Способ производства многослойных труб и сосудов

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и к сварке, в частности к способам производства многослойных труб и сосудов. Цель изобретения - повышение качества кольцевых швов и снижение расхода рулонного металла. Разрезают рулонную сталь на полосы мерной длины. Павивают обечайки из этих полос по спирали Архимеда. Осушествляют сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами. Разрезают обечайку после навивки в зоне нахлеста, образуемого передней и задней кромками листа. Осуществляют совмещение образовавшихся после резки кромок до цилиндрического расположения витков и сварку их продольными, швами. Для рационального расхода рулонного металла предусматривается навивка обечаек с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков. Для повышениякачества продольных швов промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают не более суммы максимально допустимых для данного процесса сварки величин ширины пазов,образовавшихся соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки . Линию реза располагают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии , равном ширине внутреннего паза . Способ предусматривает также максимальную величину промежутка между продольными кромками наружного и внутреннего витков для экспандируемых обечаек. В этом случае величина промежутка может быть увеличена на 0,01 яёД, где d - внутренний диаметр обечайки; Д - разность между максимально и минимально допустимыми процентами экспандирования. При этом исключается нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витков обеча:ек. 3 з. п. ф-лы, 4 ил. S (Я 4i 4i ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1447497

<51> 4 В 21 D 51 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ :,Н А BTOPCHGMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4263055/31-27 (22) 16.06.87 (46) 30.12.88. Бюл. № 48 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) Б. Е. Патон, С. И. Кучук-Яценко, А. А. Рыбаков, С. М. Билецкий, В. С. Бендер, В. Ф. Мошкин, К. К. Хижняк, Г. П. Бучацкий и В. A. Васенин (53) 621.774.5 (088.8) (56) Билецкий С. М,, Голинько В. М., Лемешко Н. П. Производство многослойных сварных труб и сосудов за рубежом. М.: Обзорная информация, ин-т «Черметинформация», вып. 1, 1981 r.,ñ. 3 — 9, 30 — ЗЗ.

Патон Б. Е.,Билецкий С. М. Конструкция, технология и основные характеристики многослойных труб для магистральных газопроводов. / В кн.: Многослойные сварные конструкции и трубы. Киев: Наук. думка, 1984, с. 5 — 13. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ И СОСУДОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и к сварке, в частности к способам производства многослойных труб и сосудов. Цель изобретения — повышение качества кольцевых швов и снижение расхода рулонного металла. Разрезают рулонную сталь на полосы мерной длины. Навивают обечайки из этих полос по спирали Архимеда. Осуществляют сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами. Разрезают обечайку после навивки в зоне нахлеста, образуемого передней и задней кромками листа. Осуществляют совмещение образовавшихся после резки кромок до цилиндрического расположения витков и сварку их продольными. швами.

Для рационального расхода рулонного металла предусматривается навивка обечаек с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков. Для повышения. качества продольных швов промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают не более суммы максимально допустимых для данного процесса сварки величин ширины пазов, образовавшихся соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки. Линию реза располагают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии, равном ширине внутреннего паза. Способ предусматривает также максимальную величину промежутка между продольными кромками наружного и внутреннего витков для экспандируемых обечаек.

В этом случае величина промежутка может быть увеличена на 0,01лд."ъ, где d внутренний диаметр обечайки; Л вЂ” разность между максимально и минимально допустимыми процентами экспандирования.

При этом исключается нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витков обечаек. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1

Изобретение относится к производству многослойных труб н сосудов высокого давления и может быть использовано преимущественно в нефтегазовой и химической промышленности.

Цель изобретения — повышение качества кольцевых швов многослойных труб и сосудов, а также. снижение расхода рулонного металла.

На фиг. 1 представлен вид участка обечайки с зоной нахлеста, образуемого продольными кромками внутреннего и наружного витков, а также после порезки, совмещения витков и сварки продольного стыкового шва; на фиг. 2, 3, 4 — участки обечаек, навивка которых выполнена с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков, равным соответственно В=О, В(Б.+Вн+Вр и B)Bs+

+Вн+В (пулевой и отрицательный нахлест или ненахлест), а также после резки совмещения витков и сварки продольных стыковых швов.

Способ производства многослойных труб и сосудов предусматривает разрезку рулонной стали на полосы мерной длины, навивку обечаек из этих полос по спирали

Лрхимеда, сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами. Обечайки после навивки разрезают в зоне нахлеста, образуемого передней и заднеи кромками листа, совмещают образовавшиеся после резки кромки до цилиндрического расположения витков н сваривают продольными швами.

С целью рационального использования рулонного металла (минимального расхода) навивку обечаек осуществляют с промежутком В между продольными кромками наружного и внутреннего витков, т. е. в этом случае образуется отрицательный нахлест и рулонный металл расходуется только на ширину реза.

Для повышения качества продольных швов промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков Б принимают не более суммы Be+Be+Áð, где

В и Bs — максимально допустимая для применяемого процесса сварки ширина паза, образовавшегося соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки, à BI ширина реза. При этом линию реза располагают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии, равном Bs.

Для экспандируемых обечаек промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков Б принимают не более суммы В. + Бн+ Бр+0,01лй Л, где с18 внутренний диаметр обечайки до экспандирования, Л вЂ” разность между максималь, но и мцнимальпо допустимыми процентами экспандирования.

В зависимости от величины промежутка между продольными кромками наружного и внутреннего витков. Б обечайки разреза447497 ют с помощью одного или двух резов,. при В В.+В.+Вр используют один рез.

При Б)Б.+Б +Бр обечайку разрезают двумя резании, расположенными эквидистантно по продольной кромке соответственно внутреннего и наружного витков обечайки на расстоянии от этих кромок, равном В. и В. для каждого из резов.

Частным случаем изобретения является навивка обечаек с величиной промежутка

10 между продольными кромками наружного и внутреннего витков В=О. После разрезки таких обечаек и совмещения витков до цилиндрического их расположения на наруж- ном и внутренних витках пазы отсутствуют, Однако, з реальных условиях производства, в связи с разнотолщинйостью рулонной стали, изменением величины межслойных зазоров и другими факторами; обеспечить такую точность навивки практически невозможно.

При значении промежутками между продольными кромками наружного и внутрен. него витков В)О после разрезки обечаек и совмещения кромок, согласно предлагаемому способу на внутреннем или на . внутреннем и наружном витках образуется

25 паз. С целью повышения качества продольного шва ширина этого паза не должна превышать значений, допустимых для приемного процесса сварки. Например, из опытных данных следует, что для однодуговой сварки под флюсом проволокой

З0 диаметром 4 мм максимально допустимая ширина паза, при которой в продольном шве. еще отсутствуют дефекты; равняется

10 мм, для двухдуговой сварки в раздельные ванны такими же проволоками или ленточными электродами — 32 мм и т. д, Таким образом, способ позволяет исключить полностью или свести к минимуму (не более 0,01лйЬ) нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витка

40 обечаек. Кроме того, цилиндрическое расположение витков обечаек позволяет существелно улучшить качество труб и сосудов из них за счет более благоприятных условий выполнения последующих технологических операций (обработки торцов

4 обечаек для выполнения требуемой фаски, сборки с сварки кольцевых швов и т. д.).

Пример 1. Необходимо изготовить обечайки следующего размера: внутренний диаметр 1380 мм; число витков 1 — 4, номинальная толщина одного витка 5,4 мм.

Обечайки навивают с величиной нахлеста между продольными кромками наружного и внутреннего витков, изменяющимися от

100 мм до 150 мм, продольные швы сваривают однодуговой сваркой в среде углекислого газа (СО ), экспандированию не подвергают. Резку абечаек осуществляют с помощью плазменной дуги при ширине реза, равной 3 мм.

1447497

Формула изобретения

55 з

В соответствии с приведенными условиями длину мерного отрезка полосы выбирают таким образом, чтобы после навивки обеспечить изменение длины нахлеста в пределах от !00 мм до 150 мм. Предположим,,то после навивки величина нахлеста составила 100 мм. Тогда согласно предлагаемому изобретению ее разрезают в зоне нахлеста (конкретное место не имеет принципиального значения), удаляют часть металла «ахлеста (см. фиг. 1а), совмещают образовавшиеся после резки кромки витков обечайки до цилиндрического их расположения «сваривают продольными стыковыми «tзами (фиг. lб), обеспечивая требуему о «х форму и отсутствие деффектов.

Пример 2. Требуется изготовить обечайки тех же размеров, что и в примере 1.

Обечайки навивают с нулевым нахлестом, т. е. В=О, а остальные условия аналогичны приведенным в пгимере 1. В этом случае обечайки разрезают эквидистантно продольным кромкам наружного и внутреннего витков (фиг. 2а), а остальные технологические операции (за исключением удаления металла нахлеста, поскольку он не образуется) соответствуют приведенным в примере 1.

Пример 3. Необходимо изготовить обечайки тех же размеров, что и в примере 1. Обечайки не подвергаются экспандированию, навиваются с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков (отрицательный нахлестом) .

Для выполнения продольных швов применяют двухдуговую сварку в раздельные ванны (первая дуга горит СО2, вторая под флюсом), при которой максимально допустимая ширина лаза, сваренного без дефектов, равняется 17 мм. Резку обечаек, как в примере 1, осуществляют плазменной дугой при ширине реза, равной 3 мм.

Исходя из приведенных выше условий, длину мерного отрезка полосы выбирают такой, чтобы после навивки обечаек образовывался промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков, удовлетворяющий условию В(В.+

+В +Bp(17+17+3(37 мм. Допустим, что после навивки обечайка имеет В=30 мм.

В соответствии с предлагаемым изобретением обечайку разрезают одним резом на расстоянии В.= 17 мм от продольной кромки внутреннего витка. Тогда ширина паза на наружном витке составит 30 — 17 — 3=

=10 мм. После совмещения кромок обечайки сваривают внутренним и наружным продольными швами двухдуговой сваркой в раздельные ванны. Причем первая дуга сваривается собственно стык, а вторая — паз.

Пример 4. Необходимо изготовить обечайки тех же размеров, что и в примере I. С целью уменьшения межслойных зазоров обечайки экспандируют, причем, ис5

4 ходя из обеспечен «я требуемой плотности прилегания витков « сохранения необходимого уровня механических свойств металла, величина экспандирования может измениться в пределах от 0,6 до 0,9Я, т. е. на О,ЗЯ.

Для сварки внутренних швов используют две дуги, аналогично примеру 3, а наружные швы выполняют двухдуговой сваркой проволочными или ленточным электродами.

Следовательно, Вв(17 мм. а В (32 мм.

Резку, как г предыдущем примере, осуществляют плазменной ., гой при шир«нс одного реза — 3 мм,: двух резон -- 6 мм.

Длину ме::;-гй полосы выбирают T="êèì образом, чтооы H(B-+В. +Bp+0,0! пс! в

Л(17+ 32+ 6+ 13(68 м м.

Допустим, что в процессе навивки получена обечайка - В=-65 мм. Тогда обечайку разрезают двумя резами, один из которых располагают на расстоянии В.=

=17 мм от продольной кромки внутреннего витка, а второй — на расстоянии В. 32 мм от продольной кромк« наружного витка. Участок металла шириной

10 мм между двумя резами удаляется.

После совмещения кромок обечайки сваривают наружным и внутренним продольным швом в соответствии с выбранными способами сварки. Изменение процента экспандирования составит:

Л=

=0,23Я, 0,01yicl, т. е. в пределах допустимых значений.

В этом случае, если после навивки получают обечайки, в которых размер

B< 17+32+3<52 мм, их разрезают одним резом на расстоянии В.=17 мм от кромки внутреннего витка, совмещают стык кромок, сваривают продольные швы, экспандируют при величине экспандирования, равной

О,бо . Экономический эффект при реализации изобретения достигается за счет экономии рулонной стали вследствие исключения нахлеста, а также снижения количества труб, переводимых в пониженное качество из-за наличия дефектов кольцевых швов в зоне нахлеста.

l. Способ производства многослойных труб и сосудов, включающий разрезку рулонной стали на полосы мерной длины, навивку обечаек из этих полос по спирали Архимеда, сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кольцевых швов и снижения расхода рулонного металла, обечайки после навивки разрезают в зоне нахлеста, образуемого передней и задней кромками листа, совмещают образовавшиеся после резки кромки до цилиндрическо1447497

5 го расположения витков и сваривают продольными швами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что навивку обечаек осуществляют с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продольных швов обечаек, промежуток между продольными кромками наружного и внутренне- 1О го витков принимают В и В +В„+В,, где В и  — максимально допустимая для применяемого процесса сварки ширина пазов, образовавшихся соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки,  — ширина реза, обечайку разрезают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии от этой кромки, равном В.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продольных швов экспандированных обечаек, промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают В(Вв+Вн+Вр+0,01лЬЛ, где сЬ вЂ” внутренний диаметр обечайки до экспандирования, h — разность между максимально и минимально допустимыми процентами экспандирования, обечайку, в зависимости от величины В разрезают одним или двумя резами, причем при В(В +В+Вр используют один рез, который выполняют эквидистантно, кроме внутреннего витка, на расстоянии, равном В, а при B)B +Вн+Bp используют два реза, которые выполняют эквидистантно продольным кромкам внутреннего и наружного витков на расстоянии соответственно Вви В., !

447497, 1447497

Составитель Л. Назарова

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор В. Романенко

Заказ 6714)11 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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