Отделка и контроль качества заготовки.
К горячей отделке труб относят обкатку труб в обкатных машинах, калибровку, правку, редуцирование, расширение, осадку, высадку и калибровку концов труб, разрезку труб в горячем состоянии или холодном.
Горячекатаные трубы обкатывают на длинной или короткой конической оправках. После автомат-стана горячие трубы обкатываются на короткой оправке в обкатной машине, для разглаживания и устранения неровностей, а полученные после реечного стана обкатываются на длинной оправке с целью увеличения диаметра труб и облегчения извлечения из них оправок. Обкатные машины представляют собой стан косой прокатки, валки которого имеют постоянный угол наклона до 10. Короткая конусная оправка (профиль оправки может быть различным) при обкатке упирается в стержень и располагается между валками. Наружный диаметр оправки в ее калибрующей части должен быть несколько больше внутреннего диаметра трубы, подлежащего обкатке. В процессе обкатки трубу подают в стан с помощью вталкивателя или подающих роликов. Конец трубы находит на коническую часть оправки, раздается по диаметру, входит в зазор между валками, и оправкой и калибруется на калибрующем пояске оправки. Толщина стенки трубы при обкатке уменьшается на 3-5 %, а диаметр увеличивается на 3-9 %. Производительность обкатных машин значительно ниже производительности автомат-станов и прошивных, поэтому на практике в одной автоматической установке предусматривают две обкатные машины, суммарная производительность которых немного выше производительности автомат-станов.
При обкатке труб на длинной оправке после реечного стана, когда труба плотно облегает оправку, необходимо повышенное давление на валки. Для этого контактная поверхность трубы с валками выбирается небольшой длины, которая для обеспечения условий раскатки по всей длине трубы должна быть не менее шага подачи трубы.
Для получения правильной круглой формы трубы и ее точного диаметра применяют калибровку труб в холодном и горячем состояниях на специальных калибровочных станах. Валки стана имеют круглую калибровку с выпусками; число пар валков - от 1 до 7. При калибровке величина минимального обжатия должна обеспечить такие напряжения, которые бы превышали предел текучести металла для необходимого формоизменения сечения трубы. Как правило, необходимая точность труб достигается в одноклетьевом стане при калибровке не менее чем за три прохода, либо в трехклетьевом - за один проход. При применении большого числа клетей, расположенных под углом 90 друг к другу, последующие клети используются для редуцирования (осаживания) по диаметру. Максимальная величина редуцирования составляет 12 мм, скорость калибровки на калибровочных станах 1-4 м/с.
Трубы в большинстве случаев калибруют без дополнительного подогрева после прокатного стана. Калибровочные станы применяют различных конструкций: одноклетьевые имеют обычно горизонтальное положение осей валков; многоклетьевые - горизонтально-вертикальное или наклонное. Диаметр валков калибровочных станов выбирается в зависимости от сортамента труб. Технологией изготовления сварных труб предусматривается применение многоклетьевых калибровочных станов. Такие станы состоят из 5-7 рабочих клетей, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях. На этих клетях возможна не только калибровка, но и частичная правка труб. Для получения больших обжатий и высокой точности диаметра труб применяют многоклетьевые калибровочные станы закрытого типа, где все валки являются приводными и опираются каждый на две опоры. При калибровке в многоклетьевых станах калибры в последней паре валков выполняют в форме правильной окружности.
Как правило, изготовляемые на трубопрокатных станах горячекатаные трубы имеют значительную кривизну, обусловленную неравномерным остыванием в процессе изготовления. Эти трубы правятся в горячем состоянии на правильных станах с гиперболоидными валками. Обычно правильные станы горячей правки устанавливают непосредственно за калибровочными. Правильные станы с гиперболоидными валками перед началом правки настраивают таким образом, чтобы соприкосновение между трубой и валками происходило по всей длине заданной рабочей части валков. Форма гиперболоидных валков регламентируется определенным сортаментом труб. Настраивают стан в результате перемещения верхнего валка по вертикали и поворота валков вокруг вертикальной оси в зависимости от диаметра труб. Чем больше диаметр труб, тем больше угол поворота валков. Захваченная валками труба от контакта соприкосновения вращается и подается в сторону правки, а изгибы и неровности, имеющиеся на трубе, под влиянием давления валков выравниваются. В результате горячей правки уменьшаются овальность и кривизна труб. Для обеспечения готовых горячекатаных труб с минимальной кривизной применяют правку в холодном состоянии. Станы холодной правки бывают различных конструкций в зависимости от способа правки.
В процессе производства горячекатаных, сварных и прессованных труб широко применяется редуцирование труб на непрерывных редукционных станах. Редукционный стан имеет в своем составе ряд клетей с попарно установленными валками. Калибры выполняются круглой формы с небольшими выпусками. Каждая последующая клеть имеет калибр меньшего размера. После редуцирования диаметр горячекатаных бесшовных труб равен 38-76 мм. Применение редукционных станов в составе трубопрокатных установок позволяет расширить сортамент труб, а также получать трубы большой длины. В зависимости от типа редукционного стана и задаваемой степени деформации число клетей колеблется в пределах 9-36. Каждая пара валков наклонена по отношению друг к другу под углом 90. Наибольшее распространение получили редукционные станы закрытого типа (т.е. каждый валок имеет две опоры). Применение такой конструкции позволяет увеличить разовые обжатия в каждой клети и, следовательно, получать трубы меньших размеров. Предполагается, что в каждой клети одновременно проходит одинаковый объем металла, тогда скорость прохождения трубы в каждой последующей клети всегда будет больше, чем в предыдущей. Существуют редукционные станы с трехвалковыми клетями. В клети валки расположены под углом 120. В трехвалковой клети возможно повышенное обжатие из-за более полного охвата трубы калибром, а также меньшая разностенность по периметру.
На качество и продольную разностенность редуцированных труб большое влияние оказывает режим нагрева труб и его равномерность. Изменение толщины стенки труб при редуцировании зависит от отношения толщины стенки к диаметру трубы, степени редуцирования, металла труб, температуры и степени натяжения. Одним из недостатков редуцирования труб является утолщение их концов, которое происходит на длине, примерно равной, двум расстояниям между клетями.
При редуцировании без натяжения температура нагрева почти не влияет на величину утолщения стенки. При редуцировании с натяжением изготавливаются трубы диаметром 10-90 мм и толщиной стенки 0,7-6,0 мм. Основными видами брака редуцированных труб являются наличие утолщенных концов, разностенность, рванины, заусеницы и порезы, "гармошка", неправильная форма круга и др. При изготовлении труб из нержавеющих сталей и сплавов применяют меньшую степень деформации. Так как производительность редукционных станов большая, то они полностью не загружены. На редукционных станах изготавливают трубы различного поперечного сечения (квадратные, прямоугольные, овальные, шестигранные и др.).
В ряде случаев горячекатаные трубы расширяют по диаметру в специальных станах-расширителях. Однако, как правило, горячекатаные трубы-заготовки для дальнейшего волочения этой операции не подвергаются. Горячекатаные и сварные трубы после прокатки и сварки обрезают для удаления неровных концов, а также разрезают на мерные длины. Способы и устройства для резки труб различны; наиболее распространены пилы дискового типа.
Качество заготовок контролируют как визуально, так и приборами, химический состав металла - искровым методом, химическим и спектральным анализом на стилоскопе. При проверке качества внутренней поверхности труб ответственного назначения применяют перископы. Геометрические размеры труб проверяют стандартными мерителями (микрометры, скобы и т.д.), а также специальными приборами (типа толщи-номеров и т.п.). Для определения дефектов и несплошностей применяют различные способы дефектоскопии: вихревыми токами, ультразвуковой, индукционный и др. Все применяемые для контроля качества методы и приборы должны гарантировать требования, предъявляемые к трубам по стандартам и техническим условиям.
