заводов имеет смешанную форму организации
ремонтов. На трубных заводах, в состав которых входят
трубоволочильные цехи, принята смешанная форма организации
107

ремонтов. При ней запасные части изготовляют частично в
ремонтных цехах завода и частично в ремонтно-механических
мастерских цеха. Ремонт оборудования трубоволочильного
цеха в основном производят ремонтные бригады цеха. При
капитальном ремонте могут подключаться ремонтные бригады
ремонтно-механических цехов завода.
Основные работы по ремонту оборудования выполняют по
графику. С этой целью перед началом года составляется
план-график проведения планово-предупредительных ремонтов
оборудования (график ППР). План составляется по кварталам
и, кроме*того, на каждый месяц составляются оперативные
планы. Годовой план-график ППР предусматривает осмотры,
текущий и капитальный ремонты. Этот план согласовывается с
планом основного производства и на основании его
составляется план изготовления запасных сменных деталей для цехов
отдела главного механика и производственного цеха. План
капитальных и средних ремонтов с указанием срока и
продолжительности их отделы главного механика и главного энергетика
сообщают в планово-экономический отдел завода для учета
при составлении производственной программы.
Месячный план ремонта оборудования разрабатывается
бюро ремонта отдела главного механика (ОГМ) и цеховыми
механиками за пять дней до начала месяца. Он учитывает
состояние оборудования и обеспечение необходимыми запасными
частями и материалами для проведения ремонта.
Одновременно составляется месячный план изготовления запасных
сменных деталей.
При смешанной форме ремонтов в производственном цехе
существуют ремонтные бригады слесарей, рабочие ремонтно-
механической мастерской (токари, сверловщики,
фрезеровщики и т. д.) и дежурные слесари по ремонту. Дежурные слесари
следят за состоянием оборудования, выявляют и устраняют
мелкие неисправности его, проверяют и очищают фильтры
смазочной системы, ремонтируют арматуру, продувают и очищают
трубопроводы и производят другие мелкие работы по ремонту
оборудования. Во время ремонтов участвуют в работе
ремонтных бригад.
Ремонтные бригады слесарей в межремонтные периоды
заняты подготовкой к ремонту отдельных деталей и узлов.
Большое внимание уделяется подготовке целых узлов с их
сборкой и пригонкой. Рабочие места слесарей в цехе должны
быть оборудованы необходимыми ири'опосо'б'ленижми и каждый
ремонтный рабочий должен иметь полный комплект
инструмента, необходимый ему для проведения предстоящего ремонта.
Особое значение имеет правильная подготовка к ремонту.
Она начинается прежде всего с составления графика
проведения ремонта, в котором указываются основные узлы и детали,
подлежащие ремонту, виды работ, порядок и время проведения:
108

их. Производится проверка наличия на складе всех
необходимых для ремонта запасных частей, наличия требуемого для
ремонта инструмента; обращается внимание на механизацию
процесса ремонта со снабжением бригады механизированными
приспособлениями: пневматическими или электрическими
гаечными ключами, шлифовальными машинками для шлифовки
подшипников (вместо шабрения), ручными или механическими
съемниками и т. д.
Практика работы станов ХПТ и ХПТР показала, что весьма
целесообразным является поузловой метод ремонта, когда
заменяют не отдельные детали, а целые заранее подготовленные
узлы. Этим достигается более качественная сборка отдельных
механизмов, собранных на стенде, и сокращается срок
ремонта. Поузловой метод ремонта не следует применять в том
случае, если замена изношенной детали в узле требует меньше
времени, чем замена всего узла на новый, или если замена
детали требует мало времени.
Проведение ремонта по заранее разработанному графику с
обеспечением запасными частями и квалифицированной
бригадой слесарей дает всегда сокращение времени сроков ремонта.
Всякий ремонт начинается с разборки оборудования.
Широкое применение подъемно-транспортных средств всегда
сокращает срок проведения разборки. Проведение ремонта по
заранее продуманному плану с правильной оценкой
продолжительности отдельных операций ремонта и расстановкой рабочих в
соответствии с их квалификацией сокращают сроки ремонта.
При работе цеха на прерывной неделе все малые и средние
ремонты могут быть произведены во время выходных и
праздничных дней. При трехсменной работе и непрерывном графике
работы на время ремонта необходимо останавливать
оборудование, поэтому тщательная подготовка к ремонту и четкая
организация его играют большую роль. Качество ремонта
оборудования зависит от качества сборки отдельных узлов и
механизмов стана. При сборке оборудования установка узлов
проверяется в горизонтальном положении по отвесу, а
проверка соосности валов стаиа и установка узлов в стане
производится с помощью натянутых струн или (специальными
оправками.
После ремонта производится проверка качества ремонта и
сборки. Проверяется, произведена ли замена узлов и деталей у
намеченных к ремонту механизмов. Сборка должна обеспечить
точное взаимное расположение узлов. Станы после ремонта
должны быть отрегулированы. После этого оборудование
подвергается испытаниям.
Испытания проводят на холостом ходу и затем под
нагрузкой. Начинают испытание на малых оборотах, которые затем
увеличивают до максимальных и работают на них не меньше
часа. Кроме собственно стана, безотказно должны работать и
109-

все вспомогательные механизмы стана: механизмы зажима,
подачи и поворота; приводные механизмы; приемные
устройства и столы выдачи, а также все электроприводы и системы
смазки и охлаждающей жидкости.
глава vii Инструмент станов
холодной прокатки труб
Инструмент станов холодной прокатки труб находится в
очень тяжелых условиях ,ра1боты. Деформация металла
происходит в холодном состоянии, благодаря чему валки и
оправка испытывают значительное усилие прокатки. Для получения
качественных труб инструмент должен обладать высокой
твердостью, высокой износостойкостью и иметь гладкую
полированную поверхность.
Стойкость инструмента, качество поверхности и точность
размеров труб зависят от целого ряда факторов: от калибровки
инструмента; от материала, из которого изготовляется
инструмент, его термической обработки и твердости; от точности
размеров и качества поверхности инструмента и режима прокатки
(подачи, числа двойных ходов и т. д.).
Для станов ХПТ в качестве рабочего инструмента
применяют калибры и оправки, а для станов ХПТР — ролики, оправки
и направляющие планки.
1. Калибры валков и оправки стана ХПТ
Калибры, с помощью которых производится деформация
трубы, крепятся к рабочим валкам (рис. 61). Калибр 1
вставляется в вырез валка 2 и крепится <с помощью двух клиньев 5,
которые зажимают калибр в теле «валка стана и затягиваются
болтами 4.
Оправки имеют форму,
изображенную на рис. 62.
Они состоят из
цилиндрической и конической частей с
хвостовиком для крепления.
На рис. 62 даны основные
•геометрические размеры
оправки.
Износоустойчивость и
vri^ твердость инструмента до-
Рис. 61. Калибр ia) и валок стана ХПТ / rj
в сборе с калибром (б) стигаются применением
соло

ответствующих марок стали и ее термической обработки, чистота
поверхности и точность размеров достигаются шлифовкой и
полировкой инструмента.
Для изготовления калибров и оправок станов ХПТ и
инструмента станов ХПТР применяют стали ШХ15 @ 95—1 1% С*
0,2-0,4% Мп; 0,15-0,35% Si; 1,3-1,65% Сг; 0,3% Ni;
^0,027% Р;<0,02% S),50XOA @,45-0,55% С; 0,5-0,8% Мп;
0,17-0,37% Si; 0,8-1,1% Сг; 0,4% Ni; ^0,33% Р; ^0,03% S),
60ХФА @,55—0,65% С; 0,5—0,8% Мп; 0,17—0,37% Si; 0,8—
1,1% Сг; 0,4% Ni; 0,2—0,3% V; <0,03% Р; ^0,03% S),
инструмент из которых при соответствующей термической
обработке показал высокую стойкость и твердость.
1 ^
И irTnl
ILJ^Jj
t, ^
¦с
т ^>
к'4
1 гг*—^
А
|с 1°
1х
^Л
Рис, 62. Оправка стана ХПТ
Изготовление калибров. Исходной заготовкой для
изготовления поковок калибров служит горячекатаная или кованая
штанга, которая разрезается на мерные длины.
Изготовление поковок для калибров производится разными
способами: куют круглые диски, которые после термической
обработки и грубой обдирки по наружному диаметру и торцам
разрезают на две части с получением полудисков (обычно для
станов крупных типоразмеров) и куют поковки сразу в виде
полудисков, причем окончательную форму полудиски получают
в штампах. Первый способ более простой и производительный;
второй способ более трудоемкий, но при нем получается
меньше отходов.
Заготовки перед ковкой нагревают до температуры 1050—
1100° С (сталь ШХ15) или до 1150—1180° С (сталь 50ХФА).
Время нагрева зависит от сечения заготовки и составляет от
2,5 до 4,5 ч с выдержкой около часа по достижении
температуры нагрева. Затем производится ковка заготовок с окончанием
ее при температуре не ниже 800—850° С.
После ковки перед механической обработкой производится
отжиг поковок с целью уменьшения твердости и улучшения
структуры стали. При отжиге нагрев производится до
температуры 800—820°С в течение 6—8 ч с последующей выдержкой
при этой температуре в течение 2—4 ч и затем медленным
охлаждением поковок вместе с печью (до 24 ч).
После отжига поковки подвергают механической обработке,
которая заключается в следующем:

1. Одновременная проточка подошв б—10 полудисков на
продольно-строгальном станке.
2. Чистовая обточка по наружному диаметру и по торцам на
токарном станке одновременно двух собранных вместе
полудисков.
3. Расточка ручьевой канавки по окружности полудиска
диаметром на 2—2,5 мм меньше диаметра готового ручья.
4. Строжка боко!Вых пазов на поперечно- или
продольно-строгальном станке.
5. Строжка скосов под углом 45° к подошве на том же станке;
6. Пришлифовка боковых пазов после строжки.
7. Сверление и нарезка центрового отверстия в подошве
полудисков на радиально-сверлильном станке.
8. Расточка ручья на специальном вальцетокарном
станке-автомате с припуском на шлифовку 0,5—0,75 мм.
После механической обработки калибры подвергают
закалке и отпуску. Нагрев перед закалкой осуществляется до
температуры 820—840° С. Время нагрева определяется
технологическими инструкциями в зависимости от ма^ки. стали и
размеров калибров.
Закалка ручья калибров производится струей холодной воды
в продолжение от 2,5 до .4,5 мин в зависимости от размера
калибра. Окончательное охлаждение производится в масляной
ванне при температуре 120—150° С. Глубина закаленного слоя
в ручье калибра должна быть 6—7 мм.
Отпуск калибров производится в той же масляной ванне
при температуре 240—260° С, нагрев до которой
(Осуществляется в течение 2—9 ч.
Твердость калибров после отпуска для рабочей части ручья
должна быть в пределах HRC 58—60, для остальной части
поверхности калибра HRC 50—55.
После отпуска калибры обезжиривают в «слабом растворе
каустической соды, подогретом до 90—100° С.
Термически обработанные калибры затем шлифуют и
полируют. На шюскошлифовальном станке производится
шлифование боковых плоскостей, подошвы и пазов калибров. Станок
имеет плиту с постоянным магнитом, с помощью которого
калибр удерживается на плите при шлифовании боковых
плоскостей и пазов калибров. При шлифовании подошвы, а также
пазов калибров применяют упоры и приспособления. По
окружности калибры шлифуют на круглошлифовальном станке.
Для шлифования применяют шлифовальные круги из
электрокорунда на керамической связке.
Ручьи калибров шлифуют на специальном станке. Вместо
резца применяют шлифовальный круг. После шлифования
ручья по глубине шлифуют выпуски, т. е. развалку ручья.
Высокая точность обработки калибров является залогом
получения точных размеров труб. Поэтому шлифование ведется с
112

большой точностью. Допуски на шлифование составляют по
•окружности калибра и ручью ±0,05, для боковых плоскостей
±0,035 и для пазов ±0,025 мм.
После шлифования ручьи калибра полируют фетровыми или
(войлочными кругами, устанавливаемыми в пшевматических
машинках .вместо наждачного круга, с применением наждачного
лорошка .или ласт.
Чистовые размеры калибров станов ХПТ приведены в
табл. 9 (см. рис. 61).
Таблица 9
Чистовые размеры калибров станов ХПТ, мм
Стан
ХПТ1 1/2"
ХПТ32
ХПТ32-2
ХПТ2 1/2"
ХПТ55
ХПТ75
ХПТЗ 1/2"
ХПТ120
ХПТ250
D
304,8
300
300
.555,6
364
434
431,8
550
800
Н
152,4
150
125
177,8
182
217
215,9
245
330
в
126,7
110
ПО
139,4
140
190
187
230
350
а
63,5
70
70
76,2
80
90
88,9
90
150
h
13,5
12,5
12,5
15,5
13,5
16,5
17,5
24,5
—
Масса
калибра,
кг
35
26
24
47
50
94
95
170
530
Изготовление оправок. Поковки для оправок куют из
круглых штанг с одного нагрева при температуре 1050—1100° С
(сталь ШХ15) или 1150—1180° С (сталь 50ХФА) по
определенному графику. Поковки подвергают улучшению (нагрев до
880—900° С с охлаждением в масле до 550—600° С с
последующим высокотемпературным отпуском при 710—720°С).
Твердость поковок после отпуска не должна быть выше HRC 22.
Механическую обработку оправок проводят на токарных
станках. Она заключается в центровке, проточке хвостовика
под нарезку, проточке цилиндрического и конического
участков и переходной части, а также фрезеровке граней пюд ключ.
После механической обработки оправки подвергают в
вертикальном положении закалке и отпуску по определенному
режиму с нагревом перед закалкой до 860—970° С, а более
крупных размеров —до 820—840°С и отпуску при 240—260°С.
Пооле отпуска оправки для полного охлаждения и удаления
остатков масла погружают в слабый раствор каустической
соды. Твердость рабочей части оправок после отпуска должна
быть в пределах HRC 52—58, а хвостовой части 25—35.
Термически обработанные оправки подвергают шлифованию и
полируют. На хвостовой части оправки нарезается резьба.
Оправки, изготовленные из стали 50ХФА, имеют примерно
в два раза большую стойкость и меньшую себестоимость, чем
оправки из стали ШХ15. Повышенная стойкость оправок из
ИЗ

стали 50ХФА объясняется благоприятным сочетанием
показателей прочности и пластичности, а также хорошей прокаливае-
мюстью. Существенным недостатком стали 50ХФА при
изготовлении из нее оправок является большая склонность к
короблению при закалке в воде, чем у стали ШХ15. Для уменьшения
коробления необходимо закалку оправок проводить в масле с
высоких температур (940—960°С).
Для теплой прокатки применяют калибры из стали ШХ15 и
оправки из стали ЗХ2В8.
В табл. 10 приведена стойкость калибров и оправок
станов ХПТ.
Таблица 10
Стойкость калибров и оправок станов ХПТ, тыс. м труб
Материал труб
Углеродистая и
низколегированная сталь . .
Высоколегированная и
легированная сталь . .
Нержавеющая и
жаропрочная сталь ....
Калибры станов
ХПТ32
18—32
13—27
8—10
ХПТ55
18—35
16—30
8—12
ХПТ75
20—40
18—32;
10—15*
10—15
Оправки станов
ХПТ32
3—6
1,5—4
0.5—2,5
ХПТ55
4—8
2,5—5
0,5-3
ХПТ75
5-9
3-5
1—3
** При лрокатке труб из стали ШХ15.
2. Ролики, оправки и направляющие планки стана ХПТР
Деформация трубы-заготовки в роликовом стане
осуществляется с помощью роликов, раскатывающих трубу на оправке.
Ролики имеют постоянный профиль ручья. Изменение
обжатия трубы в процессе прокатки происходит в результате
уменьшения калибра за счет сближения -роликов.
В непосредственное соприкосновение с прокатываемым
металлом входят ролики и оправка. Однако все усилия прокатки
передаются и на направляющие планки через цапфы роликов
Поэтому и ролики, и оправки, и направляющие плаи'ки должны
выдерживать усилие прокатки, иметь соответствующую
твердость и высокую степень точности размеров.
Для каждого типоразмера «стана ХПТР изготовляется свой
комплект инструмента. При этом для станов ХПТР8-15 и
ХПТР 15-30 имеются два типа роликов (большой и малый),
служащих для прокатки труб разного диаметра при
соответствующей выточке калибра ручья. Для станов ХПТРЗО-60 и
ХПТР60-120 для каждого размера труб применяют разные
ролики. Ролик Орис. 63) им-еет постоянный круглый ручей, соот-
114

ветствующий наружному диаметру трубы. Отверстие в центре
ролика служит для установ-ки в него конического штифта, на
катаром лроиэводитюя механическая обработка ролика <в станке.
Ролики изготовляют из стали ШХ15 и термически
обрабатывают до HRC 57—69. В качестве заготовки, при изготовлении
для стана ХПТР60-120 служит
поковка, для всех других
типоразмеров ста.нав —ятрокатанные
штавги.
Перед механической
обработкой шроизводится отжиг
заготовки при 870°—880°С с выдержкой
около 2 ч. Затем ролики
подвергают механической обработке для
получения поверхности ручья
по 9-му классу шероховатости.
После механической
обработки ролики подвергают закалке
при 820—840°С в воде и затем
отпуску при 260—270°С в масле.
Общая продолжительность те-рмичаской обработки 16—20 ч. После
термичеакой обработки ролики шл<ифуют и полируют.
Калибровка направляющей планки (рис. 64,а) (построена
таким образом, что при перекатывании по ней .роликов
происходит постепенное обжатие толщины стенки. В конце планки
имеется калибровочный горизонтальный участок. Для того
чтобы получить точные размеры трубы, опорные планки дол-
рис 63 |Ролик стана ХПТР
t *
1к
-*: 3» «<
1о6
Iped h
V/////////////A ЬУ///////////Л
с в
ш
ш
J
777Х
'Л \УГП
т
Рис. 64. Направляющая лланка (а) и регулировочный клин (б)
жны механически обрабатываться с высоким классом
шероховатости G7). Острые углы притупляются фасками под углом
45°. Затем планки подвергают закалке и отпуску (получают
твердость HRC 57—59).
После термической обработки планки шлифуют. Нижняя
плоскость планки шлифуется с уклоном 1:80 в комплекте из
115

трех планок и на том же приспособлении, на котором будет
шлифоваться нижняя плоскость клиньев, так как в процессе
настройки они должны скользить одна по другой.
Клин служит для регулирования направляющих планок
(рис. 64,6). При передвижении клина опорные планки
сближаются или удаляются от центра прокатки, вместе с ними
происходит «сближение или разведение рабочих роликов. Продольный
вырез в клине позволяет производить перемещение клина в
продольном направлении.
Для точного расположения роликов в рабочей втулке
применяют распорные сегменты из стали СтЗ. Для того чтобы
положение направляющих планок, а следовательно, и роликов
точно фиксировалось, обработка распорных сегментов должна
быть точной.
Оправки роликовых станов имеют цилиндрическую форму
(рис. 65). Диаметр оправки равен внутреннему диаметру
готовой трубы. Оправки изготовляют из стали ШХ15. В качестве
4
ер
а
¦*—^-
\/<*
У
тл
т
«е—^
Рис. 65. Оправка роликовых станов
заготовки служит прокат. Порядок механической и термической
обработки оправок такой же, как при изготовлении роликов.
Обточка, шлифование и полирование оправок проводятся на
токарном станке в соответствующих приспособлениях.
3. Калибровка инструмента станов ХПТ
Калибровка валков и оправок станов ХПТ зависит от
конструкции и кинематики приводного механизма рабочей клети.
Калибровка валка. Калибровка строится по
принципу изменения относительных деформаций по длине рабочей
части ручья с учетом значительного снижения пластичности
металла в процессе прокатки. Она заключается в
значительном уменьшении диаметра заготовки (редуцировании) в
начале рабочей части ручья с тем, чтобы на остальной части ручья
происходило преимущественно утонение стенки с
незначительным уменьшением диаметра при прокатке на оправке с малой
конусностью (рис. 66).
Ручей .калибра валка (рис. 66) состоит из трех участков
холостого зева подачи /З.п> «рабочего участка Lp, состоящего из
обжимкой части /р и калибровочной части /к, « зева .поворота /З.в.
116

Для каждого стана эти размеры постоянны и в сумме
составляют длину полуокружности ведущей шестерни по
начальному диаметру:
*з. п "т" 'р "Т" 'к ~г *з. в —
Я IV
где Dm — диаметр начальной окружности ведущей шестерни.
Рис. 66. (Развертка профиля валка:
/ — зев подачи; 2—5 — рабочий участок;
6 — калибровочный участок; 7 — зев
выдачи
й
^1
Jjnj
\Т
С
la
г . J . i .4 , 5
У1
^^W^J
| ,.,"«»* Г Г Г Г Г
$
i.i t г ( г <({<(< (fff.Tl
h
в
м^
1П
7
GL
Г*
|||
41
Сумма длин этих участков равна длине полуокружности
калибров (табл. 11).
Таблица 11
Длина холостых и рабочих участков ручья калибров
Типоразмер
стана
ХПТ32
ХПТ55
ХПТ75
ХПТ120
ХПТ4 Va"
ХПТ250
Примечай
сти, а /зл1, /з.в,
/ „
з.п
20,6
12,0
13,5
20,0
85,0
/
З.В
27,8
12,0
25,0
11,9
85,0
ие-'з.п' ^.в
/р. *к — АЛ1
Длина участков, мм
/
Р
290
410
477
476
650—700
/
к
101:2
115,5
122,0
160
100—120
. / . / —длина }
Р к
ша участков то окружи
/
з.п
22,1
12,5
15,0
22,0
100
/
з.в
29,8
12,5
27,0
13,0
100
/
P
310,5
416,5
510,0
520
760—
820
/
'к
108,6
120,0
130,0
175
120—140
участков по 'начальной окружно-
остн калибров.
Участок редуцирования, на котором происходит только
обжатие заготовки по диаметру, определяется по формуле
/peA== @,3-0,45) 2 tg a' B3)
где Лр — зазор между оправкой и внутренней поверхностью
заготовки;
2tga — конусность оправки, равная 0,01—0,03.
117

Ниже указаны величины зазоров в зависимости от
типоразмера стана и толщины стенки заготовки.
Типоразмер стана
РН1 1/2", ХПТ32
РН2 1/2", ХПТ55
РНЗ 1/2" , ХПТ75
ХПТ90, ХПТ120.
S0, мм
<2,5
•>2,5
<4
>4
<4,0
4,0-8,0
<>8,0
Ар, мм
1,5
2,0
2,0
2,5
2,5
3,0
3,5
Между участком редуцирования и калибровки заготовка
обжимается по диаметру и по толщине стенки. На рис. 66
приведена развертка профиля гребня ручья. Участки профиля в
нижней части рисунка соответствуют профилю гребня валка в
верхней его части. Толщину стенки трубы в любом сечении на
обжимном участке можно определить по формуле
л=о,9,(^-,) (.;... ?)?+.•
где Sx — толщина стенки в текущем сечении;
S о и 5Т — толщина стенки заготовки и трубы;
х — текущая координата, изменяющаяся от 0 до /0б/
/об — длина зоны обжатия заготовки:
/об == *р *ред • (^"/
Диаметр рабочего конуса Dx в любом сечении
Dx = 2Sx + db + (lo6 — х) 2tga — Aft. B6)
где Ak — зазор между калибрами, равный 0,3—1,0 мм;
dB — внутренний диаметр готовой трубы.
Ширина ручья Вх принимается на 0,8—2,5 мм больше
диаметра ручья в данном сечении. В калибрующем участке разность
между шириной ручья и его диаметром равна 0,2—0,8 мм
(меньшая величина для стана меньшего типоразмера).
Оправка. Длина рабочей части оправки /р (см. рис. 62)
равна длине рабочей части валка. Диаметр Цилиндрической
части оправки
Здесь
где dn — диаметр оправки в пережиме.
118
?>д = <
d„ =
2tga
i*-\
DT
= ¦
-2/р tga.
— JL «Зт»
/p '
B7)
B8)
B9)

Обычно 2tga=0,01 —0,03. Зазор между цилиндрической
частью оправки и внутренней ^поверхностью заготовки должен
быть не меньше 1,5—12,0 мм.
Размеры оправок приведены в табл. 12.
Таблица 12
Размеры оправок станов ХПТ, мм
Типоразмер
стаца
ХПТ32
РН1 1//'
ХПТ55
PH2 i/e"
ХПТ75
PH3 i/s"
ХПТ120
ХПТ250
?>ц(±0,05)
22,5—35,5
22,5—35,5
34—56
34—56
45—89
45-89
98—145
</п(±0,05)
11—28
11—28
17—42
17—42
30—82
30—82
76—130
Л(±1-1,5)
530
480
690
5|90
760
710
960
1850
/
р
290
250
410
370
450
477
517
900
X
130
116
150
100
153
133
203
280
«Р
16—20,6
16—20,6
20,6—31,8
20,6—31,8
31,8—44,5
31,8-44,5
60
190
В последнее время применяют оправки с переменной конус-
ность^О) что обеспечивает постоянство отношения обжатий по
стенке и диаметру на всей длине обжимной зоны.
Использование т^ких оправок обеспечивает также снижение волнистости
и продольной разностенности труб.
4. Калибровка инструмента станов ХПТР
Профиль ручья ролика (см. рис. 63) — дуга окружности с
диаметром прокатываемой трубы. Центральный угол 2а зависит
360°
от числа роликов п в сепараторе: 2а = -рр~.
размеры роликов приведены в табл. 13.
Направляющие планки (см. рис. 64) имеют участок зева
подачи и поворота трубы /3, участок редуцирования ,/ред, участок
обжима /об и калибровочный участок /к. Калибровка профиля
планки выполняется из условия определенного изменения
относительной или абсолютной деформации с учетом параметров
кривошипно-шатунного механизма, соотношения плеч кулисы и
механизма поворота. Размеры опорной планки (табл. 14)
являются постоянными для всех маршрутов прокатки.
Длина калибровочного участка /к= D-f-5)m^/30.
д^ина участка редуцирования /ред принимается по
практическим данным.
Ш станах ХПТР применяют цилиндрические оправки (см.
рис. 65 и табл. 15).
119

Таблица 13
Основные размеры роликов станов ХПТР, мм

Типоразмеры
стана
8—15
15—30
30—60
30—60
60—120
60—120
Тип
ролика
—
Малый
Большой
Малый
Большой
Малый
Большой
d
тр
8
10
15
15
21
22
30
30
45
45
60
60
90
120
А
19
30
40
55
75
75
' 98
Б
40
65
90
155
135
132
170
2а
120
120
320
120
120
90
90
Дв
i a
48,29
47,29
44,29
73,63
70,63
79,57
75,57
114,62
107,12
118,77
111,27
196,01
174,67
234,44
213,29
д*
45,15
1 43,15
38,15
67
61
70
62
101
86
97
83
180
150
260
180
дР
41
63,5
67,3
97
97,4
Дц
28,5
45
45
65
65
161,6100
197,7
120
До
53,15
82
82
131
143
240
300
е
0,5
0,5
0,75
0,8
1,0
1,2
1,5
Таблица 14
Размеры направляющей планки станов ХПТР, мм
Типоразмер стана
8-15
15—30
30-60
А
40
80
80
135
135
в
19
40
30
76
56
с
10,5*
20
25
29,5
39.5
/
150
210
210
207
207
/о
70
80
80
—
н
22
42.15
47,15
66,9
72,9
h
9
20
25
31,7
37,5
k
1,87
3
3
5,4
5,4

Размеры оправок станов ХПТР, мм
Таблица 15
Типоразмер |
стана
8—15
15—30
30—60
60—120
D
7-15
13—30
28—60
58—120
е
1±0,02
±0,03
±0,05
±0,1
вх
i ~0,2
—0,2
—0,3
-0,4
L
280
| 350
520
650
т
20
20
40
50
г |
2
2
| 4
! 5
dP
6
8
16,22,30
42,60
а
25
30
| 30
50
а
15
15
15
30
глава vnr. Технологические схемы
и план расположения
оборудования цеха
Для станов ХПТ в качестве заготовки используют
горячекатаные или сварные трубы. Для изготовления труб диаметром
до 75 мм ранее применяли чаще всего трубную заготовку
диаметром 83 и 89 мм, прокатку которой начинали на стане ХПТ75.
В этом случае станы ХПТ55 и ХПТ32 использовали для
изготовления труб промежуточных размеров. В связи с вводом в
действие непрерывных станов горячей прокатки, позволяющих
получать более тонкостенную заготовку, прокатку начинают со
стана ХПТ55 с заготовки меньшего диаметра.
В качестве заготовки для станов ХПТР используют трубы,
прокатанные на станах ХПТ. Так как при прокатке на станах
ХПТР происходит незначительное уменьшение диаметра,
заготовка не должна по диаметру значительно отличаться от
готовой трубы. Этим определяется выбор стана ХПТР для
прокатки того или другого размера труб по диаметру. Получение
особотонкостенных труб большей частью осуществляется
путем комбинированного изготовления их на станах ХПТ, ХПТР
и безоправочного холодного волочения.
1. Технологические схемы производства
холоднокатаных труб
Технологическая схема холодной прокатки труб зависит от
марки стали или сплава, из которого изготовляются трубы,
размера труб и их назначения. Со станов холодной прокатки
трубы могут выдаваться в виде готовой продукции, при этом
проходить прокатку на одном, на двух или на трех станах после-
6 Зак. 693
121

довательно и могут поступать на холодное волочение после
первой, второй или третьей прокатки. Заготовка для роликовых
станов в зависимости от размера также может поступать с
любого из станов ХПТ.
Рис. 67. Технологическая схема холодной прокатки труб из
углеродистых сталей. Позиции на рисунке соответствуют перечню
технологических операций в тексте
Технологические операции при холодной прокатке на станах
ХПТ Tjpyi6 да углеродистых сталей (ри»с. 67) следующие:
1. Поступление заготовки на склад.
2. Инспекция.
3. Обрезка концов.
4. Предварительный отжиг.
5. Наборка пакетов.
6. Травление в серной кислоте.
7. Промывка в горячей воде.
8. Промывка из брандспойта.
122

9. Нейтрализация в щелочном растворе.
10. Сушка.
11. Инспекция.
12. Ремонт.
13. Промасливание.
14. Прокатка на ХПТ (первый стан).
15. Промежуточный отжиг.
16. Промежуточная правка.
Операции 3, 4 и 12 производятся при необходимости. После
операции16 трубы должны проходить операции 5—13 перед
прокаткой на втором стане или же они поступают на волочение
или окончательную отделку.
Технологические операции при холодной прокатке труб из
нержавеющих сталей на станах ХПТ (рис. 68) следующие:
На волочение Готовые
Вт трубы
Рис 68. Технологическая схема холодной прокатки из нержавеющих сталей. Позиции
соответствуют перечню технологических операций в тексте
1. Поступление заготовки на склад.
2. Инспекция.
3. Правка.
4. Обточка наружной поверхности.
5. Расточка внутренней поверхности.
6. Осмотр трубы изнутри перископом.
7. Ремонт.
8. Обточка или сплошное шлифование.
9. Термическая обработка.
С" Зак. 693
123

10. Правка.
11. Наборка в скобы.
12. Травление в щелочном расплаве.
13. Промывка в проточной холодной воде.
14. Промывка в горячей воде.
15. Травление в серной кислоте.
16. Промывка из брандспойта.
17. Инспекция ОТК.
18. Активирование поверхности труб в растворе серной
кислоты с поваренной солью. Промывка из брандспойта.
19. Омеднение. Промывка из брандспойта.
20. Промывка в горячей воде.
21. Смазка.
22. Прокатка на ХПТ (первый стан).
23. Обезжиривание в ванне с содой, тринатрийфосфатом и
жидким стеклом.
24. Промывка в горячей воде.
25. Травление в серной кислоте с поваренной солью (трубы
диаметром MieHee 20 мм — в плавиковой кислоте).
Промывка из брандспойта.
26. Осветление в азотной кислоте. Промывка из брандспойта.
27. Инспекция.
28. Стабилизирующий отжиг.
29. Нагрев и закалка трубы.
30. Предварительная правка на кулачковом прессе.
31. Правка на валковом стане.
32. Подрезка концов трубы и подача на выборку пакетов.
33. Травление в плавиковой кислоте. Промывка из брандс-
Ъойта.
34. Инспекция ОТК и подача на волочение.
35. Обрезка концов.
36. Ремонт — шлифование на ленточных наружных и внутри-
шлифовальных станках или обработка на
дробеструйных установках.
37. Инспекция ОТК.
38. Контроль неразрушающими средствами.
39. Пассирование в 20%-ной азотной кислоте. Промывка из
брандспойта.
40. Стиллоскопирование.
41. Подача на склад готовых труб.
Трубы, поступающие на вторую прокатку, проходят
операции 1—27 и затем 28, 30—32 и дальше с операции 11 по 27.
Трубы, идущие на волочение, проходят операции 1—27 и
затем 28, 33, 16, 34, после чего передаются на забивку головок.
Трубы, идущие после прокатки на станах ХПТ как готовые,
проходят операции 1—27 и затем 29—31, 33, 16, 34—39, 16, 40
и 41. Операцию 38 проходят только трубы, для которых эта
операция требуется по техническим условиям.
124

Технологическая схема холодной прокатки на роликовых
станах та же, что и на станах ХПТ. Разница заключается в
том, что трубы диаметром 20 мм и меньше вместо щелочно-
кислотного травления подвергаются травлению в плавиковой
кислоте. Для труб малого диаметра применяется струйное
травление.
2. Технологические схемы
комбинированного способа производства труб
Комбинированный способ производства предусматривает
сочетание процессов холодной прокатки и волочения труб.
Волючен'ие труб из нержавеющих и других вьгооколвги1ро.ва.Н1ных
сталей не допускает больших обжатий, поэтому число
проходов значительно возрастает. Помимо этого, оправочное
волочение таких труб связано с большим расходом волочильного
инструмента и получением плохой внутренней поверхности
труб, что происходит из-за большой твердости металла трубы
в наклепанном состоянии. При волочении на оправке затруднен
ее захват. Поэтому наиболее целесообразным является
изготовление труб из нержавеющих сталей на станах ХПТ с выпуском
готовых труб непосредственно со станов ХПТ или
комбинированный способ — путем прокатки на станах ХПТ с получением
необходимой толщины стенки и последующим безоправочным
волочением.
Трубы диаметром от 8 до 20 мм могут быть получены на
ХПТР, однако низкая производительность станов ХПТР и
малое допустимое обжатие по диаметру делают невыгодным
использование этих станов для производства обычных труб из
нержавеющих сталей. Как правило, ХПТР применяют для
изготовления особотонкостенных, безриоочных и
электрополированных труб.
При изготовлении углеродистых труб холодная прокатка
применяется в том случае, если удастся значительно сократить
число проходов при волочении. Комбинированный способ
изготовления труб из углеродистых сталей применяется только для
производства тонкостенных труб с толщиной стенки меньше
2 мм.
В зависимости ют назначения труб, технических условий на
трубы применяют следующие комбинации:
чение;
а) станы ХПТ:—кроликовые станы—>-безоправочное воло-
б) станы ХПТ—кроликовые станы одного диапазона—*¦
—И5езоправочное волочение -*• роликовые станы другого
диапазона—И5езоправочное волочение и другие
сочетания.
Рассмотрим некоторые технологические схемы
комбинированного изготовления труб.
125

Изготовление трубы 10X0,5 мм из углеродистой стали
0. 57X4 мм — заготовка.
1. 38X2,1 мм — прокатка на ХПТ55.
2. 26X0,8 мм — прокатка на ХПТ32.
3. 23X0,65 мм — волочение на неподвижной оправке.
4. 21X0,55 мм —То же.
5. 19X0,481мм— » »
6. 15X0,49 мм — безоправочное волочение.
7. 12X0,5 мм —То же.
8. 10X0,5 мм.
Изготовление трубы 20X^1,0 мм из углеродистой стали
0. 57X4,5 мм — заготовка.
1. 38X2,4 мм —прокатка на ХПТ55.
2. 28X1,2 мм — прокатка на ХПТ32.
3. 24X0,95 мм — волочение на неподвижной оправке.
4. 20X1,0 мм-г-безоправочное волочение.
Изготовление особотонкостенных труб из нержавеющих сталей
Труба 6X0,2 мм
0. 80X4 мм — заготовка.
1. 49X2,4 мм — прокатка на ХПТ55.
2. 32X1,6 мм —То же.
3. 18X0,95 мм —прокатка на ХПТ32.
4. 15X0,1 мм —г безоправочное волочение.
5. 12X1,05 мм —То же.
6. 10X0,5 мм —прокатка на ХПТР8-15.
7. 8X0,19 мм —Тоже.
8. 7X0,195 мм — безоправочное волочение.
9. 6X0,2 мм — То же.
I Труба 51,2X0,2мм
0. 80X4 мм — заготовка.
1. 65X2,4 мм — прокатка на ХПТ75.
2. 57X1,2 мм— » » ХПТ55.
3. 54X0,5 мм— » » ХПТРЗО-60.
4. 51,2X0,2 мм —Тоже.
Труба 12X0,5 мм
0. 80X4 мм — заготовка.
1. 49X2,9 мм —прокатка на ХПТ55.
2. 32X1,9 мм —То же.
3. 18X1,2 мм —прокатка на ХПТ32.
4. 16Х0,45'мм— » » ХПТ15-30.
5. 14X0,47 мм — безоправочное волочение.
6. 12X0,5 мм — То же.
126

Комбинированный способ изготовления труб позволяет
уменьшить число проходов.
Рассмотрим несколько примеров.
Волочение трубы 10УA,0 мм из заготовки 57\3,5 aim
углеродистой стали ,
0. 57 Х3,5 мм — заготовка.
1. 50 Х1,95 мм — волочение на подвижной оправке
(стаи 30тс).
2.41 Х1>5 мм — волочение на короткой юправке (стан
15 тс).
3. 33 XI,15 мм —То же.
4. 28X0,85 мм —волочение на короткой оправке (стан
8 тс).
5. 19 Х0>92 мм — волочение без оправки (стан 8 тс).
6. 13,5X0,97 мм —То же.
7. 10 Х1,0 мм— » »
Изготовление трубы 57У^4,0 мм комбинированным способом
0. 57X4,0 мм — заготовка.
1. 38X2,3 мм — прокатка на стане ХПТ55.
2. 22X0,85 мм — » » » ХПТ32.
3. 16X0,90 мм — волочение без оправки (стан 8тс).
4. 12X0,95 мм —То же.
5. 10X1,0 мм— » » .
Как видно, при комбинированном способе изготовления труб
холодной прокаткой число проходов сократилось на два (стало
пять вместо семи при холодном волочении).
Холодное волочение труб 22X2,0 мм осуществляется за
четыре прохода, а изготовление этих труб комбинированным
способом — за два.
Холодное волочение
0. 57X3,5 мм — заготовка.
1. 46X2,8 мм — волочение на короткой оправке.
2. 36X2,35 мм — То же.
3. 30X1,85 мм— » » .
4. 22X2,0 мм — волочеиие без опраеки.
Комбинированный способ
0. 57X3,5 мм — заготовка.
1. 32X1,9 мм — прокатка на ХПТ55.
2. 22X2,0 мм — волочение без опра»вки.
3. Расчет калибровок и технологических карт
Расчет калибровок для холодной прокатки труб
заключается в выборе и проверке исходной загбтовки, определении
типоразмеров станов холодной прокатки труб, на которых дол-
127

Таблица 16
Расчет калибровок для холодной прокатки труб на станах ХПТ
Стадия расчета
Формула для
расчета
Предварительно
выбирается исходная заго
товка в соответствии с
данными табл. 9 и 10
Определяется число <про-
каток п [см. A9а)]
Число прокаток
округляется до ближайшего
большего целого
Определяется общая
вытяжка за три прокатки
[см. A7)]
Уточняется средний
коэффициент вытяжки [см.
A8I
Подсчитывается
площадь поперечного
сечения трубы после
каждого стана [см. A9)]
\gF-\g Fn
Iff И-(
ср
[см. F)]
^общ -
гср
f:
Fx ='
rcp
Ft-
rcp
¦по п. 2
Выбираются наружные
диаметры труб, на
которые будут прокатаны
заготовки
Проверяется, допустимо
ли принятое уменьшение
диаметра заготовки (в
мм) по технической
характеристике стана
Рассчитывается
получаемая толщина стенки
трубы после прокатки.
Для этого определяется
внутренний диаметр
трубы dr [см* Gа)] и
затем толщина стенки
[(S)] I
По данным,
приведенным на с. 184
По табл. 9 или 10
для ХПТ75 6=32,
ХПТ55 6=33,
ХПТ32 6=24
ат^ У D2-IWAF\
D„-d~
Дример расчета
Для готовой трубы из
нержавеющей стали размером 20Х
Х1,0 мм принимаем заготовку
83X5, 75X5000 мм
lg. 1394.72-lg, 59,66
п= iiu—-2>52
/==3,14(83—5,75M,75 =
= 1394,72 мм2
Fn = 3,14B0—1) 1=59,66 мм2.
Принимаем л=3
1394,72
^общ=-^Г- 23,3778
1*ср
-/
59,66
в у 23.3778
I
или \g цср e -L- lg 23.3778 s
= 0,456258, откуда
|icp= 2,8594
1394,72
Fl в 2.8594
= 487,77 мм»;
F2~
487,77
"=170,58 мм*;
2.8594
/7з=59,66 мм2 (определена
выше)
Стан ХПТ75 83—* 57
Стан ХПТ55 57—>38
Стан ХПТ32 38 ~*20
Для ХПТ75 6=83—57=
= 26 мм; ХПТ55 6=57—38 =
= 19 мм; ХПТ32 .6=38—20=
= 18 jmm
После стана ХПТ75:
dT = УЪ2—1,274x487,77 =
= 51,26 мм;
57-51,26
= 2,87-2.9]
После стана ХПТ55:
dT = "[/38*—1,274x170,58 =
= 35,02 мм;
128

Продолжение таблицы 16
Стадия расчета
Формула для
расчета
Пример расчета
Окончательно
уточняются площади поперечного
сечения трубы [F)] и
коэффициенты еытяжки
после каждой прокатки
[A5)]
,F = л(От—ST)ST;
0 38-35,02
5 = = 1,49-1,5 мм
/4 = 3,14E7—2,9J,9 =
= 492,63 мм2;
F2 = 3,14C8—1,5I,5 =
= 171,92 мм2
1394,72
14 = '
?¦* = •
492,63
492,63
171,92
171,92
59,66
= 2,84;
-==2,86;
¦ =2,88
жны обрабатываться трубы, и геометрических размеров этих
труб по станам.
При расчете калибровок учитываются характеристика
станов холодной прокатки, величины допустимых обжатий и
коэффициентов вытяжки, а также размеры калибров валков,
выработанные практикой. Диаметры входного и выходного сечений
этих калибров для станов ХПТ, мм:
Стан ХПТ75
102-89; 89-76; 83-57; 83-51; 83-48; 76-51; 68-38.
€тан ХЛТ65
57-38; 57-32; 57-28; 57-22; 51-32; 48-32; 48-28.
Стан ХЛТ32
46-25; 38-27; 38-24; 38-22; 32-20; 32-19; 32-18.
Расчет калибровок станов холодной прокатки проводят,
исходя из постоянства вытяжек по прюкаткам, что позволяет
равномерно распределить деформацию металла между станами
и полнее использовать их мощность.
Если 'при расчете потребное количество прокаток окажется
дробным числом, то оно округляется до ближайшего большего
целого значения.
При составлении калибровок для станов ХПТР следует
учитывать следующее:
1. Исходной заготовкой для роликовых станов являются
трубы со станов ХПТ. Наружный диаметр исходной заготовки
принимается больше наружного диаметра готовой трубы на
1—3 мм так как на рол'шкшых стаиах большее редущиро1ва1Ние
(по диаметру невозможно.
129

2. При расчете
калибровок роликовых «станов
должна учитываться возможность
поступления заготовок не
только со станов ХПТ, но и
с волочильных станов.
Толщина стенки
заготовки определяется с учетом
допустимых деформаций труб
на роликовых станах
соответствующего диапазона
согласно технической
характеристики станов и согласно
допустимых коэффициентов
вытяжки.
В -остальном (порядок и
метод расчета калибровок
для роликовых станов
аналогичны рассмотренному
расчету калибровок для станов
ХПТ.
Пример расчета
калибровок дан в табл. 16.
Технологическая карта,
составленная на основании
расчета калибровки и
определенных потерь металла,
позволяет определить тип
стана, длину труб в
процессе прокатки, величину
отходов, длину готовых труб,
потребное количество метро-
(прокатов по каждому стану,
расход заготовки для
изготовления 1000 м готовых
труб и расходный
коэффициент металла. В табл. 17
приведена технологическая
карта холодной прокатки
трубы 20X1,0 мм из
нержавеющей стали, расчет
которой производится
следующим образом.
Графы карты 1—6
заполняются из табл. 16.
Промежуточные операции (графа
8) принимаются по перечню
технологических операций;
130

на ооновамии данных графы 8 заполняется графа 10. Масса
одного метра трубы (графа 10) принимается по справочным
данным или рассчитывается .по формулам A2) или A3).
При первой прокатке потери составляют 5%,
«следовательно, масса трубы после первой прокатки составляет 54,75A—
0,05) =52,01 кг. Перед задачей во второй стан труба должна
быть разрезана на три части 13,44:3 = 4,48 м (графа 4), так
как стан ХПТ55 может принять заготовку не длиннее 5 м;
Аналогично рассчитывается труба 38X1,5 мм для прокатки в
стане ХПТ55 и труба 20X1,0 мм в стане ХПТ32, где потери
металла составляют при травлении 1,5%, стабилизирующем
отжиге 0,75%, обрезке конца трубы 1%, брак при прокатке
1% (всего 4,25%).
Потери металла после окончательной прокатки составляют
9%: при закалке 1%, после паасшвирования 0,5%, после обрезки
7%, после шлифования 0,5%. Кроме того, в окончательный
'брак теряется 1,5% в виде проб.
На основании расчета определяются показатели на 1000 м
* 54,75-1000 011
готовых отделанных труб: расход заготовки —¦ =611 кг,
или 611:10,95 = 55,8 м; расходный коэффициент металла
54,75:41,96=1,30; количество метропрокатов по стану ХПТ75
13,4- 1000 1СЛ
=160.
89,5
Для двух остальных станов количество метрсшракатов 0'прег
деляется аналогичным образом.
На основе технологических карт определяются загрузка
станов холодной прокатки ХПТ и потребность в заготовке.
Расчет технологических карт для станов ХПТР
производится аналогично расчету технологических карт для станов ХПТ
с учетом особенностей калибровки роликовых станов и потерь
металла в процессе прокатки труб на них.
Методика определения потерь металла дана ниже.
4. Потери металла при изготовлении труб
При изготовлении труб холодной прокаткой часть металла
теряется в отходы. Эти отходы связаны с операциями, которым
подвергаются трубы в процессе изготовления.
Ремонт путем шлифования мюжет быть сплошным на бес-
центрово-шлифовальных или ленточно-шлифовальных станках
и местным в местах расположения дефектов. Так как ллубиЦа
шлифования может быть различной в зависимости от глубины
залегания пороков и -не по всей длине трубы, а только на
отдельных участках, то отходы при шлифовании заготовки дл'я
нержавеющих труб в среднем принимаются равными 2,5% of
массы труб, поступающих на шлифование.
131

Потери металла при обточке и расточке больше и каждый
раз определяются отдельно в зависимости от глубины
снимаемого слоя.
Потери металла при травлении составляют около 0,5% за
одну операцию. Для нержавеющих труб, которые при каждой
прокатке -подвергают трех- или четырехкратному травлению и
одному осветлению,^ потери достигают 1,5%. При травлении и
на всех последующих операциях отходы принимают
пропорционально массе трубы, поступающей на данную операцию.
Потери на окалину при отжиге принимаются 0,75%, а лри
закалке 1,0%. Если нагрев труб перед отжигом и закалкой
проводится в печах с защитной атмосферой, то потери на окалину
могут быть «приняты около 0,1% (что зависит от чистоты
защитного газа, герметичности печи, охлаждения труб на воздухе
или в печи и т. д.).
„ Брак при прокатке зависит от многих причин. В среднем для
расчетов величина брака при прокатке принимается равной 1%.
При отличной работе бригад рабочих потери на брак при
прокатке по технологическим .причинам могут быть полностью
ликвидированы.
Для нормальной работы станов холодной прокатки трубы,
поступающие для прокатки, должны иметь рез,
перпендикулярный оси трубы, а также несмятые концы. Поэтому концы труб,
поступающих на вторичную прокатку и после термической
обработки, следует обрезать. Величина обрезки колеблется от 20
до 100 мм. При задаче трубы длиной не свыше 5,0 м в стан
отходы на обрезку концов труб перед прокаткой составляют в
среднем около 1 %.
Длина отрезаемых концов труб, сдаваемых заказчикам в
мерных длинах, составляет около 500 мм, а для -немерных
длин—около 350 мм. Величина отходов на обрезки зависит от
длины труб, полученных после последней прокатки. Величина
отходов колеблется в пределах от 2,5—1,75% от длины
прокатанных труб при трубах длиной 20 м и от 7—5% при трубах
длиной 7 м. Поэтому величина отходов на обрезки определяется
© каждом случае ъ зависимости от длины трубы при последней
апфсмкатке.
Потери металла на образцы для механических испытаний
для труб из нержавеющих сталей общего назначения
составляют около 1,5%, а для углеродистых и легированных труб —
около 1%.
При сдаче труб может быть окончательный брак в
результате 'наличия на трубе плен, раковин, трещин, закатов,
чрезмерной .волнистости и других пороков, которые выявились при
'последней прокатке и не могут быть устранены ремонтом. Средний
Процент окончательного брака при сдаче труб составляет около
1,5%, хотя отдельные бригады отличного качества добиваются
снижения брака до 0,2—0,3% и меньше.
132

Таким образом, потери металла в процессе изготовления
труб холодной прокаткой составляют:
Потерн, %
Шлифование заготовки труб из нержавеющих
сталей 2,5
Обточка in .расточка заготовки (для каждого ел} -
чая) По расчету
Травление труб (в кажд>ю операцию) ш
углеродистых сталей 0,5
Травление труб из нержавеющих сталей .... 1,5
Угар при:
.отжиге 0,75
закалке 1,0
.нагреве в защитной атмосфере 0,1
Брак при прокатке 1,0
Обрезка концо»в перед «прокаткой 1
Обрезка концов перед сдачей:
длина -после прокатки до 20 м 1,75—2,5
длина после прокатки «7 м 5—7
Образцы для механических испытаний:
углеродистые и легированные стали 1
нержавеющие стали 1,5
Окончательный брак при сдаче 1,5 и меньше
Шлифование готовых труб . . л , 0,5
Пассивирование нержавеющих труб 0,5
5. План расположения (оборудования цеха
Как правило, ста*ны холодной прокатки устанавливают в
трубоволочильных цехах. Это вызвано тем, что холоднодефор-
»ми|ршан.ньге трубы чаще изготовляют комбинированным
способом холодной 'прокаткой и холодным волочением.
Старые трубоволочильные цехи имеют поперечное
расположение оборудования. Такое расположение было -выгодно, когда
длина изготовляемых труб we превышала 8 м и оборудование
свободно устанавливалось в два пролета цеха по 30 м. Трубы
в процессе изготовления передаются из одного пролета цеха в
другой. Количество передач на транспортных тележках
ограниченно. Внутри пролетов в трубоволочильных цехах передача
труб осуществляется мостовыми кранам.и грузоподъемностью
2,5+2,5 тс или 5+6 тс.
План цеха с поперечным расположением оборудования
показан на рис. 69. Технологический процесс изготовления труб
в трубоволочильном цехе весьма сложен и может состоять из
многих повторяющихся циклов, особенно при изготовлении труб
малого диаметра из различных вы-со-колег^рованных сталей и
сплавов.
На рис. 67 и 68 приведены схемы технологического процесса,
из которых с учетом расположения оборудования ясны
грузопотоки цеха.
133

Современные трубоволочильные цехи строят с продольным
расположением оборудования, **то диктуется значительно
возросшими габаритами основного оборудования и термических
печей. Длина труб в процессе передела также повысилась.
Пла.н цеха с лродольньш ра-аположешьем оборудования .показан
на рис. 70. Состав оборудования приведен в подписи к
рисунку. В соответствии с технологическими схемами изготовления
труб (см. рис. 67 и 68) и с учетом расположения оборудования,
72000
60000
-+- + -
8 \ 9 V //
\\ uuuuuuuu
iiriflTi г—1 п
36 37
204-000
Рис. 69. План трубоволочильного цеха с «поперечным расположением оборудования:
/ — инспекционные стеллажи; 2 — обрезной резцовый станок; 3 — дисковый обрезной ета^
док; 7 — весы; 8 — ванна с серной кислотой; 9 — брандспойт; 10— ванна с горячей водой;
вочная ванна; 15 — стан ХПТ75; /5 —стан ХПТ55; 17 — стан ХПТ32; 18 — двойная .камер-
шина; 22 — трубоволочильный стан F0 тс); 23 — трубоволочильный стан C0 тс); 24 —
27 — камерная лечь окончательного отжига; 28 — кулачковый правильный стан; 29, 30 —
рамичесьим диском; 35 — наждачный станок; 36 — пресс для гидравлического испытания;
щивания ласпортов; 40—42 —- резцовые обрезные станки; 43 — инспекционные стеллажц
134

так же как и в предыдущем случае, можно проследить
грузопотоки цеха.
•Передача труб в пролетах осуществляется мостовыми
кранами грузоподъемностью 2,5+2,5 тс. Для монтажа и
ремонта в пролетах, где установлены станы, смонтированы краны
грузоподъемностью 10 тс или 25/5 тс. Передача труб из
пролета )в пролет производится передаточными тележками с
троллейным приводом.
720UU
UQ 4/ 4-2
Н—¦*-— + -4—+ — -+--
I
+
4=
Ь— +- —Н h-H Ь Н—Н h
Г -iQCL
| „ I L-1 i
нок; 4 — наждачные станки для ремонта труб; 5 — молот; S — стеллажи для наборки са-
//— ванна для омеднения; 12 — стеллажи для стока воды; 13 — сушило; 14 — промасло-
ная печь; 19 — кулачковый правильный стан; 20 — молот; 21 — ротационно-ковочмая ма-
трубоволочильный стан A»5 тс); 25 — трубоволочильный стан (8 тс); 26 — пила трения;
валковые правильные станы; 31 — ручной правильный станок; 34 —- обрезной станок с ке-
V — инспекционный стеллаж; 38 — пила для надрезки паспортов; 39 — пресс для сплю-
135

Рис. 70. План трубоволочильного цеха с продольным расположением оборудования:
/ __ весы грузоподъемностью 5 тс; 2 — трубообрезной станок; 3 — вальцы ковочные;
та труб; 6 — маятниковый шлифовальный станок; 7 — инспекционный стеллаж; 8 —
труб; // — ванна с горячей водой; 12 — ванна для щелочной промывки; 13 — ванна для
/?— ванна для нейтрализации и пассивации труб; 17 — карманы для сушки труб; 18 —
левое); 20 — стаи ХПТ55 (исполнение правое); 21 — стан ХПТ55 (исполнение левое);
-црехннточный трубоволочильный стан с усилием 75 тс; 25 — двухцепной трубоволо-
усилием каждой цепи 15 тс; 27 — ножницы; 28 — ротацнонно-ковочная машина; 29 —
31 — роликовая «печь для термической обработки труб .малого диаметра; 32 — роликовая
окончательного отжига труб; 34 — трубоправильная семивалковая машина; 35 — про-
¦метром 6—60 мм; 38 — наждачно-отрезной станок; 39 — .перископ; 40 — гидропресс для
5—32 мм* 42 — станок для внутреннего ремонта труб; 43 — многовалковый правильный
диаметром 30—114 мм; 46 — ванна для промасловки готовых труб; 47 — «передаточная
глава IX Прокатка труб
на станах ХПТ и ХПТР
1. Подготовка стана к работе
Для успешной работы станов холодной прокатки требуется
полная исправность 'всех механизмов стана. Перед началом
работы на стане холодной прокатки труб необходимо проверить:
136

4— щелевая печь для нагрева концов труб; 5—шодвесной станок для наружного ремон-
ванна с серной кислотой; 9 — ванна с холодной водой; 10 — кабина для промывки
фосфатирования труб; 14 — ванна для омыления труб, 15 — ванна для омеднения труб;
стеллаж для осматра, наборки и разборки пакетов труб; 19 — стан ХПТ90 (исполнение
22 —- ста<н КПВ-1 Чг" (исполнение правое); 23 — стан КПВ-1 У2" (исполнение левое), 24 —
чильный стан с усилием каждой цепи 30 тс; 26 — двухцепной трубоволочильный стан
щелевая печь; 30 — роликовая .печь для промежуточного отжига труб;
правильная машина для правки труб диаметром 10—76 ,мм; 33 — секционная печь для
ходная роликовая машина; 37 — роликовая (Правильная машина для правки труб диа-
испытания труб диаметром 20—7114 .мм; 41 — гидропресс для испытания труб диаметром
станок; 44 — измеритель длины труб диаметром 5—30 мм; 45 — измеритель длины труб,
тележка широкой колеи •(? тс); 48 — передаточная тележка узкой колеи E тс)
1) исправность главного и вспомогательных приводов стана;
2) исправность насосов смазочной системы и наличие
смазки в картерах приводного механизма и редукторов;
произвести смазку механизмов, которые смазываются
вручную (зубчатые рейки, опорные .плоскости, по которым
движутся патрон заготовки и каретка стержня,
проушины клети, шестерни и т. д.);
3) надежность крепления калибров в валках, надежность
крепления стержня оправки в каретке и состояние
качества поверхности калибров и оправки;
4) правильность работы механизмов подачи и поворота
трубы; -при неравномерной подаче регулируются тормоза
этих механизмов;
137

5) иш-раеность патрона заготовки, переднего патрона и
загрузочного механизма стана;
6) соответствие сменного технологического инструмента —
калибров, оправки, вкладышей люнетов, а также
диаметра стержня оправки и кулачков переднего и
промежуточного патронов размерам прокатываемых труб по вальц-
табелю;
7) качество заготовки и соответствие ее ярлыку;
8) исправность предохранительных устройств — аварийной
кнопки, кнопок управления механизмов .и концевых
выключателей.
Исправность механизмов следует проверять при
выключенных электродвигателях, а затем путем опробования при пуске
стана на настроечной скорости. После опробования стана на
настроечной скорости происходит опробование стана на
рабочей скорости, затем стан настраивают.
Стан ХПТ
При настройке стана подбирают калибры и оправки,
регулируют величину зазоров между калибрами, устанавливают
стержень с оправкой для получения заданной толщины стенки
трубы и проверяют получение требуемого диаметра трубы.
Устанавливают стан на подачу в соответствии с заданным режимом
прокатки.
Калибры подбирают в соответствии с назначенной
калибровкой. Размеры калибра проверяют .штангенциркулем и
глубиномером. Зазоры между калибрами зависят от толщины
стенки готовой трубы и типа стана:
ХПТ75 ХЛТ55 ХПТ32
Толщина стенюи, мм ... 2,0 1,5 1,0
Зазор между калибрами, 0j2—ito 0,1—0,6 0,1—0,5
мм
0,2—1,2 0,1—1,0 0,1—0,8
* В числителе указаны значения для зазоров до, а в знаменателе
свыше 1,0, 1,5 и 2,0 мм.
Категорически запрещается работать без зазоров между
калибрами (© обкат), с зазорами, убывающими к обжимному
участку, и с меньшими зазорами при среднем положении клети,
чем в предотделочном участке.
Оправка подбирается по диаметру цилиндрической части
и диаметру оправки в пережиме.
Толщина стенки трубы определяется кольцевым зазором
между оправкой и «ручьем калибра валка. Оправка — конусная
с цилиндрическим пояском, а калибр валка имеет переменное
сечение, которое переходит в круглое в калибрующем участке
валка. Для получения требуемой толщины стенки трубы оправку
138

с помощью винта устанавливают так, чтобы ее диаметр в
начале калибрующего участка соответствовал внутреннему
диаметру готовой трубы (рис. 71). По числу оборотов винта можно оп-
Рис. 71 Схема перемещения
оправки для изменения
толщины стенки трубы при
настройке стана:
/ — калибры; 2 — оправка;
3 — стержень; 4 — суппорт;
5 — винт
ределить изменение толщины стенки прокатываемой трубы.
Зависимость изменения толщины стенки трубы на 0,1 мм от
числа оборотов винта суппорта патрона стержня приведена в
табл. 18.
Таблица 18
Числа оборотов винта суппорта патрона стержня, соответствующие изменению
толщины стенки трубы на 0,1 мм
*чз
С*
X
О.
сч
р
с
X
ся
сч
со
с
X
Ьа
""""»
С4
X
а.
ю
в
с
X
<N
ю
с
X
"Ы
-*ч
X
а.
ю
X
X
сч
ю
ь
X
х 1
н
X
5
6
8
9
10
11
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
4,0
3,3
2,5
2,2
2,0
1.8
1 6
1,4
1.2
1,1
1,0
0,9
—
—
2,9
2,4
1.8
1.6
1,4
1,3
1,2
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
—
—
3,9
3,2
2,4
2,1
2,0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.1
1.0
0,9
—
6,0
5,0
3,6
3,2
3,0
2,7
2,4
2,1
1.8
1,6
1,4
Л,3
1,2
1.1
1.0
3,6
3,0
2,3
2,0
1.8
1.7
1,5
1,3
1.1
1,0
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
5,2
4,5
3,3
2,9
2,6
2,4
2,2
1.9
1,6
1,5
1,3
1,2
1,1
1.0
0,9
7,1
6,0
4,5
4,0
3,5
3,2
3,0
2,5
2,2
2,0
1.8
1.6
1.5
1,4
1,3
1.2
1.1
1.0
1.0
4,0
3,5
2,7
2,5
2,0
1,9
1,8
1.5
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
0,6
0,6
6,4
5.2 !
4,0
3,5
3,2
2,9
2,6
2,3
2,0
1.8
1.6
1.4 1
1.3 1
1.2
1.1
1.1
1,0
0,9
0,9
,8
,0
,0
,7
4
,2
,0
,7
,5
,3
,2
1
,0
0,9
0,85|
0,8
0,75]
0,7
0,651
0,9
0,8
0,8
0,7
0,8
D
-диаметр цилиндрической части оправки; d —диаметр оправки в сечении»
соответствующе»» началу калибрующего участка ручья (по направлению прокатки)

Получение требуемого наружного диаметра трубы
осуществляется калибрами с профилем ручья, определенным при
калибровке, а также путем регулирования зазоров между
калибрами. Зазоры «предусматриваются калибровкой, но в процессе
прокатки они изменяются вследствие
ианоса подошвы калибра и гнезда для
^ п^/ установки -калибра в валке. При новых
-^—^—Р^ калибрах регулировка зазоров между
калибрами производится (путем
подъема или опускания «подушки верхнего
валка 1 (рис. 72), которые
осуществляются перемещением опорного клина 3
с помощью винтов 2. Поднимается
верлний валок под действием пружин,
расположенных между подушками
нижнего и верхнего валков. Число
оборотов нажимных винтов, .необходимое
для изменения наружного диаметра труб, приведено в табл. 19.
Недопустимо работать без зазоров между калибрами (в
обкат), так как в этом случае резко возрастают нагрузки на
детали рабочей клети и привод стана, а также возможно
разрушение калибров и подшипников. Кроме того, это может
привести к образованию трещин на валках и в станине стана.
Большие и неравномерные зазоры между калибрами приводят
к образованию на поверхности труб закатов, трещин и других
дефектов.
Таблица 19
Число оборотов нажимных винтов и изменение наружного диаметра труб
Рис. 72. Схема перемещения
верхнего валка при настройке
стана
Типоразмер стана
РН1 1/2"
.ХПТ32
ХПТ32-2
РН2 1/2"
ХПТ55
ХПТ55-2
РНЗ 1/2"
ХПТ75
ХПТ75-2
ХПТ90
ХПТ120
Число оборотов нажимных винтов при
диаметра труб, мм
0.1
0,5
0,6
0,7
1.0
0,55
0,5
1,0
0,45
0,4
0,45
0,5
0.2
1,0
1.2
1,4
2,0
1.1
1,0
2,0
0,9
0,8
0,9
1,0
0.3
1,5
2,0
2,1
3,0
1.6
1.5
3,0
1.3
1.2
1.3
1.5
изменении
0.4
2,0
2,5
i 2,8
4,0
2,2
2,0
4,0
1 13
1.0
1,8
2,0
При износе подошв калибров ,и валков зазоры регулируют
с помощью подкладок или фигурных «клиньев. Износ опорных
поверхностей (подошв) калибров и валков происходит под дей-
140

станем усилий прокатки от непрерывных ударов калибров по
трубе после очередной ее подачи, которые передаются
валками. Опорные поверхности калибра и валка часто изнашиваются
неравномерно по длине, в результате чего зазоры между
калибрами получаются неодинаковыми. При износе подошв
регулировку зазоров осуществляют прокладками, при износе пазов —
фигурными клиньями.
Исходную величину зазоров определяют путем замеров их
щукюм для трех положений клети: / — отклонение подошвы
калибров от вертикальной плоскости на угол а три начале
прокатки; // — среднее положение кл>ети; ///—отклонение подошвы
калибров от вертикальной плоскости на угол а .в конце прокатки.
Угол а «46°. Для остановки клети © указанных положениях па
клети и станине делают риски, соответствующие трвбуеАмым
положениям клети относительно станины. Клеть передвигают ча
наспро-ечной скорости и при соепадении рисок ее останавливают.
Неравномерность зазоров, возрастающих по ходу прокатки,
указывает на то, что изношены пазы на валках. В этом случае
необходимо калибры переместить таким образом, чтобы при от-
Рис. 7.3. Схема к определению величины Рис. 74. Схема к определению толщины
перемещения .калибров фигурными «линь- прокладок л од калибры (штриховой
линиями ((пунктир — исходное положе- ей указано исходное положение .калибров;
ние калибров, оплошная линия — поло- оплошной линией -—после установки лро-
жение калибров после (регулирования кладок)
зазоров)
клонении подошвы калибров от .вертикальной плоскости на
угол «а были получены зазоры необходимой (величины. Это
достигается применением фигурных клиньев. Величина
перемещения калибров Рп (рис. 73).
где С — расстояние между калибрами до регулирования
зазоров, мм;
k — заданный размер зазоров, мм.
141

При износе опорных плоскостей валков и калибров под
калибры устанавливаются подкладаи. Толщина подкладок hn
(рис. 74) определяется по формуле
где С — расстояние между калибрами, mim;
Н — заданный размер зазора, мм.
Если толщина подкладки менее 0,75—1,0 мм, необходимо
подкладку установить только под верхний калибр, сделав ее
двойной толщины, так как тонкая подкладка быстро
истирается.
Если полученный зазор больше зазора Б, но оба они меньше
зазора С, то это указывает на износ лазов «а валках «и
установку слишком толстой подкладки. В этом случае износ пазо©
компенсируется установкой фигурных кл.иньев, а толщина
подкладки уменьшается на величину
Я = 1,72 (С —В), C2}
где С — расстояние между калибрами в положении ///—/// до
замены подкладок;
В — расстояние между калибрами в среднем положении-
клети //—// до замены подкладок (рис. 73 и 74).
Рекомендуемые зазоры между калибрами приведены в
табл. 20.
Таблица 20
Рекомендуемые зазоры между калибрами
Типоразмер
стана
ХПТ32
ХПТ55
ХПТ75
ХПТ90
ХПТ120
Толщина
стенки
прокатываемых труб,
мм
0,4—0,95
1,0—1,5
>1,5
0,75—1,35
1,5—2,0
. >?,0
1,0—1,5
1,6—2,5
>2,5
1,25—1,75
•2,0—2,5
>2,5
Величина зазора при положении клети, мм
1 III
0,05—0,25
0,15—0,35
0,25—0,50
0,15—0,35
0,30—0,50
0,5—0,7
0,25—0,6
0,6—0,8
0,8—1,0
0,4—0,7
0,7—0,9
0,9—1,1
?
и
0,2—0,4
0,3—0,5
0,45—0,65
0,35—0,55
.0,5—0,8
0,7—1,0
0,6—0,8
0,8—1,0
1,0—1,2
0,7—0,9
0,9—1,1
1,1—1,4
1
0,35—0,6
0,45—0,7
0,6—0,9
0,5—0,8
0,7—1,0
0,9—1,2
0,8—1,1
Д ,0—1,3
1,2—1,6
0,9—1,2
1,1—1,5
1,4-1,8
После подбора калибров и оправки устанавливают подачу
в соответствии с заданным режимом прокатки. Это
осуществляется регулированием длины рычага в распределительном меха-
142

низме или набором соответствующих шестерен «в станах с
распределительным механизмом в виде мальтийского креста.
Затем устанавливается определенное число двойных ходов в
минуту, которое вместе с подачей определяет производительность.
Необходимая скорость прокатки достигается путем
соответствующей установки реостата «в цепи обмотки возбуждения
главного электродвигателя. По окончании проверки стана к пуску и
его настройки проводят пробную прокатку трубы.
Стан ХПТР
Перед началом работы вальцовщик обязан проверить
исправность всего стана и его узлов: патрона заготовки, механизма
переключения подач, главного привода, трансмиссионного вала
и вала поворота; соответствие сменного технологического
инструмента (кулачков, ©кладышей люнетов, стержня, втулки
патрона заготовки и т. д.) размерам прокатываемой заготовки;
состояние поверхности планок и надежность их крепления,
поверхности оправок и роликов, а также крепление стержня в
замках, крепление оправки и соответствие ее калибровке;
исправность аварийных и конечных выключателей 'нажатием руки;
соответствие режима работы стана данным таблицы прокатки.
При выявлении неполадок в работе механизмов стана или в
его настройке вальцовщик обязан устранить их или сообщить
мастеру.
Для получения необходимых геометрических размеров труб
по диаметру и толщине стенки осуществляют регулировку
болтов, которые связаны с клиньями, установленными под
направляющими планками. При вращении болтов изменяется
положение клиньев. Они поднимают или опускают направляющие
планки. В связи с этим меняются диаметр и толщина стенки
трубы. Если регулировкой клиньями не удается достигнуть
заданных размеров трубы, то необходимо сменить оправку или
•ролики целым комплектом либо установить прокладки под
направляющие планки.
Настройку кулисной системы, определяющей режим работы
стана, делают по специальным настроечным таблицам.
2. Прокатка труб
из углеродистых и низколегированных сталей
Стан ХПТ
Перед началом работы на загрузочный стеллаж подается
пакет труб, который осматривается вальцовщиком. Особое
внимание при этом обращается на то, чтобы концы труб не
имели косого реза и заусенцев и не были смяты. На трубах,
поступающих после холодного волочения, проверяется
отсутствие пропусков, которые при прокатке в силу чрезмерного обжа-
143

тия могут вызвать аварию стана. Внутренний диаметр
заготовки проверяется скалкой, диаметр которой равен диаметру
цилиндрической части оправки. Скалка должна проходить через,
заготовку. На станах ХПТ55-3 и ХПТ90-3 заготовка
выравнивается на приемном столе с помощью цепного толкателя.
После проверки заготовки внутренняя поверхность ее
промасливается. На станах ХПТ55-3 и ХПТ90-3 промасливание
производится смазочными головками. В качестве смазки
применяется чистое касторовое масло техническое ГОСТ 6757—73,
мылонафт ГОСТ 13302—67 или касторовое масло 45—55%-ное-
с медицинским тальком [55—45% (по массе)].
После промасливания заготовки клеть устанавливается в
исходное (заднее) положение; сквозь передний патрон вводится
отрезок трубы, равный по диаметру прокатываемой трубе для
лучшего центрирования оправки.
Затем, поднимая клин, открывают замок стержня и патрон,
стержня с оправкой отводят 'назад. После этого загружают
заготовку на люнеты и устанавливают стержень с оправкой в
рабочее положение включением механизма каретки .стержня.
Вследствие этого механизм установки стержня запирается
опусканием клина. Ускоренным движением патрона заготовки ее.
максимально приближают к калибрам рабочей клети. Затем
переключают ускоренную подачу патрона заготовки «а рабочую-
(прерывистую).
При этом включаются двигатель главного привода, подача
заготовки и подача охлаждающей жидкости. Заготовка
зажимается кулачками патрона заготовки и начинается прокатка.
Во время прокатки патрон заготовки должен подавать загото-
ку на величину, равную величине подачи. При прохождении
конца трубы сквозь передний патрон кулачки его слегка
разводятся и затем снова зажимают трубу.
Закатку рабочего конуса первой трубы до полного
заполнения очага деформации проводят на небольшой скорости A0—
20 ходов/минуту). Если стан работает нормально, размеры
труб соответствуют заданным и на их поверхности нет
дефектов, производится его пуск с прерывистого хода для постоян:
ной работы.
Когда в процессе прокатки патрон подачи дойдет до
крайнего .положения, пода«ча автоматически или ©ручную выключается.
Чтобы легче извлечь оправку из конца прокатываемой трубы,
головку трубы «несколько раз обкатывают валками при
выключенной подаче и останавливают клеть в среднем положении.
После этого конец заготовки освобождается от зажима в
патроне заготовки, опускаются клинья упора патрона и патрон
подачи и стержень отравки отводятся в исходное положение для
возможности загрузки следующей заготовки.
Когда вновь загруженная и зажатая в патроне заготовка пог
дается к стану ускоренным движением патрона подачи, необхо-
144

димо остерегаться удара торцом вновь подаваемой заготовки в
торец недокатанной заготовки. В случае удара может
произойти продвижение «едокатаиной заготовки в валки, вследствие
чего будет произведена чрезмерная подача. Она при начале
прокатки может вызвать аварию стана. Так же осторожно
необходимо перемещать оправки в рабочее положение (через
вновь загруженную заготовку).
Для каждой калибровки ручья валков необходимо
применять оправки определенной конуоности. Эта 'Конусность связана
с толщиной стенки исходной заготовки. Поэтому изменение
толщины стенки исходной заготовки для данной калибровки
может применяться только в определенных пределах. В
процессе работы стана можно изменять толщину стенки
прокатываемой трубы в небольших пределах без смены калибров.
Достигается это путем перемещения оправки B5—30 мм) вдоль
калибров так, как это изображено на рис. 71. В случае, если
перемещением оправки нельзя достигнуть требуемой толщины
стенки, необходимо сменить оправку. Конусность новой оправки
обязательно должна соответствовать конусности, принятой в
калибровке, на которой в данном случае работает стан.
Изменение конусности недопустимо, так как при этом .возрастают
обжатия в отделочной части калибра с недоиспользованием
обжимной части. Перемещение оправок производится обычно при
холостом ходе клети, когда подача выключена. Для этого
каретка стержня освобождается от клинового крепления и
стержень с помощью установочных болтов перемещается в осевом
направлении, после чего каретка вновь фиксируется клиновым
устройством.
Во время прокатки калибры и рабочий конус должны
непрерывно охлаждаться эмульсией, причем струя эмульсии должна
попадать на рабочий конус точно по оси прокатки как можно
ближе к калибрам и с такой интенсивностью, чтобы при
прокатке эмульсия на рабочем конусе не закипала. Интенсивное
охлаждение необходимо, так как при холодной прокатке
вследствие больших удельных давлений и сил трения в очаге
деформации происходит сильный нагрев заготовки и валко«в,
ухудшающий качество тру!б и уменьшающий срок службы
инструмента.
Эмульсия изготовляется на основе нефтепродуктов или на
мыльной основе. Примерный состав, %, охлаждающих
эмульсий н>а основе нефтепродуктов (/) и на мыльной основе (//)
приведен ниже:
/ //
Петролятум. (нефтепродукт) . . 1,4—1,6 —
Щелочь (NaOH) 0,1—0,2 0,3—0,5
Веретенное масло 6,5—8,2 4—5
Жидкое мыло — 4—5
Вода 92—90 91—90
145

Режим работы стана характеризуется числом двойных ходов
рабочей клети стана в минуту и величиной подачи заготовки
за двойной ход клети. Этими .величинами определяется
производительность стана.
Каждый стан холодной прокатки труб в соответствии со
своей конструкцией и мощностью может работать в
определенном интервале числа двойных ходов клети в минуту (табл. 21).
Таблица 21
Число двойных ходов клети в минуту станов ХПТ
(/ — по характеристике стана, // — обычно используется)
Тилоразмер
стана
РН1 1/2"
ХПТ32
РН2 1/2"
ХПТ55
PH3 1/2"
ХПТ75
ХПТ90П
ХПТ120П
/
Сущее
80—118
80—120
70-108
70—90
'60—69
60-70
40—67
33—60
//
гвующие
.90—105
90—100
.75-85
75-85
55-62
160-65
62
30 и 60
Типоразмер
стана
ХПТ32-3
ХПТ55-3
ХПТ90-3
ХПТ250-2
ХПТ450
i
ХПТ32
ХПТ55
ХПТ75
/
//
Существующие
150
130
• 100
•60—70
V20—40
во-юо
>70—85
60-65
60-65
—
быстроходные
70—220
60—180
65—165
Величина подачи зависит от .многих параметров процесса
холодной прокатки, а ограничивается допустимыми нагрузками
на валковый узел.
По техническим характеристикам станов ХПТ эта величина
колеблется от 2 до 30 мм. Для «стана ХПТ250-2 величина
подачи составляет 4—40 мм, а для стана 450 2—25 мм. Однако
практически применяются подачи в пределах 4—15 мм в
зависимости от размеров трубы, типа станов и числа двойных ходов
клети в минуту.
При выборе величины подачи необходимо учитывать так
называемый коэффициент полировки, который показывает,
сколько раз калибрующий участок ручья разглаживает
прокатанную в -предыдущих частях кали!б.ра трубу перед выходо1м ее со
стана.
Чтобы получить качественную поверхность и точ.ные
размеры т!ру1бы, а также «избежать лродолыной разеостенн^сти,
необходимо, чтобы обработке в отдельной калибрующей части
калибра труба подвергалась несколько раз. Исходя из этого, ве-
146

личина подачи для труб готового размера может быть
вычислена по формуле
т = —^-, C3)
где т — подача;
/к — длина калибровочного участка ручья;
ц — коэффициент полировки;
цс — суммарный коэффициент вытяжки.
Прокатка труб, идущих на волочение ,или на повторную
холодную прокатку, может вестись с большей подачей, чем
прокатка труб готового размера. По данным одного завода,
принимают следующие значения величин в формуле C3):
а) коэффициент полировки п для:
углеродистых и низколегированных труб равен 2,5; для
углеродистых тонкостенных труб с толщиной стенки 1,0 мм и менее,
а также нержавеющих 3,0; для толстостенных с толщиной
стенки 6 мм и выше 4,5;
б) длина калибрующего участка /к для некоторых станов
представлена ниже:
Стан . . ХПТ32 1,5" ХПТ55 2,5" УЗТМ55 ХПТ75 3,5"
/к, мм . . 124 92 109 ПО 135 134 124
•в) коэффициент вытяжки шадсчиггывается по фо1рмуле A7).
¦Процесс холодной тгро'кат.ки труб требует особого внимания
вальцовщика, который должен ^непрерывно следить за работой
механизмов стана, инструмента и качеством прокатываемых
труб. Массовый прокат труб начинается только после проверки
правильности настройки €тана на первых 5—7 м труб.
Качество поверхности труб контролируется вальцовщиком
на каждой трубе после лротирки и зачистки наждачной бумагой
какого-либо места трубы. Контроль .наружного диаметра и
толщины стенки проводят не реже чем через каждые 50 м
прокатанных труб. Контроль толщины стенки проводят на концах
труб при толщине стенки 3 мм и более .и на расстоянии больше
50 мм от конца трубы — при толщине стенки .менее 3 мм. После
смены инструмента контроль толщины ютенки обязателен при
прокатке первой трубы.
При прохождении через очаг деформации места стыка
концов двух труб скорость возвратно-поступательного движения
клети необходимо уменьшить до минимального числа ходов,
открывая передний патрон.
Вследствие зависимости величины подачи от многих
факторов принято характеризовать работу станов ХПТ
произведением подачи на коэффициент вытяжки mfx, которое определяет
отрезок трубы, прокатываемый за один двойной ход. Величина
ni\i, получаемая при прокатке труб из сталей разных марок,
приведена в табл. 22.
147

Таблица 22
Отрезок трубы, прокатываемой за один двойной ход клети
станов ХПТ (/гср.), мм
Материал труб
Легированные стали, содержащие до
0,35%С: 12ХМФ, 12ХНЗА, 15Х,
15ХМ, 15М, 20Х и др.
Легированные стали, содержащие
более 0,35% С: ЗОХГСА, 30ХМА,
12Х5МА, 40Х и др.
ШХ15
Нержавеющие аустенитные и
жаропрочные ферритные стали
РН1 1/2",
ХПТ32
38—46
34—38
27—32*
.<45
РН<2 1/2".
ХПТ55
.46—56
/40—46
/34—38
| »35—40*
;<50
РНЗ 1/2",
ХПТ75,
ХПТ90
48-58
42—48
38-44
?8-44*
»^55
* В числителе указаны данные для холодной прокатки,
теплой.
знаменателе — дли
Число двойных ходов в минуту, величина подачи и
произведение пщ !на разных заводах для одних и тех же станав могут
колебаться. Поэтому при выборе режима работы станов
необходимо руководствоваться данными технологических
инструкций.
При холодной прокатке труб могут иметь место неполадки
в работе. Из них наиболее часто встречаются следующие.
Броски заготовки. Под бросками заготовки подразумевается
самопроизвольное резкое изменение подачи ее в стане.
Увеличенная подача заготовки в валки может вызвать поломку
калибров, оправки, подшипников или другую более серьезную
аварию. При этом на трубе образуются закаты и бунты и
другие пороки. Броски возникают вследствие какого-либо
сопротивления сползанию труб с оправки в момент ее подачи или при
неисправности распределительно-подающего механизма.
Различают периодические броски (не при каждой подаче) и
непрерывные броски.
Периодические броски могут быть вызваны:
а) неисправностью распределительно-подающего .механизма,
когда происходит неравномерная подача заготовки; для
устранения неравномерной подачи необходимо проверить работу
роликовой обгонной муфты, заменив детали, вышедшие из
строя, или отрегулировать зажим трубы в кулачках переднего
патрона;
б) загрязненностью на внутренней поверхности заготовки
(грязь и окалина), вызывающей повышенный коэффициент
трения на этом участке;
.в) недостаточной смазкой внутренней поверхности трубы.
148

Причиной непрерывных бросков могут быть:
а) чрезмерное выдвижение оправки, при котором обжатие
стенки начинается на цилиндрической части оправки;
б) образование «шейки» на оправке (т. е. местного сужения
оправки по диаметру) вследствие недостаточной ее твердости;
в) несоответствие инструмента расчетным данным
калибровки— профиля ручья или конусности оправки;
г) выработка гайки или винта подачи.
Установив причины бросков, необходимо немедленно
устранить их.
Предупредить появление бросков можно только тщательным
контролем за инструментом, поступающей заготовкой,
выполнением технологических инструкций и постоянным
наблюдением за состоянием оборудования.
Стыкование труб или врезание переднего конца
загруженной заготовки в задний конец недокатаннои заготовки может
происходить по следующим причинам:
а) из-за бросков, во время которых прокатываемая
заготовка не сползает с оправки, а по ее торцу ударяет следующая
заготовка, подаваемая кареткой стержня;
б) из-за косого реза заготовки или смятых концов
заготовки, в результате чего выступающая часть заготовки
сплющивается и может врезаться в торец прокатываемой заготовки;
в) из-за смещения одного конца заготовки относительно
другого вследствие большой кривизны заготовки или
неправильно установленных вкладышей люнета или задней проводки,
в результате чего заготовки соприкасаются только частью
торцовой поверхности; это возможно также при малом диаметре
стержня, когда вследствие .вибрации стержня концы заготовок
могут врезаться один в другой;
г) из-за слабого крепления стержня в каретке, вследствие
чего происходят непрерывные удары торцов заготовок, так как
стержень с недокатаннои заготовкой перемещается взад и
.вперед при каждом ходе рабочей клети:
д) из-за преждевременного зажатия трубы калибрами при
подаче;
е) из-за растрескивания концов тонкостенных труб при
прокатке, которое ведет к наползанию этих концов в очаге
деформации на недокатанный конец трубы.
При стыковании концов в ручей калибров поступает
двойная толщина стенки трубы, что всегда приводит к неполадкам
в работе и может вызвать аварию стана или поломку его
отдельных деталей.
Растрескивание концов труб происходит главным образом
при прокатке тонкостенных труб большого диаметра вследствие
повышенной ширины ручья .в отделочной части калибров и
большого зазора между ребордами калибров, особенно если он
неравномерно распределен по окружности калибра. В этом слу-
149

чае при рабочем ходе клети конец трубы получдет овальную
форму, которая при повороте на 90° при обратном ходе
сплющивается. Так как металл трубы .в конце деформации
находится в наклепанном состоянии, конец трубы растрескивается от
чередования такого изменения формы поперечного сечения.
При прокатке особотонкостенных труб в случае
растрескивания переднего конца в начале прокатки применяют прокатку
короткого участка трубы A00—150 мм) с более утолщенной
стенкой, а затем переходят на нормальную прокатку.
Перевалку калибров проводят при переходе на прокатку
труб другого диаметра, при износе ручья или появлении на
поверхности ручья раковин, трещин, расслоев и других дефектов,
которые невозможно удалить зачисткой.
В случае перевалки к стану доставляют новые калибры и
оправку, кулачки патронов, проводки, вкладыши люнетов и
сменную часть стержня. Перевалку начинают с отвода патрона
заготовки и патрона стержня в исходное положение, затем
извлекают из стана .недокатанную трубу, а рабочую клеть
устанавливают в исходное положение. Подачу электроэнергии к
стану прекращают. Затем рашшлинтавьшают болты
крапления клиньев и калибров и снимают калибры. Перед
установкой новых калибров пазы и опорные плоскости валков
зачищают, удаляя забоины, а ребра на клиньях закругляют. Затем
пазы калибров смазывают маслом и устанавливают их сначала
в .нижний валок, а затем в верхний. Если опорные плоскости
под калибры в валках изношены, то устанавливают прокладки
из нержавеющей стали. Калибры закрепляют болтами и
затягивают клиньями (см. рис. 61). Затем заменяют проводки,
вкладыши люнетов и съемную часть стержня в соответствии с
размерами заготовки и прокатываемых труб. Ввинчивают в
стержень новую оправку и настраивают подачу. Подают
электроэнергию к стану и на настроечной скорости проверяют
работу стана вхолостую. Перед прокаткой во избежание перегрузки
стана верхний валок немного приподнимают. После этого
загружают в стан заготовку, прокатывают «ебольшую часть ее,
отключают электроэнергию, подтягивают болты крепления
калибра и клиньев и шплинтуют болты. Затем проводят
окончательную настройку стана.
Холодной прокатке подвергают не только бесшовные, но и
электросварочные трубы, шов которых, как правило, на 15—20%
менее прочен по сравнению с основным металлом. В
большинстве случаев это связано с непроваром шва.
В процессе изготовления сварных труб образуется грат
(рис. 75) — металл в зоне сварки, выдавливаемый при сварке
давлением. На электросварных трубах наружный грат
удаляется резцом, а внутренний грат резцовым гратоснимателем или
закатывается роликом. Высота остающегося грата составляет
от 15 до 0,25 мм.
150

Грат и непровары снижают изготовление качественных
сварных холоднокатаных труб. При холодной прокатке трубы
подвергаются сильной деформации, что влечет возникновение
больших напряжений. В результате этого часто шов трубы
разрушается или на трубах /появляются закаты,
трещины и другие дефекты.
Для уменьшения растрескивания пива J^ ^шов
•и улучшения «поверхности сварных
холоднокатаных труб степень дефо1рма1Ции при
изготовлении холоднокатаных труб
уменьшают по сравнению с бесшовными трубами;
коэффициент вытяжки не должен
превышать 3,5. Кроме того, калибровкой
прокатного инструмента обеспечивается
.минимальное Обжатие 'ЗаГОТОВКИ В ЗОНе реДуЦИрОВа- Рис. 75. Поперечное
НИЯ. С ЦеЛЬЮ улучшения УСЛОВИЙ ДефОрМа- сечение сварной тру-
ции металла сварных труб и уменьшения л-наружный грат,
напряжений применяют опра&ки с неболь- 5-внутренний грат
шой конусностью Btga^0,Q15).
(В остальном изготовление труб из сварной заготовки
аналогично изготовлению их из бесшовной заготовки.
Стан ХПТР
Прежде .всего перед началом холодной прокатки труб
проверяется готовность стана путем запуска его на холостом
ходу с включением эмульсионных насосов «и смазки. Заготовка
смазывается внутри смесью касторового масла с цинковыми
белилами, после чего загружается на подающий рольганг.
Подача заготовки в стан осуществляется через открытый задний
замок, при этом промежуточный замок должен 'быть закрыт.
Роликами подачи заготовка продвигается вперед по стержню.
На станах ХПТР4-15 и ХПТР8-15 заготовка надевается на
стержень <и продвигается по нему вручную.
После того как заготовка пройдет задний замок, он
закрывается, включается главный электродвигатель и начинается
прокатка. Во время прокатки ролики и рабочий конус должны
непрерывно охлаждаться эмульсией. Подача заготовки
осуществляется патроном заготовки и затем промежуточным патроном.
Для отвода патрона заготовки в заднее положение кулачки
патрона разжимаются, а рукоятка патрона ставится на положение
«назад». Остановка патрона заготовки в заднем положении
осуществляется конечным выключателем. После отвода
патрона заготовки открывается промежуточный патрон, заготовка
поодвигается -вперед, замок закрывается и заготовка
зажимается кулачками патрона. Очередная заготовка загружается в .стан
через задний замок. Режим работы стана зависит от диаметра
и толщины стенки прокатываемых труб.
151

В процессе прокатки качество труб контролируется
визуальным осмотром наружной поверхности после протирки ее
салфетками. Внутреннюю поверхность и геометрические размеры
труб проверяют на патрубках длиной 50—150 мм, отрезаемых
от каждой пятой прокатанной трубы общего назначения и
после каждой замены оправки и настройки стана; при прокатке
труб специального .назначения отбор контрольных образной
берут от каждой трубы.
В процессе прокатки в работе станов ХПТР могут быть
неполадки.
Броски заготовки .возникают при непромытой, грязной
поверхности заготовки; неправильной калибровке планок или
роликов; перекосе осей роликов и неправильной развал'ке роликов;
наваривании металла на оправку.
Стыкование труб происходит при неправильной настройке
ста«а; неавошремшиам повороте трубы; кошм рез^е торца
заготовки; малом диаметре стержня, в результате чего заготовка
плохо центрируется, а стержень имеет продольный изгиб;
слабом закреплении стержня; наваривании металла трубы на
оправку или работе на выработанной оправке; неправильной
развалке ручья; плохой смазке и подготовке заготовки.
Неравномерная подача чаще всего происходит при износе
гайки винта подачи; неправильной настройке кулисной системы;
наваривании металла на оправку; неправильной развалке
роликов; плохой подготовке заготовки и плохом качестве
внутренней поверхности труб.
Перевалка инструмента производится при изменении задания
на прокатку нового размера труб или при износе роликов или
планок. При перевалке клеть устанавливается в переднее
крайнее положение, после чего отключается электропривод.
Отвинчивается гайка крепления сепаратора, клеть перекатывается
вручную в заднее крайнее положение и сепаратор извлекается.
Сепаратор разбирают, осматривают ролики и сухари;
ролики заменяют применительно к новому размеру труб, а при
износе заменяют и сухари. Извлекают направляющие планки и
устанавливают новые планки для прокатки труб другого
размера. Собранный сепаратор устанавливают на место.
3. Прокатка труб из труднодеформируемых сталей
Легированные стали имеют повышенное сопротивление
деформации. В процессе прокатки они получают .высокое
упрочнение, т. е. наклеп. В связи с этим прокатка труб из указанных
сталей имеет ряд особенностей.
При прокатке труб из нержавеющих сталей калибры и
оправки калибруют так же, как и при прокатке труб из
углеродистых и низколегированных сталей с учетом того, чтобы
максимальная деформация происходила в начале прокатки, пока
152

металл еще не наклепан. Учитывая повышенную способность
нержавеющей стали к уширению, развалку ручья увеличивают
на 15—20%. При прокатке .нержавеющих сталей происходит
налипание металла трубы на поверхность ручья калибров,
(вследствие «чаго на трубе образуются отпечатки.
Налипание металла и вызываемый им брак труб появляются
в результате некачественного омеднения заготовки;
несоответствия профиля ручья калибра и оправки калибровке; больших
зазоров между калибрами; недостаточной развалки ручья;
некачественной полировки ручья в местах выпусков, низкого
качества термической обработки труб. Омеднение труб из
нержавеющих сталей проводится при наборке труб -вперемежку с
углеродистыми, благодаря чему на трубах из нержавеющих
сталей удается получить плотную пленку меди, позволяющую
вести холодную прокатку с достаточно высокой степенью
деформации.
При прокатке труб из нержавеющих сталей характерны
следующие степени деформации: уменьшение площади
поперечного сечения на 55—75%; уменьшение толщины стенки
заготовки на 45—62%. Число двойных ходов клети в минуту .на 8—
10% меньше, чем при прокатке труб из углеродистых сталей.
Величина подачи при прокатке труб из .нержавеющих сталей
принимается около 90% от подачи при прокатке труб из
углеродистых сталей.
15Х25Т (ЭИ439) имеет ферритную структуру и обладает
склонностью к росту зерна при нагреве, особенно при
температурах выше 900°С. Если горячая прокатка трубной заготовки
заканчивается 'выше температур 850—900ЧС, то зерно успевает
так .вырасти, что холодная прокатка такой стали стан01вится
невозможной. Тита.новые сплавы хорошо прокатываются на станах
холодной прокатки. При холодной прокатке тру б из легированных
сталей часто происходит растрескивание их концов. Чтобы
избежать этого, необходимо обжатие заготовки по диаметру
вести без одновременного обжатия по стенке на небольшом
участке. Размеры оправки должны соответствовать профилю ручья
по кали)бров1ке, а цилиндрическая часть оправки быть
минимальной.
Первичную холодную прокатку заготовок из жаропрочных
сталей ведут со степенью деформации не более 40—48%. После
первой прокатки, когда структура стали улучшается, степень
деформации увеличивают до 55—65% и последующие прокатки
с соответствующей термической обработкой протекают без
затруднений. Прокатку труб из жаропрочных сталей часто
проводят без охлаждения инструмента эмульсией, благодаря чему
трубы разогреваются за счет тепла деформации на 90—100°С,
что уменьшает возможность растрескивания.
При холодной прокатке тру,б из нержавеющих и
жаропрочных сталей часто паблюдается стыкование «концов и их растрес-
? Зак. 693
153

кивание. Меры по предупреждению растрескивания труб из
легированной стали те же, что и для труб .из углеродистых
сталей. При прокатке труб из нержавеющих -и жароупорных
сталей применяют также кольца из углеродистой стали, которые
закладывают в стыке между двумя заготовками.
Прокатка труб из нержавеющих и жаропрочных сталей
требует особенно тщательной подготовки и настройки стана и
весьма внимательного отношения как к самому процессу
прокатки, так и к наблюдению и уходу за оборудованием.
Трубы из нержавеющих и жаропрочных сталей диаметром
до 20 мм -можно прокатывать непосредственно на станах ХПТ,
до 9 мм — на станах ХПТР холодным 'безоправочным
волочением.
Для получения малых допусков на геометрические размеры
подшипниковых труб их после горячей прокатки подвергают
холодной прокатке на -станах ХПТ. Так как подшипниковые
трубы толстостенные, прокатка их ведется обычно на стане
ХПТ75. Подача равна 6—12 мм и число двойных ходов клети в
минуту 60—65. Прокатку труб ведут без покрытия их цветным
металлом, .но с применением смазки в виде амеси мыла или
машинного масла с серебристым графитом. При большом
обжатии толстостенной заготовки по диаметру для уменьшения
скольжения ее по оправке внутреннюю поверхность заготовки
часто смазывают только машинным маслом. Сталь ШХ15, из
которой изготовляют подшипниковые трубы, уплотняется при
рекристаллизации и наружный диаметр трубы уменьшается.
Поэтому прокатку готовой трубы ведут на 0,1 мм больше
номинального размера наружного диаметра.
4. Теплая прокатка труб
Теплой прокаткой называют такую прокатку, при которой
металл поступает в очаг деформации с температурой выше
комнатной, но ниже температуры начала рекристаллизации
(см. гл. V, in. 7), т. е. в интервале температур 200—400°С.
Теплая прокатка позволяет обрабатывать трубы из металлов
и сплавов, хрупких при комнатной температуре;
обеспечивается прокатка из сталей и сплавов, склонных к большому
упрочнению при деформации. Особенно большой склонностью к
упрочнению обладают нержавеющие стали, у которых при
деформации на 40—60% .временное сопротивление разрыву
возрастает вдвое, а предел текучести в 4 раза.
Повышенная пластичность сталей при теплой прокатке по
сравнению с холодной позволяет: осуществлять дополнительные
обжатия стали пасл'е первого прохода и «путем лшторной
«прокатки в трубы меньшего размера; производить прокатку без
промежуточной термической обработки и связанных с ней
дополнительных технологических операций; прокатывать трубы с
154

коэффициентом вытяжки в два раза большем, чем при
холодной прокатке, и втрое увеличивать подачу по сравнению с
холодной прокаткой труб из нержавеющих сталей. Все это
значительно повышает производительность станов ХПТ.
При теплой прокатке труб применяется индукционный на*
грев трубной заготовки токами высокой частоты.
Режим нагрева трубной заготовки согласовывается с
работой стана. Только при включении главного привода стана и
механизма подачи заготовок происходит автоматическая подача
напряжения на индуктор. Специальная лампочка на пульте
вальцовщика сигнализирует о наличии или отсутствии
напряжения на .индукторе. Для равномерного нагрева заготовки
производится ее центрирование по оси индуктора с помощью
вводной и промежуточной проводок, диаметр отверстия
которых должен быть больше диаметра заготовки на 4—5 мм.
Для теплой прокатки труб используются
переоборудованные станы УЗТМ и ЭЗТМ-2. При переходе на теплую прокатку
труб на станах устанавливают индукторы; часть стержня
длиной 1,2 м изготавливают из теплостойкой стали ЗХ2В8, а
оправки из теплостойкой стали, сохраняющей при нагреве до 500—
550°С твердость HRC 48—50. Калибры из сталей 50ХФА,
60ХФА и ШХ15 в условиях теплой прокатки работают лучше,
чем при холодной прокатке. Для предохранения разогрева
подшипников станы оборудуют специальной системой
охлаждения при помощи проточной воды и водно-.воздушного спрейера.
При теплой прокатке труб из нержавеющих сталей
меняются обычные маршруты прокатки. В связи с увеличением степени
деформации большинство труб, получаемых при холодной
прокате получают за два прохода. Теплая прокатка сокращает
один или несколько проходов по сравнению с маршрутом
холодной прокатки.
5. Прокатка труб переменного сечения
Для прокатки труб переменного сечения (см. рис. 57)
используют станы ХПТК50, ХПТ90П, ХПТ120П. Трубы
диаметром до 50 мм прокатывают на стане ХПТК50. Перед началом
работы проверяется исправность всех механизмов стана и
концевых выключателей, наличие смазки в корпусе приводного
механизма и смазываются все трущиеся детали, включая
подшипники и направляющие, по которым движется патрон
заготовки; состояние рабочих поверхностей технологического
инструмента и надежность его крепления, а также настройка
механизма подачи по заданному режиму прокатки;
устанавливается ход рабочей клети путем перемещения каретки винтового
механизма и величина изменения хода рабочей клети за
двойной ход (набором сменных шестерен редуктора).
7* Зак. 693
155

Конические трубы
Перед прокаткой конических труб патрон заготовки и клеть
устанавливают «в крайнее заднее положение. Заготовка с
нанесенной на внутреннюю поверхность смазкой со стола загрузки
передается в желоб выдачи стана. Через передний патрон
заготовка надевается на оправку и продвигается до патрона
заготовки так, чтобы передний конец ее находился на
минимальном расстоянии от калибров. Заготовка зажимается в
патроне и включается электродвигатель главного привода, а
также механизм подачи заготовки. Начинается прокатка трубы
с цилиндрическим участком. Для перехода на прокатку
конического участка включается перемещение каретки .винтового
механизма.
После окончания прокатки кулачки патрона заготовки
открывают, клеть устанавливается в заднем положении и труба
извлекается из стана вручную через передний патрон. После
этого каретка .винтового механизма и патрон заготовки
отводятся в исходное положение, стан заряжают новой заготовкой
и начинают прокатку следующей трубы. Прокатку труб
переменного сечения на станах ХПТ90П и ХПТ120П осуществляют
аналогично прокатке на стане ХПТК50.
Прокатка конических труб обеспечивается тем, что
калибровка ручья калибров и оправки имеет коническую форму.
Длина рабочего конуса определяется диаметром начальной
окружности ведущих шестерен валков, которые определяют
такж-е диаметр калибров. Конические трубы, прокатываемые
на станах ХПТ, имеют диаметр вершины конуса, равный
диаметру ручья в начале конической части калибра, и диаметр
конца конуса, равный диаметру ручья в конце конической
части калибра. При прокатке коротких труб, равных или меньших
длины рабочего конуса, процесс изготовления прост. Длина
конической трубы в этом случае будет определяться длиной
окружности калибра, за вычетом длины зава калибра, длины зева
поворота и длины калибрующего участка ручья калибра.
Для изготовления более длинных конических труб
необходимо вести многократную прокатку на одном стане с
изменяющимися ручьями при каждой прокатке, причем для второй
прокатки максимальный диаметр в начале ручья калибра
будет равен минимальному диаметру конической части трубы,
изготовленной при первой прокатке. Для третьей прокатки
максимальный диаметр в начале ручья калибра будет равен
минимальному диаметру конической части трубы, полученной
при второй прокатке, и т. д. В этом случае может быть
изготовлена коническая труба длиной около 2 м. Для каждой
прокатки необходима перевалка калибров.
Конические трубы могут быть изготовлены также
последовательной прокаткой в нескольких станах разного диапазона:
156

на станах ХПТ75, ХПТ55и ХПТ32. В этом случае на каждом
последующем стане прокатка цилиндрической части трубы
начинается с того места, ,на котором была закончена прокатка
конической части трубы в предыдущем -стане. На станах ХПТ55
и ХПТ32 должны быть .изменены патрон заготовки, вводная
проводка и в,кладыши люнетов в соответствии с размерами
исходной заготовки для стана ХПТ75. Соответствующим
образом должна быть построена калибровка ручья каждого стана.
Коническая труба как бы составляется из ряда конусов с
последовательно убывающими диаметрами. Максимальный
диаметр конической трубы при прокатке на указанных трех
станах 90, а минимальный 12—16 мм.
Толщина стенки конической трубы зависит от калибровки
оправки. Если конусность оправки равна конусности ручья
калибров, а толщина «стенки заготовки равна толщине стенки
готовой трубы, то коническая труба имеет постоянную
толщину стенки (см. рис. 57,а). Если конусность оправки меньше
конусности ручья калибров, применяющихся при прокатке, то
толщина стенки будет постепенно убывать от .наибольшего
диаметра конической трубы к наименьшему (см. рис. 57,6).
На 1рис. 76 показаны размеры исходной заготовки и рабочих
конусов после трех прокаток конической трубы 76X3,5 .мм на
20X1,5 мм из заготовки 76X3,5 мм. Готовая труба имеет длину
1600 мм. Конец заготовки длиной 500 мм служит для зажима
трубы в патроне, а конец трубы 20Х1>5мм длиной 300 мм про-
Рис. 76. Размеры исходной заготовки (а) и рабочих конусов
(б—г) после трех прокаток
катывается на случай растрескивания конца трубы при
прокатке.
При первой прокатке прокатывают часть конической
трубы длиной 515 мм, при второй 535 м'м и «три третьей 550 мм.
Перед каждой последующей прокаткой трубы термически
обрабатывают в .муфелях, тщателыно правят для -свободного
157

прохода стержня с оправкой, зачищают торцы трубы от
заусенцев и смазывают поверхность трубы касторовым маслом.
Возможна прокатка конических труб с цилиндрической
внутренней поверхностью. В этом случае прокатку .ведут на
цилиндрической оправке.
Трубы с коническими переходами
На станах ХПТ можно прокатывать трубы с коническими
переходами. Прокатка ведется так же, как конических труб,
только после «первой прокатки оставляют цилиндрическую
часть необходимой длины и лосле этого начинают прокатку на
втором стане (см. рис. 57,е). Прокатка 'ведется от большего
диаметра к меньшему. Толщина стенки может быть переменной и
постоянной. При общей разности диаметров до 30 мм прокатку
целесообразно вести на одном стаде, при большей разности —
на станах различного типоразмера.
•Подготовка труб к про.катке такая же, как для конических.
Трубы со стенкой разной толщины
-Цилиндрические трубы с 'постоянным наружным диаметром,
но с разной толщиной стенки изготовляют на станах ХПТ
путем изменения кольцевой щели между калибром «и оправкой.
Внутренняя поверхность трубы получается конической. Она
может быть на всей длине трубы или на ее части (см. рис. 57,ж).
Изменение кольцевой щели осуществляется перемещением
стержня с оправкой при помощи механизма передвижения
оправки (см. рис. 71).
6. Виды брака труб, способы его предупреждения и устранения
Станы ХПТ
Различные виды брака труб, прокатываемых на станах ХПТ,
и способы его предупреждения и устранения представлены на
рис. 77 и в табл. 23.
Станы ХПТР
Раковины и царапины на внутренней поверхности труб
появляются при работе на (Выработанной оправке с насечкой и
налипанием металла. Для устранения дефекта необходимо
заменить оправку.
Растрескивание концов труб — результат пониженной
пластичности заготовки. Чаще всего происходит из-за нарушения
режима термической обработки: большой развалки роликов;
неправильной калибровки планок и роликов или при
превышении допускаемых обжатий по стенке.
158

Таблица 23
Виды брака при прокатке труб на станах ХПТ
и способы его устранения
Брак
Причины брака
Способы устранения
брака
Закат
Волнистость
наружной поверхности
Вмятины
Граненость
Поперечные трещины
Разностенность
Отклонение размеров
труб за пределы до*
пусков:
по толщине стенки
по наружному
диаметру
Чрезмерные зазоры между
калибрами
Чрезмерная подача
Недостаточная ширина
ручья или несоответствие
профиля ручья калибров
конусности оправки
Чрезмерная подача
Смещение оси патрона
относительно оси прокатки
Изношенность
калибрующего участка
Смещение одного калибра
относительно другого
Вдавливание реборд
калибра в трубу
Износ калибров с
образованием пологих
продольных углублений в местах,
где происходит обжатие
утолщенной стенки трубы,
соответствующей выпускам
калибров в предыдущем
проходе
Пережог металла при
нагреве под горячую
прокатку
Чрезмерные обжатия по
диаметру и стенке
Чрезмерная подача
Разностенность заготовки]
поперечная и продольная
Износ ручья калибра
Конусность оправки, не
соответствующая калибровке
Чрезмерное или
недостаточное выдвижение оправки
Несоответствие размеров
калибров и оправки
Неправильный размер меж
ду калибрами
Чрезмерная или
недостаточная глубина ручья
калибров
Уменьшение зазоров
между калибрами
Уменьшение подачи и
устранение бросков
Замена калибров
Изменение подачи
Устранение несоосности
после проверки износа
катков и опорных
брусьев
Замена калибров
Выравнивание калибров
в горизонтальной
плоскости
Установка нормального
зазора между калибрами
Замена калибров
Контроль поступающей
заготовки
Снижение обжатия по
диаметру и стенке
Снижение подачи
Контроль поступающей
заготовки
Замена калибров
Замена оправки
Правильная установка
оправки
Замена
технологического инструмента
Установление
правильных зазоров
Замена калибров
159

Внутренние кольцеобразные отпечатки появляются при
работе -на сломавдюй оправке или «при коротком стержне. Для
устранения их необходима замена оправки и стержня.
Рис. 77. Виды брака труб:
а — усы; б — наружная волнистость; в — вмятины; г —
кольцеобразные отпечатки; д — поперечные трещины
Граненость ,на трубе является следствием -выработки
роликов.
Брак по наружному диаметру и толщине стенки появляется
при несоответствии размеров инструмента калибровке или из-
менении его размеров .вследствие .сильного износа, неправильной
настройки стана 'или несоблюдения режима прокатки.
Усы и вмятины возникают при чрезмерном подъеме
направляющих лланок или при резком увеличении подачи.
Полосчатость труб появляется •© результате
проскальзывания роликов относительно трубы, которое устраняется
регулированием длины плечей двуплечевого рычага и верхнего штока
каретки стана.
Наружная волнистость является следствием резкой подачи,
неправильной настройки плечей рычагов стана или
неправильного изготовления роликов и планок.
Плены, волосовины, грубые раковины и другие пороки
заготовки на роликовых станах не удаляются. Поэтому на качество
заготовки должно быть обращено особое 'внимание.
160

7. Производительность станов
Производительность станов ХПТ и ХПТР определяется хмет-
рами труб, прокатываемых в единицу времени. Так как
валковый способ прокатки заключается в прокатке отдельных
участков заготовки за один двойной ход клети, то естественно, что
производительность стана зависит от подачи и числа двойных
ходов клети в минуту. Кроме этого, на (производительность влияет
коэффициент вытяж1ки, т. е. степень обжатия заготовки. Отрезок
заготовки при подаче удлиняется в соответствии с
коэффициентом вытяжки. Чем выше коэффициент вытяжки, тем больший
отрезок трубы будет прокатай в единицу времени. Часовая
производительность стана в метрах рассчитывается по формуле
П60/я и л т| , /0 1ч
= м/ч, C4)
1000 v '
где т — подача, мм;
п — число двойных ходов в минуту;
р, — коэффициент вытяжки;
тг] — коэффициент, учитывающий время на перезарядку
стана и некоторые потери времени, продолжительность
которых зависит от квалификации вальцовщика,
состояния механизмов стана 'И качества инструмента и
заготовки, которые обычно не учитывают текущими
простоями (yi составляет обычно 0,8—0,90).
Для получения часовой производительности в тоннах
величина (im/ч) умножается на ма-осу одного метра трубы в тоннах.
В этой формуле основной переменной составляющей,
определяющей производительность, является произведение mjx,
которое представляет собой длину трубы, прокатываемую за один
двойной ход клети станов ХПТ.
Увеличение подачи ограничивается обычно прочностью
основных узлов стана, поэтому увеличивать подачу можно только
без увеличения нагрузки на .механизмы и узлы стана, что
возможно за счет рационального построения калибровки.
Увеличение скорости прокатки, т. е. числа двойных ходоз
клети в минуту п, прямо пропорционально увеличивает
производительность стана. Поэтому современные станы ХПТ
выполняют .быстроходньши с увеличением двойных ходов в минуту в два
раза .по сравнению со станами старых конструкций. Это стало
возможным за счет улучшения конструкции станов путем
применения уравновешивания раб'очих клетей.
С целью повышения машинного времени в общем времени
прокатки необходимо прокатывать заготовку максимальной
длины. Благодаря этому сокращаются время на перезарядку
стана и связанные с ней потери времени на мелкие неполадки.
Кроме указанного выше, резервом увеличения
производительности стана является сокращение фиксируемых простоев,
16L

к которым относят простои из-за перевалки калибров и
оправок, ремонта оборудования, несвоевременного обеспечения
стана заготовкой и др. Величина фиксируемых простоев для станов
ХПТ составляет 5—15%.
Опыт работы показывает, что фиксируемые простои можно
сократить путем уменьшения количества перевалок за счет
улучшения .качества инструмента, своевременного наблюдения
за ним и ремонта инструмента, надлежащей смазкой труб,
правильной настройкой стана и за счет сокращения .времени
ручных операций при перезарядке стана.
Систематический профилактический осмотр оборудования,
тщательный уход за механизмами и гидравлической и
электрической системами станов, а также своевременный ремонт
позволяет сократить простои из-за ремонта оборудования.
Большое значение имеют правильная организация труда
вальцовщика стана и его умение использовать все резервы,
позволяющие повысить производительность стана. Для успешной
работы вальцовщик должен хорошо знать устройство стана,
назначение и регулирование его механизмов и уметь
производить несложные ремонты и устранять неполадки в работе.
Большое внимание следует уделять подготовке стана перед
началом работы: наличие запасного инструмента, выяснение
причин неполадок и остановок в предыдущей смене,
правильность настройки стана, состояние коммуникаций смазки и
охлаждения и наличие в необходимом количестве
вспомогательных материалов, амульсии, графита и т. д. Поэтому
приемка и сдача смены должны сопровождаться тщательным
осмотром оборудования и подготовкой его к безаварийной работе.
Снижение времени на перевалки, настройку стана и
перезарядку его также повышают степень использования стана.
При определении производительности двухручьевых станов
ХПТ вводится коэффициент 1,5.
В заключение определим производительность стана ХПТ75
при прокатке из заготовки 83X5,75 мм трубы промежуточного
размера 57X2,9 мм. Согласно данным табл. 17, коэффициент
вытяжки равен 2,84. Практически применяемая величина
произведения т[х при прокатке труб из нержавеющих сталей на
стане ХПТ75 колеблется в пределах 38—44 мм. Примем
среднее значение ее 41 мм. Тогда подача равна 41 : 2,84= 14,5 м.
Число двойные ходов в минуту п по технической характеристике
стана ХПТ75 (ом. табл. 9) равно 60—70. При среднем значении
п=65 и г) = 0,90 производительность стана ХПТ
п= 60т цп л =60.41.65.0,9=из>9_144
1000 1000
Годовой фонд рабочего времени станов холодной прокатки
составляет при непрерывном графике работы 7150 и при
прерывном графике 5450 ч.
162

глава х, Контрольнонязмерительные приборы
и средства механизации
и автоматизации производства труб
1. Сортамент. Допуски на размеры
Холодной прокатке подвергают бесшовные и
электросварные трубы широкого сортамента.
Полный -сортамент изготовляемых труб определяется
Государственным общесоюзным стандартом (ГОСТ).
По наружному диаметру трубы делят на следующие группы:
г, л Наружный
Группа труб диаметр, мм
Малых размеров (капиллярные) 0,3—4,8
Малых размеров 5—102
Средних размеров 103—426
Больших размеров Свыше 426
В зависимости от отношения наружного диаметра dHap 'К
толщине стенки s трубы делят на:
Группа труб
Особотолстостенные .
Толстостенные . . .
Нормальные . . .
Тонкостенные . . .
Особотонкостенные
d is
нар
5,5
5,5—9
9,1—20
20,1—50
>50
Трубы стальные бесшовные холоднотянутые и
холоднокатаные с наружным диаметром 1,0—200,0 мм и толщиной стенки
0,1 — 12,0 м.м изготовляют по ГОСТ 8734—75.
Трубы стальные бесшовные холоднотянутые, теплотянутые,
холоднокатаные и теплокатаные изготовляют по ГОСТ 8733—74.
Трубы стальные прецизионные1 с наружным диаметром
4—710 мм и толщиной стенки 0,1—32,0 мм изготовляют по
ГОСТ 9567—75.
Трубы бесшовные холоднотянутые, холоднокатаные -и
теплокатаные из нержавеющей стали с наружным диаметром 5—
250 мм и толщиной стенки 0,2—22 мм .изготовляют по ГОСТ
9941—72, а трубы особотонкостенные из нержавеющей стали с
наружным диаметром 4—120 ,мм и толщиной стенки 0,2—1,0 мм
по ГОСТ 10498—63.
Холодной прокаткой согласно ГОСТ изготовляют трубы,
которые могут быть получены .в готовом виде непосредственно
со станов холодной прокатки с наружным диаметром от 8,0 до
450 мм. Некоторые из труб по этим ГОСТ лрокатьивают на
стадах холодной шрокатки с (последующим холодным волочением,
1 Прецизионными называются трубы с высоким качеством материала и
большой точностью изготовления.
163

Сортаментом устанавливают также допуски на размеры
труб, так как прокатать трубы точно заданных размеров
(номинальных) весьма трудно. Допуском на размер называют
разницу между верхним и нижним предельными отклонениями
фактических размеров от номинального (теоретического).
Допуски по наружному диаметру выражают в десятых
долях миллиметра или в процентах от диаметра. Величина
допусков зависит от точности изготовления труб и от их диаметра.
Например, ио ГОСТ 6734—7/5 допускаются следующие
отклонения по наружному диаметру.
Наружный диаметр, мм Точность изготовления
4—10 ±0,15 ММ
10—30 ±0,30 мм
30—50 ±0,40 мм
Более 50 ±0,8%
Согласно этим данным, труба наружным диаметром 60 мм
имеет допуск по диаметру ±0,8%, т. е. 0,48 м,м. Следовательно,
после прокатки труба может иметь диаметр в пределах от
60,48 мм F0+0,48) до 69,52 F0—0,48).
Для некоторых труб, кроме допусков по наружному
диаметру, ограничивается допуск на овальность. Под овальностью
понимается разность между наибольшим и наименьшим
наружными размерами трубы в любом сечении, перпендикулярном
оси трубы. Допуск на овальность для большинства труб дается
в пределах допусков на .наружный диаметр.
Допуски по толщине стенки выражаются в десятых
или сотых долях миллиметра или в процентах от толщины
стенки, величина этих допусков зависит от задаенои точности
изготовления труб и от толщины стенки. Например, по ГОСТ
8734—76 допускаются следующие отклонения по толщине стенки:
Толщина стенки, мм Точность изготовления
До 1 '±0,12 ММ
1-5 ±10%
Более ±8%
Согласно этим данным, труба с толщиной стенки
номинального размера, например 0,75 мм, может иметь фактические
размеры от 0,87 мм @,75+0,12) до 0,63,mim .@,75—0,12).
Для большинства труб в допуски по толщине стенки входят
и допуски по разностенности. Под разностенностью
понимается разность между наибольшей и наименьшей толщиной
стеики трубы <в одном поперечном сечении.
Техническими условиями оговариваются также длина труб,
их кривизна, масса и условное обозначение.
164

2. Контроль геометрических размеров
При изготовлении труб холодной прокаткой применяют
очень много контрольно-измерительных приборов, которые
могут быть разбиты на две большие группы: приборы для
контроля геометрических размеров .и качества труб и приборы для
измерения электрических величин, температуры, давления
жидкостей, газа и .воздуха, различного рода расходомеры.
Геометрические размеры труб контролируют .измерительным
инструментом и приборами.
Для измерения геометрических размеров труб служит
общеизвестный измерительный '.инструмент: кронциркуль, нутромер,
масштабная линейка, метр и рулетка.
Для более точного определения размеров труб применяют
штангенциркуль и микрометр. Штангенциркуль служи г
для измерения наружного и внутреннего диаметров и толщины
стенки труб с точностью до 0,1. Микрометр в трубном
производстве используют для определения толщины стенки с
точностью до 0,01 мм. Предельные калибры служат для
выявления труб с отклонениями размеров кавыше допустимых.
Предельные калибры применяют при производстве
большой партии труб: предельная скоба для проверки
наружного диаметра трубы и круглый предельный калибр для
проверки внутреннего диаметра трубы. Расстояние между
измерительными плоскостями предельной скобы соответствует
наибольшему и наименьшему размерам трубы согласно допускам на
наружный диаметр. Аналогично диаметр проходного круглого
предельного калибра соответствует наименьшему допустимому
внутреннему диаметру трубы, а диаметр второго непроходного
участка — наибольшему.
Измерительный инструмент позволяет измерять толщину
стенки трубы только с концов ее. Трубы в настоящее время
часто являются весьма ответственными деталями в авиации,
атомной промышленности, космической технике и т. д. Поэтому
толщину стенки необходимо проверять .в любом месте трубы,
чтобы обеспечить надежность ее работы. Сделать это для труб
значительно труднее, чем, например, для полосы или листа.
Для измерения толщины стенки труб применяют толщиномер,
основанный на методе .вихревых токов, ультразвуковой
резонансный толщиномер и др.
Толщиномер, основанный на методе вихревых
токов с применением индукционной катушки типа ТВ-5,
позволяет полуавтоматически измерять в заводских условиях
толщину стенок и разностенность тонкостенных и особотонко-
стенных труб из сталей аустенитного класса. Сортамент
контролируемых труб колеблется по диаметру (8—60 мм) и по
толщине станки @,2—0,6 mim). Погрешность измерений не
превышает 1%. Производительность установки составляет 1—8 м/мин.
165

Толщиномер ТВ-5 регулируется таким образом, что при
установке эталонного патрубка и контролируемой трубы с
номинальной толщиной стенки стрелка показывающего прибора
находится на нулевом делении шкалы.
Ультразвуковой резонансный толщиномер
У Т Р-6 позволяет .измерять толщину -стенки трубы в пределах
0,35—0,50 мм; шогрешность прибора не превышает ±2% от
измеряемой величины. Контроль толщины стенки труб
осуществляется пьезоэлектрическим щупом, на который подаются
непрерывно изменяющиеся по частоте высокочастотные
электрические колебания. В результате этих колебаний ;в изделии
возбуждаются ультразвуковые упругие волны. При определенных
частотах эти волны переходят в так называемые стоячие волны.
Появлению их соответствует наибольшая передача энергии от
генератора высокочастотных колебаний к изделию <с
образованием резонанса и появлением импульсов генераторной лампы,
которые усиливаются и подаются на отклоняющие пластины
электроннолучевой трубки.
На экране электроннолучевой трубки частоты,
соответствующие резонаисам, отм-ечаются на горизонтальной линии частот
вертикальными импульсами, по величине .которых судят об
отклонении толщины стенки. Прибор снабжен шкалой
непосредственного отсчета.
Длиномеры. Длину труб замеряют обычно рулеткой
или измерительной линейкой, к которой подкатывается труба.
Для измерения длины труб, идущих в потоке, применяют
электронный прибор.
3. Дефектоскопы
Дефектоскопы служат для выявления дефектов на
наружной и внутренней поверхностях труб в виде плен, трещин,
раковин, .волосовин, рисок и т. д. Они разделяются на две группы:
дефектоскопы непосредственного осмотра и дефектоскопы,
выявляющие дефекты в результате /применения физических
методов контроля.
Перископ — оптический прибор для непосредственного
выявления дефектов на внутренней поверхности труб. В
зависимости от длины труб перископ может состоять из нескольких
оптических труб. На конце основной трубы крепится четырех-
линзовый объектив, к которому на резьбе крепится держатель.
В держателе по полозку может перемещаться каретка с
зеркалом1 с электрической лампочкой. На двух других полозках
нанесены .шкалы, при помощи которых делается отсчет
расположения дефектов. На втором конце перископа крепится окуляр,
через который ведется наблюдение.
Оптическая часть прибора рассчитана так, что отраженные
от поверхности трубы лучи проходят через объектив и ряд линз
166

основной и дополнительных труб и попадают в окуляр в виде
параллельного пучка.
Ультразвуковые методы дефектоскопии
основаны на отражении ультраз»вуковых волн при прохождении их
через среды с различными физическими свойствами. Для
исследования стальных труб применяют ультразвуковые
колебания с частотой 1—2 мГц, что соответствует длине волн 1—2 мм.
Устройства с такой длиной волны позволяют обнаруживать
дефекты размером до 1 мм.
Ультразвуковые (высокочастотные) импульсы посылаются в
металл трубы ультразвуковым .излучателем с кварцевым
пьезоэлектрическими дисками. После прохождения металла часть
пучка ультразвуковых волн попадает в приемную головку. При
наличии дефектов .в трубе ультразвуковые волны рассеиваются
и количество волн, попадающих в приемную головку,
значительно сокращается. Принятые головкой звуковые колебания
преобразуются в электрические и по коаксиальному кабелю
подаются в электронный вольтметр, измеряющий их амплитуду.
В месте установки излучающей и приемной головки используют
форсуночные зонды с водой, так как акустическое
сопротивление вода— металл более чем в три тысячи раз меньше
сопротивления металл — .воздух.
Индукционный метод дефектоскопии может
применяться для исследования магнитных и немагнитных
материалов. Дефекты на трубах выявляют с помощью вихревых
токов, индуцируемых в контролируемой трубе переменным
магнитным полем.
Переменное магнитное поле создается катушкой, по
которой пропускается переменный ток. По обе стороны первой
катушки располагают две другие, в обмотках которых
индуктируется электродвижущая сила (э.д.с). Вторичные катушки
соединяют последовательно и встречно. Если труба, проходящая
через катушки, однородна и не имеет дефектов, то
результирующая э. д. с. будет равна нулю и прибор не дает отклонений.
При (наличии дефектов под одной «из катушек (баланс э.д. с.
нарушается и результирующая э.д. с. отразится прибором
(после усиления), регистрирующим качество исследуемой трубы.
Дефектоскопия с применением магнитных
частиц основана на том, что у намагниченной трубы в местах
дефектов возникают местные магнитные потоки рассеяния, ког
торые задерживают магнитные частицы, нанесенные на трубу.
Намагничивание трубы осуществляется ярмом, вводимым
внутрь трубы, или наружным ярмом из двух половин, через
которое проходит труба. Намагничивание осуществляется
постоянным током для раскрытия внутренних пороков,
залегающих в стенке трубы. Для обнаружения наружных пороков
применяется переменный ток. Магнитный .порошок можно засыпать
в трубу в сухом виде -или в виде магнитной 'суспензии (магнит-
167

ный шорошок, находящийся .во .взвешенном состоянии «в
жидкости). Сухой магнитный (порошок (применяется три местном
контроле, татример, продольного шва тру1бы три электросварке.
При мокром (методе труба опускается ъ 'ватту с суспензией -или
обливается еустензией и;з 'воронки или форсунки.
Пороки выявляются вследствие скопления магнитных
частиц :вдоль трещин, тлен тли других дефектов. Для лучшей
видимости применяют белый или цветной магнитный порошок.
Стилоскоп служит для сортировки стали по
химическому составу. Он состоит из трубки, та одном ясонце .которой
имеется 1Постоя|Н1ный электрод (металлический стержень), к
которому тодведен электрический ток. Вторым электродом является
исследуемый .металл, к которому электрический ток тодается
постоянным электродом, расположенным ib толоаке трибора.
При проведении испытания головка прибора упирается в
исследуемый материал. Между электродами, когда они
находятся та некотором расстоянии, (возникает электрическая дуга.
В этой дуге металл испытуемой трубы сильно нагревается и
излучает свет. С помощью специального набора оптических
стекол, расположенных в трубке прибора, этот свет разлагается
на простые цвета, образуя спектр. По характеру спектра
определяют химический состав металла.
4. Измерительные приборы
В трубном производстве .измеряют температуру
нагревательных или термических печей и температуру труб. С этой целью
используют термоэлектрические и оптические пирометры для
измерения температуры до 1500°С и инфракрасный пирометр
для контроля температуры труб в пределах 200—700°.
Термоэлектрический пирометр представляет собой
биметаллическую термопару. При .нагреве термопары
возникает э.д. с, которая, проходя через гальванометр, отклоняет
стрелку градуированной шкалы на величину температуры'
нагрева исследуемого объекта. Термопара заключена в стальную
трубку, предохраняющую ее от повреждений.
Оптический пирометр служит для дистанционного
измерения температуры труб или печей. Зрительная труба
пирометра на одном конце имеет объектив, а на втором — окуляр
с красным стеклом, пропускающим только красные лучи. В
центре зрительной трубы размещается электрическая лампочка
с нитью накаливания, питаемая от аккумулятора. Пр<и
определении температуры нагрева заготовки пирометр направляют на
трубу. Через окуляр видна труба и черная нить лампочки,
накал которой регулируется реостатом. Выводя реостат и тем
увеличивая силу тока, проходящего через лампочку,
накаливают нить лампочки до тех пор, пока ее цвет не совпадет с
цветом трубы. Градуированная шкала гальванометра
показывает температуру нагретой трубы.
168

Инфракрасный фотоэлектрический пирометр
ФЭП-ВНИТИ-66Б предназначен для контроля температуры
труб в пределах 200—700°С. Он состоит из датчика с кабелем
и измерительного блока. Принцип -измерения температуры
основан на уравновешивании лучистых потоков от
контролируемого объекта (трубы) и эталонного излучателя (лампы). Оба
потока попеременно с частотой 50 Гц падают на детектор.
Благодаря разности лучистых потоков на нагрузочном резисторе
появляется сигнал переменного тока, который усиливается и
воздействует на реверсивный электродвигатель. С осью
двигателя связан движок, положением которого задается ток
эталонной лампы. Перемещение движка и изменение тока лампы
происходят до тех пор, пока потоки от нагретой трубы и лампы
не уравновесятся. С осью двигателя связан указатель,
показывающий по шкале (при соответствующей градуировке)
температуру нагретой трубы. Погрешность показаний пирометра
равна 1,5%. Минимальный диаметр измеряемой площадки
10 мм. Пирометры могут быть использованы при
низкотемпературной термической обработке труб, для контроля температуры
валков и для других целей.
Электроизмерительные приборы предназначены
для измерения электрических .величин в цепи приводов: силы
тока, напряжения, сопротивления и т. д. К ним относятся
амперметры, вольтметры, ваттметры и др. По принципу действия
эти (приборы разделяют на электромагнитные,
магнитоэлектрические, индукционные, термоэлектрические, электронные и др.
Приборы для измерения давления жидкостей
и воздуха применяются в гидравлической, пневматической,
смазочной и охлаждающей системах. Постоянное давление в
гидравлических и пневматических цилиндрах, подача масла и
охлаждающей жидкости под определенным давлением
обеспечивают нормальную работу механизмов станов холодной
прокатки труб. Контроль давления осуществляется с помощью
манометров. Обычно манометры показывают давление 'в
технических атмосферах, т. е. давление, производимое силой в один
килограмм на площадь в один квадратный сантиметр.
Наиболее распространены пружинные манометры -с
трубчатой одновитковой пружиной. Один конец пружины впаян в
держатель, сообщающийся с источником давления. При
изменении давления пружина меняет свою форму, распрямляясь
при,повышении давления и .возвращаясь в исходное положение
при падении давления. Второй конец ее с помощью зубчатого
сектора вращает ось, на которой насажена стрелка прибора.
Показания могут 'читаться непосредственно или передаваться на
расстояние электрической дистанционной паредачей.
Кроме пружинных манометров, используют жидкостные и
поршневые. В пер'вых давление уравновеши1вает|ся высотой
столба жидкости, во вторых —грузом, действующим на поршень.
169

Электроизмерительные приборы, приборы для измерения
давления жидкостей и воздуха, а также термоэлектрические
пирометры могут быть показывающими (показание
измерения в данный момент) и самопишущими (ведущими
запись показаний на бумажной или магнитной ленте).
Расходомеры служат для измерения объема или
массы вещества, протекающего в единицу времени по
трубопроводу. Скоростные расходомеры учитывают количество вещества по
числу оборотов крыльчатки, шриводимой во «вращение -струей,
протекающей /чер>ез трубопровод. Объемные ipacxomoMepbi
учитывают количество заполнений определенного объема жидкостью.
5. Механизация и автоматизация производства
Вое современные трубные станы высокомеханизированы и
автоматизированы. Ранее установленные станы модернизируют
с максимально возможной механизацией. Общая тенденция
технического прогресса заключается в создании не только
механизированных, но и полностью автоматизированных трубных
станов и агрегатов. Автоматизация трубного производства
обеспечивает повышение производительности, ритмичную
работу всех станов и механизмов, повышение точности прокатки
труб и общей культуры производства. В результате
автоматизации ликвидируется тяжелый физический труд рабочих,
который заменяется работой по настройке механизмов и машин и
контролю за их бесперебойной работой.
Автоматизация стала возможной благодаря широкому
применению электрического оборудования, управлению
гидравлическими и пневматическими приводами на расстоянии и
развитию надежных датчиков, командоаппаратов, фотореле и
электропневматических распределителей.
Применение 'в качестве главного электропривода
электродвигателей постоянного тока упрощает автоматизацию, так как
регулирование скорости привода, а следовательно, и прокатки
легко достигается применением системы генератор — двигатель
(Г — Д), а также управляемыми ртутными германиевыми и
кремниевыми выпрямителями, которые более ладежны в
эксплуатации по сравнению с .вращающимися электромашинами.
Комплексная автоматизация трубного производства,
включающая автоматизацию электроприводов, автоматический
контроль размеров труб путем бесконтактных методов
измерения, автоматическое управление и регулирование процесса
прокатки, осуществляется при участии элементов
автоматических устройств. Такими элементами являются датчики, импульсы
от которых усиливаются, преобразуются и распределяются в
промежуточных и исполнительных элементах автоматических
устройств. В качестве датчиков для автоматизации станов хо-
170

лодной прокатки труб применяют флажковые выключатели,
конечные выключатели, (низковольтные контактные датчики,
.ко мандо аппараты, фотореле и др.
Флажковый выключатель является простым элек-
тромеханическим датчиком положения трубы или отдельного
механизма на стане. Он представляет собой флажок,
изготовленный -из листового металла и укрепленный на валу
выключателя, на котором в свою очередь смонтированы подвижные
контакты. В рабочем положении контакты замкнуты с
неподвижными и, следовательно, электрическая цепь тоже. При
отклонении флажка трубой или механизмом поворачивается вал
конечного выключателя и при этом размыкаются его контакты.
В качестве конечных .выключателей применяют стандартные
выключатели нескольких типов. Рассмотрим 'выключатель
наиболее распространенного типа В К-2 1 1, который используется
как командоаппарат для автоматического управления механиз-
мом при его движении и .как аварийный ограничитель хода —
конечный (вьжлючатель. Вид его представлен на рис. 78.
В металлическом корпусе 1 на клеммных колодках
расположены неподвижные контакты 2. Подвижные контакты в виде
моста 3 укреплены на пластмассовом рычаге 4. Переключение
контактов осуществляется поворотом приводного рычага 5,
соединенного посредством набора ленточных пружин 6 с поводком
7. Набор ленточных пружин позволяет приводному рычагу 5
под действием движущегося механизма отклоняться на
дополнительный угол. При повороте приводного рычага 5 усилие
пружины 8 через шарик 9 заставляет планку 10, жестко связанную
с пластмассовым рычагом 4, мгновенно переключить контакты.
Воз1врат их .в исходное положение осуществляется пружиной У/.
Рис. 78. Конечный выключатель ВК-211
171

Для быстроходных механизмов с поступательным nnm^u*
ем -в качестве путевых и конечных .выклГчат^
бесконтактные индуктивные конечные вык^чатели ПрИМеНЯЮТ
Низковольтные контактные датчики Наи
большее распространение получили щеточные контактные лат"
чики напряжением 12 В переменного или постоянГою^ка
Такие датчики обеспечивают четкое и безотказное срабатывание
мГТ1енСК°Й аппаРатУРы> являясь дешевыми и y?ieJ™"S
ми. Во многих случаях они заменяют стандартные конечные
выключатели типа BR-211 и др. Конструкция щеычтТкш
тактного датчика изображена «а рис 79. Он состоит из пучка
стальных «проволочек 1, укрепленных в стальных планка* ?
идна .стальная шшнка 2 Йолтами иорепится к текстолитовой
планке 3. Благодаря -гибкости и .пружинящим свойствам пучка
стальных ороволок щеточный датчик обеспечивает хорошее
контактное соединение ic металлам.
При прохождении металла и соприкосновении его со
щеточным датчиком замыкается электрическая цепь («катушка ое-
ле - щеточный контакт - металл - земля) и через обмотку
реле проходит электрический ток, в результате чего реле
-срабатывает ,и замыкает командные .контакты ib цепях автоматики.
Ком а н до аппараты. Для автоматизации станов
холодной трокатжи 1применя<ют кулачковые .регулируемые командо-
а,п.па.раты .серии iKA4ilO и др. Они .предназначены для
.автоматического управления
электрическими приводами путем»
переключения вторичных цепей
электрических устройств
(контакторов, пускателей и т. д.).
Камавдоадпараты .бывают
горизонтальные и 'вертикальные.
Фотореле — устройство, в
котором энергия светового
потока (излучение раскаленной
трубы или специального
источника .света) преобразуется в
электрическую энергию,
используемую для управления
электромагнитным реле.
Основным приемным устройством фотореле является лампа,
на части внутренней стороны которой нанесен тонкий слой
светочувствительного вещества (например, сернистого свинца).
Этот слой светочувствительного !вещества подключен к
отрицательному полюсу и является катодом, а анодом является
металлическая пластинка, находящаяся в середине лампы. При
попадании света на светочувствительный слой из него
выбиваются электроны, которые ускоряются электрическим полем и
попадают на анод, благодаря чему лампа становится замыкаю-
Рис. 79.
•Низковольтный контактный
щеточный датчик
172

щим проводником. Электрический ток, замыкающийся этой
лампой, проходит через две другие лампы и воздействует на
реле, которое срабатывает и замыкает командные контакты в
цепях автоматики. В качестве выходного реле, которое
замыкает командные .контакты, inpвменяет- 81
ся стандартное электромагнитное h Н
Рис. 80. Реле постоянного тока Рис. 81. Электропнеиматический вентиль
Конструкция реле типа РЭ100 показана на рис. 80. Оно
состоит из яр:ма 1 <в :виде угольника из тол-стой шолоотвой стали,
круглого сердечника 2, приклепанного к ярму, и якоря <?,
представляющего собой пластинку, качающуюся на призматической
опоре. Реле .выполняется из технически чистого железа.
К якорю 3 © месте расположения сердечника двумя .винтами
крепится немагнитная прокладка 4, ограничивающая
наименьший зазор между якорем и сердечником. Между якорем 3 и
сердечником 2 имеется зазор, так как пружина 5 оттягивает якорь
от сердечника. Натяжение пружины 5 регулируется гайкой 6.
Втягивание якоря происходит под действием магнитного
потока, создаваемого катушкой 7, при пропускании через катушку
электрического тока. На якоре укреплены подвижные контакты
8 в виде мостика, которые, замыкаясь с неподвижными
контактами 9, выключают реле и таким образом электрическую цепь.
Конструкция электропневматического вентиля показана на
рис. 81. Вентиль состоит из корпуса 1, в который вложены две
магнитные катушки. Катушки имеют зажимы 2 для подвода
тока и обмотку 3. Якорь 4 и мапнитопро-вод 5 располагаются
173

сверху и юбсжу катушек. Игла 6, (находящаяся «виутри
сердечника 7 имеет два клапана, которые открывают и закрывают
вентиль, опираясь (в «седло 8. Когда через катушки не (Проходит ток,
клапан 9 закрывается под действием игр ужины.
6. Автоматизация управления процессами горения
в термических печах
В настоящее время каждая печь снабжается
измерительными приборами и вводится автоматизация управления
процессами горения в ней. В зависимости от графиков термической
обработки, конструкции печи, количества зон © ней и других
факторов количество приборов и сложность автоматизации
управления процессами горения могут быть различными.
Для примера рассмотрим применяемые приборы и
автоматизацию управления процессами горения роликовой печи для
светлого отжига труб. Печь состоит из рабочей камеры,
разделенной на две регулируемые зоны, и камеры охлаждения. Обе
камеры заполнены инертным защитным газом.
Измерение температуры -в рабочем пространстве
осуществляется с помощью платинородиевых термопар, установленных
в своде C шт.) на боковых стенках печи B шт.) и
электронного показывающего и самопишущего потенциометров. Стрелка
потенциометра поочередно показывает температуру в каждой
точке, а перо, кинематически связанное с осью движка,
записывает температуры «а движущейся ленте через .каждые 8 с.
Измерение температуры отходящих газов производится
хромель-коп елевой термопарой и показывающим пирометричес-
(и.м -милливольт/метром. Ра-сход отопительного газа на в!сю
печь на подводящем газопроводе контролируется
измерительной диафрагмой с дифференциальным манометром,
показывающим расход газа, м3/ч. Измерение расхода
отопительного газа на каждую зону печи, расхода защитного газа и
воздуха производят мембранными дифференциальными
«манометрами, а измерение давления отопительного и защитного 1газо,в—
с помощью мембранных напоромеров. Автоматическая работа
печи осуществляется 1блатодаря автоматическому регулированию
температуры © каждой зоне печи и автоматическому
регулированию давления защитного газа в печи и перед печью.
Автоматическое регулирование температуры в каждой зоне
печи осуществляется изменением расхода газа по импульсу от
термопары, установленной в своде печи. Термопара подключена
к электронному потенциометру, в схеме которого имеется
реостатный датчик. В зависимости от температуры © печи ib
термопаре -возникает э. д. с, которая воздействует по определенной
схеме на стрелку потенциометра, а также на реостатный датчик,
от которого поступает импульс на специальный регулятор. Этот
174

регулятор передает импульс на электродвигатель
исполнительного механизма, который через соответствующие рычаги
открывает и закрывает задвижки на газопроводе и воздухопроводе.
Этим регулируется .количество подаваемого газа и воздуха в
печь и тем самым температура (в печи.
Автоматическое регулирование давления защитного газа в
печи и перед печью осуществляется электронным регулятором
количества, работающим в комплекте с регулирующим тяго-
напоромером в виде колокольного дифференциального
манометра, который соединен одной трубкой -с камерой печи, а другой
с наружным воздухом. Под действием измеряемой разности
давления колокол выходит из состояния равновесия и,
перемещаясь, воздействует на уравновешивающую пружину. Пружина
связана с индукционной катушкой, которая перемещает
стрелку и дает импульс на электронный регулятор количества,
который передает этот импульс механизму, закрывающему или
открывающему клапан на газопроводе защитного газа.
Автоматическое аварийное выключение газа и воздуха при
падении их давления осуществляется работой двухмембранно-
го клапана безопасности, устанавливаемого на общем
газопроводе к печи. В приводе клапана безопасности .встроены
контакты, включенные в схему сигнализации, предусматривающей
звуковую сигнализацию звонком и загорание красной лампы.
При падении давления мембрана со стороны подвода газа
прогибается, замыкает контакты на сигнализацию и выводит
' из зацепления сектор, который связан с заслонкой газопровода.
Под действием груза-противовеса заслонка перекрывает
газопровод. Так как двухмембранный клапан не дает плотного
закрытия, обслуживающий персонал должен после
срабатывания клапана отключить газ задвижкой. При отсечке газа
-вентилятор лодачи воздуха отключается. Для этого .контакты реле
должны быть включены в схему управления 'вентилятором.
7. Автоматизация станов ХПТ
На станах ХПТ с автоматическим управлением все операции
начиная с загрузки заготовки совершаются автоматически.
Автоматическое управление (механизмами стана обеспечивается
.наличием электродвигателей, приводящих в движение ряд
механизмов .стана, .и гидроприводов для других .меха-низмов, имлульс
на включение которых осуществляется с помощью конечных
выключателей. В схеме управления станом предусмотрены
также блокировочные конечные выключатели, обеспечивающие
последовательность выполняемых операций и включение, и
выключение соответствующих приводов.
Предусматривается следующий порядок работы стана при
автоматическом управлении станом.
Перед началом работы патрон заготовки и каретка
стержня должны находиться в 'исходном положении, при котором
175

процесс прокатки возможен только после запуска
электродвигателя насоса гидравлического привода стана. Для загрузки
заготовки в стан нажимают кнопку управления механизмом
загрузки заготовки. С помощью гидроцилиндра рычаги устройства,
на которые накатывается заготовка со стеллажа, опускаются
вниз, и заготовка укладывается на вкладыши подвижных
люнетов, после чего рычаги поднимаются вверх для приема
следующей заготовки. Одновременно с подъемом рычагов
механизма загрузки производится подача заготовки в патрон.
После подачи заготовки в патрон нажатием кнопки
осуществляется зажим заготовки в патроне и по окончании этой
операции через конечный выключатель дается импульс на запуск
электродвигателя механизма движения каретки стержня. При
остановке стержня в переднем положении производится
запирание тележки путем подъема клиньев *и одновременно
переключение подачи с ускоренного движения патрона заготовки на
прерывистую подачу, осуществляемому ролико-храповичной
муфтой механизма подачи. Импульс на эти операции дает
конечный выключатель, 'авЯ|Занный с приводом каретки стержня.
После подъема клиньев включается электродвигатель
главного привода и начинается прокатка. Когда прокатка первой
заготовки заканчивается и патрон заготовки приближается к
крайнему переднему положению, упор на патроне включает
конечный выключатель, который дает импулыс «а переключение
распределительно-подающего механизма с прерывистого хода
вперед на ускоренное движение патрона заготовки в заднее
исходное положение. При этом одновременно через конечные
выключателя происходит освобождение заготовки от зажима в
патроне и дается .импульс на выключение электродвигателя
главного привода.
Шток цилиндра механизма освобождения заготовки
нажимает на конечный выключатель, дающий импульс на запуск
двигателя ускоренного хода. Остановка каретки стержня и
патрона заготовки в исходном заднем положении через конечный
выключатель дает импульс на загружу (следующей «заиото-вки.
На автоматизированном стане все операции управления
приводами осуществляются автоматически; кнопочное управление
предусматривается, как резервное.
Автоматизированы могут быть также операции три
перезарядке стана, которые производятся по заранее разработанному
порядку. Для этой цели применяются конечные выключатели
и фотоэлементы. При перезарядке особое внимание уделяется
точной остановке рабочей клети на расстоянии половины хода
ее, чтобы заготовка оставалась зажатой в рабочих валках. Это
необходимо для того, чтобы оправка при задаче в заготовку не
могла продвинуть ее вперед. С этой целью конечный
выключатель выключает рабочую скорость и включает медленную
скорость рабочей клети. Окончательная остановка клети
производится с помощью фотоэлемента.
176

глава xi Контроль качества,
испытания и приемка труб
1. Цель и содержание контроля качества труб
В процессе .изготовления контроль качества труб
производится на всех основных стадиях технологического процесса:
проверка исходной заготовки при травлении, прокатке и
термической обработке.
Контроль качества исходной заготовки, а также при набор-
ке труб ib пакеты описан ранее. Контроль труб после травления
преследует цель выявления различного вида дефектов, которые
после удаления окалины легче обнаружить. Контроль труб при
прокатке производится для установления 'правильности «размеров
труб то наружному -и, «внутреннахМу диаметрам »и толщине «стенки.
Контроль при термической обработке заключается в
наблюдении за травильным (соблюдением режимов.
После отделки трубы подвергают окончательной инспекции,
во время которой проверяют геометрические размеры —
наружный и внутренний диаметр, толщину стенки, кривизну и длину
их ,и производят осмотр наружной и (внутренней поверхности с
целью обнаружения дефектов. При необходимости
производится химический анализ стали. Метод контроля труб выбирается
в зависимости от технических условий, по которым
изготовляются трубы, или назначения труб, если метод контроля их не
оговорен техническими условиями.
2. Технологические и механические испытания
После инспекции трубы подвергают гидравлическому и
технологическим испытаниям и проверке механических свойств.
Испытание гидравлическим давлением. Трубы,
эксплуатируемые под давлением, подвергают гидравлическому
испытанию. Это испытание состоит в том, что труба в гидравлическом
прессе наполняется водой, причем давление воды повышается
до величины, требуемой по техническим условиям.
Для некоторых труб величина гидравлического давления
при испытании обусловливается непосредственно ГОСТ,
например для труб общего назначения давление равно 60 ат, для
хлебопекарных 40 ат и т. д.
Пресс для испытания труб гидравлическим давлением
состоит из передней и задней упорных станин, соединенных между
собой тягами. По тягам и опорным балкам может
перемещаться на катках тележка. В передней станине и <в тележке
установлены специальные головки. Труба задается в пресс к передней
станине и упирается в головку. Тележка подводится к заднему
концу трубы и запирается на месте с помощью клиньев или
177

пальцев, которые входят в вырезы тяги. Головка тележки
может перемещаться в направлении оси трубы штурвалом или
электродвигателем. Регулирование положения головки в прессе
необходимо для испытания труб различной длины.
Наполнение трубы водой производится через переднюю
головку. В это время сливная трубка на головке тележки
открыта. Когда труба наполняется водой, избыток воды сливается
через трубку, что является сигналом к окончанию операции.
После этого сливная трубка закрывается вентилем, а в трубу
подается (Прессом вода под высоким давлением. При легком
обстукивании молотком трубы, находящейся под давлением, в ней
не должно быть обнаружено течи.
Механические испытания. Техническими условиями обычно
задаются величины временного сопротивления и относительного
удлинения, которые должен иметь материал готовой трубы.
Для «х определения от каждой партии труб отбирают пробы —
образцы, которые растягивают на разрывной машине.
Испытание труб на растяжение производят в соответствии с ГОСТ
1497—73. По результатам испытания устанавливают .временное
сопротивление разрыву и относительное удлинение.
Испытание труб на твердость по Бринеллю
производят вдавливанием стального шарика определенного диаметра
в металл. Для этого на трубе фрезеруют ровную площадку.
Согласно ГОСТ 9012—59 труба находится под действием
нагрузки определенное время A0— 45 с). Испытательная
нагрузка может быть 3000, 650 или 187,5 кг; диаметр испытательного
шарика 10; 5 или 2, 5 мм.
Определение твердости материала трубы производится
измерением диаметра отпечатка шарика с помощью измерительного
микроскопа. Чем меньше получился отпечаток при одной и той
же нагрузке и диаметре шарика, тем тверже металл.
Испытание на раздачу (ГОСТ 8694—75) подвергают трубы
наружным диаметром не менее 24 .и не более 140 мм при
толщине стенки не более 8 мм. Испытание производится конусной
оправкой, которая ударами молотка вгоняется в конец отрезка
трубы. Конусность оправки по техническим условиям
принимают 1:10 .или 1:5. Раздача труб производится в холодном
состоянии. При этом трубы должны выдержать без трещин и
надрывов увеличение наружного диаметра, обусловленное ГОСТ.
Испытанию на сплющивание (подвергают трубы диаметром от
22 мм и выше при толщине стенки от 2,5 до 10 мм. Отрезки
трубы сплющивают ручным молотком, молотом или прессом.
Сближение стенок трубы производится до расстояния,
определяемого материалом трубы. В местах сгиба трубы не должно
быть трещин и надрывов.
Испытанию на бортование в холодном состоянии
подвергают главным образом котельные трубы наружным диаметром не
менее 30 и .не более 159 м.м. Толщина стенки труб,
подвергаете

мых .испытанию, зависит 'от наружного диаметра и
обусловливается ГОСТ.
Длина испытываемого 'патрубка равна: L= l,5SH-ilO0 mm.
Ширина отгибаемого (борта, отмеренная «по '.внутренней
поверхности трубы, должна быть не менее 12% внутреннего
диаметра и не менее 150% толщины стенки. Угол отбортовки
должен составлять 90° для труб из сталей Ст2 и 10 и 60° для труб
из Ст4 « стали 20. В результате такой операции «а изогнутом
фланце не должно возникать трещин и надрывов. Перед борто-
ванием заусенцы по краям труб должны быть удалены.
Специальные испытания для некоторых
видов труб. У труб для прямоточных котлов, трубопроводов
к ним и коллекторов проверяют микро- и макроструктуры.
Техническими условиями обусловливается вполне определенная
микроструктура, а при проверке .на макроструктуру не должно
обнаруживаться следов усадочных раковин, пустот, трещин и
шлаковых включений, видимых невооруженным глазом.
При изготовлении морских труб проверяется каждая труба
в отдельности. Отклонение от теоретического веса не должно
превышать для партии труб (весом 16 т и более 8%, а для
отдельных труб 12%. Для испытания на сплющивание, которому
подвергается каждая .морская труба, ее изготовляют на 25 мм
длиннее, чем это требуется по заказу. Эта часть трубы
надрезается в поперечном направлении, а затем сплющивается до
сближения стенок на расстояние, равное их двойной толщине.
Сплющенная часть (паспорт) от трубы не отрезается.
Автотракторные трубы, помимо ряда механических и
технологических испытаний, подвергают проверке на твердость и
ударную вязкость. Трубы из .нержавеющих -сталей дополнительно
испытывают на коррозионную устойчивость «в азотной кислоте.
3. Покраска, маркировка, упаковка и сдача труб
Для придания антикоррозионных свойств трубам их
покрывают защитным слоем неметаллического вещества: веретенного
или машинного масла — промасливание, быстросохнущего
прозрачного лака — лакирование, эмалевой краски — эмалирование
и покрытие полиэтиленом. Покраске подвергаются авиационные
трубы, трубы для атомной промышленности, судостроения и
некоторые другие.
В трубоволочильном производстве покраска труб
производится обычно путем опускания пакета труб в ванну с маслом
или краской с температурой 40—60°С. Такой способ получил
распространение благодаря тому, что промасловка труб
должна производиться как с наружной, так и с внутренней сторон.
Для труб, у которых должна быть покрашена только
наружная поверхность, применяется покраска их в электрическом
поле, как наиболее экономичная из всех применяемых в
настоящее время способов.
179

На каждой трубе диаметром более 35 мм (при толщине
стенки более 3 мм) на расстоянии не более 100 мм от одного из
ее концов .выбивают марку завода, клеймо ОТК и (марку стали.
Кроме того, трубы окрашивают с одного конца краской, цвет
которой зависит от марки стали. Для отдельных заказчиков
согласно техническим условиям на каждой трубе выбивают
номер партии, номер трубы и номер плавки.
Трубы диаметром менее 35 imm при толщине стенки менее
3 мм связывают в пачки. В этом случае клейма на трубах не
выбивают, а к каждой пачке привешивается бирка с маркой
завода и клеймом ОТК; здесь же указывают марку стали и
размеры трубы. Трубы с толщиной стенки до 1 мм включительно
упаковывают в жесткую тару.
На каждую сдаваемую партию труб -составляется так
называемый сертификат, в котором указываются количество труб,
их наружный диаметр, толщина стенки, марка стали,
результаты испытаний, стандарт, по которому изготовлены трубы. Для
труб, поставляемых поплавочно, указывается также номер
плавки. В некоторых случаях в сертификате дополнительно
указываются химический состав стали и номер партии, в
которой трубы были заданы в печь для термической обработки.
глава хи, Техника безопасности
Техника безопасности призвана исключить несчастные случаи на
производстве. Она тесно связана с соблюдением технологии, содержанием рабочего
места, надлежащей подготовкой и степенью мастерства рабочего.
1. Общие правила
Рабочая одежда должна отвечать нормам охраны труда и техники
безопасности; ношение головного убора в цехе обязательно. По территории завода
и цеха нужно ходить по установленным проходам; загромождать проходы
продукцией, тарой и т. д. запрещено; запрещено ходить по железнодорожным
путям, между расцепленными вагонами, проходить под вагонами. Переходить
через станы, рольганги и другое оборудование разрешено только по
специальным мостикам и переходам, которые должны иметь перила высотой не менее
1100 мм. При переходах по территории и по цеху необходимо следить, чтобы
не оказаться под грузом, переносимым краном.
Необходимо выполнять работу на оборудовании, указанном мастером;
перепоручать работу другому лицу запрещено. Категорически запрещено
оставлять работающее оборудование без присмотра. Запрещено работать
неисправным инструментом, на неисправном оборудовании и электрооборудовании, а
также на оборудовании, движущиеся и вращающиеся части которого не
ограждены. Ограждению подлежат все вращающиеся и движущиеся части на
высоте до 2 м от уровня пола или рабочей площадки.
Ремонтировать механическое оборудование и электрооборудование
должны работники соответствующих служб с ведома их руководителей.
Выключение электроприводов для ремонта оборудования и их включение после
завершения работ осуществляется только электриками, прикрепленными к
данному участку.
180

При ремонте оборудования и электроприводов, а также при замене
технологического инструмента необходимо выключить электроприводы и вывесить
плакаты: «Не включать! Работают люди!» с указанием даты.
Запрещено смазывать и чистить оборудование во время его работы.
Не разрешается работать на оборудовании, не имея соответствующей
подготовки, в частности на кранах и в качестве подкранового.
Входить в помещения, где установлены электрические распределительные
щиты, генераторы, преобразователи и другое электрооборудование,
посторонним запрещено. Нельзя открывать магнитные станции, распределительные
щиты, пульты управления и другое электрооборудование при невыключенном
токе. Все электрооборудовалие должно быть надежно заземлено. Напряжение
в сети переносного освещения должно быть не выше 12—36 В.
2. Правила при работе
на станах, станках и машинах
Перед началом работы необходимо" принять оборудование и рабочее место
у предыдущей смены, проверить исправность механического оборудования и
электрооборудования; надежность подачи смазки во все механизмы, наличие и
надежность крепления заземляющих проводов у электрооборудования, пультов
управления, машин, станков, а также исправность пусковой аппаратуры и
контрольно-измерительных приборов.
В случае неисправности оборудования необходимо уведомить об этом
мастера и вызвать ремонтных слесарей или дежурных электриков.
Перед пуском машин и станков необходимо убедиться, что в зоне работы
механизмов нет людей, все ограждения на движущиеся и вращающиеся
механизмы поставлены на место, крепление болтовых соединений надежно. После
пуска нужно проверить работу механизмов на холостом ходу. При работе
оборудования необходимо постоянно следить за его исправностью.
В случае обнаружения какой-либо неисправности оборудования во время
работы необходимо немедленно остановить его и сообщить мастеру. Ремонт,
чистку, смазку и уборку машины, а также осмотр, требующий входа за
ограждения, проводить только после выключения и полной остановки всех
механизмов машины.
Запрещено допускать к обслуживанию оборудования лиц, незнакомых с
этим оборудованием и не прошедших инструктажа по технике безопасности.
Около машин и станков с вращающимися частями нужно работать в
аккуратно застегнутой одежде. После пуска станов, станков и других машин
запрещается касаться движущихся частей механизмов руками, производить
ремонт на ходу и протирать их тряпками.
Во время работы станов ХПТ и ХПТР нельзя находиться у торца
прокатываемой трубы. При смене калибров клети рабочие не должны находиться
в зоне возможного падения деталей калибра. Нельзя передвигать клети стана
при помощи электродвигателя при незакрепленных калибрах.
В начале работы необходимо проверить исправность всего
вспомогательного инструмента. Неисправный инструмент при захвате изделий может
сорваться и привести к несчастному случаю. Большое значение для безопасной
работы имеет содержание в чистоте и порядке рабочего места. Например, при
наличии на полу смазочных масел легко поскользнуться и потерять
равновесие.
Работу на резцовых, торцовочных и наждачных станках необходимо
производить в защитных очках.
При работе на оборудовании с гидроприводом важно в начале смены
проверить наличие высокого давления, состояние трубопроводов и уплотнений.
В процессе работы необходимо следить за состоянием всей гидросистемы, так
как вырвавшаяся струя жидкости высокого давления может причинить
человеку увечье.
181

3. Правила при работе на складах,
в травильном отделении, у печей и у электродвигателей
При укладке труб без увязки в пакеты должны применяться
металлические стеллажи или стойки, предупреждающие раскатывание труб. Между
штабелями труб должны быть свободные проходы для подкранового
рабочего. При погрузке и переносе труб краном работа должна производиться в
рукавицах. При опускании пакета труб необходимо использовать рычаги. Во
время переноса труб краном необходимо сопровождать груз сзади, так как
при обрыве троса пакет по инерции падает вперед.
Кислоты, которые применяют при травлении труб (серная, соляная и
азотная), при попадании на кожу вызывают ожоги. Особенно опасны эти
кислоты в виде крепких растворов.
При растворении крепкой серной кислоты в воде выделяется большое
количество тепла. Если на поверхность такой кислоты попадет вода, то она
быстро превращается в пар, что производит разбрызгивание жидкости,
которая может вызвать ожоги. Поэтому при смешивании серной кислоты с водой
нужно обязательно вливать кислоту в воду, а не наоборот.
При работе у нагревательных печей основной травмой
являются тепловые ожоги. Поэтому техника безопасности требует прежде всего,
чтобы работа у печи производилась в спецодежде и рукавицах, что
предупреждает ожоги от случайного соприкосновения с нагретым металлом.
До разогрева печи следует осмотреть ее, а также проверить газопроводы
или мазутопроводы. В случае какой-либо неисправности нужно немедленно
заявить об этом мастеру. Особенно тщательно нужно следить за тем, чтобы не
было утечки газа, так как смесь газа с воздухом может взорваться.
При работе печи запрещается вступать на ее свод. Работать у печи надо
в защитных очках.
При работе с электроустройствами необходимо помнить, что ни при
каких обстоятельствах нельзя прикасаться к голым проводам руками. Пуск
электродвигателей высокого напряжения следует проводить в резиновых
рукавицах и на резиновом коврике; при пуске всех электродвигателей строго
соблюдать правила, полученные при инструктаже. При порче электрической
проводки необходимо вызвать электромонтера. Вода способствует
проводимости электрического тока, поэтому нельзя стоять на мокром полу при пуске
электродвигателя. После окончания работы или при временной отлучке с
рабочего места обязательно отключить электрооборудование от сети.
4. Оказание первой помощи
при несчастных случаях
При всех несчастных случаях ставит диагноз и проводит лечение врач.
Однако лечение и жизнь пострадавшего во многих случаях зависят от того,
насколько правильно и быстро оказана первая помощь. Основные правила ее
следующие.
При поражении электрическим током необходимо немедленно отсоединить
пострадавшего от воздействия тока, изолировав его или отключив источник
тока, но так, чтобы самому не попасть под напряжение. Вызвать врача, а при
потере сознания и отсутствии дыхания делать искусственное дыхание и
непрямой массаж сердца до прихода врача или восстановления нормального
дыхания.
Раны не следует трогать, обмывать или извлекать посторонние тела,
чтобы не внести инфекцию. Необходимо наложить повязку из индивидуального
перевязочного пакета. При кровотечении из раны следует наложить давящую
повязку выше раны.
При ушибах к ним нужно прикладывать лед или холодную воду. При
переломах запрещается ощупывать поврежденную часть тела, а следует
наложить шины, уложить пострадавшего и дать ему покой до прихода врача.
182

При попадании в глаз инородного тела промыть его раствором борной
кислоты или чистой кипяченой водой и обратиться к врачу.
При тепловых ожогах наложить сухие стерильные повязки на
обожженные места; при ожогах кислотами или щелочами промыть кожу чистой водой
и в обоих случаях обратиться к врачу.
Список литературы
Агре В. Л., Ваткин Ю. Я. Стальные трубы. М., Металлургиздат, 1961. 192 с.
с ил.
Ваткин Я. Л., Ваткин Ю. Я. Трубное производство. М., «Металлургия», 1970.
510 с. с ил.
Гриншпун М. И., Соколовский В. И. Станы холодной прокатки. М.,
«Металлургия», 1967. 239 с. с ил.
Данилов Ф. А., Глейберг А. 3., Балакин В. Г. Горячая прокатка и прессование
труб. Изд. 3-е. М., «Металлургия», 1972. 576 с. с ил.
Кацнельсон М. Е. Электрооборудование и автоматизация трубопрокатных
заводов. М., Металлургиздат, 1961. 400 с. с ил.
Матвеев Ю. М., Ваткин Я. Л. Калибровка валков и инструмента трубных
станов. М., «Металлургия», 1970. 480 с. с ил.
Озоль В. Л., Марцинчик Ф. Б. Механизация и автоматизация трубных цехов.
М., «Металлургия», 1964. 399 с. с ил.
Полухин П. И., Федосов Н. М., Королев А. А., Матвеев Ю. М. Прокатное
производство. Изд. 2-е. М., «Металлургия», 1968. 675 с. с ил.
Розов Н. В. Масса одного метра труб. Справочник. Изд. 2-е. М.,
«Металлургия», 1971. 592 с. с ил.
Розов Н. В. Производство труб. М., «Металлургия», 1974. 600 с. с ил.
Розов Н. В. Холодное волочение стальных труб. Изд. 2-е. М., «Металлургия»,
1965. 180 с. с ил.
Холодная прокатка труб. Свердловск, Металлургиздат, 1962. 432 с. с ил. Авт.:
3. А. Кофф, П. М. Соловейчик, В. А. Алешин и др.
Шевакин Ю. Ф. Калибровка и усилия при холодной прокатке труб. М.,
Металлургиздат, 1963. 269 с. с ил.
Шевакин Ю. Ф., Сейдалиев Ф. С. Станы холодной прокатки труб. М.,
«Металлургия», 1966. 212 с. с ил.
Яковлев В. В., Ломанченко Л. #., Липкин Я. Н. Подручный вальцовщика
станов холодной прокатки труб. М., «Металлургия», 1970. 184 с. с ил.

ИБ № 715
Николай Васильевич РОЗОВ
ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА
СТАЛЬНЫХ ТРУБ
Редактор издательства А. И. Зимина
Художественный редактор Г. А. Жегин
Технический редактор В. В. Михайлова
Корректоры С. Н. Степанова, К. В. Шин
Переплет художника Е. Н. Щегловой
Сдано в набор 9/ХИ 1976 г. Подписано в печать 31/V 1977 г.
Т-10069 Формат бумаги 60Х90,/»в Бумага типографская № 2
Печ. л. 11,5 Уч.-изд. л. 12,31
Тираж 3000 экз. Заказ 693 Изд. № 3215 Цена 42 коп.
Издательство сМеталлургия», 119004, Москва, Г-34,
2-Обыденский пер., д. 14
Подольская типография Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
г. Подольск, ул. Кирова, д. 25