Способ прецизионной обработки труб
Владельцы патента RU 2311246:
Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" (RU)
Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, а именно к производству труб волочением, и может быть использовано для производства прецизионных капиллярных труб. Задача изобретения - повышение выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97 на трубки, применяемые в атомной промышленности. Способ включает безоправочное волочение трубной заготовки, по меньшей мере, в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки, равным 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7. Способ позволяет обеспечить высокую точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокое качество внутренней и наружной поверхностей труб. 1 табл.
Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, а именно к производству труб волочением трубной заготовки, и может быть использовано для производства прецизионных капиллярных труб.
Трубы, предназначенные для изготовления оболочек для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), должны быть идентичными в каждой кассете и отвечать повышенным по сравнению с другой подобной продукцией требованиям ТУ 14-159-264-97 и иметь следующие показатели точности размеров: по наружному диаметру +/- 0,015 мм, по толщине стенки +/-0,015 мм.
Шероховатость наружной поверхности Ra должна быть не более 0,63 мкм.
Шероховатость внутренней поверхности Ra должна быть не более 0,80 мкм.
Кроме того, они должны иметь высокую точность и стабильность по размеру, длине каждой трубы, труб в партии и между партиями труб.
В качестве прототипа принят способ получения прецизионных капиллярных труб, который включает волочение на оправке с коэффициентом вытяжки, равным 4 [1].
Основным недостатком данного способа является невозможность обеспечения высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенок, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб, что приводит к снижению выхода годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97, на 35-40%.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение высокой точности и стабильности размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокого качества внутренней и наружной поверхностей труб и вследствие этого повышение выхода годного продукта.
Задача решается тем, что в способе производства прецизионных труб, включающем волочение трубной заготовки на оправке, после прокатки трубную заготовку подвергают безоправочному волочению по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.
Сочетание безоправочного волочения по меньшей мере в 2 прохода с коэффициентом вытяжки, равным 1,4-3,0, на первом этапе и волочения на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, обработки трубы с оправкой телами качения, а затем безоправочного волочения трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7 на последнем этапе позволяет добиваться на каждом этапе максимально возможной деформации трубной заготовки по диаметру и толщине стенки при высоких качественных характеристиках ее поверхностей. Высокая точность и стабильность размеров капиллярных труб с одновременной субмикронной чистотой наружной и внутренней поверхностей труб, снижение количества брака, обеспечиваемых предлагаемой технологией, повышают выход годного продукта, отвечающего ТУ 14-159-264-97.
Коэффициенты вытяжки и количество проходов на каждой операции лимитируются требованиями получения необходимых размеров при одновременно высоком качестве поверхностей. Поэтому волочение в один проход не позволит добиться поставленной задачи.
При коэффициентах вытяжки: менее 1,4 - на первом этапе; менее 1,2 - на длинной оправке и менее 1,2 - для б/о волочения на последнем этапе - не будут достигнуты нужные размеры с необходимой степенью шероховатости наружной поверхности, не будет проработана структура металла. Вследствие чего снизится выход годного продукта.
При коэффициентах вытяжки: более 3,0 - на первом этапе; более 2,4 - на длинной оправке; более 1,7 для б/о волочения на последнем этапе - не будут достигнуты нужные размеры с необходимой степенью шероховатости внутренней поверхности. Снизится выход годного продукта.
Пример осуществления
Испытания предложенной технологии проводились по нижеуказанному маршруту (по основным операциям, без упоминания вспомогательных операций - зачисток, обезжиривания, правок и т.п.). Маршрут включал:
1. Б/о волочение.
2. Б/о волочение.
3. Волочение на длинной оправке на предготовый размер.
4. Обкатка трубы с оправкой.
5. Б/о волочение на готовый размер 2,3×0,30.
В таблице приведены результаты осуществления прецизионной обработки труб в режимах предлагаемой технологии.
Анализ приведенных примеров показывает, что использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить высокую точность и стабильность размеров трубы по диаметру и толщине стенки, одинаково высокое качество внутренней и наружной поверхностей труб.
Отбраковка по несоответствию требованиям ТУ 14-159-264-97 на трубки, применяемые в атомной промышленности, снизилась с 35-40 до 10-13%.
Литература
1. Особенности производства прецизионных труб малых размеров в условиях современных мини-производств. Ю.Н.Стасовский, А.Верещагин, М.: Сталь, 2004 г, №10, с.56.
| Таблица | ||||
| Результаты осуществления прецизионной обработки труб в режимах предлагаемой технологии | ||||
| №№ п/п | Коэффициент вытяжки первоначального б/о волочения | Коэффициент вытяжки волочения на оправке на предготовый размер | Коэффициент вытяжки б/о волочения на готовый размер | Количество брака по ТУ 14-159-264-97, % от общей массы продукции |
| 1 | 3.00 | 1.20 | 1.70 | 13 |
| 2 | 3.00 | 1.22 | 1.56 | 12 |
| 3 | 3.00 | 1.24 | 1.45 | 11 |
| 4 | 3.00 | 1.80 | 1.22 | 10 |
| 5 | 3.00 | 2.40 | 1.20 | 11 |
| 6 | 2.20 | 1.20 | 1.70 | 13 |
| 7 | 2.20 | 1.22 | 1.56 | 12 |
| 8 | 2.20 | 1.24 | 1.45 | 10 |
| 9 | 2.20 | 1.80 | 1.22 | 10 |
| 10 | 2.20 | 2.40 | 1.20 | 11 |
| 11 | 1.40 | 1.20 | 1.70 | 12 |
| 12 | 1.40 | 1.22 | 1.56 | 11 |
| 13 | 1.40 | 1.24 | 1.45 | 10 |
| 14 | 1.40 | 1,80 | 1.22 | 10 |
| 15 | 1.40 | 2.40 | 1.20 | 11 |
Способ прецизионной обработки труб, включающий волочение трубной заготовки на оправке, отличающийся тем, что трубную заготовку подвергают безоправочному волочению, по меньшей мере, в 2 прохода с коэффициентом вытяжки 1,4-3,0, затем осуществляют волочение на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения, а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.
