Обработка труб

Обработка труб электрохимическим способом получила широкое применение в промышленности благодаря экономическим и технологическим преимуществам по сравнению с механической обработкой. Электрохимическим полированием можно обработать как наружную, так и внутреннюю поверхности труб или обе поверхности одновременно. Скорость обработки не зависит от механических свойств металла. Процесс электрохимического полирования труб легко механизировать. Все это приводит к уменьшению трудоемкости и затрат ручного труда.

Не менее важным является возможность с помощью электрохимического полирования улучшить эксплуатационные характеристики труб, что не может быть достигнуто механической чистовой обработкой. Помимо повышения класса шероховатости поверхности, увеличивается пластичность металла. Технологические испытания на сплющивание колец от труб из тугоплавких сплавов показали, что образцы, не подвергавшиеся электрохимической обработке, разрушаются в начале приложения нагрузки при давлении 111 кгс, тогда как электрохимически полированные образцы выдерживают давление 450 кгс. В последнем случае деформация приводит к соприкосновению стенок кольца, но разрушение его не происходит [7]. Повышается стойкость труб против коррозии в агрессивных средах, улучшаются условия течения по трубам газов и жидкостей.

Электрохимической обработке подвергаются трубы диаметром 4—80 мм, длиной до 10 м из высоколегированных и углеродистых сталей, тугоплавких металлов и сплавов. При разработке технологии электрохимического полирования был исследован ряд электролитов и разработано специальное оборудование для реализации процесса в промышленности. В табл. 16 приведены составы электролитов, рекомендуемые для полирования труб из различных материалов [7]. Электролиты 1 и 2 применяются для обработки углеродистых и полуферритных сталей, 3 — нержавеющих сталей, 4 — титана и его сплавов, 5 и 6 — жаростойких металлов. Режим электролиза уточняется с учетом состава материала и размера обрабатываемых труб. Стали, содержащие значительное количество марганца и кремния, обрабатывают при плотности тока 200—300 А/дм², стали, содержащие свыше 20% марганца,— при 280—400 А/дм².

Трубы, имеющие малую толщину стенки, полируют при сравнительно небольших плотностях тока, а имеющие большую толщину стенки — при повышенной плотности тока. В случае малой толщины стенки трубы электролиз при большой плотности тока сопровождается значительным разогреванием металла, что может явиться причиной его растравливания.

Помимо указанных, для полирования труб из углеродистых сталей предложен [41 ] электролит на основе серной кислоты с добавкой эфира себациновой кислоты и сульфопоната, а для труб из нержавеющей стали — фосфорносернокислый электролит с добавкой сульфопоната и пеногасителя.

Применение для анодной обработки труб электролитов, не содержащих ионов хрома, положительно сказывается на сроке их службы и облегчает решение задачи регенерации отработанных растворов.

Для обработки труб применяются специальные установки с проточным электролитом. Стационарные ванны приемлемы только для полирования труб небольшой длины, предпочтительно по наружной поверхности. Обработка внутренней поверхности труб малого диаметра в стационарной ванне невозможна, даже с применением специального катода. Интенсификация процесса полирования труб была достигнута благодаря использованию биполярного способа электролиза, что позволило исключить применение скользящих контактов для подвода тока. Такие контакты не допускают значительных токовых нагрузок, которые приводят к местному перегреву металла. Во избежание этого необходимо уменьшить плотность тока, что влечет за собой увеличение продолжительности полирования.

Таблица 16. Составы электролитов для полирования труб (массовые доли, %)

Номер электролита	H3PO4	H2SO4	H2O	Этиленгликоль или глицерин	KCl	Ингибитор И-1-Б	CrO3	HF	NH4F	NH4NO3
1	68—74	—	20	—	—	—	6—12	—	—	—
2	50—60	30—40	20	—	0,5—1,0	0,2	—	—	—	—
3	50—60	30—40	20	—	—	—	—	—	—	—
4	—	—	—	89—91	—	—	—	4—5	5—6	—
5	—	10	—	70	—	—	—	20	—	—
6	—	—	2—3	80—85	—	—	—	3—4	5—6	5—6

Для обработки труб большой длины разработаны промышленные установки, обеспечивающие высокое качество полирования, механизацию основных операций, большую производительность.