Geum.ru

Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2003

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


3.7.Гнутые профили проката и прокат с защитными покрытиями
По назначению
Подобный материал:
1   ...   15   16   17   18   19   20   21   22   ...   48

3.7.ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ ПРОКАТА И ПРОКАТ С ЗАЩИТНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ



Особой разновидностью станов являются профилегибочные станы. Гнутые профили можно изготавливать и штамповкой, но этот способ менее производителен и ограничивает длину профиля.

Этот вид продукции производится из рулонной листовой стали, цветных металлов и сплавов методом холодной гибки. Оборудование профилегибочных станов менее сложное, чем прокатное, его обслуживание проще и легче, поэтому капиталовложения и эксплуатационные расходы также ниже, чем при организации производства на горячекатаных станах, и окупаются в короткий срок.


Гнутые профили имеют большое разнообразие типов и профилеразмеров и подразделяются на гнутые профили общего назначения и специальные (рис. 61).

К профилям общего назначения относятся гнутые профили простой конфигурации, часто используемые в конструкциях и машинах и применяемые во всех отраслях промышленности: уголки равнобокие и неравнобокие, швеллеры (в том числе несимметричные и с изогнутой стенкой), С-образные, Z-образные, корытообразные профили, прямоугольные и круглые несварные и сварные, желобчатые профили.

Специальные профили — это профили сложной конфигурации, применяемые в железнодорожном машиностроении, авто- и тракторостроении, оконно-рамные профили и др.

Профилегибочные станы по характеру работы делятся на два вида: непрерывного действия; периодического действия, или штучного профилирования. На станах непрерывного действия заготовка применяется в виде рулонов, и в большинстве случаев перед станами устанавливается стыкосварочная машина для сварки концов рулонов ленты, поступающей для формовки. Профилирование идет непрерывно во всех клетях стана, готовые профили разрезают на мерные длины после выхода из последней клети. На станах периодического действия, или штучного профилирования заготовка перед профилированием разрезается на мерные длины и каждая заготовка (штука) формуется отдельно.

Дальнейшее развитие процессов прокатки связано с повышением производительности станов, улучшением качества труб. Для достижения этих целей необходимо совершенствование конструкций станов, рабочих инструментов, автоматизация процессов, разработка и внедрение новых процессов и оборудования.

Для борьбы с коррозией черных металлов наиболее экономически целесообразны и эффективны защитные покрытия (металлические и неметаллические). В технически развитых странах доля листов с покрытиями составляет около 70 % от выпуска холоднокатанных листов, в России — менее 30 %.

Основными потребителями листов с покрытиями являются строительная, автомобильная промышленность, производство бытовых электроприборов. Эффективность использования такого металла связана с более низкой, по сравнению с прокатом из нержавеющей стали и цветными металлами, стоимостью, а также с повышением надежности и увеличением срока службы изделий. Если принять стоимость листовой холоднокатаной стали за 1, то стоимость листовой горячеоцинкованной стали составит 1,3; листовой алюминированной стали — 1,4; листовой стали с полимерными покрытиями — 2,4, а листовой холоднокатаной нержавеющей стали — 5,7.

Фирмы-изготовители автомобилей в Европе обеспечивают трехлетнюю гарантию в отношении косметической и шестилетнюю в отношении сквозной коррозии кузова без дополнительной антикоррозионной обработки. В Канаде и США эти сроки соответственно увеличены до 5 и 10 лет. Это заставляет автомобилестроительные и металлургические фирмы идти на значительные капиталовложения для совершенствования производства и применения новых прогрессивных материалов — прежде всего сталей с различными видами защитных покрытий.

Типичные толщины покрытия: 7,5 и 10 мкм для электроцинкового покрытия; 2, 3, 5 и 6 мкм для покрытий сплавами цинк—никель; 7,5 и 10 мкм для горячего оцинкования.

В России в настоящее время используется около 40 кг стали с покрытием на каждый автомобиль. В основном это горяче- и электрически оцинкованная сталь для некоторых деталей кузова и двигателя, освинцованная сталь для бензобаков, опытные партии алюминированной стали для выхлопных труб и глушителей.

Отсутствует производство сталей с покрытиями особо сложной вытяжки для основных кузовных деталей, что сокращает срок службы автомобилей и снижает их конкурентоспособность на мировом рынке. Для решения этой проблемы нужна организация производства электролитической оцинкованной стали необходимого сортамента и горячеоцинкованной стали с высокими пластическими свойствами.

В процессе эксплуатации трубы подвергаются различным видам коррозии: почвенной, атмосферной, высокотемпературной, морской и др. Поскольку они используются во многих отраслях промышленности, их качество определяет надежность и эффективность соответствующих производств.

По назначению защитные покрытия делятся на консервационные и эксплуатационные. Консервационные покрытия предназначены для защиты труб от атмосферной коррозии на период транспортировки и хранения на складах. Для увеличения срока службы при работе в агрессивных средах, защиты от отложения солей и парафина при транспортировке различных продуктов, повышения пропускной способности на трубы наносятся эксплуатационные покрытия.

Консервационные покрытия (окраска) наносятся на наружную или внутреннюю поверхность труб в один или несколько слоев. Для окраски наружной поверхности труб нефтяного сортамента применяют различные битумные лаки, глифталевую эмаль и др.

Покрытия наносят путем окунания или облива, пневматического или безвоздушного распыления или распыления в электростатическом поле. Для равномерного облива (в специальных камерах) и экономичного расходования лакокрасочный материал перед подачей в спрейер смешивается со сжатым воздухом. Сушка труб может быть естественной на воздухе или в специальных газовых камерах.

Эксплуатационная защита труб обеспечивается нанесением на их поверхность металлических (цинк, алюминий, хром), силикатных (эмали, стекло) и полимерных материалов. Испытания насосно-компрессорных труб с цинковым покрытием в скважинах, содержащих сероводород, показали, что их стойкость повышается в 10 раз.

Алюминиевые покрытия используют для защиты труб из углеродистых сталей от атмосферной, высокотемпературной, сернистой и других видов коррозии. Нанесение покрытия на трубы производится из расплава (алюминирование) и диффузионным методом с применением порошковых смесей (алитирование). Коррозионная стойкость труб на воздухе, в морской воде, газах, содержащих сернистый ангидрид, и других агрессивных средах повышается в 3–10 раз.

Трубы из дорогостоящих коррозионностойких сталей успешно заменяются углеродистыми трубами с эмалевыми, стеклоэмалевыми и стеклянными покрытиями. Технология эмалирования труб предусматривает подготовку поверхности, нанесение эмали, сушку покрытия, обжиг и контроль качества. Подготовка поверхности производится термическим обезжириванием при температуре 800 °С с последующим травлением в растворе серной и соляной кислот. Травление может быть заменено пескоструйной или дробеструйной обработкой. Эмалевое покрытие наносят на поверхность трубы методом облива или обсыпания порошком. После нанесения покрытия его сушат в электрических сушилках при 80–140 °С с продувкой холодным или подогретым до 40–50 °С воздухом. Обжиг производят в электроиндукционных и газовых печах при температуре 600–980 °С в зависимости от состава эмали.

Стеклокристаллическое покрытие на основе эмалей имеет более высокие эксплуатационные свойства: термостойкость до 400–600 °С, механическая прочность в 3–6 раз выше, износоустойчивость в 1,5–2 раза выше. Технология нанесения этих покрытий отличается от обычной технологии эмалирования только термической обработкой. Стеклянные покрытия на внутреннюю поверхность труб наносятся баллонным, порошковым, шликерным, центробежным методами.

Более надежными являются системы полиэтиленовых (ПЭ) покрытий, которые используются для магистральных газопроводов и в сетях водогазоснабжения. ПЭ-покрытия эксплуатируются в малоагрессивных и агрессивных средах (водные растворы кислот, щелочей, солей 70 %-ной концентрации) при температуре до 60 °С. С повышением температуры до 80 °С стойкость ПЭ-покрытий снижается. Из полимеров, применяемых для внутренних покрытий труб, широкое распространение получили порошковые и жидкие материалы на основе эпоксидных смол.

Трубы с внутренним покрытием предназначены для транспортировки сред с высокой коррозионной активностью — высокоминерализованной воды с присутствием кислорода, углекислоты, сероводорода (пластовых, сточных вод) в широком диапазоне рН среды, с температурой транспортируемой жидкой среды до 95 °С, а для сухих сред — до 120 °С. Покрытие имеет высокую абразивную стойкость, стойкость к нефтепродуктам и различным химическим реагентам. Срок службы труб с покрытием превышает срок службы непокрытых труб в пять и более раз. Разработаны системы покрытий для трубопроводов холодной и горячей воды.

Использование труб с внутренним полимерным покрытием не только обеспечивает эффективную защиту от коррозии, но и позволяет увеличить пропускную способность трубопроводов (на 5–10 % и более), а также значительно снизить отложения на их внутренней поверхности. Трубопроводы с внутренними полимерными покрытиями значительно реже нуждаются в очистке и сохраняют первоначальную пропускную способность на протяжении длительного срока эксплуатации.