Способ изготовления многослойных труб
Изобретение относится к трубному производству, в частности к технологии производства многослойных труб с особотонкостенными слоями. Цель изобретения - повышение качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления. В процессе сборки каждую заготовку (слой), начиная с наружного слоя,раздают на оправке, выполненной из антифрикционного материала, без смазки на величину, рассчитываемую по предложенной математической зависимости таким образом, чтобы, деформируя внутреннюю трубу, не раздавать наружные слои. После окончания сборки слоев многослойную трубу уплотняют волочением . 1 табл. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
ИМ
РЕСПУБЛИК (51)S В 21 С 1/24, 21/00
КЕС
" )ЯТК-БИБЛИ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ де 1л и
Л
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4636632/02 (22) 07,12 ° 88 (46) 15.02.91. Бюл. Р 6 (71) Уральский научно-исследовательс" кий институт трубной промышленности (72) Ю.И.Блинов, В.А.Шуринов, В.В.Яковлев, E.Â.Íå÷ìèðü и С.В.Перемыкин (53) 621.774.5(088.8) (56) Производство биметаллических труб и прутков/Под ред, В.Я.Остренко, М.: Meталлургия, 1986, с.43-44, рис.7
Авторское свидетельство СССР
Р 622521, кл. В 21 В 23/00, 1977. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙHLK ТРУБ
Изобретение относится к трубному производству, в частности к технологии производства многослойных труб с особотонкостенными слоями, Цель изобретения — повьппение качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления.
Способ включает в себя изготовление послойных заготовок трубы, их сборку, уплотнение пластической деформацией.
В процессе сборки каждую заготовку (слой), начиная с наружного слоя, раздают на оправке, выполненной нз антифрикционного материала, диаметр которой определяют по математической зависимости
„SU, l 627298 A 1 (57) Изобретение относится к трубному производству, в частности к технологии производства многослойных труб с особотонкостенными слоями. Цель изобретения — повышение качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления. В процессе сборки каждую заготовку (слой), начиная с наружного слоя,раздают на оправке, выполненной из антифрикционного материала, беэ смазки на величину, рассчитываемую по предложенной математической зависимости таким образом, чтобы, деформируя внутреннюю трубу, не раздавать наружные слои. После окончания сборки слоев многослойную трубу уплотняют волочением. 1 табл.
Л д„= 0+8 — 2 Q(„+ А „+ Ц„, ), — диаметр оправки;
" номер слоя, начиная с наружного;
- диаметр многослойной трубы;
- величина необходимой осадки многослойной трубы по диаметру для уплотнения слоев, толщина слоя; величина плюсового допуска по толщине стенки эаготовки слоя
U > — величина упругой радиальной осадки эаготовки слоя после ее раздачи на оправке.
1627298
Раздача после сборки каждого слоя, начиная с наружного, на оправке, выполненной иэ антифрикционного материала, например капролактана, обеспечивает минимальную деформацию при уплотнении слоев, что позволяет изготовлять многослойные трубы с особотонкостенными слоями из одного-двух типоразмеров заготовки вместо отдель1О ного типоразмера для каждого слоя.
Исполнение оправки пз антийрикционного материала, например капролактана, позволяет осуществлять раздачу слоев без применения смазки и исключает появление рисок на сопрягаемых поверхностях. Тем самым исключается попадание загрязнений на поверхности сопряжения и сохраняется качество обработки поверхностей.
Выбор диаметра оправки по изложенной зависимости обеспечивает сборку многослойной трубы раздачей очередного слоя "цо касания с предыдущими, т.е, после сборки между слоями трубы имеют место минимальные зазоры лишь в пределах допуска на толщину стенки плюс величину упругого "возврата диаметра слоя "И" после его раздачи.
Например, для трехслойной трубы, если обозначить через db,,D<,,,db,0
30 ф. 2
dq,D > соответственно внутренние и йаружные диаметры соответствующих слоев после раздачи на оправке и принять, что толщина слоев равна номиналу, получим 35 для первого слоя:
Из приведенных данных видно, то между внутренним диаметром предыдущего слоя и наружным диаметром последующеro имеют место минимальный зазор, равный плюсовому допуску на толщину стенки A t плюс величина упругоro возврата ; в момент же деформации очерепного слоя зазор не превышает допусков на толщину стенки слоев. Тем самым исключается эффект накопления зазоров .
При раздаче очередного слоя трубы оправка нагружена только напряжениями, возникающими от деформации данного слоя, а предыдущие слои практичес«и не влияют на условия раздачи.При изготовлении многослойных труб с особотонкостенными слоями именно это и позволяет использовать оправки из антифрикционного материала, в частности капролактана. Эти материалы обладают сравнительной низкой прочностью (их допустимые напря.кения, как правило < 11,0-2,0 кгс/мм ), но при
2 свободной раздаче особотонкостенных труб, слоев с отношением диаметра к толщине стенки более 150-200 рабочие напряжения на контактной поверхности оправка-труба не превышают укаэанных значений, Действительно, соотношение радиальных напряжений Сл на контактной поверхности оправки и окружных напряжений Ga в стенке тонкостенной рубы определяется известным соотношением и = П+Б — 2(< + й, + О),) -2(tz +
+ П2)1
+ 55
l 2
6С +U,) d) = D+S 2(t + ц.
+ ht, + П,) — 2(t, +
db D+S -2(t, +
+ dtg + Б,) -2(е +
2 Ь tg — 2U — 2U)
2U °
db — 2 dt
D +S — 2(t< + Kt );
40 аЬ,= D+S — 2(t + Д.t,) — 2Uq, Р< = 1 + 2 = В+ Б — 2 Д, - 20; для второ го слоя
d2 = D+S-2(, + Еt,)—
2(С2 + h "1 + U1);
db = D+S -2(, + Д ) — 2(t2+
+ Ktg + Ug) — 2U2, Ь + 2t D+S 2(ti + Qt<)
2 А t — 2U — 2U =d -2 kt — 2U
2 Ь, 2 для третьего слоя:
G = ----Gn.
2t
t р
Если пренебречь продольными напряжениями и считать, что при раздаче трубы окружные напряжения равны пределу текучести материала, что несколько завысит результаты, то например, для трубы из коррозионностойкой стали
ОХ18Н10Т в отожженном состоянии, с отношением диаметра к толщине стенки
200, получим величину контактных напряжений на оправке Q 0,5 кгс/мм, что ниже допустимых напряжений для антифрикционных пластиков.
Уплотнение слоев трубы осуществляется осадкой по диаметру на величину S путем, например, волочения собранной многослойной трубы через волоку со смазкой.
Пример. Изготовляют 10-слойную трубу диаметром 18 мм с толщиной слоев 0,1 0,02 мм.
1627298
В таблице (графы 1-10) приведе1 ны основные, данные известной технологии, включающей прокатку десяти типоразмеров заготовок слоев в эа- 5 щитной атмосфере в шахтной печи, развальцовку конусных участков на одном конце труб, коаксиальнув сборку слоев до упора конусных участков друг в друга, наьесение смазки на внутрен- 10 нюю поверхность, предварительное уплотнение раздачей внутренних слоев с помощью оправки, нанесение смазки на наружную поверхность, окончательное уплотнение осадкой слоев в волоке, удаление смазки, пореэку концов труб
Принятая разность диаметров заготовок слоев в l мм определена на практике из условия обеспечения коаксиальной сборки слоев. При меньшей величине сборка затруднена.
В таблице (графы 11-20) приведены также основные данные по прокатке двух типоразмеров заготовок-слоев, отжигу заготовок-слоев в защитной атмосфере в шахтной печи, развальцовке конусных участков на одном конце труб, коаксиальной сборке слоев с раздачей каждого слоя, начиная с З0 наружного на оправке, нанесению смазки на наружную поверхность собранной трубы, уплотнительной осадке в волоке, удалению смазки, порезку концов труб (т. e. по предложенной технологии). Диаметр заготовок также выбран из условия обеспечения минимальной разности диаметров при сборке слоев, составляющей для данного размера 1 мм. Величина уплотнительной 40 осадки S = l мм принята из опыта, как достаточная для уплотнения без ухудшения качества изделия. Величина допусков g t = Д t = 0,02 мм.
Иэ сравнения данных таблиц видно, 45 что возможно получение многослойных труб с особотонкостенными слоями при сокращении количества типоразмеров заготовок-слоев в несколько раз (в рассмотренном примере — в 5 раэ) 50 и меньшей нагартовке слоев трубы (в рассмотренном примере максимальная степень деформации слоя по известной технологии 31,5Х, по предложенной — 16X средняя степень деформации, соответственно, 14 6 и 11,47).
Использование предлагаемого способа изготовления многослойных труб наиболее эффективно при изготовлении многослойных труб с особотонкостенными слоями и ловьппенными требованиями к чистоте межслойных поверхностей и с числом слоев более трех-четырех.
За счет сокращения количества типоразмеров заготовок слоев в несколько раз сокращается парк инструмента станов ХПТР (роликов, оправок), сокращаются работы по настройке станов, упрощается контроль и дефектоскопия заготовок; повышается производительность при прокатке заготовки на станах ХПТР, формула изобретения
Способ изготовления многослойных труб, включающий изготовление послойных заготовок трубы, их сборку и уплотнение пластической деформацией, отличающийся тем, что, с целью повышения качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления, в процессе сборки каждую заготовку, начиная с наружного слоя, раздают на оправке, выполненной иэ антифрикционного материала, диаметр которой определяют по математической за,висимости
d„ D+S -2 +(t „+ „+ U„<) y где d — диаметр оправки;
n — номер слоя, начиная с наружно го;
D " диаметр многослойной трубы;
S — величина осадки многослойной трубы по диаметру для уплотнения слоев; — толщина слоя;
- величина плюсового допуска по толщине стенки заготовки слоя;
U> ; величина упругой радиальной осадки заготовки слоя после ее раздачи на оправке.
1627298
Среднеарифметическая
Степень деформации после раздачи,X
Общая степень деформации,X
Степень деформации от
Размер слоев
Размер слоев
Диаметр опранок, мм
Размер диаметра слоев, мм
Слой, а после после раздачи, мм степень деформации,X осадки, осадки, мм й1-NI 0 по известной технологии
22,0 0 18,0
21,0 0
20,0 0 17,6
19,0 0 17,4
18>0 0 17,2
17,5 2,9 17,0
17,3 8,1 l6,8
17,1 14,0 .16,6
16,9 20,7 )6,4
16,7 28,5 l6,2
0 по преллокенной технологии
18,92 10,6 18,0
18,64 9,0 17,8
18,36 6,4 I7>6
18,08 5,7 !7,4
l7,80 4,1 l7,2
17,52 13,0 17,0
17,24 11,2 l6,8
l6,9Ü 9,4 16,6
16,68 7,6 16,4
16,40 5,8 16,2
18,2
17,8
12,0
8,4
4,4
2,0
2,9
2,9
3,0
3,0
18,2
15,2
12,0
8,4
4,4
4,9
11,0
16,9
23,7
31,5
22,0
21,0
20,0
19,0
IS,0
17,0
16 0
15 0
14,0
l 3,0
1 2
4
6
8
l0
l4,6
l5,7
l3,5
10,5
9,5
7,5
16,0
l3,8
11,5
9,3
7,0
5,1
4,5
4,1
3,8
3,4
3,0
2,6
2,1
1,7
112
17,1
l7,1
17,1
I 7, I
l7, l
15,5
15,5
15,5
15,5
15,5
Il
12
13
14
16
17
l8
l9
II 4
Редактор М,Бандура
Заказ 1784 Тираж 406 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГЕНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101
16,5
8! 1-N2
I8,7
18,48
18,20
17,92
17,84
17,36
17,08
16,80
16,52
16,24
Составитель Л,Кондратов
Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская
