Способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности из сплавов на основе титана
Изобретение относится к трубному производству, а именно к способу производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности из сплавов на основе титана из передельной сварной заготовки, и может быть использовано на станах холодной прокатки ХПТ 250 и ХПТ 450. Способ включает производство передельной горячекатаной трубной заготовки, механическую обработку для удаления дефектов и альфированного слоя - обточку и расточку, или производство листовой заготовки, строжку листа по ширине, подготовку кромок листа к сварке, формовку листовой заготовки на вальцах в трубную заготовку, сварку продольных кромок в защитной среде аргона расходуемым электродом той же марки сплава, подготовку сварного шва к холодной прокатке, термическую обработку сварного соединения и основного сплава, прокатку труб на станах ХПТ, при этом прокатку на станах холодной прокатки производят за несколько маршрутов с возрастающей вытяжкой, после первого маршрута трубную передельную заготовку термообрабатывают в индукторе, а после последующих перекатов шлифуют или травят по наружной и внутренней поверхности. Изобретение позволяет производить холоднокатаные трубы большого и среднего диаметров из сплавов на основе титана повышенной точности по толщине стенки при равных механических свойствах в соответствии с ASTM В 862-02 и ТУ 14-158-135-2003 из сварной передельной трубной заготовки вместо бесшовной, снизить трудоемкость изготовления передельной трубной заготовки, снизить расходный коэффициент титановых сплавов и стоимость производства труб на основе титана. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к трубному производству, а именно к способу производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности из сплавов на основе титана из передельной горячекатаной трубной заготовки или передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки, и может быть использовано на станах холодной прокатки ХПТ 250 и ХПТ 450.
В практике трубного производства известен способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров (426-159) мм из сплавов на основе титана из горячекатаных передельных трубных заготовок большого диаметра, включающий отливку слитков диаметром 600-630 мм ЭШП, механическую обработку слитков (обточку и сверление центрального отверстия диаметром 100±5,0 мм), нагрев слитков в муфелях до температуры пластичности (1140-1180)°С, прошивку на косовалковом прошивном стане с коэффициентом вытяжки 1,4-1,8, прокатку на пилигримовом стане с коэффициентом вытяжки 2,8-3,8, правку и механическую обработку горячекатаных труб со съемом наружного и внутреннего дефектных слоев по 8-10 мм и последующую прокатку передельных заготовок на станах ХПТ 250 и ХПТ 450 в трубы с допуском по стенке от ±10 до ±12,5% в зависимости от толщины стенки (ТУ 14-3-1218-83 "Трубы бесшовные горячедеформированные обточенные и расточенные из сплава марки 14" и ТИ 158-Тр.ТБ1-64-2002 "Изготовление бесшовных горячедеформированных труб из сплава 14 по ТУ 14-3-1218-83 и ТУ 14-3-1236-83").
Недостатком данного способа является низкий выход годного (расходный коэффициент металла 2,2-3,0) вследствие образования поверхностных дефектов (рванин и трещин из-за альфированного слоя) на горячекатаных передельных заготовках, дополнительное использование уникального механического оборудования для обточки и расточки длинномерных передельных трубных заготовок, трудоемкость нагрева заготовок (слитков ЭШП) в специальных муфелях, исключающих вероятность возгорания заготовок из титановых сплавов при взаимодействии с жидкой окалиной и прокатка холоднокатаных труб с допуском по толщине стенки, не превышающим повышенной точности труб по ГОСТ 9941.
При производстве передельных бесшовных горячекатаных труб большого диаметра используются слитки больших масс, которые требуют продолжительного времени нагрева, в результате чего происходит газонасыщение поверхности слитка (возникновение альфированного слоя). В процессе поперечно-винтовой прошивки и прокатки на пилигримовом стане под действием растягивающих и сжимающих напряжений в альфированном слое возникают рванины и трещины, которые под воздействием попавшей в них воды и деформационных напряжений развиваются в глубь тела гильз и труб. Для удаления трещин с горячекатаных труб требуется механическая обработка (расточка и обточка) на глубину до 10 мм, что требует дополнительных затрат уникального станочного оборудования, а самое главное приводит к наведенной разностенности передельных заготовок и значительным потерям дорогостоящих титановых сплавов в виде стружки.
В практике производства бесшовных холоднокатаных труб на станах ХПТ рекоммендуется уменьшение наружного диаметра (редуцирование по диаметру) в пределах 26-40 мм, которое увеличивается с увеличением диаметра труб (В.Я.Осадчий, А.С.Вавилин, В.Г.Зимовец и А.П.Коликов. "Технология и оборудование трубного производства". М.: "Интернет инжиниринг", 2001 г., с.481). Это говорит о том, что для прокатки труб диаметром 159 мм (средний диаметр) за один перекат необходима передельная заготовка диаметром не более 200 мм, а для труб диаметром 426 мм (большой диаметр) заготовка диаметром не более 470 мм.
Известен способ прокатки холоднокатаных труб из титановых сплавов, включающий производство листовой заготовки, формовку листовой заготовки в трубную заготовку, сварку продольных кромок, поперечную раскатку сварной передельной заготовки на оправке в косовалковом стане и последующую прокатку (авт. свид. СССР № 499907, Кл. В 21 В 23/00, 1974 г.).
Недостаток известного способа заключается в том, что он трудоемок из-за выполнения операций прокатки труб на двух типах прокатного оборудования, не исключает образование дефектов на наружной и внутренней поверхности труб в виде рисок по границе сплавления сварного шва с основным металлом, сложность и отсутствие оборудования для ремонта сварного шва, а также дефектов в виде рванин сварного соединения из-за наличия не удаленного альфированного слоя со сварного шва. Данный процесс приемлем только для производства труб из титановых сплавов малого размера, т.к. существуют промышленные установки по производству сварных труб данного сортамента в защитной среде аргона.
Известен способ прокатки холоднокатаных труб из титановых сплавов, включающий производство листовой заготовки, формовку листовой заготовки в трубную заготовку, сварку продольных кромок с целью повышения пластичности сварных соединений титановых сплавов, старение осуществляют в две стадии, сначала при температуре 300-390° в течение 8-16 часов, затем при температуре 520-570°С в течение 0,5-5,0 часов, причем охлаждение с температуры первой ступени старения ведут со скоростью 10-20°С/мин, а с целью сохранения геометрических размеров конструкций и предотвращения образования газонасыщенного слоя нагрев до температуры на 140-30°С ниже температуры полиморфного превращения производят до сварки (авт. свид. СССР № 954498, Кл. С 22 F 1/18, Бюллетень № 32, 1982).
Недостатком данного способа термической обработки сварных соединений титановых сплавов является его трудоемкость, отсутствие данных термических средств на станах ХПТ, низкая эффективность и невозможность его применения при поточном производстве длинномерных труб.
Наиболее близким по техническому решению является способ прокатки холоднокатаных труб из титановых сплавов, включающий производство листовой заготовки, подготовку кромок листа к сварке, формовку листовой заготовки в трубную заготовку, сварку продольных кромок, прокатку на цилиндрической оправке по спирали (угол кантовки менее 90°) с шагом, равным толщине стенки готовой трубы, со степенью деформации по стенке 30-50% (авт. св. СССР № 893280, кл. В 21 В 23/00, 1981 г.).
Недостаток приведенного способа производства передельной трубной заготовки для прокатки холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из сплавов на основе титана заключается в том, что он также трудоемок, требует больших капитальных затрат и не решает основную задачу, а именно, снижение дефектов (концентраторов напряжениний) и их ремонт на наружной и внутренней поверхности труб в виде продольных рисок по границе сплавления сварного шва с основным металлом и рванин сварного соединения из-за альфированного слоя, который удалять с труб данного сортамента сложно и экономически нецелесообразно.
Задачей предложенного способа производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности из сплавов на основе титана является освоение производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из титановых сплавов из сварной или горячекатаной передельной трубной заготовки большего диаметра вместо бесшовной горячекатаной, изготовленной под каждый размер холоднокатаных труб, изготовление холоднокатаных труб в соответствии с ASTM В 862-02 и ТУ 14-3-158-2003, снижение или полная ликвидация альфированного слоя при термической обработке после второго и последующих перекатах, снижение расхода сплава при переделе сварная или горячекатаная передельная трубная заготовка - холоднокатаная труба и снижение стоимости холоднокатаных труб из сплавов на основе титана.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности по стенке из сплавов на основе титана, включающем изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки или передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки, прокатку труб из полученных трубных передельных заготовок на станах холодной прокатки труб с получением холоднокатаных трубных заготовок максимального диаметра с отношением диаметра к толщине стенки трубы D/S=30-40 c последующими перекатами холоднокатаных трубных заготовок в трубы меньшего диаметра за несколько перекатов с возрастающей вытяжкой, причем до и после первого переката трубную передельную заготовку термообрабатывают в индукторе, а после последующих перекатов шлифуют или травят по наружной и внутренней поверхности, после каждого последующего переката передельные трубные заготовки подвергают термической обработке в индукторе без образования альфированного слоя, термическую обработку в индукторе производят по режиму: в индукторе при температуре 580-700°С, затем в индукторе термостате при температуре 750±50°С с охлаждением на воздухе, при этом при толщине стенки >10 мм скорость движения труб 0,2-0,4 м/мин, при толщине стенки 6,0-8,0 мм - 0,3-0,5 м/мин, а при толщине стенки 1,5-5,0 мм - 0,5-0,8 м/мин, изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки включает прокатку слитков ЭШП с получением горячекатаной трубной заготовки, ее механическую обработку в виде обточки и расточки для удаления дефектов и альфированного слоя, а изготовление передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки включает производство листовой заготовки, строжку листа по ширине, подготовку кромок листа к сварке, формовку листовой заготовки на вальцах в трубную заготовку, сварку продольных кромок в защитной среде аргона расходуемым электродом той же марки сплава, подготовку сварного шва к холодной прокатке, термическую обработку сварного соединения и основного сплава.
Сущность способа заключается в том, что с целью снижения расхода сплава, трудоемкости производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из сплавов на основе титана с более жесткими допусками по стенке, замены бесшовных передельных труб на сварные, снижения брака труб по дефектам сварного соединения в виде рванин от альфированного слоя и производства труб, отвечающих требованиям ASTM В 862-02 и ТУ 14-158-135-2003, изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки или передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки, прокатку труб из полученных трубных передельных заготовок на станах холодной прокатки труб с получением холоднокатаных трубных заготовок максимального диаметра с отношением диаметра к толщине стенки трубы D/S=30-40 c последующими перекатами холоднокатаных трубных заготовок в трубы меньшего диаметра за несколько перекатов с возрастающей вытяжкой, причем до и после первого переката трубную передельную заготовку термообрабатывают в индукторе, а после последующих перекатов шлифуют или травят по наружной и внутренней поверхности, после каждого последующего переката передельные трубные заготовки подвергают термической обработке в индукторе без образования альфированного слоя, термическую обработку в индукторе производят по режиму: в индукторе при температуре 580-700°С, затем в индукторе термостате при температуре 750±50°С с охлаждением на воздухе, при этом при толщине стенки >10 мм скорость движения труб 0,2-0,4 м/мин, при толщине стенки 6,0-8,0 мм - 0,3-0,5 м/мин, а при толщине стенки 1,5-5,0 мм - 0,5-0,8 м/мин, изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки включает прокатку слитков ЭШП с получением горячекатаной трубной заготовки, ее механическую обработку в виде обточки и расточки для удаления дефектов и альфированного слоя, а изготовление передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки включает производство листовой заготовки, строжку листа по ширине, подготовку кромок листа к сварке, формовку листовой заготовки на вальцах в трубную заготовку, сварку продольных кромок в защитной среде аргона расходуемым электродом той же марки сплава, подготовку сварного шва к холодной прокатке, термическую обработку сварного соединения и основного сплава. Таким образом, эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".
Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует патентноспособности "изобретательский уровень".
Способ опробован на станах ХПТ 250 и ХПТ 450 ОАО "ЧТПЗ" при прокатке холоднокатаных труб размером 426×12, 377×10 и 325×8 мм из сплава ВТ1-0. По существующей технологии изготовление труб данного сортамента производится из передельных горячекатаных труб размером 470×14,5×4500, 426×12×5400 и 377×10×6000 мм, полученных после механической обработки (обточки и расточки) горячекатаных трубных заготовок размером 485×35×9100, 445×32×10800 и 395×30×12100 мм. Прокатка передельных горячекатаных труб производилась на пилигримовом стане 8-16" ОАО "ЧТПЗ" из слитков ЭШП размером 630×100×1750 и 600×100×1750 мм. По предлагаемой технологии прокатка холоднокатаных труб размером 426×12 мм производится из механически обработанных передельных труб-заготовок размером 470×14,5×4500 мм с последующим перекатом в трубы меньшего размера. Данные по прокатке холоднокатаных труб большого и среднего диаметров на станах ХПТ250 и ХПТ450 из передельных горячекатаных заготовок сплава ВТ1-0 по существующей и предлагаемой технологиям приведены в таблице 1. Из таблицы видно, что для производства холоднокатаных труб размером 426×12, 377×10 и 325×8 мм из сплава ВТ1-0 по ГОСТ 9941 и ASTM В 862-02 по существующей технологии в производство было задано 5 слитков ЭШП размером 630×100×1750 мм и 10 слитков ЭШП размером 600×100×1750 мм поставки ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА". Пять слитков размером 630×100×1750 мм были нагреты до температуры пластичности, прошиты в стане косой прокатка в гильзы размером 650×440 вн. × 2950 мм и прокатаны на пилигримовом стане в передельные трубы размером 485×35×9100 мм, которые были порезаны по длине на две равные части, обточены и расточены в передельные трубы размером 470×14,5×4500 мм. В производство было задано 12,068 тонн слитков ЭШП, из которых после механической обработки получено 4,237 тонн передельных труб размером 470×14,5×4500 мм, которые были прокатаны на стане ХПТ 450 в трубы размером 426×12×5680 мм. Вес холоднокатаных труб составил 4,023 тонны. Общий расходный коэффициент сплава от слитков до труб размером 426×12 мм по данной партии составил 3,000. Пять слитков размером 600×100×1750 были нагреты до температуры пластичности, прошиты в стане косой прокатки в гильзы размером 620×415 вн. × 2890 мм и прокатаны на пилигримовом стане в передельные трубы размером 445×32×10800 мм, которые были порезаны по длине на две равные части, обточены и расточены в передельные трубы размером 426×12×5400 мм. Трубы размером 426×12×5400 мм были прокатаны на ХПТ 450 в товарные трубы размером 377×10×6950 мм. В производство было задано 10,917 тонн слитков сплава ВТ1-0, из которых после механической обработки получено 3,824 тонны передельных труб размером 426×12 мм. Передельные трубы размером 426×12×5400 мм были прокатаны на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 377×10 мм. Общий расходный коэффициент от слитков до труб размером 377×10 мм составил 3,003. Для производства товарных труб размером 325×8 мм из сплава ВТ1-0 по существующей технологии в производство были заданы 5 слитков ЭШП размером 600×100×1750 мм, которые были нагреты до температуры пластичности, прошиты в стане косой прокатки в гильзы размером 600×365 вн. × 2700 мм и прокатаны в передельные трубы размером 395×30×12100 мм. Трубы были порезаны по длине на две равные части, обточены и расточены на размер 377×10×6000 мм. Вес передельных труб составил 3,139 тонны. Трубы размером 377×10×6000 мм на стане ХПТ 450 были прокатаны в товарные трубы по ГОСТ 9941 размером 325×8×8280 мм. Вес товарных труб составил 2,933 тонны, а общий расходный коэффициент металла от слитка до товарной трубы составил 3,649. По предлагаемой технологии в производство было задано 15 слитков ЭШП размером 630×100×1750 мм общим весом 36,204 тонны, которые прокатаны в передельные трубы размером 485×35×9100 мм, порезаны по длине на две равные части, а затем обточены и расточены на размер 470×14,5×4500 мм. Общий вес передельных труб составил 12,711 тонн. Все трубы были перекатаны на размер 426×12×5680 мм, из которых 10 труб были сданы в товарные, а 20 труб были перекатаны в трубы размером 377×10×7680 мм. Из данных труб 10 были сданы в товарные трубы, а 10 перекатаны в трубы размером 325×8×11120 мм. Вес товарных труб размером 426×12×5680 мм составил 4,023 тонны, а расходный коэффициент металла от слитка до товарной трубы составил 3,000. Вес товарных труб размером 377×10×7680 мм составил 4,018 тонны, а расходный коэффициент металла соответственно 3,004. Вес товарных труб размером 325×8×11120 мм составил 4,020 тонны, а расходный коэффициент металла 3,002. Таким образом, при прокатке товарных труб размером 325×8 мм по предлагаемой технологии из передельных горячекатаных труб расходный коэффициент снизился на 646 кг на каждую тонну. При переделе в трубы меньшего диаметра расходный коэффициент металла будет снижаться более интенсивно.
Данные по прокатке холоднокатаных труб большого и среднего диаметров на станах ХПТ 250 и ХПТ 450 из передельных сварных и механически обработанных горячекатаных заготовок из сплава ВТ 1-0 по существующей и предлагаемой технологиям приведены в таблице 2. Передельная сварная заготовка размером 470×14,5×4500 мм была изготовлена на ЗАО "Завод ПСК" г.Новосибирск. Листы в трубные заготовки сформовали на вальцах с зазором 4,0 мм. Сварку продольных кромок проводили расходуемым электродом из сплава ВТ 1-0 в защитной среде аргона. Передельные механически обработанные заготовки размером 470×14,5×4500, 426×12×5400 и 377×10×6000 мм были изготовлены из горячекатаных труб-заготовок размером 485×30×9100, 445×32×10800 и 395×30×12100 мм, прокатанных из слитка ЭШП размером 630×100×1750 и 600×100×1750 мм на ПТА 8-16" с пилигримовыми станами ОАО "ЧТПЗ". Заготовки были перекатаны на станах холодной прокатки ОАО "ЧТПЗ". Из таблицы 2 видно, что сварные прямошовные заготовки по предлагаемой технологиям последовательно были перекатаны в холоднокатаные трубы размером 426×12 - 377×10 - 325×8 - 273×6 - 219×4,5 - 180×3,0 и 159×2,0 мм с вытяжками соответственно 1,33; 1,36; 1,45; 1,58; 1,66; 1,82 и 1,69, т.е. коэффициенты вытяжек увеличивали от переката к перекату, а горячекатаные передельные трубы-заготовкки размером 470×14,5×4500, 426×12×5400 и 377×10×6000 мм перекатаны по существующей технологии в холоднокатаные трубы соответственно размером 426×12×5680, 377×10×6950 и 325×8×8280 мм. В конечном результате из опытной сварной заготовки размером 470×14,5×4500 мм получили 76,5 метра труб размером 159×2,0 мм. Расходный коэффициент металла по перекатам составил от 1,019 до 1,042, а суммарный от исходной заготовки до конечной трубы составил 1,195. Из механически обработанных бесшовных горячекатаных труб расходный коэффициент сплава по перекатам составил от 1,050 до 1,059, т.е. они находятся на одном уровне. Расходный коэффициент сплава ВТ1-0 при прокатке труб по существующей технологии от слитка ЭШП до конечной трубы составил от 3,000 до 3,648. Таким образом, при прокатке труб из сварных передельных заготовок по предлагаемой технологии получили снижение расходного коэффициента сплава ВТ1-0 в 2,88-3.32 раза в зависимости от сортамента. По предлагаемой технологии трубы размером 426×12 мм после термической обработки с целью удаления дефектов и альфированного слоя с поверхности сварного шва и тела трубы были протравлены в течение 15-20 минут в азотно-плавиковом растворе. Затем после каждого последующего маршрута (переката) передельные заготовки, как по предлагаемой так и по существующей технологиям, подвергали термической обработке в индукторе без образования альфированного слоя по режиму: температура в индукторе - 580-700°С, температура в индукторе термостате - 750±50°С, охлаждение на воздухе, скорость движения труб при толщине стенки >10 мм - 0,2-0,4 м/мин, при толщине стенки 6,0-8,0 мм - 0,3-0,5 м/мин, а при толщине стенки 1,5-5,0 мм - 0,5-0,8 м/мин. После каждого маршрута производили замеры толщин стенок и определяли: номинальную, максимальную и минимальную толщину стенок, абсолютную и относительную разностенности, разброс толщин стенок и поле допуска по толщине стенки. Фактические размеры и отклонения толщин стенок труб по переделам, прокатанных из сварной (предлагаемая технология) и механически обработанных передельных заготовок, приведены в таблице 3. Из таблицы видно, что поле допуска по толщине стенки труб (основной показатель качества), прокатанных по предлагаемой технологии, в зависимости от геометрических размеров (от 426×12 до 159×1,5 мм) плавно увеличивается от 2,4 до 9.5%, а их значения относительно ГОСТ 9941 значительно меньше. При прокатке труб данного ряда по существующей технологии поле допуска уменьшается от 16,5 до 13,2%. Это объясняется тем, что при прокатке труб размером 426×12 мм из механически обработанной (обточенной и расточенной) заготовки, которая из-за наведенной разностенности при механической обработке имеет значительно большую исходную разностенность по сравнению с катаным листом. По мере перекатов разностенность уменьшается до стенки 6,0 мм, а затем с утонением стенки труб менее 5,0 мм абсолютная разностенность уменьшается, а относительная начинает возрастать.
Таким образом, использование предложенного способа производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из сплавов на основе титана, по технологии в соответствии с формулой изобретения, позволит производить трубы повышенной точности по толщине стенки при равных механических свойствах в соответствии с ASTM В 862-02 и ТУ 14-158-135-2003 из сварной передельной трубной заготовки, изготовленной для прокатки труб максимального диаметра, вместо бесшовной передельной заготовки, значительно снизить трудоемкость изготовления передельной трубной заготовки, снизить расходный коэффициент титановых сплавов в 2,8-3,3 раза, а следовательно, снизить стоимость их производства.
| Данные по прокатке холоднокатаных труб большого и среднего диаметров на станах ХПТ250 и ХПТ450 ОАО "ЧТПЗ" из передельных горячекатаных заготовок сплава ВТ1-0 по существующей и предлагаемой технологиям | ||||||||||||||
| Таблица 1 | ||||||||||||||
| № п/п | Существующая технология | Предлагаемая технология | ||||||||||||
| Размер заготовок ЭШП (мм) | Кол. загот. (шт.) | Вес загот. (тн.) | Размер горяч. труб (мм) | Размер механич. обр. труб (мм) | Вес перед. труб (тн.) | Размер холоднокатаных труб (мм) | Вес труб после ХПТ | Общий р/к метал. | Размер мех. обр. заготовки (мм) | Размер ХК перед. загот. (мм) | Размер ХК труб (мм) | Вес ХК труб (тн.) | Общий р/к металла | |
| 1 | 630×100×1750 | 5 | 12,068 | 485×35×9100 | 470×14,5×4500 | 4,237 | 426×12×5680 | 4,023 | 3,000 | 470×14,5×4500 | - | 426×12×5680 | 4,023 | 3,000 |
| 2 | 600×100×1750 | 5 | 10,917 | 445×32×10800 | 426×12×5400 | 3,824 | 377×10×6950 | 3,636 | 3,003 | - | 426×12×5680 | 377×10×7680 | 4,018 | 3,004 |
| 3 | 600×100×1750 | 5 | 10,917 | 395×30×12100 | 377×10×6000 | 3,139 | 325×8×8280 | 2,993 | 3,648 | - | 377×10×7680 | 325×8×11120 | 4,020 | 3,002 |
| Таблица 2 | |||||||||||
| Данные по прокатке холоднокатаных труб большого и среднего диаметров на станах ХПТ 250 и ХПТ 450 ОАО "ЧТПЗ" из передельных заготовок сплава ВТ1-0 по существующей и предлагаемой технологиям | |||||||||||
| Предлагаемая технология | Существующая технология | ||||||||||
| Размеры сварной передельной заготовки (мм) | Размеры труб (мм) | Коэф. вытяжки (μ) | Обжатие по диаметру (мм) | Длина труб после обрезки концов (мм) | Расход. коэффиц. металла | Размеры передельной горячекат. механич. обработанной заготовки (мм) | Размеры труб (мм) | Коэф. вытяжки (μ) | Обжат.по диам. (мм) | Длина труб после обрезки концов (мм) | Расход. коэффиц. металла |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 470×14,5×4500 | 426×12 | 1,33 | 44 | 5750 | 1,042 | 470×14,5×4500 | 426×12×5680 | 1,33 | 44 | 5680 |  |
| 377×10 | 1,36 | 49 | 7600 |  | 426×12×5400 | 377×10×6950 | 1,36 | 49 | 6950 |  | |
| 325×8 | 1,45 | 52 | 10700 |  | 377×10×6000 | 325×8×8280 | 1,45 | 52 | 8280 |  | |
| 273×6 | 1,58 | 52 | 16700 |  | - | - | - | - | - | - | |
| 8350×2 | |||||||||||
| 219×4,5 | 1,66 | 54 | 13600 |  | - | - | - | - | - | - | |
| 13600 | |||||||||||
| 180×3,0 | 1,82 | 39 | 12200×2 |  | - | - | - | - | - | - | |
| 12200×2 | |||||||||||
| 159×2,0 | 1,69 | 21 | 6375×12 |  | - | - | - | - | - | - | |
| (76500) | |||||||||||
| Примечания: 1. В графе 6 при прокатке труб по предлагаемой технологии в числителях приведены расходные коэффициенты сплава ВТ1-0 при перекатах с размера на размер, а в знаменателях расходные коэффициенты с учетом последовательности передела от большего диаметра к меньшему. | |||||||||||
| 2. В графе 12 при прокатке труб по существующей технологии в числителях приведены расходные коэффициенты сплава ВТ1-0 при перекатах с размера на размер, а в знаменателях расходные коэффициенты с учетом механической обработки горячекатаных труб в передельные и расходного коэффициента металла при горячем переделе на ПТА с пилигримовыми станами (технологические отходы). |
| Таблица 3 | ||||||||
| Фактические размеры и отклонения толщин стенок труб большого и среднего диаметров, прокатанных на станах ХПТ 250 и ХПТ 450 из передельных заготовок сплава ВТ1-0 по существующей и предлагаемой технологиям | ||||||||
| Вид технологии | Значения толщин стенок труб (мм) | |||||||
| Предлагаемая технология | 426×12 | 377×10 | 325×8 | 273×6 | 219×4,5 | 180×3 | 159×2,0 | |
| S max | 12,37 | 10,69 | 8,42 | 6,24 | 4,25 | 3,34 | 2,25 | |
| S min | 12,08 | 10,30 | 8,12 | 6,0 | 4,07 | 3,16 | 2,05 | |
| S ном | 12,20 | 10,5 | 8,20 | 6,10 | 4,10 | 3,20 | 2,10 | |
| ΔS | 0,29 | 0,39 | 0,30 | 0,24 | 0,18 | 0,18 | 0,20 | |
| Разброс S (%) | +1,4/-1,0 | +1,8/-1,9 | +2,7/-1,0 | +2,3/-1,6 | +3,7/-0,7 | +4,3/-1,2 | +7,1/-2,4 | |
| Поле допуска (%) | 2,4 | 3,7 | 3,7 | 3,9 | 4,4 | 5,5 | 9,5 | |
| Существующая технология | S max | 12,5 | 11,4 | 8,8 | - | - | - | - |
| S min | 10,6 | 9,7 | 7,7 | - | - | - | - | |
| S ном | 11,5 | 10,5 | 8,2 | - | - | - | - | |
| ΔS | 1,9 | 1,7 | 1,1 | - | - | - | - | |
| Разброс S (%) | +8,7/-7,8 | +8,6/-7,6 | +7,3/-6,1 | - | - | - | - | |
| Поле допуска (%) | 16,5 | 16,2 | 13,4 | - | - | - | - | |
| Поле допуска по ГОСТ 9941 | - | ±10 (20,0) | ±10 (20,0) | ±10 (20,0) | +12,5/-10,0 (22,5) | +12.5/-10.0 (22,5) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) |
| Поле допуска по ASTM В 862-02 | - | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) | ±12,5 (25,0) |
1. Способ производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности по стенке из сплавов на основе титана, включающий изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки или передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки, прокатку труб из полученных трубных передельных заготовок на станах холодной прокатки труб с получением холоднокатаных трубных заготовок максимального диаметра с отношением диаметра к толщине стенки трубы D/S=30-40 с последующими перекатами холоднокатаных трубных заготовок в трубы меньшего диаметра за несколько перекатов с возрастающей вытяжкой, причем до и после первого переката трубную передельную заготовку термообрабатывают в индукторе, а после последующих перекатов шлифуют или травят по наружной и внутренней поверхностям.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после каждого последующего переката передельные трубные заготовки подвергают термической обработке в индукторе без образования альфированного слоя.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что термическую обработку в индукторе производят
в индукторе при температуре 580-700°С, затем
в индукторе термостате при температуре (750±50)°С
с охлаждением на воздухе, при этом
при толщине стенки >10 мм скорость движения труб 0,2-0,4 м/мин,
при толщине стенки 6,0-8,0 мм - 0,3-0,5 м/мин,
при толщине стенки 1,5-5,0 мм - 0,5-0,8 м/мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготовление передельной горячекатаной трубной заготовки включает прокатку слитков ЭШП с получением горячекатаной трубной заготовки, ее механическую обработку в виде обточки и расточки для удаления дефектов и альфированного слоя.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготовление передельной трубной заготовки из сварной листовой заготовки включает производство листовой заготовки, строжку листа по ширине, подготовку кромок листа к сварке, формовку листовой заготовки на вальцах в трубную заготовку, сварку продольных кромок в защитной среде аргона расходуемым электродом той же марки сплава, подготовку сварного шва к холодной прокатке, термическую обработку сварного соединения и основного сплава.
