Способ изготовления труб на непрерывных трубосварочных агрегатах

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубосварочных агрегатах. Цель изобретения - снижение расхода металла, повышение качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки полосы при ее удлинении в гибочно-натяжном устройстве. Осуществляют сварку встык отдельных рулонов штрипса стыкосварочной машиной 1 в непрерывную полосу (П) 2, ее знакопеременный пластический изгиб с натяжением в неприводном многороликовом гибочно-натяжном устройстве на роликах 3 и 4. Протягивают через это устройство П 2 тянущим устройством 5. Формуют П 2 в трубную заготовку на формовочном стане 6. Осуществляют сварку в сварочной клети 7 и калибровку в калибровочном стане 8 в готовую трубу 9. При пластическом изгибе П 2 подвергают упругому сжатию по крайней мере тремя роликами гибочно-натяжного устройства с углом охвата П 2 среднего ролика 4, большим 180°. Усилие сжатия П 2 роликами 3 и 4 прилагают по линии общей образующей среднего ролика 4 и крайних роликов 3. Величину усилия устанавливают из соотношения Р=Т<SP POS="POST">.</SP>А/√K<SP POS="POST">2</SP>-А<SP POS="POST">2</SP>, где Р - усилие прижатия ролика 4 к П 2

Т - среднее тянущее усилие на ролике

А - расстояние между осями смежных роликов по горизонтали

К - кратчайшее расстояние между осями смежных роликов. Такое усилие сжатия П 2 роликами 3 и 4 исключает уменьшение ширины П, при этом не происходит ее прокатки. 1 ил.

„„Я0„„1500405

СООЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 21 С 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ П4НТ СССР

1 (21) 4353633/23-27 (22) 17.11 ° 87 (46) 15.08.89. Бюл. В 30 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) И.Т.Тоцкий, Д.С.Фридман, Е.M.Xàëàìåç, В.Б.Буксбаум, Л.А.Мироненко, Е.Г.Лабендик и В.Г.Лукин (53) 621 ° 774.2 (088.8) (56) Целиков А.И. и Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов.

М.: Металлургия, 1972, с. 226, рис. 110.

Авторское свидетельство СССР

Р 1301516, кл. В 21 С 37/08, 1985. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБ HA НЕПРЕРЫВНЫХ ТРУБОСВАРОЧНЫХ АГРЕГАТАХ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубосварочных агрегатах. Цель изобретения — снижение расхода металла, повышение качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки полосы при ее удлинении в гибочно-натяжном устройстве. Осуществляют сварку встык отдельных рулонов штрипса стыкосварочI я у I/3

2 ной машиной 1 в непрерывную полосу (П) 2, ее знакопеременный пластический изгиб с натяжением в неприводном многороликовом гибочно-натяжном устройстве на роликах 3 и 4. Протягивают через это устройство П 2 тянущим устройством 5. Формуют П 2 в трубную заготовку на Формовочном стане 6. Осуществляют сварку в сварочной клети 7 и калибровку в калибровочном стане 8 в готовую трубу

9. При пластическом изгибе П 2 под.вергают упругому сжатию по крайней мере тремя роликами гибочно- натяжного устройства с углом охвата П 2 среднего ролика 4, большим 180 .

Усилие сжатия П 2 роликами 3 и 4 прилагают по линии общей образующей среднего ролика 4 и крайних роликов 3. Величину усилия устанавливают ие соотношения P = ТА/Л -А, где Р— усилие прижатия ролика 4 к

П 2, Т вЂ” среднее тянущее усилие на ролике; А — расстояние между осями смежных роликов по горизонтали; а

К вЂ” кратчайшее расстояние между осями смежных роликов. Такое усилие сжатия П 2 роликами 3 и 4 исключает уменьшение ширины П, при этом не происходит ее прокатки. 1 ил.

3 1500405 4

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубосварочных агрегатах.

Целью изобретения является снижение расхода металла, повышение качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки полосы при ее удлинении в гибочно-натяжном устройстве.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом. Рулоны в стыкосварочной машине

1 стыкуют в непрерывную полосу 2, которую подвергают знакопеременному пластическому изгибу в неприводных роликах 3, 4. Полосу 2 через ролики

3, 4 протягивают тянущим устройством

5, затем полосу формуют в трубную заготовку в формовочном стане 6, сваривают в сварочной клети 7 и калибруют в калибровочном станке 8 в готовую трубу 9.

В роликах 3, 4 полосу подвергают знакопеременному пластическому изги" бу. Энергию для совершения работы деформации изгиба подводят через полосу тянущим устройством 5. Вследствие этого в полосе за осью I-I первого ролика 3 возникают напряжения растяжения, которые совместно .с напряжениями от изгиба обеспечивают вытяжку полосы. !

Р=Т > (1) К2 2

Тянущее усилие, которое создают устройством 5, и сопротивление роликов 3, 4 обеспечивают прижатие ролика 4 к полосе и через полосу к роликам 3 в точках С и D. Величийа усилия прижатия определяется из выражения: где P — усилие прижатия ролика к полосе;

Т вЂ” среднее тянущее усилие на среднем ролике;

A — расстояние по горизонтали между осями смежных роликов в рабочем положении;

К вЂ” кратчайшее расстояние между осями смежных роликов в рабочем положении.

Как видно из формулы, величина усилия прижатия ролика 4 к полосе 2 и через нее к роликам 3 зависит от

ЗО

55 тянущего усилия, соотношения радиусов роликов 3 и 4, расстояния между вертикальными осями I-I II-II u

III-III роликов 3 и 4 и величины деформации изгиба на среднем ролике.

Это усилие прижатия должно обеспечивать в полосе напряжения сжатия, не превышающие сопротивления пластической деформации (т.е. возникающие в полосе деформации от сжатия не должны быть пластическими).

Взаимосвязь деформации полосы по толщине и усилия прижатия изменяется при изменении марки стали полосы и роликов, толщины полосы, диаметра роликов и определяется экспериментально.

Сжатие полосы по толщине предотвращает ее утяжку и, следовательно, связанные с ней негативные моменты при формовке, сварке и калибровке трубы. Сжатие в пределах упругой деформации позволяет избежать дефектов, связанных с прокаткой (например, уширения, наведения серповидности при прокатке клиновидной полосы, повышенного износа роликов и т.п.), и уменьшить вероятность разрыва полосы.

Рекомендуемые значения тянущего усилия на выходе иэ ГНУ должны обеспечивать напряжения растяжения в полосе (0,3-0,7)b» где bz - предел текучести материала полосы. Деформация от изгиба на поверхности полосы рекомендуется в пределах 0,01-0, 1 для ТЭСА типа 20-76 и 0 05-0,08 для

ТЭСА типа 20-102. Соотношение радиусов крайнего и среднего роликов от 2 до 8 для ТЭСА типа 20-76 и от 3 до 5 для ТЭСА типа 20-102.

Рассмотрим осуществление способа на конкретном примере производства трубы диаметром 102 4,0 мм из стали

10 на стане 20-102 СевТЗ.

Рулонный штрипс шириной 3 12 мм и толщиной 4,0-4,3 мм сваривается в непрерывную полосу и подается к гибочно-натяжному устройству. При номинальной толщине стенки трубы

4,0 мм минимально допустимая толщина может быть 3,6 мм, следовательно, утонение полосы, а значит, и ее вытяжка могут быть 10-15 .

Для обеспечения вытяжки полосы в

ГНУ 10 на выходе из ГНУ устанавливают напряжения растяжения в полосе

0,5á . Тянущее усилие в этом случае равно 15-18 т (предел текучести Ь

Определение. А > для второго ролика

Кг A2 = К2 А2 = р 0,6Cq

Т2 2 0,35Б

7 Кг — Аг р т5 1 00405 6 не превышает 30 кг/мм"), а деформа- Откуда ция изгиба на поверхности полосы на гибочных роликах устанавливается

А = 0 862К = 0.862 м 129

7 р . Ф. около 87. При этом количество гибоч— 111,2 мм °

5 ных роликов должно быть не менее Принятые э и ач ения А несколько двух, а опорно — гибочных — не менее меньше расчетных и обеспечивают татрех. Ролики изготовлены иэ стали 9Х, кое усилие прижатия, что напряжения

Для обеспечения заданной дефор- сжатия в нолосе гарантированно не мации изгиба (87) и надежности ГНУ 10 превышает предела текучести металла. диаметр гибочного ролика устанавли- Разница расчетной и фактической веливают равным 50 мм, а опорно-гибоч- чин А для первого ролика больше, ного 200 мм. При таком соотношении поскольку вытяжка, а значит, И утяжразмеров роликов среднее тянущее уси- ка на первом ролике невелики и уси- лие на первом гибочном ролике будет 15 лие прижатия может быть меньшЕ раравно 0,25 и втором 0,7 от усилия на счетного. г выходе из ГНУ (усилия распределяют- При таком расположении роликов ся пропорционально работе деформа- прокатки полосы не нроисходмт, но ции). Относительное тянущее усилие обеспечивается напряженное состоя(усилие, отнесенное к площади сече- 20 ние в полосе, препятствующее ее ния полосы) будет соответственно утяжке. Утяжка составляет 1-1,57. от равно О, 125 С з и 0,356 величины вытяжки, О, 1-0,27 или 0,3—

Усилие прижатия ролика к полосе, 0,6 мм, что допустимо по условиям также отнесенное к площади сечения формовки и сварки. полосы, которое создает в нем напря- 25 Полоса шириной 312 мм и толщиной жения, не превышающие упругие, не 4,1 мм после ГНУ имеет ширину должно превышать 0,66<. Тогда в соот- 311,5 мм и толщину 3,7 мм. ветствии с указаным выражением (1) После знакопеременного изгиба с для обеспечения соответствующего . растяжением полосу формуют, свариусилия прижатия и при полученных раз- 3р вают и калибруют известным способом. мерах роликов, расстояние между ося- В процессе энакопеременного изгиба ми первого гибочного и опорно-гибоч- полосы вытяжка происходит за счет ных роликов устанавливают 120 мм, совместного действия изгиба и растяа между осями второго гибочного и жения, но не за счет прокатки, поопорно-гибочных роликов 110 мм.

35 скольку соответствующим образом выбрано усилие прижатия. Если бы усиПример расчета по формуле (1) . лие прижатия превышало заданное знаИсходные данные, чение, т.е. имела бы место прокатка

Р = 0 66 Т = О 1250 Т полосы, в полосе могли бы наводиться р эр б р яр 2

О 356 К = 129

4р дефекты например серповидность р gt мм °

И ф (1) з . ормулы возросла бы вероятность обрывов за счет местных утонений.

Яг Аг Таким образом, предлагаемый споТ соб обеспечивает более высокое качеОпределение А, для первого ролика: 45 ство правки полосы и на ежность боты ГНУ. Обеспечивается возможность

Р Д ", О,ббг Д; Работы ва вьпваиах 10Х и более по1 Т О, 1256 скольку утяжка полосы практически

4,8 ltK — А отсутствует ° Известные способы про50. изводства труб с применением знакоОткуда переменного изгиба могут работать

А = О 975K = О 975 ° 129 при вытяжках не более 57. В противр t

126 3 мм ном случае утяжка полосы не поэволямм . ет стабильно вести процессы формовки, сварки и калибровки.

Предлагаемый способ позволяет экономить металл за счет уменьшения вероятности разрывов полосы, повышает качество труб за счет ликвида1500405

Формула из об ретения

А

Р=Т !

/К -А усилие прижатия ролика к полосе среднее тянущее усилие на ролике расстояние между осями смежных роликов по горизонтали кратчайшее расстояние между осями смежных роликов. где PК—

Составитель Э.Ветрова

Техред Л.Олийнык, Корректор Н.Король

Редактор А.Долинич

Заказ 4804/12 Тираж б93 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ции утяжки (уменьшения ширины полосы при вьггяжке), которая отрицательно сказывается при формовке и сварке трубы.

Способ изготовления труб на непрерывных труб осварочных агрегатах, включающий сварку встык отдельных

10 рулонов штрипса в непрерывную полосу, ее знакопеременный пластический изгиб с натяжением в неприводном многороликовом гибочно-натяжном уст15 ройстве, протягивание через него полосы тянущим устройством, формовку полосы в трубную заготовку, сварку ее кромок и калибровку в готовую трубу, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода метал20 ла, повышения качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки полосы при ее удлинении в гибочно-натяжном устройстве, полосу при пластическом изгибе подвергают упругому сжатию по крайней мере тремя роликами гибочно-натяжного устройства с углом охвата среднего ролика полосой большим Г), при этом усилие сжатия прилагают по линии общей образующей среднего и крайних роликов, величину которого устанавливают из соотношения: