ПРОИЗВОДСТВО СТАЛЬНЫХ ТРУБ НА РАДИАЛЬНО-КОВОЧНЫХ МАШИНАХ ФИРМЫ GFM

Появление радиальноковочных машин (РКМ) и расширение области их применения стало заметным событием в развитии обработки металлов давлением. Машины предназначены для обработки осесимметричных сплошных и полых деталей в горячем и холодном состоянии. Формообразование поковки осуществляется четырьмя бойками, расположенные в одной плоскости и действующими синхронно с частотой 145—2000 ударов/мин. Процесс характеризуется перемещением за единичное обжатие небольших' объемов металла и меньшими суммарными затратами энергии по сравнению с традиционными способами ковки.

Наиболее полно преимущества радиальной Ковки реализуются при изготовлении полых цоковок, близких профилю готовой детали. Созданию первой универсальной машины модели SXP55 усилием 10 МН предшествовала экспериментальная работа, проведенная фирмой GFM в 1971 г. совместно с Пермским научно исследовательским технологическим институтом (ПНИТИ).

Ковка труб. По техническим заданиям ПНИТИ фирмой "GFM" было создано несколько универсальных РКМ, пригодных для обработки не только сплошных, но и полых поковок.

Первая универсальная РКМ модели SXP55 установлена в АО "Мотовилихинские заводы" • (Пермь). На ее основе создан механизированный технологический комплекс, включающий методическую нагревательную печь с кольцевым подом ф16м, пилу горячей резки роторного типа, загрузочноразгрузочные устройства, поворотные столы, рольганги. Здесь освоено производство стальных труб: цилиндрических, конических, ступенчатых с минимальными припусками; поле допуска на диаметральные размеры поковки составляет не более 1 % от этих размеров. В качестве исходных заготовок могут быть использованы конические и цилиндрические слитки ЭШП, центробежнолитые отливки, слитки, получаемые на установках непрерывной разливки стали. Разработано и освоено несколько технологических схем формообразования поковок труб (рисунок).

Для изготовления труб (рис. 1) с мини мальнным (<0,3 мм) слоем окалины в канале и предупреждения налипания металла рекомендуется защитное покрытие рабочей поверхности оправок из порошкового материала ВК9с толщиной 40—50 мкм, наносимого детонацион ногазовым методом. На некоторых машинах предусмотрена возможность ковки труб на короткой ступенчатой оправке с двумя рабочими поверхностями. Привод перемещения оправки имеет программное управление, при изменении положения ее в процессе ковки можнэ получить несколько выступов в канале трубы.

Положительный опыт освоения технологии производства толстостенных труб на машинах типа SXP55 в России и других странах послужит основой для создания еще более мощных РКМ. Самой крупной машиной, изготовленной фирмой "GFM" в 1984 г. по техническому заданию ПНИТИ и пока не имеющей аналогов является РКМ SXP85, усилием 30 МН на боек. Машина предназначена для изготовления осесимметричных поковок, в том числе труб с переменным наружным и внутренним профилем длиной до 18 м, массой до 20 т. Это могут быть полые судовые валы, трубы большого диаметра для установок подводного бурения, специальные полые удлинители и оправки для прокатных станов.

Ковка готовых изделий. Экспериментальные исследования, проведенные на машине SXP16, установленной в ПНИТИ, подтверждают возможность изготовления радиальной ковкой прецизионных упрочненных труб в холодном состоянии. В 1991 г. освоена технология изготовления толстостенных труб CDH/fCT<6) высокого давления для производства полиэтилена. Получены опытные партии труб длиной 36 м, АЮР = 1763 мм, Dw = 932 мм. Шероховатость внутренней поверхности составила не более 0,32 мкм Rai допуск по внутреннему диаметру 0,020,04 мм; механические свойства металла поковок полностью соответствовали требованиям технических условий на по 4совки таких труб.

Обработана технология изготовления цилиндров пластификации для термопластавтома тов с диаметром рабочей полости 28—30 мм, которую формируют радиальной ковкой в окончательном виде, не требующем операций финишной механической обработки. Партии кованых цилиндров в 1992—93 гг. прошли успешно испытания на Пермских заводах: телефонном, электроприборном, заводе им. Ф.Э.Дзержинс кого.

В 1992 г. в ПНИТИ методом радиальной ковки впервые были получены прецизионные стальные трубы для цилиндров скважинных штанговых насосов.

Актуальность решения этой задачи определяется тем, что серийное производство насосов в России не налажено, а годовая потребность в них около 100 тыс.шт. удовлетворяется, главным образом, за счет поставок по импорту.

Первая партия (10 шт.) глубинных штанговых насосов типа НВ1Б, изготовленных в ПНИТИ с использованием радиальнокованых цилиндров, в январе 1993 г. успешно прошла стендовые испытания на оборудовании НГДУ (Кунгур), по "Пермнефть". Начиная с 1 кв. 1993 г. проводятся промышленные испытания этих насосов на скважинах АО "Сургутнефтегаз".

Специализированная РКМ может обеспечить за год производство 20—25 тыс.шт цилиндров длиной 3—6 м с диаметром канала 28—60 мм. По сравнению с традиционной технологией (холодным волочением труб) обеспечиваются существенные преимущества: точность внутреннего канала повышается в 8— 10 раз, отклонения по диаметру 0,02— 0,03 мм, шероховатость по Ra не более 0,32 мкм; исключаются трудоемкие финишные операции: хонингование, полирование; улучшаются эксплуатационные характеристики цилиндра за счет упрочнения поверхности канала и благоприятной схемы остаточных напряжений, повышающих конструктивную прочность детали; исключаются экологически небезопасные операции, связанные с применением кислотных растворов при подготовке труб к холодному волочению; открывается возможность унификации основных деталей скважинного насоса: цилидра и плунжера.

Результаты экспериментальных исследований, опыт внедрения универсальных РКМ в России и зарубежных странах подтверждают целесообразность их применения в произвол стве точных стальных труб близких профилю готовых деталей, при этом не только коренным образом снижается трудоемкость и металлоемкость технологического процесса, повышается производительность труда, но и открываются возможности совершенствования конструкции самой детали, повышение ее эксплуатационных характеристик.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 4, Москва 1994