Трубы по конструкции

Диаметр гильзы не должен значительно  отличаться от диаметра заготовки. Уменьшение диаметра заготовки не должно превышать 10—12 °/6; а увеличение 3—5 %; угол наклона  валков принимают 10—12". Такие величины деформации обеспечивают лучшее качество гильз (меньшие напряжения и, следовательно, меньшее количество дефектов). Процесс прошивки следует вести без предварительного образования полости перед прошивкой, в противном случае на внутренней поверхности гильз возникают дефекты в виде плен, трещин и т. п. Рекомендуемая величина обжатия перед носком оправки 4—8 %. Максимальный коэффициент вытяжки при одном прошивном стане принимают 4,3—4,8 %; при двух прошивных станах: для первого 1,25—2,5, а для второго 1,25—3,0. Грибовидные прошивные станы позволяют применять несколько большие обжатия (до 10—15 %) и коэффициенты вытяжки (до 6) без ухудшения качества гильз.

Прокатку труб в автоматическом стане ведут преимущественно  в два прохода в одном калибре  при разном диаметре оправки. Суммарный коэффициент вытяжки за оба прохода 1,3—2,1. Наибольшая величина деформации должна быть в первом проходе. Технологическим преимуществом тандем-станов является возможность иметь различный диаметр калибра и оправки в каждом проходе, что обеспечивает лучшее качество труб и их большую точность. Большое значение имеет правильное распределение деформации между прошивным и автоматическим или тандем-станом, так как оно существенно влияет на качество труб и производительность всего агрегата. При обкатке труб на обкатных станах достигают улучшения качества наружной и внутренней поверхности, устранения рисок, овальности и уменьшения разно-стенности трубы за счет увеличения диаметра трубы на 5—10 °6. Увеличение диаметра трубы происходит благодаря приданию ей круглой формы и выравниванию толщины стенки по периметру, поэтому уменьшение толщины стенки незначительно (5—10 %) и при расчетах таблицы прокатки для двухвалковых станов им пренебрегают. При прокатке в трехвалковых обкатных станах увеличение обжатия достигает 12, а уменьшение толщины стенки 20 % и учитывается в таблице прокатки. Такие значительные деформации способствуют улучшению качества труб. В обкатном двухвалковом стане труба укорачивается на 1—8 %, в трехвалковом стане может быть укорочение или удлинение на 2—3 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Калибровка валков.

Некоторые сведения о  таблице прокатки для трубопрокатных агрегатов со станами для прокатки на короткой оправке приведены в табл. 3.

Таблица 3. Таблица прокатки труб некоторых размеров на агрегатах

c двухвалковыми

Размеры готовых труб, мм		Диаметр заготовки, мм	Автоматический стан			Тип трубопрокатного  агрегата
Dh	t		размеры трубы, MM		kвыт
			Dh	t
76 114 168 219 114 140	3,5 10,0 16,0 7,0 10,0 7,0	80 115 180 210 140 150	73 12 168  216 127 147	3,5 10,0 16,0 7,0 10,02 7,0	1,93 1,45 1,31 1,85 1,31 1,47	С   автоматическим станом 140 С    автоматическим станом 250

Расчет таблицы  прокатки ведут по двум схемам:

по ходу прокатки (от заготовки  до готовой трубы) и против хода прокатки (от готовой трубы до заготовки).

Размеры заготовки (гильзы) трубы на каждом переделе служат для  разработки калибровки инструмента всех станов агрегата.

Основным инструментом прошивных станов являются валки и оправки. Наиболее распространенным типом калибровки валков прошивных станов трубопрокатных агрегатов с автоматическим станом является такая, при которой валки представляют собой два усеченных конуса, совмещенных большими основаниями. В месте соединения их — небольшой цилиндрический участок —-пережим. Диаметр валка в пережиме Dп выбирают для всего сортамента прокатываемых труб исходя из максимального диаметра dт.м трубы: Dп = 2dт. м + (440—600) мм, длина бочки валка Lб =(0,5, ..., 0,7) Dп. Валок состоит из двух участков: конуса прошивки и конуса раскатки. Длина конуса прошивки равна или несколько меньше длины конуса раскатки; угол наклона конуса прошивки 2—5°, угол конуса раскатки 3—6,5°. Применяют также калибровки валков, в которых конус раскатки разбит на два участка (с меньшей и большей конусностью) или профиль его выполнен по кривой. С целью изменения схемы напряженного состояния в новых калибрах валков искусственно создают препятствия для перемещения металла путем создания специальных гребней. Такие гребни могут быть нанесены параллельно оси валка (пазовая калибровка), перпендикулярно его оси (кольцевая калибровка) или по винтовой линии (винтовая калибровка). Эти калибровки достаточно эффективны; так, вскрытие полости в этих калибрах происходит при значительно больших обжатиях. Кроме рассмотренных выше калибровок заслуживает также внимания периодическая калибровка валков, в основу которой положен принцип дробности деформации.

Наибольшее распространение  получили сферические оправки с носиком (рис. 4), которые могут быть как сменяемые, так и водоохлаждаемые. Поверхность оправки можно разделить на четыре участка: носик, головной, конический и обратный конус. Носик оправки служит для повышения стойкости оправок; его диаметр

Рис 4. Профиль оправки автоматического  стана

 

бн = 20—35 мм, а длина lн = 20—30 мм. Головной (рабочий) участок, на котором происходит основная деформация заготовки, имеет длину l1, равную приблизительно диаметру оправки или на 20—30 мм больше. Радиус его выбирают из геометрических соображений, чтобы обеспечить плавный переход в месте соприкосновения его с коническим участком. Конический (раскатной) участок предназначен для получения равномерной толщины стенки; длина l2 его выбирается из условия не менее чем однократного обжатия стенки, т. е.

 l2 = (1,2, ..., 1,5) S, где S — шаг винтовой линии при прошивке. Угол наклона φ1 этого участка равен углу раскатного конуса валков прошивного стана. Обкатной конус облегчает выход оправки из гильзы, его длина 10— 30 мм. Диаметр оправки бо соответствует внутреннему диаметру гильзы (из таблицы прокатки) с учетом некоторой раскатки, которая составляет 2—5 мм в зависимости от размеров гильзы.

Основным инструментом автоматического стана являются рабочие валки и оправки. На рабочем валке размещено от 1 до 10 калибров. Форма калибров — круг с выпуском по радиусу. Высота калибра 2rk равная наружному диаметру трубы после автоматического стана, а также его ширина b (равная наружному диаметру гильзы) берутся из таблицы прокатки. Радиус закругления p выпуска калибра с углом αb находится из геометрических соотношений и равен

 р = ( r² + 0,25b² - b rk cos αb) / (2rk – b cos αb).                                         (1)

Оправки автоматического  стана состоят из конического  участка (на котором происходит раскатка стенки трубы), длина которого несколько больше (на 20—30 мм) расчетной длины зоны обжатия (обычно равной приблизительно диаметру оправки) и цилиндрического участка длиной 15—30 мм. Диаметр оправки второго прохода равен внутреннему диаметру трубы после автоматического стана, диаметр оправки первого прохода на 1—2 мм меньше.

Основным инструментом обкатных машин являются также валки  и оправки. Валки имеют такой  же профиль, как и валки прошивных  станов. Входной конус имеет угол наклона образующей 1°30'—2°00' и длину  около 0,3—0,4 от общей длины бочки  валка. Выходной конус имеет угол наклона образующей 1°15'—1°30' и соответствующую длину (0,6—0,7 от общей длины бочки валка). Оправки имеют коническую форму, угол наклона образующей рабочей части оправки равен углу наклона выходного конуса валка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Качество продукции  и основные дефекты

Основные технологические  операции и оборудование для отделки  труб

Заключительными операциями производства бесшовных и сварных труб являются отделка и контроль качества труб. Эти операции могут сочетаться с  химической и термической обработкой. При многоцикличном технологическом процессе производства (например, холодное волочение и прокатка) трубы подвергают также и контролю между операциями деформации (промежуточная отделка и контроль труб).

Характер технологических операций определяется о основном конструкцией и назначением труб (табл. 4). Некоторые трубы возможно производить как прокаткой, так и сваркой (нефтегазопроводные, баллонные, обсадные и др.). В то же время другие виды труб получают только определенным методом производства: подшипниковые — на трехвалковых раскатных станах; бурильные — продольной прокаткой на короткой оправке; водогазопроводные — печной сваркой; трубы для карданных валов — электросваркой и т. д. При некоторых методах производства сварных труб применяют специальные отделочные операции: ремонт сварного шва, удаление внутреннего грата, экспандирование (раздача внутренним гидравлическим давлением) и т. п. К операциям отделки относят также упаковку труб. В отделочной части трубных цехов могут располагаться участки для изготовления соединительных частей (муфт и ниппелей).

Комплекс операций по разрезке и подготовке концов гладких  труб производится станками с резцовыми, фрезерными и дисковыми (с металлическими и абразивными кругами) головками; применяются также установки для огневой и плазменной резки.

Наиболее широко применяемые станки с резцовыми головками по назначению подразделяют на трубоподрезные и трубообрезные. На трубообрезных станках подрезается торец трубы, снимается фаска с наружной поверхности, а с внутренней — заусенцы. Обычно в трубоподрезных станках труба закреплена неподвижно, а обработка ведется многорезцовыми головками. Наиболее производительны барабанные трубоподрезные станки, входящие в состав автоматических линии отделки труб. Такой станок имеет барабан, несущий четыре (шесть) шпинделя с резцовыми головками. Обработка происходит при непрерывном движении барабана с закрепленными в нем четырьмя (шестью) трубами. Подача резцовых головок осуществляется при помощи специального конуса.

Резцовые трубообрезные станки применяют не только для обработки конца трубы, но и для обрезки и разрезки труб. Такие станки разнообразных конструкций можно подразделить на две группы: станки, в которых труба зажимается в кулачках вращающегося патрона, а резцы закрепляются в суппорте, устанавливаемом на станине станка; станки, в которых труба зажимается неподвижно, а резцы закрепляются во вращающемся патроне.

Трубоподрезные и трубообрезные  станки устанавливают обычно спаренно:

каждый станок обрабатывает один конец трубы.

 

 

 

 

Т а б л и ц  а 4. Технологические операции отделки  труб в зависимости от конструкции  и назначения

Операции отделки	Гладкие трубы					Нарезные трубы
	нефтегазопроводные	для тепловых установок	для изготовления баллонов	подшипниковые	нержавеющие	бурильные	обсадные	газопроводные
1. Разрезка труб и  обработка концов:
отрезка концов	X	X	X	X	X	X	X	X
разрезка на мерные длины	-	X	X	X	X	X	X	X
вырезка дефектных мест	X	X	X	X	X	-	-	-
снятие фаски	X	-	-	-	-	-	-	-
2. Правка труб	X	X	X	X	X	X	X	X
3. Обработка концов нарезных труб:
калибровка концов	+	-	-	-	-	-	X	-
высадка (приварка) концов	-	-	-	-	-	X	+	-
проточка и расточка концов	-	-	-	-	-	X	-	-
нарезание резьбы	-	-	-	-	-	X	X	X
навертка соединительных частей	-	-	-	-	-	X	X	X
4. Улучшение поверхности труб:
местный ремонт	X	X	X	X	+	X	X	-
обточка	-	-	-	X	+	-	-	-
шлифовка и полировка	-	-	-	-	+	-	-	-