Способ изготовления многослойных обечаек

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1085662

3(5Ц В 213) 51/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2929813/25-27 (22) 23.05.80 (46) 15.04.84. Бюл. М 14 (72) A.Ñ.Скугар (53) 621.772(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

М 350315, кл. В 21 В 51/24, 1971 (прототип) . (54) 157) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК путем рулонирования полосы, при котором в процессе намотки рулона между витками полосы навивают дополнительные элементы заданного профиля с приложением усилия к поверхности витков, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности, надежности и качества изделий, перед образованием витков полосу и дополнительные элементы нагревают до температур, лежащих на противоположных границах температурного интервала горячей ,обработки металла давлением.

1085б62

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в процессе намотки зоны нагрева полосы и дополнительных элементов обрабатывают жидким флюсом.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что при изготовлении дополнительных элементов в виде лент на поверхности полосы или ленты выполняют рифли, при этом элемент с рифленой поверхностью нагревают до температуры, лежащей на нижней границе температурного интервала горячей обработки металла давлением, Изобретение относитс.я к способам изготовления многослойных рулонированных изделий и может быть использовано при производстве труб., колонн синтеза и другого оборудования в многослойном рулонйрованном исполнении для нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Известен способ изготовления мно« гослойных обечаек путем рулонирования полосы, при котором в процессе намотки рулона между витками полосы навивают дополнительные элементы заданного профиля с приложением усилия к поверхности витков (:13.

Недостатками известного способа изготовления многослойных резервуаРОВ являются необходимость приме.нять полосу бочкообразного сечения и лент клинообразного и другого сечения; сложность процесса намотки 20 указанных полос и лент; неизбежность образования зазоров между поверхностями смежных витков и лент, что не исключает возникновение трещин, под-. резов, непроварбв и других дефектов в наплавочном металле кольцевого шва.

Цель изобретения — повышение проч ности, надежности и качества многослойного изделия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления многослойных обечаек путем рулонирования полосы, при котором в процессе намотки рулона между витками 35 полосы навивают дополнительные эле- менты заданного профиля с приложением усилия к поверхности витков, перер образованием витков полосу и дополнительные элементы нагревают до тем- 4Q ператур,лежащих на противоположных границах температурного интервала горячей обработки металла давлением..:

В процессе намотки зоны нагрева полосы и,дополнительных элементов 4 обрабатывают жидким флюсом. а элемент с гладкой поверхностью— до температуры, лежащей на верхней границе этого интервала.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ н И с я тем, что при изготовлении дополнительных элементов в виде проволоки или сетки дополнительные элементы нагревают до температуры, лежащей на нижней границе интервала горячей обработки металла давлением, а полосу — до температуры, лежащей на верхней границе этого интервала.

При изготовлении дополнительных элементов в виде лент на поверхности полосы или ленты выполняют Рифли, при этом элемент с рифленой поверхностью нагревают до температуры, лежащей на нижней границе температурного интервала горячей обработки металла давлением, а элемент с гладкой поверхностью — до температуры, лежащей на верхней границе этого интервала.

При изготовлении дополнительных элементов в виде проволоки или сетки. дополнительные элементы нагревают до температуры, лежащей на нижней границе интервала горячей обработки металла давлением, а полосу †.до температуры, лежащей на верхней границе этого интервала.

На фиг. 1 изображена схема изготовления многослойной обечайки предлагаемым способом; на фиг. 2 - многослойная стенка(разрез A-A на фиг.1) . с лентами, навитыми между смежными витками, полосы; йа фиг. 3 — то же, с лентами,навитыми между рифлеными поверхностями смежных витков полосы; на фиг. 4 - то же, с рифлеными лентами, навитыми между смежными витками полосы; на фиг. 5 - то же, с нитями проволоки, навитыми между смежными витками полосы.

Предлагаемым способом изготавливают многослойные обечайки из высокопрочной стали 12ХГНМФ толщиной 4 мм, диаметром 1420 мм, и толщиной многослойной стенки 20 мм(5 слоев по

4 мм) с последующей сборкой и соединением многослойных обечаек между собой сварными кольцевыми швами до образования многослойной трубы большого диаметра конечной длины.

Многослойную обечайку изготавли« вают следующим образом.

С разматывателя подающими валками через правильное устройство и т.д. полосу 1 подают в намоточную машину.

1085662 между прокатными валками 2 и веду- щими валками 3 и одновременно в процессе намотки полосы 1 по краям, ее дополнительные элементы 4 (ленту, проволоку, сетку и т.д.) шириной

100-150 мм, и толщиной 0,5-1,0 мм из стали. 12НГНМФ.

При этом, перед намоткой рулона устройством 5 производят зачистку поверхностей по краям полосы 1 наждачным кругом на ширину 100-150 мм до металлического блеска и индукторами ТВЧ 6 производят нагрев поверх- . ностей полосы 1 и элементов 4 до температур, лежащих на противоположных границах температурного интерва- 15 ла горячей обработки металла давле нием (800-850 и 1100-1150 C), и посредством устройства 7 зону нагрева обрабатывают жидким флюсом

М 200, 201 с интервалом активности

800-1150 С.

После чего, в процессе намотки

:рулона между прокатными валками 2, путем приложения усилия к поверхности витков 8 полосы осуществляют совместную пластическую деформацию на,гретых до разных температур примыкаю-. щих поверхностей витков 8 полосы и лент 4 между ними, до полного приле-. гания поверхностей смежных витков 8 полосы и возникновения прочного соединения 9 между поверхностями смежных витков 8 полосы и поверхностями элементов 4 (лент, проволоки, сетки и т.д) Полосу 1 и элементы 4 (ленты, про= волоку > сетку и т.д. ) наматывают и совместно деформируют до тех пор, пока-толщина стенки обечайки 10 не достигнет заданной величины.

После изготовления многослойной 40 обечайки 10 концы первого и последнего витков приваривают продольными сварочными швами к нижележащим слоям . электродами УОНИ 13/55 диаметром 4 мм при силе арочного тока 180-200 A. .45

Указанные технологические примеры в способе дают возможность очистить от окислов поверхности по краям полос 1 и элементов 4 путем нагрева их индуктором ТВЧ 6 и обработки зоны нагрева жидким флюсом; образовать прочные металлические связисоединения 9 при малой степени о6жатия поверхностей витКов 8 полосы и элементов 4, равной 5-15% от их толщины, за счет совместной пластической деформации нагретых и очищенных от окислов примыкающих поверхностей витков 8 полосы и элементов

4 между ними1 применять элементы 4 (ленту, проволоку, сетку) малой толщины, равной 0,3-1,0 мм, за счет малой степени обжатия витков 8 и лент 4 (проволоку, сетку) между ними, равной 5-15% от их толщины, и при этом дает возможность образо- б5 вать прочные металлические связисоединения 9 между деформированными примыкающими поверхностями витков

8 полосы и элементов 4 между ними; деформировать элементы 4 (ленту, проволоку, сетку) между витками 8 полосы со степенью обжатия, в 3-5 раз превышающей степень обжатия витков 8 полосы, за счет того, что элементы 4 (ленту, проволоку, сетку) .нагревают до температуры 11001150 С, лежащей в области верхней границы температурного интервала горячей обработки металла давлением, они обладают высокой пластичностью и пониженным сопротивлением деформированию, а витки 8 полосы обладают меньшей пластичностью и повышенным сопротивлением деформированию, так как их нагревают до температуры

800-850ОС, лежащей в области. нижней границы температурного интервала горячей обработки металла давлением.

Данные технологические приемы в способе также дают возможность исключить вытяжку поверхностей витков 8 полосы в процессе прокатки, а незначительную степень обжатия витков

8 полосы, равную 3-5% от."толщины их, компенсируют уширением витков 8 по их краям, в процессе распределения деформируемой массы элементов 4 между ними, за счет пониженной пластичности и повышенным сопротивлением деформированию витков 8 полосы и высокой пластичности элементов 4, обладающих пониженным сопротивлением деформированию; обеспечить сохранение геометрических форм обечайки

10 и рабочих размеров сечения многослойной стенки- за счет исключения .вытяжки поверхностей витков 8 полосы.

Температурный интервал горячей обработки металла давлением, равный 800-1150 С и применяемый в способе, позволяет избежать пережога, возникновения трещин и других дефектов в замоноличенных торцах обечайки 10.

В зависимости от материала, применяемого для изготовления многослой -, ной обечайки 10, изменяют температурный интервал горячей обработки металла давлением.

При изготовлении обечайки 10 предлагаемым способом наибольший эффект достигают при выполнении на поверхности полосы 1 рифлей, например, прокатной. В этом случае в качестве элементов 4 берут ленты.

Деформирование рифленых поверхностей витков 8 полосы ведут при температуре нагрева 800-850 С, лежащей в области нижней границы температурного интервала горячей обработки металла давлением, а деформацию лент между ними ведут при температуре нагрева 1100-1150 С, лежащей в области верхней границы температурного

10856б 2 интервала, при этом толщину лент 4 подбирают такой, чтобы. в процессе деформации меж у витками 8 поносы разогретой массы ленты, было доста-точно для заполнения рифлей на поверхности витков 8 полосы (фиг.З).

Кроме того, в этом случае способ позволяет применять ленты (элементы

4) с рифлеными поверхностями, в данном случае пластическую деформацию витков 8 ведут при температуре нагрева 1100-1й50 С, лежащей в области верхней границы температурноГо интервала горячей обработки .давлением, а деформацию лент между ними ведут при температуре нагрева

800-850 С, лежащей в области верхней границы температурного интервала горячей обработки давлением (фиг.4).

В обоих случаях рифленые поверхности витков 8 и лент обладают пониженной пластичностью и повышенной прочностью, т.е. певышенным сопротивлением деформированию, по сравнению с прилегающими к ним поверхностями, а следовательно, в процессе совместной пластической деформации более прочные рифли вдавливаются в поверхности с пониженным сопротивлением деформированию, что позволяет снизить усилия прокатных валков в процессе деформации и повысить качество металлических связей-соединений 9 между поверхностями витков 8 и лент (элементов 4).

Рифли на поверхности полосы 1 и лент могут быть выполнены как под углом к линии намотки полосы 1, так и параллельно ей.

Кроме того, применение нитей проволоки, сетки и т.д. вместо лент в качестве элементов 4 позволяет расширить возможности предлагаемого способа при изготовлении многослойной обечайки 10.

В процессе намотки рулона проволоку (сетку) навивают между витками

8 на всю ширину полосы 1 и путем, приложения усилия прокатными валкамми 2 осуществляют совместную палстическую деформацию примыкающих поверхностей витков 8 и проволоки сеткй), при этом в зависимости от поставленной цели между деформированными поверхностями витков 8 и проволоки не образуют металлических связей или образуют металлические связи-соединения 9.

В первом случае (фиг.2) это достигается путем деформирования витков

8 при 1100-1150 С и деформирования проволоки (сетки) между ними без о нагрева, при этом зоны нагрева витков 8 флюсом не обрабатывают, вовтором (фиг.5) для образования металлических связей-соединений 9 между витками 8 и поверхностью проволоки деформирования витков 8 ведут при температуре нагрева 1100-1150ОС, лежащей в области верхней границы температурного интервала горячей обработки металла давлением, а деформирование проволоки ведут при

20 температуре нагрева 800-850 С, лежащей в области нижней границы температурного интервала.

Навивка .проволоки и совместная ее деформация между витками 8

25 указанными методами повышает прочг . костные характеристики и степень жесткости многослойной стенки обе- чайки 10.

Для уменьшения степени деформи3О рования рифленых поверхностей витков 8 и рифленых лент элементов 4 (проволоки, сетки и т.д.) деформирование их поверхностей ведут при температуре нагрева ниже 800 С, т.е. лежащей ниже нижней границы температурного интервала горячей обработки металла давлением, что снижает пластичность и повышает сопротивление деформироваиию, а следовательно, повышает прочность рифленых поверхностей витков 8 и элементов

4 (лент, проволоки, сетки и т.д.) но при этом образуются малопрочные металлические связи между совместно деформированными поверхностями.

Предлагаемый. способ позволяет изготовить многослойную обечайку с монолитными кольцами на торцах любой ширины и толщины, повысить прочностные характеристики и качество многослойного изделия.,1085662

Фиг.,7

1085662

Составитель Э.Ветрова

Редактор М.дылын Техред Л.Мартяшова Корректор Ю.Макаренко ,Заказ 2122/7 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгброд, ул. Проектная, 4