CC BY
30
УДК 621.774.372
ВОЛОЧЕНИЕ ТРУБ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ В РОЛИКОВЫХ ВОЛОКАХ
В.И. Чурбанов, А.А. LLImep, Б.В. Баричко, К.Ю. Панова
DRAWING OF PIPES FROM STAINLESS STEEL IN ROLLER DRAWHOLE
V.I. Churbanov, A. A. Shter, B.V. Barichko, K.Yu. Panova
Представлена постановка задачи исследования способа волочения труб в роликовых волоках. Получены аналитические зависимости для расчета утолщения стенки при редуцировании труб в роликовых волоках. Приведены результаты исследования опытного волочения труб с использованием роликового и монолитного волочения и сравнительный анализ полученных данных.
Ключевые слова: волочение труб, редуцирование труб, утолщение стенки трубы.
Problem research of a way of pipe drawing in roller drawhole is presented. Analytical dependences for calculation of wall thickening during reduction of pipes in roller draw-holes are obtained. Results of research of trial drawing of pipes using roller and monolithic drawing and the comparative analysis of the received data are presented.
Keywords: drawing of pipes, reduction of pipes, pipe wall thickening.
Холоднодеформированные трубы из коррозионно-стойких марок стали относятся к продукции специального назначения и в зависимости от области применения к ним предъявляются различные дополнительные требования. В данное время наибольшее распространение получили следующие способы производства этих труб: холодная прокатка на станах ХПТ, холодная прокатка на станах ХПТР, волочение в монолитных волоках и комбинирование этих способов при многоцикличной схеме производства.
Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки применительно к конкретным видам труб, однако для труб малого диаметра характерна технологическая схема, при которой один или несколько заключительных этапов деформации производят способом волочения в монолитных волоках. Это связано, прежде всего, с тем, что станы холодной прокатки для производства труб малого сортамента нерационально использовать ввиду их малой производительности и высоких затрат как на само оборудование, так и на проведение процесса. При этом к ряду труб данного сортамента предъявляют повышенные требования по обеспечению механических свойств и качества поверхности, которые не могут быть выполнены при волочении в монолитных волоках. Известно, что в сравнении с монолитным волочением, волочение сплошных профилей в роликовых волоках характеризуется возможностью получения продукции с более высоким качеством поверхности и позволяет осуществлять процесс с большими деформациями за проход.
Кроме того, применение способа волочения в роликовых волоках позволит сократить количество этапов деформации при производстве толстостенных труб малого диаметра. Многоциклич-ность существующей технологии производства, включающей прокатку труб на станах ХПТ и многократное волочение в монолитных волоках, обусловлена ограниченностью минимального размера внутреннего канала труб на этапе холодной прокатки ввиду неспособности применяемых оправок станов ХПТ выдерживать знакопеременные нагрузки в процессе прокатки.
Сокращение циклов деформации при использовании способа роликового волочения достигается тем, что заготовка под волочение может иметь меньшие диаметр и толщину стенки, поскольку этот способ характеризуется более интенсивным ростом толщины стенки трубы при изменении степени редуцирования ввиду меньшего, по сравнению с монолитным волочением, коэффициента трения.
Для подтверждения вышесказанного способ безоправочного волочения труб в роликовой волоке был опробован на установке с двухроликовым калибром. Для объективности оценки и анализа будущих результатов параллельно проводили процесс безоправочного монолитного волочения. По обеим схемам опытное волочение исходных холоднокатаных труб - заготовок размером 12,0x2,0 мм из стали 08X14МФ осуществляли с шагом редуцирования по наружному диаметру 1 мм. Параметры маршрутов и значения величин стенки труб представлены в табл. 1.
Серия «Металлургия», выпуск 16
87
Таблица 1
Толщина стенки труб
Способ волочения Диаметр труб, мм Степень редуцирования, % Толщина стенки труб, мм Утолщение стенки, %
Роликовое волочение 12,00 0,0 2,00 0,00
11,00 8,3 2,236 11,80
10,00 16,67 2,404 20,20
Монолитное волочение 12,00 0,0 2,00 0,00
11,00 8,3 2,115 5,75
10,00 16,67 2,153 7,65
Результаты проведенного исследования показали, что применение роликового волочения в технологии изготовления толстостенных труб малого диаметра, преимущественно с соотношением наружного диаметра трубы к толщине стенки 2,5-4-5,0, позволит сократить число циклов волочения, уменьшить коэффициент расхода металла, снизить длительность и стоимость всего производственного цикла. Полученная зависимость утолщения стенки при редуцировании труб в роликовых волоках позволяет проектировать маршрут изготовления. Таким образом, размер трубы перед роликовым волочением необходимо выбирать согласно зависимости
\
3,3^ + 1,2
1 0 аД Д
-"о
где , 5,
о V
требуемая и исходная толщины стенки трубы соответственно, мм; АЛ - величина редуцирования труб по диаметру, мм; £>0 - исходный диаметр трубы, мм.
При изготовлении труб, например, размером 7,0x1,8 мм по существующей технологии с применением монолитного безоправочного волочения в качестве заготовки перед волочением требуется использовать холоднокатаную трубу размером 14,0х 1,7 мм. Для получения труб того же размера с применением роликового волочения в качестве заготовки перед волочением можно использовать холоднокатаную трубу размером 12,0х 1,0 мм и тем самым сократить один цикл деформации.
Проведены исследования микроструктуры и механических свойств металла на образцах труб. Исследование микроструктуры образцов проводи-
ли методом оптической металлографии, выявление микроструктуры - методом электролитического травления в концентрированной азотной кислоте. При сравнительной оценке морфологии структуры зерна металла труб после монолитного и роликового волочения при помощи оптических методов исследования было выявлено, что морфологически структуры подобны, но неравномерность деформации, проявляющаяся при оптических исследованиях в наблюдении полос деформации, явно меньше при использовании роликового волочения за счет особенностей схемы очага деформации и различной величины влияния сил трения на процесс деформации. Проведенные испытания труб на разрыв показали, что трубы, редуцированные в роликовых волоках, имеют больший наклеп, чем трубы, прошедшие ту же операцию в монолитных волоках по идентичному маршруту. Обобщенные результаты разрывных испытаний труб диаметром 10 мм, подвергнутых редуцированию с размера 12 мм, представлены в табл. 2.
Таблица 2
Механические свойства редуцированных труб
Способ Ов, СО,2, 5*
редуцирования Н/мм~ Н/мм2 %
Монолитное 527 351 13,3
Роликовое 603 449 11,3
Результаты проведенного исследования подтвердили целесообразность использования способа роликового волочения при производстве высококачественной трубной продукции, особенно толстостенных труб малого диаметра из коррозионно-стойких марок стали.
Поступила в редакцию 16 сентября 2010 г.
88
Вестник ЮУрГУ, № 14, 2011
