Высокотемпературная термомеханическая обработка горячекатаных труб

Эксплуатация специализированных отделений выявила некоторые принципиальные недостатки технологической схемы термического упроч­нения труб с отдельного нагрева:

¾ усложненность технологии с повторением ря­да операций и части оборудования основной схемы производства горячекатаных труб;

¾ малая маневренность при изменении конъ­юнктуры потребления и более низкая произво­дительность оборудования, чем у трубопрокат­ной установки;

¾ относительно высокая стоимость операции уп­рочнения.

В связи с этим предприняли поиски новых, более эффективных путей упрочнения труб. На основании исследований различ­ных технологических схем термомеханической обработки (ТМО) труб наиболее перспектив­ным в настоящее время признаны следующие: 1) ВТМО в раскатном стане в сочетании с по­следующей теплой деформацией отпущенного мартенсита; 2) ТМО с распадом аустенита в перлитной (промежуточной) области за счет использования регламентированного (прерван­ного) охлаждения за раскатным, калибровоч­ными или редукционным станами.

Рис. 35.26. Схема расположения оборудования промышленной линии термомеханической

обработ­ки труб на ТПУ 250—2: 1 — раскатный стан; 2 — спрейер;

3 — выходная сторона раскатного стана; 4 — устройство для сли­ва воды из трубы;

5 — рольганг; 6 — отпускная печь; 7 — старый калибровочный стан- 8 — новый калибровочный стан;

9 — новый правильный стан; 10 — старый правильный стан; Л — колесный хо­лодильник

В настоящее время на Азербайджанском трубопрокатном заводе применительно к об­садным трубам диаметром 114—168 мм реали­зуется первый вариант, сочетающий процесс ТМО со сложившейся схемой горячей дефор­мации* на установках с автоматическим станом. Для этого в разрыв между раскатными и ка­либровочными станами введены закалочные устройства и печь для отпуска труб (рис 35.26). Трубы-заготовки после горячей прокат­ки на автоматстане поступают на раскатные станы, где их прокатывают до необходимого размера. Для повышения эффекта ВТМО пре­дусмотрена установка более мощных раскат­ных станов с обжатиями по толщине стенки до 20 % (вместо 3—5 % на существующих ста­нах). После раскатки трубы подвергают закал­ке в спрейерных устройствах, совмещенных с оборудованием выходной стороны раскатных станов.

В результате такого совмещения за очагом деформации раскатного стана начинается одно­временное двустороннее (наружное и внутрен­нее) охлаждение трубы в процессе ее интен­сивного вращательно-поступательного переме­щения валками раскатного стана.

Выбор параметров охлаждающего обору­дования проводят по номограмме (рис. 35.27). Зная скорость прокатки v и размер тру­бы (D)[приняв удельное время охлаждения z = 1200 с/м и удельный расход воды V _уд = 0,0389 м³/(с×м²)], определяют активную дли­ну очага (при струйном охлаждении) охлажде­ния L_стр и общий расход воды V _åна наружное и внутреннее охлаждение.

Закаленные трубы с выходных сторон рас­катных станов 3 (см. рис. 35.26) поступают на центральный рольганг 5 и перекладывателем через устройство для слива воды 4 подаются в отпускную печь 6 с шагающими балками. Нагретые до заданной температуры отпуска, трубы поступают в новый калибровочный стан 8. Суммарное обжатие по диаметру при теплом калибровании составляет 12—15 %. После ка­либрования трубы подвергают теплой правке в новом правильном стане 9 и передают на ко­лесный холодильник 11, где они охлаждаются с вращением во избежание продольной повод­ки. В связи с тем, что линию ТМО строят в условиях действующей трубопрокатной уста­новки, сохранен старый калибровочный стан 7 и машины холодной правки 10. Это позволяет горячекатаные трубы изготавливать на этой линии, минуя оборудование линии ТМО.

Механические свойства металла труб пос­ле такой обработки в зависимости от темпера­туры отпуска и процента обжатия в калибро­вочном стане представлены на рис. 35.28 для низколегированной стали марки 36Г2С и на рис. 35.29 для малоуглеродистой стали 10 (0,14 % С). Из этих данных следует, что из­меняя температуру теплого калибрования при принятых обжатиях 12—15 %, можно обеспе­чить выпуск высокопрочных труб всех групп прочности по ГОСТ 632—80 и ГОСТ 633—80. В результате ТМО значительно снижается критическая температура хрупкости стали подавляется отпускная хрупкость в низколеги­рованной стали марки 36Г2С (рис. 35.30), что позволяет использовать интервал температур отпуска 400—500 °С (обычно неприемлемый из-за развития процессов отпускной хрупкости), для получения из этой стали труб особо высо­кой прочности.

Рис. 35 28. Изменение механических свойств закален­ной стали 36Г2С (0,35 % С, 1,57 % Мn)

в зависимости от температуры отпуска и степени деформации, %: 1 — 0; 2 — 5; 3— 10; 4—15

Наконец, трубы из малоуглеродистой ста­ли после ТМО обладают высоким сопротивле­нием против сульфидного растрескивания.

Значительная экономическая эффективность первой промышленной линии ТМО труб на Азербайджанском заводе достигается за счет использования недорогой стали, снижения за­трат на топливо, уменьшения угара металла и экономии на капитальных затратах.

По аналогичной схеме (отличие заключа­ется в том, что закалку проводят после редук­ционного стана) для насосно-компрессорных труб диаметром 60—102 мм спроектирована линия ТМО в условиях Руставского металлур­гического завода.

Рис. 35.29. Изменение механических свойств закален­ной стали 10 (0,14 % С)

в зависимости от температу­ры отпуска и степени деформации, %: 1 — 0; 2 — 5; 3 — 10; 4 — 15

Дата добавления: 2015-06-27