книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

ПРОИЗВОДСТВО ТРУБ НА УСТАНОВКАХ С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ

В. М. ДРУЯН, В. В. ПЕРЧАНИК, г. Н. КУЩИНСКИЙ, Г. А. КАРПОВ

АННОТАЦИЯ

Изложены основные положения теории и технологии производст­ ва бесшовных труб, технологический процесс получения труб на установках с пплигримовыми станами, оборудование установок, особенности калибровки валков п инструмента модернизированных и иемодернизированных установок. Приведены сведения о требова­ ниях к готовой продукции, видах брака, технико-экономических показателях производства труб, организации труда и технике безо­ пасное™ при работе па пилигрнмовых установках.

Книга представляет собой пособие для обучения рабочих, валь­ цовщиков и операторов трубопрокатных установок с пилигримовыми станами. Может быть полезна мастерам и рабочим других труб­

ных цехов и учащимся профессионально-технических училищ н тех­ никумов.

6кС. {

© Издательство «Металлургия», 1973.

П 3123—173 78—73

Директивам« XXIV съезда КПСС по пятилетне­ му -плану развития народного хозяйства СССР на 1971—‘1975 лг. предусмотрены высокие темпы роста черной металлурги«. Советские металлурги долж­ ны увеличить производство’металла высокого каче­ ства при наименьших затратах труда и материаль­ ных средств.

Одним из путей улучшения качества металло­ продукции является внедрение прогрессивных спо­ собов производства металла.

Важное значение имеет ускорение технического прогресса в прокатном и трубопрокатном произ­ водстве.

С1962 г. Советский Союз занимает первое место

вмире по объему производства стальных труб. В

металлургии на девятую пятилетку, намечено стро­ ительство новых и реконструкция действующих трубных цехов.

Большое значение при этом будет иметь внедре­ ние в производство достижений науки. Актуальней­ шие вопросы теории и практики трубного произ­ водства решены в работах многих советских уче­ ных, в частности П. Т. Емельяненко, А. И. Целико­ ва, А. П. Чекмарева, В. С. Смирнова, П. И. Полухи­ на, Я. Л. Баткина, Я. Е. Осады, Ю. М. Матвеева,

С.И. Борисова, А. А. Шевченко и др.

Вотечественной трубной промышленности ши­ роко используются различные способы производст­ ва стальных бесшовных и сварных труб, среди ко­ торых большое место занимает пилипримовый спо­ соб. На установках с пилигримовыми станами по­ дучают бесшовные трубы средних и больших шиз-

метров, предназначенные в ооноганом для работы в тяжелых условиях (при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в котлах различной конструкции и дір.). Этот способ производства — один из наиболее экономичных.

В последние годы в нашей стране проведены большие работы по совершенствованию технологии и оборудования существующих пилигримовых уста­ новок, а также івіведѳны в строй и успешно освоены принципиально новые установки. Решение научнотехнических задач по повышению производитель­ ности и улучшению качества труб, получаемых на этих установках, повышает требования к квалифи­ кации рабочих. Современный высококвалифициро­ ванный рабочий-трубопрокатчик должен иметь до­ статочный объем знаний в области трубного про­ изводства, сознательно и глубоко овладевать про­ фессией и постоянно повышать производственную квалификацию.

Систематическое и глубокое расширение и со­ вершенствование профессионально-технической подготовки рабочих —непременное условие ускоре­ ния технического прогресса в трубном производ­ стве.

Глава I

" " " ОСНОВЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

ІІ. ФИЗ ИЧЕСіК'ИЕ ОСНОВЫ ПЛАСТИЧЕСКОРІ ДЕФОРМАЦИИ

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием приложенной системы оил. Всякое воздействие силы на металл вызывает изменение формы и размеров его в определенной последователь­ ности. .

Вначале происходит упругая деформация, .при .кото­ рой после удаления приложенных сил тело полностью восстанавливает первоначальную форму и размеры (об­ ратимый процесс); затем .пластическая деформация, при которой после удаления приложенных сил тело не вос­ станавливает своей первоначальной формы и размеров (необратимый процесс) и, наконец, следует разруше­ ние—нарушение оплошности тела.

Пластическая деформация металлических материа­ лов является основой многих технологических процес­ сов, в том числе и процессов производства стальных бес­ шовных труб.

Металлы и их сплавы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение и деформация ів .первую оче­ редь зависит от типа .кристаллической решетки, а также присутствия дефектов в ее структуре. Каждый отдель­ ный кристалл состоит из правильно ориентированных в пространстве элементарных ячеек с атомами, располо­ женными в узловых точках.

'Совокупность элементарных ячеек образует простран­ ственную атомную решетку монокристалла, причем для металлов наиболее типичны кристаллические решетки трех типов (рис. 1).

Физические свойства монокристалла, в том числе по­ казатели упругой и пластической деформации его, меня­ ются в зависимости от того, в каком направлении они измеряются (так называемая анизотропия свойств ма­ териала). Однако в .металлах, которые представляют со­ бой множество беспорядочно ориентированных кристал-

Рнс. 1. Кристаллические решетки металлов:

а — объемноцентрнрованная кубическая; б — граиецеитрировапиая кубиче­ ская; в — плотноупакованная гексагональная

лов (поликристаллическое твердое тело), изменения свойств каждого отдельного .кристалла не влияют на ха­ рактеристики, поскольку случайное расположение кри­ сталлов обвапечивает ередние значения свойств, постоян­ ные во всех направлениях (так называемая квазшізотрапность 'СВОЙСТВ) .

Довольно часто встречаются металлы, в которых от­ дельные кристаллы не полностью разуюорядочены отно­ сительно друг друга и образуют при этом так называе­ мые текстуры или преимущественные ориентации, в большей или меньшей степени влияющие на анизотро­ пию свойств.

Деформация монокристаллов

Упругая деформация в монокристалле проте­ кает путем отклонения атомов от положения устойчивого равновесия (рис. 2,а), которое характеризуется миниму­ мом потенциальной энергии. Величина этого отклонения, которое увеличивает потенциальную энергию, накоплен­ ную в металле, не превышает расстояния между сосед­ ними атомами (рис. 2,6). При упругой деформации ус­ тойчивое равновесие между атомами нарушается, в ре­ зультате чего возникают силы притяжения (при растя­ жении) или отталкивания (при сжатии), которые урав­ новешивают приложенную систему сил. После снятия внешних сил Р атомы возвращаются в состояние устой­ чивого равновесия под действием сил притяжения или отталкивания.

Пластическая деформация осуществляется путем от­ носительного смещения атомов в новые положения ус­ тойчивого равновесия.

В зависимости от особенностей смещений в кристал­ лической решетке различают с м е щ е н и я с к о л ь ж е -

н а п р а в л е н и я м и с к о л ь ж е н и я и л и д в о й н и ­ ков а н и я.

Пластическая деформация монокристалла приводит к появлению на поверхности его множества параллель­ ных микроскопических ступенек, называемых полосами скольжения. Внутри отдельного кристалла следы смеще­ ний располагаются в определенном порядке: они образу­ ют систему параллельных линий или несколько таких систем, пересекающихся под определенным углом.

Скольжение в кристаллической решетке происходит по плоскостям и направлениям с наибольшей плотностью атомов (например, заштрихованные плоскости на рис. 1). Важной характеристикой этих -плоскостей я на­ правлений служит величина наименьшего (критическо­ го) сдвигающего напряжения ткр> вызывающего сколь­ жение. Сдвигающее напряжение т представляет силу, действующую в плоскости скольжения в направлении пе­ ремещения слоев, отнесенную к площади, по которой происходит сдвиг. В плоскостях и направлениях с наи­ более плотной укладкой атомов величина ткр оказывает­ ся наименьшей. Во всех других плоскостях и -направле­ ниях величина ткр оказывается большей.