Способ изготовления спиральношовных толстостенных гофрированных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (I!) (м)з В 21 С 37/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЙИМ. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4899233/08 - . лосы из рулонов, стыковку полос в непре(22) 03.01.91 . - ., рывную полосу, перйодическое профилиро(46) 30.04.93..Бюл. М 16 ванйе полосы с образованием по ее длине (71) Днепропетровский металлургический чередующихся гладких и профилированных институт -: -- участков с продольными гофрами, формовку (72) С.Т.Плисканбвский, В.Н.Зарицкий;:: профилированной полосы в трубу, сварку

Г.А.Бибик, B.H.Áóðàêîâñêèé;,А.Н.Заикин, . спиральнмхшвов, порезкусвареннойтрубы

E.Ñ.ÌàêðèöêèA, Ю.М.Онищенко и А.НЛ:лю- на мерный длины. Гофры профилируют по сарев : : " -:. :.- : . : следовательно за несколько переходов и, (56) Авторское свидетельство СССР . начиная со второго перехода, проводят наФ 1304955, кл, В 21 С 37/12, 1987, грев полосы перед каждым последующим

Авторское свидетельство СССР .: ...:переходом, а при формовке осуществляют

bh 1274791, кл. В 21 С 37!12, 1986.. Повторный нагрев гофров. Температуру полОсы при профилировании устанавливают (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬ- из обеспечения снижения предела текучеНОШОВНЫХ ТОЛСТОСТЕННЫХ ГОФРИ- сти материала полосы в 1,6-6,0 раз, а при

РОВАННЫХ ТРУБ . -:: ::: формовке повторно нагревают гофры, уста(57) Использование: изготовление сварных навливаяихтемпературуизусловийобеспеспиральношовных толстостенных гофриро-:. чения равенства изгибающих моментов по

-. Ванных труб для магистральных .самоком- ширине полосы в поперечных сечениях гофпенсирующихся трубопроводов. Сущность ров и сопряженного с нйми плоского участ-, изобретения: способ включает размотку по- ка. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1 авф

Об

Изобретение относится к производству качество сварки торцов труб при укладке,. сварных спиральношовных толстостенных магистральных трубопроводов, гофрированных труб и может быть исполь- Нагрев полосы перед второй и последу- О зованодля сооружения магистральныхтру-., ющими клетями профилегибочного стана (д бопроводов с колебаниями температуры обеспечивает возможность профилирова- (3 транспортируемого продукта. Ния гофров на полосе толщиной > 8 мм, Целью изобретения является повыше- посколькупрйнагревеповышаются пласти в

we качества труб путем снижении напряже- ческие свойства материала, увеличивается нийнапрофилированныхучастках. -:. Вона равномерногоудлиненияи,соответстОоуществление периодического профи- . венно исключается разрушение металла полирования продольных гофров на полосе лосы.. позволяет получить на полосе участки без гофров, что дает возможность обеспечить пОСледующую порезку труб по гладкой наСти, в результате чего улучшается монтаж спиральношовных гофрированных труб и

Нагрев гофров в формующем устройстве по линии гиба полосы в процессе формовки полосы с гофрзми позволяет снять напряжения на участках с гофрами непосредственно в процессе формовки, а темпе1811933 ратура нагрева гофров в формующем устройстве выбирается таким образом, что моменты гиба участков полосы с гофрами равны моментам гиба плоских участков полосы, что дает возможность получения ре= жима, при котором обеспечивается выравнивание механических характеристик по всей ширине полосы в процессе формовки, Выполнение этих условий улучшит гео. метрию полосы, а следовательно — и качество выходящей трубы.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков позволяет значительно повысить качество готовой продукции (выход годных труб), поскольку обеспечивается возможность периодического профилирования гофрав с нагревом на толстостенных полосах при улучшении геометрии полосы и самой трубы, На фиг.1 представлена схема технологической линии для производства спирапьношовных гофрированных труб, реализующая предлагаемый способ; на фиг,2 — приведена зависимость предела текучести материала l7p, кг/мм, оттемперату2 ры материала t, С, для углеродистой стали.

Способ заключается в следующем.

Рулоны со склада подаются к приемному стеллажу разматывателя 1, где они разматываются с последующей задачей полосы в валки листоправильной машины 2, осуществляющей правку полосы. Затем производятся следующие операции: обрезка переднего и заднего концов полосы и их стыковка для получения непрерывной ленты, соответственно, с помощью гильотин ных ножниц 3 и стыкосварочной маашины 4.

После стыкосварочной машины 4 полоса поступает в профилегибочный стан 5, где на ней осуществляют периодическое профилирование продольных гофров, Для осуществления периодического профилирования, т.е. получения на полосе гофрйрованных участков и гладких в определенном соотношении, валки клетей профилегибочного стана разводят и выполняют пропуск гладкого участка полосы, затем валки снова сводят и выполняют гофрирование и т.д.

В процессе периодического профилирования гофров полосу нагревают перед второй и последующими клетями с помощью установленных перед ними высокочастотных индукторов. Далее на полосе с чередующимися гофрированными и плоскими участками производят обрезку кромок по ее ширине дисковыми ножницами 6, Подающей машиной 7 полосу задают затем в формующее устройство 8, где нагревают гофры по линии гиба полосы посредством установ4 ки в самом формующем устройстве 8 нагревательногоо устройства-высокочастотного индуктора. При этом температуру нагрева гофров в формующем устройстве выбирают таким образом, чтобы моменты гиба участков полосы с гофрами были равны моментам гиба плоских участков полосы.

В формующем устройстве 8 полосу сворачивают в спиральную заготовку, стыки

10 кромок сваривают сварочными аппаратами

9, разрезают по гладкой части на мерные длины отрезным устройством 10. Далее трубы поступают на агрегат отделки труб 11, где из труб удаляют флюс, обрезают концы

15 труб, снимают фаски, проводят гидравлические испытания, визуальный осмотр и ре-. монт дефектных мест, приемку готовых труб, клеймование, маркировку и складирование.

20 Пример конкретного выполнения.

Для изготовления спиральношовнйх толстостенных гофрированных труб, например, размером 1220.16 мм и длиной 12,0 м и углеродистой стали 20, необходимых для

25 сооружения магистральных трубопроводов с колебаниями температуры транспортируемого продукта, выполняют следующее. Рулоны со склада подаются к приемному стеллажу разматывателя 1, где они разматы30 ваются с последующей задачей полосы в валки листоправильной машины 2, осуществляющей правку полосы.

Затем производятся следующие операции: обрезка переднего и заднего концов

35 полосы и их стыковка дпя получения непрерывной ленты, соответственно, с помощью гильотинных ножниц 3 и стыкосварочной машины 4. После стыкосварочной машины 4 полога поступает в профилегибочный стан

40 5, где на ней осуществляют периодическое профилирование продольных гофров. Для

Осуществления периодического профилирования,т.е. получения на полосе гофрированных участков и гладких в определенном

45 соотношении, валки клетей профилегибочного стана разводят и выполняют пропуск гладкого участка полосы, который равен 1,52 м, затем валки снова сводят и выполняют гофрирование, Длина профилированного

50 участка составляет 30 м, гофры профилируатся на расстоянии 150 мм от кромки полосы, высота гофра — 50 мм, количество — 2.

В процессе периодического профилирования гофров участок полосы для профилированной части нагревают перед втооой и последующими клетями до t 800-900 С с по- мощью установленных перед ними высокочастотных индукторов. В качестве высокочастотных индукторов могут применяться, например, тиристорные преобразо1811933

5 . 6 . ватели частоты мощностью 800-3200 кВТ, r}pui изгибе в холодном состоянии обчастотай тока 1 кГц. После профилирования разцов из углеродистой стали 20 величина полосу дисковыми ножницами 6 калибруют изгибающего момента равна: по ширине; обрезая прикромочные участки . Мп 1,2 KI 9/ а, шириной10-15мм.Паслекалиброванияпо- 5 где К1 — коэффицйент профиля, для прямолосу подающей машиной 7 задают в форму- угольного сечения К1- 1,5; ющее устройство 8 (угол формовки а= 70О). оз- предел текучести материала, для

В формующем устройстве 8 гофры нагрева- . углеродистых сталей оз -32 кгlмм (усредют па линии гиба полосы посредством уста- . ненное значение). навки в самом формующем устройстве 8 10 . Мл-1,2 1,5 1540 32-261 10 кгмм нагРеватехлхьнога УстРойства — -высокача- = 261 кг м, стотнога индуктора, - .,:: . . 2. Определяется момент сопротивления

Температуру нагрева гофров в формую- профиля: щем устройстве выбирают таким образом,:,}, чтобы моменты гиба участков-rloi)ocv с г 15 рами были равны моментам гиба плоскик . "re } момент инерции

Участкаа "о".ос" -:: . .. -:; .. - -:::. - Yes,i — расстояние наиболее удалейноЭта проблема возникает в связи с тем, . го волокна до нейтральной оси. что при сворачивании полосы в гофрирован-:: - . Используя расчетные данные, получим: йую трубную заготовку по линии формовки 20 . полосы. йа участках с гофрами возникавт - - 0,00686{3 -d )- мЬМент сопротгихвленхия гибу, для преадале- . —. Ф0 d ния которого необходимы усилия, значи- -: ° о +о" +d тельно .превь}шающие момент гиба - . з . - }.+а йрямолийехйных участков полмы, приводя- 25 .

ЩИЕ К ИЗМЕНЕНИЮ ГЕОМЕТРИИ ЗОЛОСЫ И Са- 0,0088х6 tOO. 68 — О,а1 7 1О» ° 68 а . мой трубы. - . ., ".;;:. : .:,:,, .:::...:,::.:.: .: ., а аст+1се.ее+лат для снятию напрвкений HB уюастхтах с ., а.а,1ю еа гафрами предлагается методиках .нагрева ." =14201, этих участков непосредственно по линии ЗО формовки, которая позволяет добиться вы-: .. где g -. наружйый дйаметр гафра раВНИВаНИя уСИЛИй ГИба.rIO вСЕй аИрИНЕ . d —.аНутрЕННИйдИаМЕтркафра

rIolI0cbl, Для ойределения температуРы, ée- -- - изгибающий момент для профиля гаф обхадимой для нагрева участков с гофрами, : -: pq тРебУетсЯ Решить следУющие Задачи: - . 38 . М, -1,2 - 1,5 - 14201 -. ф 818 кг.м.

1, определить изгибающий момент, н6- .. " -: д лД в<рава»валия изгибающего мо обходимый д я изгиба профиля гофра : .::::: .:мента па всей ширине полосы необходимо

2. апРеделить Режим локального нагРе-;::. добгься: при помо и локального нагрева ва Участков с гафРами с целью выРавнива;.:; участков с гофрами такого условия. чтобы ниЯ механгических хаРактеРистик по всей. 4б момент изгибаучасткав с гофрами был раширине полосы в линии формовки. ..: - ...вен изгибающему моменту полосы в холодРас Iex пРОизВадитсй а следуюЩем rlo- ном состоянии. Для зтага необходимо рядке: -:: ":- :.: Установить связь между механический па1. определяется юмент сопративлени}г . : раметром а и температурой материала to. изгибающий момент для прямоугольного 46 Для углеродис гай стали с

® „ }»}», : .:--: . : Эта зависимость представлена в виде

2 б . " графика (фиг.2). где Ь вЂ” ширина участка;:.. "50 .„. Исследуя формулу для. определения из

h — толщина полосыг . ... гибающего момента, приходим к эаключеДлятрубразмерам122016ммирадиу- ;:: нию, что для внравйиеания по шйрине сам гофра 50 мм ..:.:. палосй изгибающего момента необходимо,:

Ь -2Яг: Сов 20 = 2.50 1064 5 о6 вели нa пРедеi® ТЕкУчеси MeT® e

0ßÇ97 . r. на участке с гофрами была снижена во столька раз, во скалькта раз величина изги106,4 ° 16 3 . бающего момеита для профиля гафра прес абае им .. аыиает момент гиба ирямолинейного участка полосы, 1811933

I

Следовательно если = . в)УлУчшаетсЯ геометРиЯ полосы засчет

Следовательно, если 1 =, нагрева гофров вформующемустройстве по

=3;134,то ... линии гиба полосы в процессе формовки

as 32 . полосы с гофрами, поскольку локальный на3,134 3,134 кг мм 5 грев гофров с температурой, выбранный

Б соОтветствии с приведенным графи- - так, чтобы соблюдалось равенство момен ;. ком (фиг,2) температура нагрева участков с тов гиба участков полосы, с гофрами и плогофрами в процессе формовки должна быть ских участков, обеспечивает выравнивание

550оС, .:: : механических характеристик по всей шириПосле сворачивания полосы в спираль- 10 не полосы в линии формовки. ную заготовку стыки кромок сваривают сва- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рочными аппаратами 9, разрезают по 1.Способизготовленияспиральношовгладкой части на мерные длины отрезным нйх толстостенных гофрированных труб, устройством10,Далеетрубы поступаатна . ак иочающий обрезку концов полосы, их агрегат отделки труб 11, где из труб удаляют 16 стыковку в непрерывную полосу, периодйчефлюс,обрезаютконцыснимаютфаски,tipo- ское профилирование полосы с образованиводят гидравлические испытания, визуаль- . ем flo ее длине чередующихся гладких и ный осмотр и ремонт дефектных мест; профилированных участков с продольными приемку готовых труб, клеймение, марки- гофрами,сопряженнымипоширинеполосыс ровкуи складирование. - .. -, : 20 йлоскимиучасткамипоеекромкамисередиОсновным преимуществом заявляемого не, формовку с изгибом гофрированных и fllloспособа rio сравнению с йрототиаом явля- ских участков полосы по линии, параллельной ется повышение качества производимых оси формовки, сварку спиральных швов, рез- . труб, при атом:,: -:::. -:: ку сваренной трубы на мерные длины, отл иа) повышается качество сварки торцов 25 ч а Ф шийся тем, что, с целью повышения труб при сборкенатрассе,посколькузасчет, - качества труб путем снижения напряжений периодического профилирования продоль- на гофрированных участках, гофры профилиных гофров на полосе возможно получение: pye1 последовательно за несколько riepexoгладкихучастков,покоторымиосуществля- .: дов и нагревают полосу перед каждым ется резка труб на мерные длины; 30 последующим переходом кроме первого. а б) повышается качество изготовления при формовке осуществляют повторный натолстостенных спиралЬноаовнйх гофриро- гревгофров полинии изгиба полосы, при атом ванных труб за счет того, что осуществляет- температуру формовки гофров устанавливася нагрев полосы парад второй и ютизусловияобеспечения равенстваизгибапоследующими клетями профилегибочного .35 ющих моментов по ширине полосы в стана, позволяющий профилировать гофры поперечных сечениях гофров и сопряженного на полосе толщиной > 8 мм, т,к. при нагреве с ними плоского участка. повышаются пластические свойства мате- 2. Способ по п.1, отличающийся риала, увеличивается зона равномерного тем, что.полосу йеред вторым и последуюудлинения и, следовательно, исключается 40 щими переходами нагреваютдотемпературазрушение металла полосы; ры, обеспечивающей снижение предела текучести материала полосы в 1,6-6,0 раз.

1811933

/00 ., gdg 300 ., 400 Ю ЫО .Фиг, 2 г.ъ

Редантор

Заказ 1645 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-36, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбийет "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101

Ф кг/рруку

Составитель 8.3арицкий

Техред M.Mîðãeíòàë

Корректор; А,Мотыль