Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Россия

А. С. Алещенко, доцент кафедры обработки металлов давлением (ОМД), канд. техн. наук, эл. почта: judger85@mail.ru
К. Нгуен, сотрудник кафедры ОМД, канд. техн. наук, эл. почта: nquang.misis@mail.ru
Ю. В. Гамин, доцент кафедры ОМД, канд. техн. наук, эл. почта: y.gamin@mail.ru

Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Россия¹ ; АО «Выксунский металлургический завод», Выкса, Россия²

А. Р. Шамилов, аспирант кафедры ОМД¹, главный специалист по прокатному инструменту Дивизиона нефтегазопроводных труб Управления по технологии и качеству трубного производства², эл. почта: shamilov_ar@omk.ru

Прошивка заготовок в гильзы и их раскатка в черные трубы являются основными технологическими операциями, влияющими на качество и точность труб, полученных на станах винтовой прокатки. Износ технологического инструмента прокатного стана оказывает значительное влияние на качество продукции и производительность трубопрокатного агрегата. Представлены результаты экспериментального исследования износостойкости раскатных цилиндрических оправок при прокатке труб из коррозионностойкой стали 20Х13. При прокатке партии из 8 труб из стали 20Х13 испытывали оправки, изготовленные из инструментальных сталей марок 4Х5МФС, 3Х3М3Ф, 5Х3В3МФС (ДИ 23), 20Х2Н4А, а также оправки с нанесенным покрытием из частиц алюминия и его оксида методом холодного газодинамического напыления (ХГН). Выполнены визуальный анализ состояния поверхности труб и оправок, измерение материалостойкости, изменения диаметральных размеров оправок по длине и шероховатости поверхности. Согласно полученным результатам относительно состояния наружной поверхности, а также изменения диаметральных размеров оправок после прокатки, наиболее приемлемым материалом из исследованных, позволяющим снизить склонность к схватыванию прокатываемого металла на поверхности прокатного инструмента, является сталь 4Х5МФС или нанесение на поверхность оправок жаропрочных композитов методом ХГН.

Работа была выполнена в рамках комплексного проекта по теме «Разработка и внедрение комплексных технологий производства бесшовных труб из сталей нового поколения с управляемой коррозионной стойкостью при осложненных условиях эксплуатации для топливно-энергетического комплекса Российской Федерации» в рамках Соглашения № 075-11-2023-011 от 10.02.2023 по постановлению Правительства РФ № 218 от 09.04.2010.

1. Nobuhiko Morioka, Hiromu Oka, Tetsuo Simizu. Development of manufacturing technology for high alloy steel seamless pipe by Mannesmann process // Kawasaki Steel Technical Report. Special Issue on Ironmaking Technology and Tubular Products Technology. 1998. Vol. 38. P. 38–46.
2. Сазоненко И. О. и др. К вопросу повышения стойкости оправок прошивных станов // Литье и металлургия. 2012. Т. 4. № 68. С. 135–138.
3. Романцев Б. А. и др. Повышение износостойкости оправок прошивного стана // Известия вузов. Черная металлургия. 2008. № 11. С. 16–20.
4. Shiryaev A. G., Chetverikov S. G., Chikalov S. G. et al. Production of seamless steel pipe for oil and gas extraction in challenging conditions // Steel Translation. 2018. No. 48. P. 704–711.
5. Лубе И. И., Трутнев Н. В., Тумашев С. В., Красиков А. В. и др. Повышение стойкости оправок прошивного стана при производстве бесшовных труб из нержавеющей стали мартенситного класса марки типа 13Сr в линии ТПА // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76, № 12. С. 1259–1264.
6. Romantsev B. A. et al. Development of multipass skew rolling technology for stainless steel and alloy pipes’ production // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97, Iss. 9–12. P. 3223–3230.
7. Romantsev B. A. et al. Improving the wear resistance of piercing-mill mandrels // Steel in Translation. 2009. Vol. 38, Iss. 11. P. 897–899.
8. Gojić M. Failure and heat treatment of pilger mandrels made from X38CrMo V51 steel // Engineering Failure Analysis. 2002. Vol. 9, Iss. 5. P. 535–540.
9. Gevorgyan G. et al. Heat treatment of mandrel steel for pipes’ piercing // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2021. Vol. 1926, Iss. 1. 012039.
10. Chubukov M. Yu. et al. Change in the surface oxide layer of piercing-mill mandrels over time // Steel in Translation. 2016. Vol. 46, Iss. 11. P. 818–822.
11. Литвиненко-Арьков В. Б., Соколов Г. Н., Лысак В. И. Дуговая наплавка раскатной поверхности прошивных оправок // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2010. № 11. С. 79–81.
12. Зорин И. В. и др. Наплавка трубопрошивных оправок сплавом на основе Ni3Al в никеле с использованием композиционной проволоки // Сварка и диагностика. 2016. № 2. С. 16–19.