Способ изготовления труб

 

Изобретение относится к рбработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении электросварньрс холоднодеформированных труб из низкоуглеродистых сталей. Целью изобретения является повышение качества внутренней поверхности труб из низкоуглеродистых марок сталей путем предотвращения появления на ней микротрещин и повьшение эксплуатационных характеристик труб. Сварную цилиндрическую заготовку после удаления грата прокатывают на стане продольной прокатки. После прокатки производят промежуточный отжиг и волочение. Суммарное обжатие по диаметру составляет 23-60%. Соот- .ношение обжатий между безоправочной прокаткой и волочением выбирается в зависимости от отношения толщины стенки цилиндрической трубчатой заготовки к ее диаметру, суммарного относительного обжатия по диаметру заготовки и содержания углерода в деформируемой стали. 2 ил. i. «Л DO Ю сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 21 В 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3954073/31-02 (22) 16.09.85 (46) 30.06.87. Бюл. Ф 24 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И. Брежнева и Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) Г.И. Гуляев, И.Н. Ерохин, Ю.Г. Гуляев, В.К, Янович, А.И.Лобанов, В.M. Друян, М.З. Володарский, О.И. Лев, В.Ф. Рычко и Г.И.Савельева (53) 621.774.04(088.8) (56) Опперман H. Комбинированный процесс сварки и волочения труб.

Hander-Hleche-Rohre, 1977, У 9,с,412, 413.

Гуляев Г.И. и др. Технология непрерывной безоправочной прокатки труб. M.: Металлургия. 1975, с.229236. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении электросварных холоднодеформированных труб из низкоуглеродистых сталей.

Целью изобретения является повышение качества внутренней поверхности труб из низкоуглеродистых марок сталей путем предотвращения появления на ней микротрещин и повышение эксплуатационных характеристик труб.

Сварную цилиндрическую заготовку после удаления грата прокатывают на стане продольной прокатки. После прокатки производят промежуточный отжиг и волочение. Суммарное обжатие по диаметру составляет 23-60Х. Соот.ношение обжатий между безоправочной прокаткой и волочением выбирается в зависимости от отношения толщины стенки цилиндрической трубчатой заготовки к ее диаметру, суммарного относительного обжатия по диаметру заготовки и содержания углерода в деформируемой стали. 2 ил.

50

1 13199

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении электросварньгс холоднодеформированных труб из низкоуглеродистых сталей. 5

Цель изобретения — повышение ка.чества внутренней поверхности труб из низкоуглеродистых марок сталей путем предотвращения появления на ней микротрещин и повышение эксплуатаци- tO онных характеристик труб, На фиг, 1 приведена зависимость высоты (глубины) микротрещин на внутренпей поверхности готовых труб от соотношения обжатий по диаметру при t5 волочении и редуцировании, полученная при следующих параметрах процессаа.. отношение толщины стенки заготовки к ее диаметру 0,05, материал заготовки — сталь 08кп с содержанием 20 углерода О, 1%, суммарное относительное обжатие по диаметру заготовки

О,=, на фиг. 2 — область оптимальных соотношений обжатий по диаметру заготовки (зависимость получена для тех же значений Т и с, что и на фиг,1)

Точками на фиг. 1 и 2 показаны эмпирические данные.

Предлагаемый способ изготовления труб осуществляется следующим обра- ЗО

ДОИ.

Колоднокатанную полосу разрезают на ленты, ширина которых определяется размерами сварной цилиндрической заготовки. После этого производят подготовку кромок ленты к последующей сварке (зачистка, строжка, химобработка и т.д.). Далее ленту подают в трубоформовочный стан,где производят формовку и сварку цилиндрической трубчатой заготовки," сварку преимущественно осуществляют постоянным (выпрямленным) током силой

18-20 кА. В процессе сварки внутрь трубы подают защитный газ (аргон, гелий). Возможно получение цилиндрической трубчатой заготовки и с использованием других способов сварки (например под слоем флюса и др.).

После сварки с цилиндрической трубча той заготовки удаляют наружный грат и охлаждают ее в специальной камере проточной водой или эмульсией. Охлажденную заготовку подвергают деформации по диаметру с целью полу- чения трубы требуемого конечного размера. Общая деформация по диаметру (суммарное относительное обжатие по

51 2 диаметру заготовки) определяется разностью между диаметром заготовки и диаметром готовой трубы (отношением разности диаметра заготовки и диаметра готовой трубы к диаметру заготовки). Общую деформацию по диаметру распределяют между редукционным и трубоволочильным станами в зависимости от соотношения толщины стенки заготовки и ее диаметра, суммарного относительного обжатия по диаметру заготовки и содержания углерода в демормируемой стали, из которой изготовлена заготовка. После безоправочной прокатки с обжатием по диаметру- ьР производят рекристаллизационP ный отжиг труб при температуре на

10-15 С ниже точки А . Далее осуcx ществляют волочение с деформацией трубы по диаметру йР, после чего производят окончательную термическую обработку по режиму нормализационО ного отжига при температуре на 20 С выше точки А

Трубы, полученные предлагаемым способом, не имеют на внутренней поверхности микротрещин в зоне термического влияния сварного шва. Это объясняется специфическим эффектом, являющимся следствием осуществления последовательной деформации исходной сварной заготовки способами безоправочной прокатки и волочения.

Появление микротрещин на внутренней поверхности заготовки при ее обжатии по диаметру обусловлено взаимным поворотом и сдвигом зерен металла под действием главных напряжений. Различие в направлении максимальных и минимальных главных напряжений при безоправочной прокатке и волочении приводит к отсутствию микротрещин на внутренней поверхности при определенном соотношении обжатий по диаметру при волочении и прокатке ьЭ,:вор= 1:(0,325+т) (420,5 (0,3

- (а с + 0,25))} . где g Ъ, a D — обжатие по диаметру при волочении и прокатке, мм

E — суммарное относительЕ ное обжатие по диаметру заготовки, Т=Б„,„ /Р,; с — содержание углерода в стали, 7, а — коэфФициент приведения размерностей, 1/Ж.

3 13199

Опытным путем определяют значения лР, при которых на внутренней по6PP верхности труб нет микротрещин или глубина микротрещин на внутренней по- 5 верхности труб не превышает высоты микронеровностей на внутренней поверхности труб 0,8-1,6 мм (в этом случае практически можно принять в =О).

Исследование выполняют, используя 10 методику построения эмпирических зависимостей по методу брик-функций, например в качестве исходно-базового используется эксперимент по определению оптимального соотношения 15 ь?), — — при деформации заготовки из

aDP стали 0,8кп (c=O, 1%) с показателем

Т=0,05 и суммарным относительным обжатием F = 0,5 (на фиг. 1 приведены 20 результаты).

Исходную величину представляют уравнением

25 (1) А в

hDP ps (— — )

gp опт

Способ изготовления труб, включающий холодную безоправочную прокатку сварной трубной заготовки, о т л и-ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества внутренней поверхности труб из низкоуглеродистых марок сталей путем предотвращения появления на ней микротрещин и повышения эксплуатационных характеристик труб, после прокатки проводят волочение, а соотношение обжатий по диаметру при холодной прокатке и волочении устанавливают в зависимости от отношения толщины стенки заготовки к ее диаметру, суммарного относительного обжатия по диаметру заготов45 лПв ЛОв Я (--) =(— — ) + ——

gp опт. дП ор (обозначения приведены на фиг. 1) и получают для рассматриваемого случая 30

t (- — в-) = 0,6665" 0,0105. (2)

С целью выявления влияния Е на П в 35 соотношение (- †-) дополняют исходgp опт

P но-базовый эксперимент данными исследования, результаты которого приведены на фиг. 2. Получают после обработки результатов 40

0,375 (4+0,5(0,3-0,35 t )1

Далее проводят исследования для всей гаммы низкоуглеродистых сталей (с=0,04-0,25%) во всем диапазоне реальных значений показателя тонкостенности Т=0,015-0,085 с шагом 0,01.

Обработка результатов дает уравнение, по которому определяется оптимальное соотношение общих деформаций по диаметру при волочении и безоправочной прокатке. Корреляционное отношение для уравнения равно 0,987, что свидетельствует о его адекватности эмпирическим данным.

51 4

Использование предлагаемого способа при производстве труб 4,76 х х 0,8 и 15 х l,5 мм на агрегате

"5-16"

Для трубы 4,76х0,8 мм используют заготовку 10х0,7 мм из стали 0,8кп с содержанием углерода с=0„05%. В соответствии с формулой (1) маршрут деформации по диаметру имеет вид:

10 мм (заготовка) — 6,78 мм (после прокатки) — 4,76 мм (после волочения).

Для трубы 15х1,5 мм используют заготовку 30х1,5 мм из стали 10 с содержанием углерода с=О, 1%. Маршрут деформации по диаметру имеет вид:

30 мм (заготовка) — 21 мм (после прокатки) — l5 мм (после волочения).

Трубы, произведенные по предлагаемому способу, не имеют микротрещин на внутренней поверхности (при использовании только безоправочной прокатки или только волочения на внутренней поверхности труб имеются микротрещины глубиной до 0,3 мм).

Отсутствие микротрещин на трубах значительно повышает эксплуатационные характеристики последних . Трубы. выдерживают внутреннее давление, на !

12-35% превышающее внутренее давление, которое выдерживают трубы с микротрещинами на внутренней поверхности, что позволяет снизить материалоемкость труб без снижения их прочностных характеристик, Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество холоднодеформированных сварных труб из низкоуглеродистых сталей.

Формула изобретения

1319951 ки, составляющего 23-607 и содержания углерода в деформируемой стали по формуле I ь1) =D -D

5 т

D D

40„140,=1: (0,325+2) {440,5(0,3(а с +0,25) где аЭ,ь0 — обжатие по диаметру при волочении и прокат- 1ð ке, мм, суммарное относительное обжатие по диаметру заготовки, hD

Я = —-D ности заготовки; толщина стенки заготовки, мм.

ass as 0,7s

Фье.r лдпя/мДв

Ъф

10Р

В щ а . or ог as ap as as a7

@ища втиоеительнае 4эаииг по 1иампюу pncomohuag

Фав.г

Составитель В. Юсупов

Редактор Л. Веселовская Техред B.Êàäàð

Корректор А. Зимокосов

Заказ 2553/9 Тираж 48О

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 a,s юг ф or суммарное абсолютное обжатие по диаметру заготовки диаметры соответственно заготовки и готовой трубы, мм; содержание углерода в деформируемой стали,7.; коэффициент приведения ра мер ос ей, 1/7.; показатель тонкостен