Режимы термической обработки труб

Состав стали и назначение труб определяют вид операции термической обработки (отжиг, нормализация, нормализация с отпуском, закалка или закалка с отпуском). На выбор технологии термообработки оказывает влия­ние также способ производства труб. Так, на­пример, при производстве холоднодеформированных труб из стали 12Х18Н10Т горячеката­ная бесшовная труба может поступать на хо­лодный передел без термической обработки. Если в качестве заготовки для холодного пе­редела используют трубу, полученную аргоно-дуговой сваркой, обязательной операцией перед холодной деформацией является термо­обработка с нагревом до 1070—1100°С и вы­держкой 20—30 мин.

Типовые графики наиболее часто применя­емых режимов обработки приведены на рис. 35.8.

Рис. 35.9. Номограмма для определения удельной продолжительности нагрева труб z

в секцион­ных печах (а), в однокамерных проходных печах (б), в роликовых печах

и в проходных печах с поперечным движением труб (в)

Определение удельной продолжительности нагреза труб в зависимости от их сортамента для различных типов печей проводят по но­мограммам рис. 35.9. Коэффициент фор­мы трубы К ₁,учитывающий отношение тол­щины стенки к диаметру, для конкретных раз­меров труб определяют по графикам рис. 35.10. Задавшись температурой печи t _п зная конечную температуру нагрева труб t _м.ки размер трубы, выраженный через коэффици­ент формы К ₁,по номограммам рис. 35.9, а, б определяют удельную продолжительность на­грева для секционных и однокамерных про­ходных муфельных печей. Для роликовых пе­чей и печей с шагающими балками при работе их по непрерывному графику температура рабочего пространства изменяется по длине печи, т. е. меняется в процессе нагрева и сред­ний тепловой поток q. Поэтому предваритель­но задавшись конечной температурой печи t² _п,конечной температурой нагрева труб t _м.к,a также начальной температурой печи t ¢_п, по номограмме рис. 35. И определяют сред­ний тепловой поток . Зная средний тепло­вой поток ,конечную температуру нагрева труб t _м.к и размер трубы, по номограмме рис. 35.9, в определяют удельную продолжитель­ность нагрева труб в печах с роликовым по­дом или шагающими балками.

Рис. 35.10. График для расчета коэффициента формы трубы К ₁ в зависимости

от отношения толщины стен­ки к диаметру s/D

Длительность выдержки устанавливают, ис­ходя из условий протекания структурных пре­вращений и применяемого термического обо­рудования. Так при прочих равных условиях, в печах проходного типа длительность выдер­жки меньше, чем в печах садочного типа.

Как следует из рис. 35.8, большая часть отличий между режимами термической обра­ботки относится к фазе охлаждения. Так, на­пример, режимы 1 и 2, 4 и 5, 6 и 7 отлича­ются только условиями охлаждения, которые во многих случаях термической обработки труб оказывают основное влияние на форми­рование структуры и свойств готовой или пе­редельной трубы.

Для правильного выбора условий охлажде­ния используют термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита при не­прерывном охлаждении, позволяющие опреде­лить температурно-временные условия превра­щений. Так, из термокинетической диа­граммы рис. 35.12 следует, что для за­калки широко используемой в трубной про­мышленности стали типа 36Г2С, необходимо охлаждение в интервале температур 900—100 °С со средней скоростью более 40 °С/с. При необходимости получения регламентиро­ванного сочетания структурных составляющих в металле труб (например, котельных перлит­ного класса), термокинетические диаграммы также позволяют получить представление об ориентировочном режиме охлаждения.

Горячекатаные трубы. Горячекатаные бес­шовные трубы изготовляют товарными (гото­вых размеров) и передельными, которые слу­жат исходными заготовками в производстве холоднокатаных, теплокатаных и тянутых труб.

Режимы термической обработки некоторых видов готовых горячекатаных труб массового производства приведены в разделе 5.

Для труб из некоторых сталей могут ис­пользоваться несколько режимов обработки, что связано в основном с различными требо­ваниями поставки по ТУ.

Вследствие технологических особенностей процесса производства структура горячеката­ных бесшовных труб после прокатки неодно­родна. Цель термической обработки — обес­печить получение требуемых механических и технологических свойств, а также однородной структуры и свойств стали по длине и сече­нию труб.

Следует отметить, однако, что в ряде слу­чаев при изготовлении толстостенных труб, особенно из нержавеющих сталей и после термической обработки не всегда можно до­биться однородности структуры и свойств (главным образом по толщине стенки), осо­бенно если они заданы в узких пределах.

Термическую обработку горячекатаных труб из коррозионностойкой стали, поставляемых по ГОСТ 9940—81, проводят только по требова­нию потребителя.

Обязательной термической обработке под­вергают готовые и передельные трубы для подшипников.

Получила широкое распространение упроч­няющая термическая обработка горячекатаных труб нефтяного сортамента в специализиро­ванных отделениях, построенных по поточно­му принципу. Обязательной термической обра­ботке подвергают все трубы для теплоэнер­гетики, причем при введении новых мощно­стей строят специализированные термические отделения, как, например, на трубопрокатном заводе им. К. Либкнехта. Промышленная ли­ния термомеханической обработки для изго­товления высокопрочных труб из недорогих малоуглеродистой и низколегированной сталей непосредственно в потоке трубопрокатной установки имеется на Азербайджанском трубопрокатном заводе.

Горячекатаные передельные трубы термиче­ски обрабатывают в основном для обеспече­ния нормальных условий последующего хо­лодного передела. В некоторых случаях целью обработки является получение задан­ной структуры металла (котельные трубы, подшипниковые и др.). Режимы термической обработки горячекатаных передельных труб даны в табл. 35.1.

Передельные горячекатаные трубы из мало­углеродистой и нержавеющей стали аустенитного класса, как правило, не подвергают тер­мической обработке, металл этих труб в со­стоянии после горячей прокатки высокопла­стичен.

Холоднокатаные и тянутые трубы. Трубы промежуточных размеров из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, предназначенные для холодной прокатки или волочения, подвергают высокотемпературно­му отпуску или отжигу (нормализации). Ре­жимы обработки приведены в табл. 35.2. Режимы термической обработки труб про­межуточных размеров и готовых для высоко­легированных сталей аустенитного и ферритного классов в основном одинаковы. Согласно требованиям некоторых ТУ трубы из аустенитной нержавеющей стали поставляют с не­большим остаточным наклепом после холодной деформации. При этом температуры термиче­ской обработки устанавливают более низкими, чем в табл. 35.2, учитывая уровень свойств металла труб после последней деформации и требуемые нормы прочности и пластичности в состоянии поставки. В этих случаях необходи­мо соблюдать очень узкий интервал температур нагрева труб, строго выдерживая задан­ную продолжительность обработки.

Рис. 35.11. Номограмма для определения среднего за период нагрева теплового потока

в зависи­мости от начальных и конечных условий нагрева

Рис. 35.12. Термокинетическая диаграмма стали 36Г2С (цифры у кривых — режимы охлажде­ния. Штриховая линия — температура аустенизации 900 °С; сплошная — 1050 °С

Процесс производства холоднодеформированных труб включает большее число опера­ций, является чрезвычайно трудоемким и мно­гоцикличным. Значительные трудности вызы­вает термическая обработка, в результате которой на поверхности труб возникает слой окислов, а для труб из нержавеющей стали дополнительно создается реальная опасность диффузионного насыщения поверхностных сло­ев углеродом и ухудшение коррозионной стой­кости труб. По этой причине перед каждой термической обработкой необходимо тщатель­ное удаление смазки, что трудно выполнимо, а после каждой термической обработ-

Таблица 35.1

Режимы термической обработки горячекатаных труб заготовок,

Дата добавления: 2015-06-27