Спосіб безперервного виробництва електрозварних холоднодеформованих труб з корозійностійких сталей

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при изготовлении электросварных холоднодеформированных труб из коррозионностойких сталей, свариваемых аргоннодуговой или плазменной сваркой, в линии трубоэлектросварочного агрегата. Известен способ производства электросварных холоднодеформированных тр уб, в том числе из коррозионностойких сталей, при котором полосу формуют в трубн ую заготовку, сваривают ее продольные кромки. калибруют полученную тр убу в калибровочном стане, правят и разрезают на мерные длины в линии трубоэлектросварочного агрегата, а затем электросварные мерные трубы-заготовки подвергают холодной деформации волочением или прокаткой на отдельностоящем оборудовании (Матвеев Ю.М. и др. Холоднодеформированные сварные трубы. Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1971, с. 122142). Холодная деформация коротких труб-заготовок приводит к повышенному расходу металла, что вызвано необходимостью обрезки концевых участков каждой трубы (при волочении - забитых захватных головок, при прокатке - в связи с растрескиванием и повышенной разностенностью концов труб). Известен способ производства стальных электросварных труб, при котором полосу формуют в тр убную заготовку, сваривают ее продольные кромки, снимают наружный грат, производят волочение, снятие внутреннего грата, калибруют в калибровочном стане, правят и разрезают на мерные длины в линии трубоэлектросварочного агрегата (заявка Японии 60-37217, заявл, 08.01.83, №58-143885, кл. В 21 С 37/08, В 21 С 37/30). Способ обеспечивает получение электросварных труб из углеродистых сталей, свариваемых высокоскоростной сваркой токами высокой частоты, при которой создается наружный и внутренний пилообразный грат. Волочение используется для придания трубе точной геометрической формы перед снятием внутреннего грата. Поскольку окончательной деформирующей операцией является прокатка в калибровочном стане, в процессе которой наносятся риски на наружную поверхность трубы, получаемые трубы по качеству поверхности и точности по диаметру не отвечают требованиям, предъявляемым к холоднодеформированным трубам. Сортамент трубоэлектросварочного агрегата, учитывая незначительную обжимную способность калибровочного стана, определяется сортаментом полос (по ширине) и парком валков формовочно-сварочного и калибровочного станов. Это на практике существенно ограничивает градацию диаметров производимых на агрегате труб, Известен способ непрерывного (в линии трубоэлектросварочного агрегата) производства электросварных холоднодеформированных труб, при котором полосу формуют в тр убную заготовку, сваривают ее продольные кромки, калибруют полученную тр убу сначала в калибровочном стане, а затем в фильере, правят и разрезают на мерные длины; при этом начальный участок трубы вводят в фильеру с помощью задающих клещей, а дальнейшая деформация производится путем волочения с помощью двух попеременно перехватывающих трубу тянущи х кареток (заявка ФРГ №2354161, кл. В 21 С 37/08, 1/16, заявл. 29.10.73, опубл. 01.03.79, Бюл. №9). При использовании данного способа происходит нанесение дефектов (рисок, овальности) на трубы в местах захвата и х зажимами тянущих кареток. Удаление указанных дефектов требует ремонта труб или вырезки дефектных мест, что увеличивает расход металла и повышает стоимость труб. При изготовлении этим способом труб из коррозионностойких сталей с нанесением смазки на трубу перед фильерой, в процессе деформации в фильере происходит оттеснение смазки из-за низкой ее адгезии с коррозионностойкой сталью. Это приводит к налипанию металла на фильеру и последующему нанесению рисок на поверхность труб, что снижает качество всей наружной поверхности. В связи с этим изготовленные трубы не отвечают требованиям, предъявляемым к холоднодеформированным трубам по качеству поверхности. Кроме того, овальные участки труб не могут быть подвергнуты качественной шлифовке. Задачей данного изобретения является получение электросварных холоднодеформированных тр уб из коррозионностойких сталей в линии трубоэлектросварочного агрегата с высоким качеством наружной поверхности и точностью по диаметру по всей длине труб. Эта задача решена тем, что в способе непрерывного производства электросварных холоднодеформированных труб из коррозионностойких сталей, при котором полосу формуют в тр убную заготовку, сваривают ее продольные кромки, калибруют полученную трубу сначала в калибровочном стане, а затем в фильере, правят и разрезают на мерные длины, согласно изобретению, перед калиброванием трубу подвергают индукционному нагреву до температуры 450-800°С, выдержке в нагретом состоянии, обеспечивающей образование окисной пленки на наружной поверхности трубы толщиной 0,1-0,2 мкм, и последующему охлаждению, после калибровочного стана с трубы удаляют влагу и загрязнения, а калибрование в фильере осуществляют п утем проталкивания за счет усилий калибровочного стана с подачей жидкой смазки на входе в фильеру, при этом трубу де формируют по диаметру в фильере на величину, составляющую 50-80% суммарной деформации ее при калибровании. Отличием предлагаемого способа от прототипа является: - дополнительный индукционный нагрев до 450-800°С перед калиброванием, выдержка в нагретом состоянии, обеспечивающая образование указанной окисной пленки, и последующее охлаждение; - удаление влаги и загрязнений с поверхности трубы после калибрования в калибровочном стане; - калибрование в фильере путем проталкивания трубы за счет усилий калибровочного стана с подачей жидкой смазки на входе в фильеру; - соотношение деформаций трубы в фильере и суммарной деформации в калибровочном стане и фильере. Техническим результатом использования предлагаемого способа является высокое качество наружной поверхности изготовленных коррозионностойких тр уб и высокая точность их по диаметру по всей длине труб. Это обусловлено тем, что: - принципиально изменяются условия трения на контакте трубы с фильерой при деформации с подачей жидкой смазки на входе в фильеру п утем перехода от полусухого трения к полужидкостному или жидкостному. Это достигается за счет предварительной подготовки поверхности трубы перед подачей смазки - нанесением подсмазочного слоя в виде окисной пленки, образующейся при нагреве трубы до 450-800°С и выдержке ее в нагретом состоянии, обеспечивающей толщину этой пленки 0,1-0,2 мкм. Наличие такого подсмазочного слоя на поверхности трубы приводит к возрастанию силы адгезии смазки и поверхности коррозионностойкого металла, что сохраняет смазочный слой в процессе деформации в фильере. Переход к полужидкостному или жидкостному трению обеспечивает ведение процесса деформации в фильере, являющейся заключительной стадией деформации, без налипания металла трубы на фильеру. Этим самым обеспечивается получение труб без рисок, т.е. с высоким качеством наружной поверхности: - уменьшаются усилия деформации в фильере при переходе к полужидкостному или жидкостному трению, что позволяет перейти к процессу проталкивания через фильеру за счет осевых усилий, создаваемых калибровочным станом (взамен волочения по прототипу). Это дает возможность получить трубы без дополнительных рисок, вмятин и образования овальных участков труб после фильеры (которые в прототипе создаются зажимами тянущих тележек). Перед к процессу проталкивания через фильеру ограничивает функцию калибровочного стана в основном созданием осевой проталкивающей силы, при этом достаточные осевые силы создаются при обжатии по диаметру в калибровочном стане до 0,5-2%. Основная пластическая деформация производится в фильере, ее доля в суммарной деформации при калибровании составляет 50-80%; - снижение деформации в калибровочном стане и за счет этого уменьшение скольжения металла по ребордам валков снижает вероятность образования задиров поверхности труб, а удаление влаги и загрязнений перед фильерой, в том числе металлической пыли, образующейся при скольжении в валках калибровочного стана, стабилизирует условия трения и дополнительно улучшает качество поверхности тр уб. Таким образом, применение предлагаемого способа за счет ведения заключительного процесса деформации в фильере в режиме полужидкостного или жидкостного трения, а также осуществления этого процесса путем проталкивания позволяет получить электросварные холоднодеформированные трубы из коррозионностойких сталей в линии труб электросварочного агрегата с высоким качеством наружной поверхности и точностью по диаметру по всей длине труб, На фигуре представлена схема трубоэлектросварочного агрегата для реализации предлагаемого способа. Исходную полосу 1 из коррозионностойкой стали в формовочном стане 2 формуют в трубную заготовку 3. Продольные кромки заготовки сваривают аргонно-дуговой или плазменной сваркой в сварочном узле 4 со скоростью 0,01-0,03 м/с с получением наружного и внутреннего валиков усиления шва высотой до 0,25-0,5 мм. Полученная труба может быть предварительно округлена в гладильной клети 5, затем подвергнута снятию наружного валика шва с помощью иглофрезы 6. Далее трубу нагревают в индукторе 7 до температуры 450-800°С, при которой на поверхности трубы начинает образовываться окисная пленка. Температура нагрева выбирается в зависимости от марки стали трубы и требуемой толщины слоя окислов. Для получения сплошного слоя окислов толщиной 0,1-0,2 мкм трубу выдерживают в нагретом состоянии, при этом тонкостенные трубы могут быть пропущены через теплоизолирующие экраны 8. Окончательно трубу охлаждают до комнатной температуры в камере 9 с помощью спрейеров. Время выдержки регулируется путем изменения расстояния между индуктором 7 и камерой 9. В калибровочном стане 10 трубу обжимают по диаметру на 0,3-0,8 мм. Величина обжатия зависит от тонкостенности труб и необходимости создания проталкивающего усилия, достаточного для последующей деформации в фильере. После прокатки в калибровочном стане с трубы удаляют влагу и загрязнения в устройстве 11. Окончательно трубу калибруют в фильере 12, на входе в которую подают жидкую смазку с помощью устройства 13. Деформацию в фильере осуществляют п утем проталкивания за счет осевых усилий, создаваемых калибровочным станом. Обжатие по диаметру производят на 0,5-2,5мм в зависимости от тонкостенности трубы, ее продольной устойчивости на участке между калибровочным станом и фильерой, ограничения утолщения стенки трубы при деформации в фильере, а также ограничения контактных напряжений в фильере. При этом доля деформации в фильере от суммарной деформации при калибровании составляет 50-80%. Трубу го тового размера после фильеры правят в правильных роликовых головках 14, разрезают в летучем отрезном станке 15 на мерные длины 16. Пример осуществления способа. Полосу шириной 104 мм и толщиной 2 мм из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т формуют в тр убную заготовку и сваривают в трубу диаметром 34,7мм с помощью плазмотрона. Трубу округляют в гладильной клети, наружный валик шва срезают иглофрезой. Далее трубу нагревают в индукторе до 700°С, выдерживают на воздухе 40 с, что обеспечивает толщину окисной пленки 0,15 мм, окончательно охлаждают в камере спрейерами. Расстояние от индуктора до камеры охлаждения для обеспечения заданного режима охлаждения составляет 0,02x40=0,8 м, где 0.02 - скорость сварки, м/с. В калибровочном стане трубу обжимают по диаметру на 0,6 мм, диаметр трубы после калибровочного стана 34,1 мм. Для получения готовой трубы 33x2мм в фильере обжимают на 1,1 мм. Суммарную деформацию по диаметру при калибровании произвели на 0,6+1,1=1,7 мм; деформация в фильере от этой величины составила примерно 65%. При этом процессы в калибровочном стане и фильере протекали устойчиво благодаря созданию в калибровочном стане достаточной осевой проталкивающей силы. Для соблюдения продольной устойчивости трубы между калибровочным станом и фильерой расстояние между ними приняли 0,7 м. Заменой фильер при использовании тех же валков формовочно-сварочного и калибровочного станов получили трубы диаметром 31,75мм и 33,4 мм. Результаты испытаний показали, что полученные после деформации в фильере трубы на всей их длине по точности и качеству поверхности соответствовали ГОСТ 10707-80 на холоднодеформированные электросварные трубы. Аналогичные испытания были проведены в указанных границах предложенных параметров и с вы ходом за их пределы (см. таблицу). Как видно из представленных данных, при использовании параметров, предложенных данным способом (поз. 1, 2,3 в таблице), наблюдали получение труб повышенного качества по сравнению с прототипом. При выходе за предлагаемые пределы наблюдали ухудшение качества труб (поз. 4), либо существенное повышение расхода энергии на нагрев и расхода металла на окалинообразование (поз. 5). Таким образом, применение предложенного способа позволяет получить электросварные холоднодеформированные трубы из коррозионностойких сталей в линии трубоэлектросварочного агрегата с высоким качеством поверхности и точностью по диаметру по всей длине труб. 17989