Производство бесшовных труб

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описательная часть

1.1 Описание свойств обрабатываемого металла

Из марки стали 08Х18Н10Т изготавливают: сварную аппаратуру, работающую в средах повышенной агрессивности, теплообменники, муфели, трубы, детали печной арматуры, электроды искровых зажигательных свечей. Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная.

Диаграмма состояния железо-углерод представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 Диаграмма состояния железо-углерод

Массовая доля элементов в стали марки 08Х18Н10Т приведена в таблице 1

Таблица 1 Массовая доля элементов в марки стали 08Х18Н10Т, в процентах

С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Cu
до 0,08%	до 0,8%	до 2%	до 0,02%	до 0,035%	17 - 19%	9 - 11%	до 0,3%

Основными легирующими элементами в стали являются хром, никель, вольфрам, молибден, бор, ванадий, титан, марганец, кремний:

Хром - увеличивает прочность и коррозионную стойкость в стали и способствует более глубокой прокаливаемости. Кроме того добавка хрома уменьшает скорость закалки, то есть хромистые стали можно закалять в масле, положительным является то, что не высокая скорость закалки вызывает меньшее коробление при охлаждении;

Никель - увеличивает и прочность, и пластичность и немного снижает скорость закалки. Если добавить никель вместе с хромом, то сталь приобретает высокоокалиностойкость, то есть она становится нержавеющей. Недостаток никеля - его дороговизна;

Вольфрам - повышает прочность и особенно красностойкость. Кроме того вольфрам увеличивает прокаливаемость и устраняет хрупкость при отпуске;

Молибден - действует на свойства стали, так же как и вольфрам, но добавляется примерно в три раза меньше;

Бор - при добавке в небольших количествах резко увеличивает и заменяет действия 2 % никеля или 0,3 % молибдена;

Ванадий - измельчает структуру, значит, повышает твердость, защищает сталь от перегрева, сохраняет твердость при повышенных температурах;

Титан - действие такое же, как и у ванадия. Добавка его предотвращает перегрев в стали;

Марганец - при содержании марганца больше 1 % он является добавкой. Он увеличивает прочность, и упругость стали, противодействует красноломкости при повышенном содержании серы, резко увеличивает прокаливаемость и износостойкость. Основным достоинством является его дешевизна;

Кремний - при содержании 1 % является добавкой, увеличивает прокаливаемость стали, но при содержании 1,6 % он вызывает хрупкость. Кремний вызывает повышение окалиностойкости при высокой температуре.

Основными примесями в стали являются кремний, марганец, сера, фосфор:

Кремний попадает в сталь из руды во время получения ее и может содержаться до 0,4 %, в таком количестве кремний не оказывает вредного действия на свойства стали;

Марганец содержится в стали в количестве до 0,8 %, благотворно действует на свойства стали;

Сера - содержание даже в сотых долях процента вызывает красноломкость стали - это явление основывается на том, что при нагреве стали до красного каления могут появиться трещины, особенно при горячей ковке, то есть когда на сталь при высокой температуре действует значительная внешняя сила, она разрушается;

Фосфор - при содержании в сотых долях процента вызывают хладноломкость - это появление хрупкости при низких температурах, поэтому для изделий, работающих при низких температурах, содержание фосфора определяется в тысячных долях процента.

Трубы из стали 08х18н10т применяются в основном в нефтегазовой, химической и перерабатывающей промышленности. Реже в пищевой, текстильной, фармацевтической и бумажной промышленности.

1.2 ГОСТ и требования предъявляемой к готовой продукции

ГОСТ 9941 "Трубы бесшовные холодно и теплодеформированные из корозионно-стойкой стали".

Технические требования

Трубы изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта и по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

Допускается изготовлять трубы с микродобавками редкоземельных металлов.

Трубы должны быть термически обработанными. По требованию потребителя трубы изготавливают без термической обработки и осветления поверхности. Нормы механических свойств и кривизны труб без термической обработки устанавливаются по согласованию изготовителя с потребителем.

Предел текучести для труб из стали марки устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

По требованию потребителя трубы должны выдерживать испытание на растяжение при температуре 350 ⁰С.

Нормы временного сопротивления разрыву и предела текучести устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Наружная и внутренняя поверхности труб должны быть без плен, рванин, закатов, трещин. Допускается удаление дефектов местной зачисткой, сплошной или местной шлифовкой, расточкой и обточкой при условии, что величина расточки, обточки, сплошной шлифовки не выводит диаметр и толщину стенки за минусовые предельные отклонения, а местной зачистки и шлифовки.

Без зачистки допускаются единичные плены, риски, рябизна, царапины и вмятины при условии, что они не выводят толщину стенки за минусовые предельные отклонения.

По требованию потребителя единичные плены должны быть зачищены.

Поверхность трубы должна быть светлой. Допускается матовая поверхность с серым оттенком, обусловленная способом производства и маркой стали.

Допускается изготовлять трубы без последующего травления после термической обработки в защитной атмосфере или вакууме с цветами побежалости на поверхности.

По требованию потребителя трубы из стали марки 08Х18Н10Т должны выдерживать сплющивание до получения между сплющивающими поверхностями расстояния (Н) в миллиметрах, вычисленного по формуле:

где S - номинальная толщина стенки, мм;

D - номинальный наружный диаметр, мм, или раздачу до увеличения наружного диаметра на 10 % оправкой с углом конусности 30⁰; допускается применять оправки с углом конусности 6 и 12⁰.

По требованию потребителя трубы должны выдерживать гидравлическое давление в соответствии с требованиями ГОСТ 3845 при допускаемом напряжении, равном 40% временного сопротивления разрыву для данной марки стали. Способность труб выдерживать гидравлическое давление обеспечивается технологией производства.

Трубы из стали марки не должны обладать склонностью к межкристаллитной коррозии.

По требованию потребителя трубы должны проходит контроль ультразвуком. Размеры искусственного дефекта устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

Правила приемки

Трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного размера по диаметру и толщине стенки, одной марки стали и одного вида термической обработки, а по требованию потребителя - одной плавки и быть оформлена одним документом о качестве по ГОСТ 10692 с дополнением: химический состав - в соответствии с документом о качестве на трубную заготовку, а также сведений о термической обработке.

Количество труб в партии должно быть не более 300 штук.

Контролю поверхности, размеров, гидравлическим давлением, ультразвуковому контролю подвергают каждую трубу.

Для контроля качества от партии отбирают:

на растяжение - две трубы;

на сплющивание или раздачу - одну трубу;

на межкристаллитную коррозию - две трубы.

Проверку труб из стали марки на склонность к межкристаллитной коррозии, а также определение предела текучести труб проводят по требованию потребителя.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенном количестве труб, отобранных от той же партии.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Методы испытаний

Для контроля качества от каждой отобранной трубы отрезают по одному образцу для каждого вида испытаний.

Осмотр поверхности труб проводят визуально.

Длину труб проверяют рулеткой по ГОСТ 7502

Кривизну труб проверяют поверочной линейкой по ГОСТ 8026 и щупом по ТУ 2 - 034 - 225

Диаметр и овальность труб контролируют гладким микрометром типа МК по ГОСТ 6507, скобами листовыми по ГОСТ 18360

Толщину стенки проверяют трубным трубным микрометром типа МТ по ГОСТ 6507

Испытание на растяжение проводят по ГОСТ 10006

Трубы, изготовляемые без термической обработки, не подвергаются испытаниям на сплющивание и раздачу и проверки на склонность к межкристаллитной коррозии.

Испытание на сплющивание проводят на трубах не более 10 мм. При обнаружении на сплющиваемых образцах мелких дефектов, являющихся следствием наружных дефектов, допускаемых без зачистки, допускается проводить повторное испытание образца, отобранного от той же трубы, с предварительной зачисткой на глубину половины предельных отклонений, но не более 0,2 со стороны, на которой обнаружены дефекты.

Ультразвуковой контроль проводят по ГОСТ 17410 и нормативно - технологической документации.

1.3 Описание существующей технологии, её анализ

Трубная заготовка для ХПТ поступает в цех заготовка в виде труб диаметром 89,0 мм и длиной - от 6000 до 7000 мм, складируется на внутреннем складе.

Перед запуском в производство заготовка на специальном стеллаже подвергается выборочному осмотру, если это необходимо - ремонту.

Заготовка, соответствующая нормативной документации поступает в производство.

Перед холодной прокаткой заготовка проходит ряд вспомогательных операций:

1 Заготовка диаметром и толщиной стенки 89,0х11,0мм поступает на стан для обточки и обдирки внутренней и наружной поверхности на следующий размер 88,00х10,00мм.

2 Проводят химическую обработку в ванне с обезжиривающим раствором, при температуре 70-85°С в течение 10-30 минут. Затем промывка в горячей и холодной воде и сушка. Состав обезжиривающего раствора: NaOH-50-80%, Na3PO4-15-30%, Na2SiO3-15-30%.

3 Производят порезку и снятие фасок на трубоотрезном станке 91А11.

4 Производится обточка и расточка трубы с диаметра 89,00 и толщины стенки 10,00 на диаметр 88,00 и толщину стенки 9,00. Осмотр наружной и внутренней поверхности и торцов труб, ремонт по необходимости, повторный осмотр.

5 Стилоскопирование - это подтверждение марки стали перед выдачей на прокат.

6 Наносят графитовую технологическую смазку следующего состава: графит пороховой 8-10%, селитра 36-40%, остальное вода.

Далее заготовка диаметром 88,00 поступает на стан холодной прокатки ХПТ 90 и прокатывается на следующий размер 68х6,1, нарезается на соответствующие длины, после чего удаляется технологическая смазка, проводится термическая обработка при температуре 1080 ⁰С, далее трубы направляются в травильное отделение.

После травления трубы правят на правильном стане «Бронкс», подрезают концы, осматривают наружную и внутреннюю поверхность, затем наносится технологическая смазка, после чего происходит прокатка труб на стане ХПТ - 55 - 3 с 68,0 х 6,1 на 38,0х4,1. После данной прокатки трубы также проходят те операции, которые были описаны выше. Труба прокатывается на стане ХПТ - 32 с 38,0х4,1 на 20,0х2,0.

Прокатанная труба на стане ХПТ - 32 размером 20,0х1,4 готовится к следующим операциям: труба нарезается на мерные длины, удаляется технологическая смазка, термическая обработка при температуре 1080 ⁰С, травление в травильных ваннах, правка на правильном стане «Бронкс», проводится зачистка поверхности, продувка сжатым воздухом, химическая обработка, осмотр внутренней и наружной поверхности трубы, отбирают образцы для технологических испытаний, после чего трубы сдаются на склад готовой продукции.



1.4 Выбор и описание новой технологии

Трубная заготовка для ХПТ поступает в цех заготовка в виде труб диаметром 45,0 мм и длиной - от 6000 до 7000 мм, складируется на внутреннем складе.

Перед запуском в производство заготовка на специальном стеллаже подвергается выборочному осмотру, если это необходимо - ремонту.

Заготовка, соответствующая нормативной документации поступает в производство.

Заготовки со склада электромостовым краном подаются на загрузочную решетку перед печью и загружаются в нагревательную печь в соответствии с графиком и темпом проката.

Перед холодной прокаткой заготовка проходит ряд вспомогательных операций:

1 Проводят химическую обработку в ванне с обезжиривающим раствором, при температуре 70-85°С в течение 10-30 минут.

2 Промывка в горячей и холодной воде и сушка. Состав обезжиривающего раствора: NaOH-50-80%, Na3PO4-15-30%, Na2SiO3-15-30%.

3 Производят порезку и снятие фасок на трубоотрезном станке 91А11. Осмотр наружной и внутренней поверхности и торцов труб, ремонт по необходимости, повторный осмотр.

4 Стилоскопирование - это подтверждение марки стали перед выдачей на прокат.

5 Наносят графитовую технологическую смазку следующего состава: графит пороховой 8-10%, селитра 36-40%, остальное вода.

Далее заготовка диаметром 67,0 поступает на стан холодной прокатки ХПТ 55 и прокатывается на следующий размер 45,0х4,0, нарезается на соответствующие длины, после чего удаляется технологическая смазка, проводится термическая обработка при температуре 1080 ⁰С, далее трубы направляются в травильное отделение. После данной прокатки трубы также проходят те операции, которые были описаны выше. Труба прокатывается на стане ХПТ - 32 с 45,0х4,0 на 20,0х2,0.

Прокатанная труба на стане ХПТ - 32 размером 20,0х2,0 готовится к следующим операциям: труба нарезается на мерные длины, удаляется технологическая смазка, термическая обработка при температуре 1080 ⁰С, травление в травильных ваннах, правка на правильном стане «Бронкс», проводится зачистка поверхности, продувка сжатым воздухом, химическая обработка, осмотр внутренней и наружной поверхности трубы, отбирают образцы для технологических испытаний, после чего трубы сдаются на склад готовой продукции.

1.5 Описание основного и вспомогательного оборудования

Печь фирмы «SYTCO», модель INOX LINE 70-10/15-220-500-Al-TI, предназначена для термической обработки труб из нержавеющих сталей и сплавов в бреде особо чистого водорода.

Технические характеристики печипредставлены в таблице 2

Таблица 2 Технические характеристики печи

Модель печи:	INOX LINE 70-10/15-220-500-Al-TI
1	2
Производительность:	16*1,5мм 300-400 кг/ч; 32*4,0мм 350-450 кг/ч 57*3,5мм 400-500 кг/ч
Используемые газы	Особо чистые азот и водород
Тип обрабатываемых изделий	Трубы из нержавеющих сталей и сплавов
Размеры обрабатываемых труб	Диаметр	8-60мм
	Толщина стенки	0,5-5мм
	Длина	До 30м
Рабочая температура	580 - 1100°C (580-780°C с применением 100% азота)
Нагрев	Электрический
Поддержание температуры	±5°C
Максимальная температура печи	1120°C
Нагрузка на сетчатый конвейер	Не более 50 кг/м2
Рабочая скорость	0,2 - 0,6 м/мин
Ширина сетчатого конвейера	700 мм
Длина зоны предварительного нагрева 2 контролируемые зоны (верхняя и нижняя), на каждой зоне установлены 12 нагревателей. Нагрев до 600-700°C	2200 мм
Длина зоны нагрева 5 нижних контролируемых зон (по 6 нагревателей) и 5 верхних контролируемых зон (по 9 нагревателей)	5000 мм
Установленная электрическая мощность:	300 кВт
Энергопотребление в режиме производства:	196 кВт
Требуемое давление азота	3-5 бар
Требуемое давление водорода:	3-5 бар
Давление охлаждающей воды:	2-3 бар
Регулировка температуры воды	При помощи термостатического клапана

Трубоотрезной станок

Техническая характеристика трубоотрезного станка представлена в таблице 3

Таблица 3 Техническая характеристика трубоотрезного станка

Диаметр отрезного круга, мм.	300
Высота отрезного круга, мм.	2-3
Посадочный диаметр шпинделя подотрезной круг, мм.	32
Минимальный диаметр изношенного отрезного круга, м.	190

Станы ХПТ предназначены для прокатки труб изуглеродистых, легированных, нержавеющих сталей и сплавов на основеникеля и титана в холодном и теплом состоянии.

Краткая характеристика стана ХПТ 55 представлена в таблице 3

труба прокатка технологический



Таблица 4 Краткая характеристика стана ХПТ 55

Параметры	ХПТ 55
Длина хода рабочей клети, мм	625
Диаметр валков равный диаметру калибров, мм	364
Уголразворотавалков в град.	213
Ширина калибров, мм	140
Ширина пазовкалибров, мм	80
Длина оправки, мм	660
Диаметр начальной окружности ведущих шестерен валков, мм	336
Число двойных ходов раб очей клети в мин.	68 - 130
Настроечное число двойных ходов в клети в мин.	10 - 15
Мощность двигателя главного привода, кВт	120
Наружный диаметр заготовки, мм	38 - 76
Толщина стенки заготовки, мм	1,75 - 12,0
Длина заготовки min, max, мм	1500 -5000
Наружный диаметр готовой трубы, мм	25 - 55
Внутренний диаметр готовых труб, мм	12 - 53
Толщина стенки готовой трубы, мм	0,5 - 10

Стан холодной прокатки труб ХПТ 40-5 предназначен для производства высокоточных труб из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей, а также цветных металлов и сплавов с пределом прочности в исходном состоянии до 1 000 МПа.

Краткая характеристика стана ХПТ 40-5 представлена в таблице 5

Таблица 5 Краткая характеристика стана ХПТ 40-5

Параметры	ХПТ 40-5
1	2
Длина хода рабочейклети, мм	600
Диаметркольцевого калибра, мм	225;230
Диаметр бондажей рабочих валков, мм	205;210
Диаметр бондажей опорных валков, мм	165;170
Ширина калибров, мм	110
Ширина пазовкалибров, мм	38
Длина оправки, мм	630
Длина рабочей части оправки, мм	400
Число двойных ходов рабочей клети в мин.	20-220
Величина подачи за цикл, мм	0,72-9,04
Мощность двигателя главного привода, кВт	110
Наружный диаметр заготовки, мм	24-45
Толщина стенки заготовки, мм	2,0-10,0
Длина заготовки min, max, мм	1500-5000
Наружный диаметр готовой трубы, мм	12-35
Внутренний диаметр готовых труб, мм	12 - 53
Толщина стенки готовой трубы, мм	0,5 - 0,8

1.7 Брак и меры по его устранению

Виды брака при прокатке труб на станах ХПТ представлены в таблице

Таблица 6 Виды брака при прокатке труб на станах ХПТ

Виды брака	Причины возникновения	Способы устранения
1	2	3
1 Закаты	Малая развалка ручья калибров. Чрезмерная подача.	Увеличить развалку если она мала или заменить калибры.
2 Ужимы	Смещение калибров относительно друг друга. Резкий переход от выпуска к радиальной части калибров	Отрегулировать положение калибров. Заменить калибры.
3 Отпечатки	Налипание металла на поверхность ручья калибров. Налипание твердых частиц в смазке. Раковины и «сетка» на поверхности ручья калибров.	Зачистить ручей, заменить смазку или заменить заготовку с качественной поверхностью. Заменить калибры.

Виды брака при волочении труб на волочильных станах представлены в таблице 7



Таблица 7 Виды брака при волочении труб на волочильных станах

Виды брака	Причины возникновения	Способы устранения
1 Ужимы	Забивка головок со складками. Вмятины, задиры, закаты .	Обрезать головки, забить вновь. Снять тубы с волочения.
2 Растрескивание	Волочение с отступлением от маршрута. Неудовлетворительные механические свойства.	Производить волочение в соответствии с маршрутом. Отправить трубы на повторный отжиг.
3 Обрыв головок	Неправильно подобран инструмент для забивки головок. Неудовлетворительные механические свойства заготовки.	Правильно подобрать инструмент. Отправить трубы на повторный отжиг.

Виды брака при правке труб на правильных станах представлены в таблице 8

Таблица 8 Виды брака при правке труб на правильных станах

Виды брака	Причины возникновения	Способы устранения
1 Подрез	Остановка трубы в процессе правки в стане.	Увеличить величину сплющивания во входной паре волков.
2 Убоины	Удары трубы в желобах при правке.	Желоба должны быть обшиты мягким материалом.
3 Отпечатки	Наваривание металла рабочую поверхность валков	Зачистить рабочую поверхность валков.



2. Расчетно-технологическая часть

2.1 Обоснование выбора заготовки

Расчет маршрута прокатки труб размером 20,0х2,0мм из стали 08Х18Н10Т

Принимаем диаметр и толщину стенки заготовки 67,0х7,0мм исходя из того, чтобы сократить операции на станах ХПТ. Длину заготовки принимаем исходя из длины стола заготовки стана, и исходя из длины желоба. Заготовка приходит в цех длинной 6000,0 м, далее ее разрезают пополам. То есть длину заготовки принимаем 3000,0 м.

2.2 Расчет гребня ручья

Толщина стенки заготовки с учетом плюсового допуска

Sз = 7,0 + 0,85 = 7,85 мм

Толщина стенки готовой трубы с учетом минусового допуска

= 4,0- 0,85 = 3,15 мм

Диаметр пережима оправки определяется по формуле

d_к = D_к - 2S₁

d_к = 45- 2*3,15= 38,7 мм

Величину редуцирования ДD_ред принимаем равной 5 мм, тогда утолщение стенки



ДS_ред = (0,7 - 0,8) ДD_редS₀/D₀

Толщина стенки заготовки после редуцирования

S₀ = 7,85 + 0, 3 = 8,15 мм,

В результате суммарная вытяжка по стенке

л_У =S₀ /S₁

л_У = 8,15/3,15 = 2,58

а общая вытяжка при прокатке

л_У= S_o (D_o - S_o) / S₁ ((D₁ - S₁)

л_У= 8,15 (67,0 - 8,15) / 3,15 (45,0- 3,15) = 3,63

На основании полученного значения л_У = 3,63 и условно принятой длины обжимной зоны l₀ = 240 мм (дальше она будет уточнена) определим величину подачи, пользуясь формулой:

m = 3 l₀ / t (2 л_У + 1)

Для сплава 08Х18Н10Т в таблице 36 при вытяжке 3 рекомендуется коэффициент дробности деформации n_д = 5,2. Поскольку в нашем примере л_У = 3,63 примем n_д = 5,2 тогда подача

m= 3 х 240 / 6*(2 х 3,63 + 1) = 17,39~ 17 мм.

Определим длины зон ручья калибров.

Длина зоны редуцирования

l_р = ДD_ред / (2tgб_ред - 2tgв)

l_р = 5 / (0,1 - 0,005) = 52,63 мм

Длина предотделочной зоны

l_п = П₂tл_У

l_п = 1,3 х 8 х 3,63 = 37,83 мм

примем ее равной 38,0 мм

Длина калибровочной зоны

l_к = П₂tл_У

l_к = 2,0 х 8 х 3,63 = 58,21 мм

примем ее равной 58,21 мм. Тогда длина обжимной зоны

l₀ = L_раб - l_р - l_п - l_к

l₀ = 604,06- 52,63 - 37,83 - 58,21 =455,38 мм

Длина рабочей конической части оправки

L_опр = l_р + l_о + l_п

L_опр = 52,63 + 455,38 + 37,83= 545,85 мм

Принимая конусность оправки 2tgв = 0,005, находим диаметр ее цилиндрической части:

= dк + 2tgв L_опр

= 38,7+ 0,005 х 545,85 = 41,42 мм



Вытяжку по стенке _xc = S /S_x в контрольных сечениях обжимной зоны находят по номограмме. По оси ординат находят точку, соответствующую суммарной вытяжке по стенке _c , в нашем случае _c=2,06; из этой точки проводят линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с линиями контрольных сечений 1,2,3 ….7; опустив из точек пересечения перпендикуляры на ось абсцисс, находят _xc . В нулевом исходном сечении вытяжка равна l; в сечении 1 по номограмме _xc= 1,27; в сечении 2_xc = 1,5 и т.д. Полученные результаты заносят в таблицу.

Вытяжка по стенке в контрольных сечениях представлена на рисунке 2

Рисунок 2 Вытяжка по стенке

Толщина стенки в контрольных сечениях

S_x = S / _xc

S_xо = 8,15 /1 = 8,15 мм; S_x1 = 8,15 / 2,1 = 3,88 мм;

S_x2 = 8,15 / 2,7= 3,01 мм; ….. S_x8 = 8,15 / 8,0 = 1,01 мм.

Диаметр оправки в контрольных сечениях



d_x = d_k + 2tgl_x,

где l_x - расстояние от пережима d_k до контрольного сечения d₈ = 38,7 мм;

d₇ = 38,7 + 0,005*38 = 38,89 мм;

d₆ = 38,7 + 0,005*(38 + 65)= 39,2 мм;

d₅ = 38,7 + 0,005*(38 + 2*65) = 39,54 мм;

Диаметр оправки в контрольных сечения представлен в таблице 9.

Таблица 9 Диаметр оправки в контрольных сечениях

d0"	d0	d1	d2	d3	d4	d5	d6	d7	d8
41,43	41,165	40,84	40,515	40,19	39,865	39,54	39,215	38,89	38,7

Диаметр ручья в контрольных сечениях

D_x = d_k + 2S_x;

D₀' = 67 мм (диаметр заготовки);

D₀ = 38,7 + 2*8,15 = 55,0 мм;

D₁ = 38,7 + 2*3,86 =46,46 мм;

Диаметр оправки в контрольных сечения представлен в таблице 10.

Таблица 10 Диаметр ручья в контрольных сечениях

D0"	D0	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8
67	55	46,46	44,73	43,56	42,98	42,62	42,40	42,24	40,73



2.3 Расчет ширины ручья

Вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях

_xn= S_o (D_o - S_o) / S₁ ((D₁ - S₁);

л₀' = 1,0;

л₀ = 9,25*(88 - 9,25) / 9,55*(75,4 - 9,55) = 1,15;

л₁ = 9,55*(88 - 9,55) / 7,51*(71,33 - 7,51) = 1,56;

л₂ = 9,55*(88 - 9,55) / 6,36*(69,03- 6,36) = 1,87;

Вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях представлена в таблице 11.

Таблица 11 Вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях

л0'	л0	л1	л2	л3	л4	л5	л6	л7	л8
1	1,21	2,90	3,80	4,79	5,47	6,06	6,38	6,68	7,29

Вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях представлена на рисунке 3

Рисунок 3 Вытяжка площади поперечного сечения

2tgб = (D_x - D_x+1) / l_x,

где l_x - длина участка между контрольными сечениями;

участок 0 - 1

2tgб₁ = (55,0- 46,46) / 35 =0,24;

участок 1 - 2

2tgб₂ = (46,46- 44,73) / 35 = 0,049;

2tgб1	2tgб2	2tgб3	2tgб4	2tgб5	2tgб6	2tgб7	2tgб8
0,24	0,049	0,03	0,016	0,01	0,006	0,004	0,004

Величину развалки в контрольных сечениях определяем по формуле

ДB_x = b t _x 2tgб_x,

где b - коэффициент, учитывающий вынужденное уширение металла и износ инструмента (1,1 - 1,15).

Примем коэффициент b= 1,1; подача за ход t = 8 мм. ДB_0' берем равной 3,5 мм;

ДB₀ = 3,5 мм (берем по ДB₁).

ДB₁ = 2,9 * 8*0,24*1,1 = 6,23 мм;

ДB₂ = 3,8 *8*0,04*1,1 = 1,65 мм;

Величина развалки в контрольных сечениях представлена в таблице 13



Таблица 13 Величина развалки в контрольных сечениях

ДB0	ДB1	ДB2	ДB3	ДB4	ДB5	ДB6	ДB7	ДB8
3,5	6,23	1,65	1,41	0,79	0,54	0,35	0,27	0,30

Ширина ручья в контрольных сечениях

B_x = D_x+ ДB_x,

B_0' = 67,0 + 2 = 69,0 мм;

B₀ = 55,0+ 3,5 = 58,5 мм;

B₁ = 46,46 + 6,23= 52,69 мм;

Ширина ручья в контрольных сечениях представлена в таблице 14

Таблица 14 Ширина ручья в контрольных сечениях

В0'	B0	B1	B2	B3	B4	B5	B6	B7	B8
69	58,5	52,69	46,38	44,97	43,78	43,17	42,76	42,51	42,26

Окончательный диаметр ручья D_р в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на диаметр готовой трубы (0,50мм) и припуска на упругую деформацию (0,5мм).

D_р = D_x - 0,50 + 0,15мм;

D_р0' = 67,0 мм (остается без изменения);

D_р0 =55 - 0,65 = 54,55 мм;

D_р1 =46,46 - 0,65 = 45,81 мм;

Окончательный диаметр ручья в контрольных сечениях представлена в таблице 15



Таблица 15 Окончательный диаметр ручья в контрольных сечениях

Dр0'	Dр0	Dр1	Dр2	Dр3	Dр4	Dр5	Dр6	Dр7	Dр8
67	54,35	45,81	44,08	42,91	42,33	41,97	41,75	41,59	41,31

Окончательный диаметр ручья калибров в контрольных сечениях представлен на рисунке 4

Рисунок 4 Диаметр ручья калибров

Окончательная ширина ручья в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на диаметр готовой трубы (0,65мм)

B_р = B_x - 0,5мм;

В_р0' = 69 мм (остается без изменения);

В_р0 = 58,5 - 0,5 = 58,0 мм;

В_р1 = 52,69- 0,5 = 52,19 мм;

Окончательная ширина ручья в контрольных сечениях представлена в таблице 16



Таблица 16 Окончательная ширина ручья в контрольных сечениях

Вр0'	Вр0	Вр1	Вр2	Вр3	Вр4	Вр5	Вр6	Вр7	Вр8
69	58	52,19	45,88	44,47	43,28	42,67	42,26	42,01	41,76

Окончательная ширина ручья калибров в контрольных сечениях представлена на рисунке 5

Рисунок 5 Ширина ручья калибров

2.4 Расчет копира

Длина участков копира, соответствующая зонам ручья:

l_х.к = l_зоны / 0,01R_ш,

где R_ш - радиус ведущей шестерни; для стана ХПТ - 90

R_ш = 168 мм

Длины участков:

Редуцирования

l_р.к = 53 / 0,01 / 168 = 31,54 мм;

обжимного

l_о.к = 240 / 0,01 / 168 = 142,85 мм;

l_о.х = 142,85 / 7 = 20,4 мм;

предотделочного

l_п.к = 38 / 0,01 / 168 = 22,61 мм;

калибровочного

l_к.к = 58,21/ 0,01 / 168 = 34,65 мм.

Рабочая длина копира

L_раб.к = 31,54+142,85+22,61+34,65 = 231,67 мм.

Общая длина копира

L_общ.к = L_ход / 0,01 / R_ш = 705,0/ 0,01 / 203 =419,63 мм.

Длина холостых участков копира

l_хол.к = (419,63 - 231,67) / 2 = 93,98 мм.

Вертикальные размеры копира:

h_х = h_х+1 + (D_p - D_p-1) / 2;

h₈ = 17 мм (конструктивный разрез)

h₇ = 17 + (41,59 + 41,75) / 2 = 16,91 мм;

h₆ = 16,91+ (41,75 + 41,97) / 2 = 16,80 мм;

Вертикальные размеры копира представлены в таблице 17

Таблица 17 Вертикальные размеры копира

h0	h1	h2	h3	h4	h5	h6	h7	h8
4,29	10,62	14,89	15,75	16,33	16,62	16,80	16,91	17

Проверка расчетов по разности диаметров ручья и высот копира:

а) по ручью калибра

(D_p0' - D_p8) / 2 = (67,0 - 43,11) / 2 = 12,84 мм;

б) по копиру

h_p0' - h₈ = 17 - 4,29= 12,70 мм.

Параметры калибровки для прокатки на стане ХПТ-55 труб из стали марки 08Х18Н10Т по схеме 67,0х7,0 мм>45,0х4,0 мм представлены в таблице 18

Таблица 18 Параметры калибровки для прокатки на стане ХПТ-55 труб из стали марки 08Х18Н10Т по схеме 67,0х7,0 мм>45,0х4,0 мм

Показатели	Контрольные сечения
	0'	0	1	2	3	4	5	6	7	8
лxc	-	1	2,1	2,7	3,35	3,8	4,15	4,4	4,6	-
Sx	7,85	8,15	3,88	3,01	2,43	2,14	1,96	1,85	1,77	1,63
dx	41,43	41,16	40,84	40,51	40,19	39,86	39,54	39,21	38,89	38,7
Dx	67	55	46,46	44,73	43,56	42,98	42,62	42,40	42,24	41,96
лxn	1	1,21	2,90	3,80	4,79	5,47	6,00	6,38	6,68	7,29
2tgбx	-	-	0,24	0,04	0,03	0,016	0,01	0,006	0,004	0,004
ДBx	1	3,5	6,23	1,65	1,41	0,79	0,54	0,35	0,27	0,30
Bx	69	58,5	52,69	46,38	44,97	43,78	43,17	42,76	42,51	42,26
Dp	67	54,35	45,81	44,08	42,91	42,33	41,97	41,75	41,59	41,31
Bp	69	58	52,19	45,88	44,47	43,28	42,67	42,26	42,014357	41,76
hx	10,62	4,29	10,62	14,89	15,75	16,33	16,62	16,80	16,91	17

2.5 Расчет энергосиловых параметров прокатки

Определение усилия прокатки

Рассчитываем усредненное значение полного давления металла на валки при прокатке стали 08Х18Н10Т на стане ХПТ-55 [4, стр. 215] с 67,0х7,0 мм>45,0х4,0 мм:

,

где D₀,D_тр- диаметр заготовки и трубы после прокатки, мм;

S₀, S_тр - толщина стенки заготовки и трубы после прокатки, мм;

K_у- коэффициент, который зависит от характера упрочнения металла,

у_в50- временное сопротивление материала при деформации е =50% ;

m - величина подачи, m =17,39 мм;

- суммарная вытяжка, ;

R_ш- радиус ведущей шестерни, R_ш=168,0 мм;

l_ред- длина зоны редуцирования, l_ред=31,54 мм;

l_обж- длина обжимной зоны ручья, l_обж=142,85мм.

Определим временное сопротивление стали 08Х18Н10Т

,



где - эмпирические коэффициенты для разных марок сталей и сплавов

Тогда,

кН

Показатели расчета гребня ручья представлены в таблице 19

Таблица 19 Показатели расчета гребня ручья

Показатели	Полученный результат
1	2
Sст+доп	7,85
S1ст-доп(г.т)	3,15
dк	38,7
S0	8,15
лУ	2,58
лУобщ	3,63
m	17,39
lр	53
lп	37,83
lк	58,21
Lопр	545,85
dц	41,42
l0'	455,38

Вытяжка по стенке представлена на рисунке 6

Рисунок 6 Вытяжка по стенке

Вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях представлена на рисунке 7

Рисунок 7 Вытяжка площади поперечного сечения

Окончательный диаметр ручья калибров в контрольных сечениях представлен на рисунке 8

Рисунок 8 Диаметр ручья калибров

Окончательная ширина ручья калибров в контрольных сечениях представлена на рисунке 9

Рисунок 9 ирина ручья

Показатели расчета копира представлены в таблице 20



Таблица 20 Показатели расчета копира

Показатели	Полученный результат
Rш	168
lр.к	31,54
lо.к	142,85
lо.х	20,40
lп.к	22,61
lк.к	34,65
Lраб.к	231,67
Lобщ.к	419,64
lхол.к	93,98
по ручью калибра	12,84
по копиру	12,70

Параметры калибровки для прокатки на стане ХПТ - 32 труб из стали марки 08Х18Н10Т по схеме 45,0х4,0 мм>20,0х2,0мм представлены в таблице 21

Таблица 21 Параметры калибровки для прокатки на стане ХПТ-32 труб из стали марки 08Х18Н10Т по схеме 45,0х4,0 мм>20,0х2,0мм

Показатели	Контрольные сечения
	0'	0	1	2	3	4	5	6	7	8
лxc	-	1	1,8	2,6	3,35	3,8	4,15	4,4	5	-
Sx	4,4	5	2,77	1,92	1,49	1,31	1,20	1,13	1	0,83
dx	19,32	19,06	18,78	18,51	18,23	17,96	17,68	17,41	17,13	16,8
Dx	45	26,8	22,35	20,64	19,78	19,43	19,20	19,07	18,8	18,46
лxn	1	1,63	3,67	5,55	7,32	8,39	9,21	9,81	11,23	13,61
2tgбx	-	-	0,12	0,04	0,024	0,01	0,006	0,003	0,007	0,005
ДBx	1	3,5	4,10	2,38	1,58	0,74	0,51	0,33	0,77	0,66
Bx	47	30,3	26,46	23,03	21,37	20,17	19,72	19,41	19,57	19,13
Dp	45	26,35	21,90	20,19	19,33	18,98	18,75	18,62	18,35	18,01
Bp	47	30	26,16	22,73	21,07	19,87	19,42	19,11	19,27	18,83
hx	13	3,67	13	15,22	16,07	16,50	16,68	16,79	16,86	17



Определение усилия прокатки для стана ХПТ - 32

По формуле Шевакина Ю.Ф. рассчитываем усредненное значение полного давления металла на валки при прокатке стали 08Х18Н10Т на стане ХПТ - 32 с 45,0х4,0 мм>20,0х2,2мм:

Тогда,

кН

2.7 Расчет и заполнение нормативно-технологических карт

Заполнению нормативно-технологической карты (НТК) предшествует ее расчет. Для НТК необходимо рассчитать выходной вес одной штуки на операции (в кг), заправочный коэффициент, выход годного, отходы и угар. Прежде чем рассчитать заправочный коэффициент и выходной вес одной штуки на операции необходимо установить нормы отходов металла по операциям в процентах, на операциях, связанных с раскроем металла (разрезка слитка, обрезка кромок, концов). На остальных операциях отходы принимаются на основании практических данных.

Масса по операциям

m= (рR²*L)*с;

m=;

m - масса слитка или изделия;

V- Объем слитка или изделия;

с - Плотность сплава, в данном случае она равна 7, 90 кг/м³

R- Наружный диаметр

r- Внутренний диаметр

m₁= m₂= m₃= кг

m₄ = кг

m₅= кг

m₆= кг

m₇= m₈=m₉= m₁₀= кг

₁₁ = кг

m₁₂= m₁₃= m₁₄=m₁₅= кг

m₁₆=кг

m₁₇= m₁₈₌m₁₉= m₂₀=кг

m₂₁₌ m₂₂₌ m₂=кг

Определение нормы отходов металла по операциям:

,

где m_i - вес до операции;

m_i-1 - вес после операции.

₅=(1-

₂₈=(1-

₂₁=(1-

Заправочный коэффициент по операциям

Заправочный коэффициент рассчитывается на 1000 кг готовой продукции.

Кзп_n= Кзп_n-1+Кзп_n-1*;

К_зп23= К_зп22= 1000,00

К_зп21= К_зп20= 1000,00+1000,00*

К_зп19= 1002,00+1002,00*

К_зп18= 1003,00+1003,00*

К_зп17= 1004,01+1004,01*

К_зп16= К_зп15= 1005,01+1005,01*

К_зп14= 1010,03+1010,03*

К_зп13= 1011,04+1011,04*

К_зп12= 1016,10+1016,10*

К_зп11= К_зп10= 1021,18+1021,18*

К_зп9= 1023,22+1023,22*

К_зп8= 1024,25+1024,25*

К_зп7= 1029,37+1029,37*

К_зп6= 1034,51+1034,51*

К_зп5= 1036,58+1036,58*

К_зп4= 1037,00+1037,00*

К_зп3= К_зп2= К_зп1= 1038,03+1038,03*

Выход годного по заправочному коэффициенту:

ВГ=

Размещено на Allbest.ru

...