В процессе эксплуатации у прокатного оборудования валки нередко подвергаются трещинообразованию. Анализируя характер этих трещин, можно установить, что основные зоны их возникновения сосредоточены в области кольца вала; при этом разрывы имеют форму неправильных наклонных или вертикальных сечений. Так почему же возникает подобная ситуация?

Разбирая данную проблему, можно выделить несколько ключевых аспектов. Прежде всего, причиной может быть наличие дефектов качества самой прокатной валки: поскольку рабочие валики непосредственно контактируют с раскалёнными заготовками и подвергаются разнообразным нагрузкам, они должны обладать высокой термостойкостью. Если при повышении температуры валика его твёрдость снижается слишком резко, это свидетельствует о недостаточной термостойкости и может существенно ухудшить общую эксплуатационную надёжность прокатной валки.

Если рассматривать совместно все технологические параметры прокатки, то валки должны обладать высокой износостойкостью, а также соответствующими значениями твёрдости и прочности. На самом деле поверхностная механическая усталость, возникающая под действием циклических нагрузок, а также термическая усталость, обусловленная периодическим нагревом поверхности валка при контакте с прокатываемым изделием и последующим охлаждением водой, приводят к износу валков и появлению термических трещин.

Твёрдость прокатных валков также является крайне важным параметром; как правило, она обратно пропорциональна стойкости рабочей поверхности к термическим трещинам. Иными словами, чем выше твёрдость рабочей поверхности, тем лучше её износостойкость, но при этом снижается устойчивость к термическим трещинам. Как правило, износостойкость и твёрдость рабочей поверхности зависят от разницы твёрдости по диаметральному направлению в теле вала; поэтому желательно, чтобы эта разница была как можно меньше, а сама твёрдость находилась в оптимальном диапазоне.

В процессе прокатных работ на валки также действуют многочисленные нагрузки. По мнению специализированных производителей прокатных станов, например, во время прокатки на валки воздействуют прокатное давление, приложенное гидравлическими устройствами к их торцам, а также реактивные силы, возникающие при деформации прокатываемого изделия; кроме того, они подвергаются переменным нагрузкам, обусловленным воздействием как холодных, так и горячих температур.