Способ изготовления топливопроводных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 21 С 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555166/22-02 (22) 03.)2.82 (46) 15.02.86. Бюл. )1- 6 (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (72) А.M. Антимонов, В,И. Соколовский, P.Ì. Толстиков, Г.В. Дубоносов, В.А. Алешин, Г.В. Араптанов, Г.П. Моисеев, А.И ° Лобанов и А.Б. Мамаев (53) 62).774.1(088.8) (56) Технологическая инструкция

Первоуральского новотрубного завода У ВР-5-77.

Лобанов А.И., Фролов A.ß. Производство топливопроводных труб высокого давления в СССР. Экспрессинформация ° Центральный научноисследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии, М., 1978, с. 3-10.

Авторское свидетельство СССР

11= 269903, кл. В 21 С 1/22, 1969. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПРОВОДНЫХ ТРУБ, включающий холодную прокатку и бухтовое волочение на самоустанавливающейся оправке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества готовых труб за счет увеличения стабильности процесса и исключения дефектов холодной деформации, холодную прокатку на последнем переходе осуществляют с относительной деформацией 75-787 при соотношении обжатий по диаметру и стенке, равном 0,84-1,20, а бухтовое волочение на самоустанавливающейся оправке ведут с обжатием стенки трубы при ее утонении 1-107 и с увеличением коэффициента вытяжки

1)(по переходам, определяемого по формуле (u = 0,9/89 + 3з,)265 )(к 5 630)K„ +

+ 7,7324 )(„, где к

K,= —

D к и D — соответственно

k толщина стенки и диаметр трубы конечного размера на данном переходе волочения.

1210937

Изобретение относится к производству холоднодеформированных труб и может быть использовано для изготовления топливопроводных труб особо толстостенных, высокого давления, преимущественно из низкоуглеродис-той стали.

Целью изобретения является повы". шение производительности и качества готовых труб за счет увеличения ста-.

I бильности процесса и исключение дефектов холодной деформации.

Способ осуществляют следующим образом.

Холодную г1рокатку заготовки oc) ществляют на стане ХПТ. На послед1 ем переходе холодную прокатку ссу ществляют с относительной деформацией 75-87Z при соотношении обжатий по диаметру и стенке, равном

0,84-1,20.

Экспериментальные исследования позволили устансгить, что для производства труб необходимого качест:.ва прокатку труб следует весты на режимах, представленных в табл.1, О дним из основных требований, предъявляемых- к качеству топливо". проводных труб, является ограничение глубины EIc!(pPK Ton на внутренней поверхности готового изделия. СОгласно ГОСТ 11017-80 1.:,1едельная глубина дефектов в виде тренин, скла ок не должка превышать 0,075 мм.

Холоцная прокатка на последнем переходе, осуществляемая с относительной деформацией поперечно..-о сечения загстсв1:и E в прецелах 75-87? при состноп енин обжатий по диаметру к стен -e .ð, Е, равном 0,.41

1,20, обеспечивает требуемую 1лубину замечания дефектов.

На фиг, 1 представлены результаты статистической обработки опы :ных данных по исследовани1о качест:— ва внутре:1ней поверхности топли1;с-проводных труб. Кривая 1 на фиг.1 отражает зависимост1; глубины дефектов от соотношения обжатии по диаметру и стенке заготовки при холодной прокатке. Кривая 2 показывает зависимость глубины дефектов от величины относительной,цеформации поперечного сечения. Согласно представленным данным, для заданной ГОСТом глубины дефектоь существуют оптимальные значения указанных деформационных параметров. При малых сОотнОшениях FIE 11=g а 0,84 на внутренней поверхности труб образуются трещины ввиду исчерпания ресурса пластичности. При увеличе11ии г,, 1 >1,20 процесс образования трещин замедляется, но возникают тLH ценции образования складок. С увеличением Е 11 1= глубина складок растет,, что объясняется снижениPM устойчивости внутреннего контура трубы.

При увеличении относительной деформации поперечного сечения загоToâêè имеет место обратный пропесс.

При малых г а 75# на внутренней поверхности образуются п1 еимущес тченнс складки ввиду потери ItBpIID пача ьной устойчивости внутреннего коитура трубы и не:o-.."Io;tíoñTH выглаживания этих дефектов при небо.пьших деформациях, С ростом Е процесс развития складок замедляется,, но появляются трещины, глубина

После прокатки трубы сворачивают бухты непосредственно у стана ХПТ в .11агарто-3BIIEIoM состоянии "(o —.poip ,„.ения термической обработки,, ".ÿ;:òåì эсуществляют термическую обработку бухт в прсходньг гечах с защитной атмосферой.

Пссле холодной прокатк I ocyIÄpcTl 11жот бух"свое волочение на самсустанавлывающейся оправке с Обжатием стенки трубь1 в пределах 1 — 10!. и 1в ели ением ксэффи11иента «ь1тяжки †.:с переходам, определяемогс> ;о форМУ„1Е (EI= 0,9789 + 3,12б5 К, 5,б301 К„+ 7,7324 К„ с. „, к „,и г7 — соответственно толщина

"к стенки и диаметр трубы конечного размера на данном переходе волсчеНИ11 „

121(1937

Г!рименение этих режимов позволяет сохранить и повысить качество топливопроводных труб за счет уменьшения глубины дефектов на внутренней поверхности и повышения стабильности волочения. Данные режимы выбракы на основе экспериментальных исследований закономерностей процесса волочения толстостенных труб на самоустанавливающейся оправке.

Особенностью стабильного волочения топливопроводных труб на самоустанавливающейся оправке является необходимость увеличекия относительного диаметра бочки самоустанавливающейся оправки с ростом толстостенности трубной заготовки.

При изготовлении топливопроводных труб их толстостенность от перехода к переходу растет. Это связано с превышением обжатия труб по диаметру над обжатием по стенке. Таким образом, возникает необходимость от перехода к переходу увеличивать диаметр бочки самоустанавливающейся оправки, что ведет к росту обжатия по диаметру заготовки и, следова1 тельно, к увеличению коэффициента вытяжки по переходам волочения.

Экспериментальными исследованиями определена функциональная связь между относительным диаметром бочки самоустанавливающейся оправки 3< /3< и толстостенностью трубной заготовки

К „ = 1„ /D„, которая представлена на фиг. 2, где Э вЂ” диаметр бочки оправки, d> — диаметр калибрующего участка, t„ t 3, -- толщина стенки и диаметр трубной заготовки.

Этой зависимостью устанавливается минимальная величина относительного диаметра бочки самоустанавливающейся оправки при заданной толстостенности трубной заготовки и удержании оправки в положении равновесия.

Учитывая возможные отклонения параметров процесса и, как следствие, колебания оправки в очаге деформа3g ции, для оптимального отношения— 4, ирокт при коэффициенте запаса 1,1-1,2 путем обработки опытных данных получено с

3g1 — = О,81212 + 2,3877 К„ +

qual

+ 1,7137 K . () Связь между толстостенностью заготовки и трубы после волочения определена соотношением

,11-ED) ч (2)

В данном случае К „= f.„ lо„ толстостенность трубы после волочения, Fв и F.t относительное обжатие

1О трубы по диаметру и стен:e.

Для отношения "-g,tJц справедлива следующая зависимость

1р Г;.- /V, 15

d 1-Ев--vH(i-Kt) Гз) где Т1 — зазор ",e>êä бочкой оправки и zpv6oi1

Путем совместного решения представленных уравнений получено соот2О ношение для определения оптимзчь— ного коэффициента вытяжки по переходам воло .ения топливопроводных труб.

0,9789 + 3,1265 1„ Р э,6.501 Е „+ /,732ч Е „ t )

Пя основе этой формулы построены оптимальные маршруты волочекия, Ко торые предстаьлены в -.абл. 2.

Оптимальные режимы обжатия стенЗО ки трубы при ее утонении в пределах 1-1ОХ установлены также экспериментально. В процессе оправочного, волочения труб общая деформация стенки складывается из утонения в зоне безоправочного редуцирования и обжатия на оправке. Для изготовления труб с заданными геометрическими размера.— ми общяя деформация стенки трубы должна превышать это утонение. Обжа4О тие стенки трубы меньше 17. ведет к возникновению недопустимых колебаний оправки в процессе волочения, появлению кольцеватости на трубах и снижению качества труб.

45 Увеличение обжатия стенки заготовки свыше 107. ведет к росту толщины стенки заготовки, при этом уменьшается диаметр бочки самоустанавливающейся оправки., а следовательно, име.

50 ет место снижение стабильности процесса и качества труб.

После волочения трубы разматыва." ют, правят и режут на заданную длину в наклепанном состоянии до проведения термической обработки, затем осуществляют термообработку, подрезают торцы и производят окончательную правку.

Пример. Осуществляют изготовление труб размером 7 2,5 мм.

Горячекатанную заготовку размером

83 13 мм подвергают сначала холодной прокатке на размер 57 . 9 мм, а зятем на размер 27 4,5 мм. Режимы холодной прокатки на последнем переходе соответствуют предлагаемому способу. Б частности, относительная деформация поперечного сечения составл"ет 76,5%, а соотношение обжатий по диаметру и стенке 1,052. Прокатку труб ведут сначала на стане ХПТ-90, а затем на стане ХПТ-55. После прокатки трубы сворачивают непосредственно у стана ХПТ в нагартованном остоянии цо проведения термической обработки., осуществляют термическую обработку бухт в проходных печах с зашитной атмосферой.

После холодной прокатки выполняют бухтовое волочение за 5 перехо" дов. Деформационные показатели процесса представлены в табл. 2. Процесс ведут с увеличением коэффициента вытяжки по переходам, начиная с .,427 до 1,733. Общий коэффициент вытяжки за передел составляет 9,152.

Начиная с размера 17 3,75 мм, стенка трубы начинает утоняться.

Утонение стенки на этом переходе составляет (-2,3%). Обжатие стенки трубы на оправке составляет 7,4%.

Скорость бухтового волочения изменяет я в пределах 50-200 м/мин в зависимости от размера труб. После каждого прохода трубы подвергают

Технико-экономическая эффектив25 ность изобретения по сравнению с прототипом заключается в получении готовых труб с высокой точностью и качеством внутренней поверхности; в применении для бухтового волочения заготовки в 2-4 раза большей длины; в

iIoBbIIIIPHHH стабильности бухтового волочения; производительности процесса в целом," в сокращении расходного коэффициента металла.

Перечисленные преимущества в совокупности значительно увеличивают эффективность процесса производства топливопроводных труб.

Таблица 1

Степень де формации, %

1,03

7„58

12

1,17

6„5) 84,6

)О

68

6,63

0,96

82,5

5,72

),09

80,9

5,24

1,20

12

83,4

0,9) )О

80,8

5,23

1,03

1210937 Ь термической обработке в защитной атмосфере в проходных печах. Скорость перемещения бухт в печи 0,50,8 м/мин, температура нагрева 550900 С.

На конечном размере трубы разматывают, правят и режут на заданную длину в наклепанном состоянии до проведения термической обработки. После

10 проведения отдельных операций трубы термообрабатывают, подрезают торцы и производят окончательную правку.

Систематические исследования качества труб, получаемых по предла1 гаемому способу показали, что его показатели находятся на уровне предьявляемых требований. Б частности, средняя глубина дефектов на готовых трубах, изготовленных по предложенно20 му способу, не превышает 0,006 мм, а выход годного по точности внутреннего диаметра достигает 98-99%.

1210937

Продолжение табл.1

1,14

4,80

0,84

5,33

81,2

57

0,95

4,64

78,4

1,05

4,26

76,5

1,117

4,07

75,0

8,5

Таблиц а 2

1,681

1,583

1,509

0,333

0,283

0,240

0,207

0,181

О,!62

0,146

0,257

0,305

0,259

0,221

0,192

0,126

0,337

0,287

0,243

0,209

2,0

1,0 — 12,3

2,3

8,2

-4,2

6,9

9,3

2,6

11,0

-0,9

14,0

2,9

1,453

11,1

3,2

18,0

1,408

1,349

l2 3

2,3

3,6

22,0

12,9

2,9

4,0

27,0

2,50

7,0

-13,6

1,733

),626

1,541

1,477

1,427

9,6

2,96

-6,2

5,7

13,0

3,35

7,4

-2,3

17,0

3,75

10,2

О, 2

22,0

4,10

11,8

1,8

4,50

?7,0

8,0

2,70

1,05

1,690

1,590

1,514

1,457

12,35

11,0

6,7

3,!Π— 4,6

14,5

3,50

9,1

)9,0

3,90

)0,9

0,9

П р и м е ч а н и е. Конечньб| размер труб 27 4,5 мм; относительная деформация ло диаD метру и стенке.

9 1210937 1()

Продолжение табл.2

1,396 2 4 12,4

4,30

24,0

О,183

0,163

4,80

29,5 «нак "минус" показывает, что стенка трубы в процессе волочения утоняется. а,то аав

1 у go/

gg

Pvg 1 а,5

Составитель А. Воронкова

Редактор М. Бандура Техред О.Ващишина Корректор Е. Сирохман

Заказ 579/13 Тираж 783 Подписное

ВНКИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4 аоа о

4 оо

4 р оо2 ф. в

t» а Ц Ц7Е агг П,а СЗС д

Фиг. 2 с с

Ф) ) ъ 4

î

bh э з р ь ь