Способ производства толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса

Изобретение относится к производству толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса. Способ производства толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса включает нагрев сверленого слитка, двойную прошивку с промежуточным нагревом и раскатку гильзы на пилигримовом стане, при этом перед первой прошивкой сверленый слиток ЭШП обжимают на стане поперечно-винтовой прокатки без оправки с посадом по диаметру на 9-13% и утонением стенки на 18-21% за счет подъема диаметра сверления, а затем после нагрева слиток два раза прошивают с подъемом до первоначального диаметра. Обеспечивается получение труб из слитков ЭШП сталей аустенитного класса с гарантированными механическими свойствами.

 

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способу прокатки труб большого диаметра, и может быть использовано при производстве труб на установках с пилигримовыми станами.

Известен способ производства труб из литых сталей аустенитного класса, где трубы с соотношением диаметра к толщине стенки ≤7,3 в холодном состоянии многократно деформируют на правильной машине, у которой валки устанавливают в горизонтальной плоскости без образования прогиба труб, и перед каждым проходом сводят валки на величину Δ≤0,005Дф, где Дф - фактический диаметр труб, мм, а деформацию-количество проходов через правильную машину прекращают после появления заусенца на заднем торце трубы (патент №2303498, Бюл. №21, 27.07.2007).

Недостатком данного способа является то, что им можно пользоваться только тогда, когда предел текучести при испытании на растяжение продольных образцов при температуре +350°С меньше на 1÷2 кгс/мм² требуемой нормы. При более низком пределе текучести, полученном при испытании, данный способ не позволяет обеспечить требуемые свойства. При прокатке толстостенных труб из слитков ЭШП структура центральной части стенки трубы, из которой вырезаются образцы для испытаний, недостаточно разбита, и многократная правка может поднять предел текучести не более 2 кгс/мм².

Известен способ повышения степени возможной пластической деформации - это уплотнение слитка и увеличение дробности деформации (Трубопрокатное и трубосварочное производство, Москва, 1954, с.33. ТИ 158 - Тр. ТБ1-96-2004, Изготовление бесшовных горячедеформированных механически обработанных труб из стали марки 38ХН3МФА).

Недостатком способа является то, что предварительное обжатие слитка и двойная прошивка (дробная деформация) не меняют общую деформацию, т.е. степень деформации остается на прежнем уровне и не сказывается на повышении пластичности.

Задачей предлагаемого способа производства толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса является получение требуемого предела текучести при температуре испытания образцов +350°С.

Технический результат достигается тем, что перед первой прошивкой сверленый слиток ЭШП обжимают на стане поперечно-винтовой прокатки без оправки с посадом по диаметру на 9-13% и утонением стенки на 18-21% за счет подъема диаметра сверления, а затем после нагрева слиток два раза прошивают с промежуточным нагревом и подъемом до первоначального диаметра.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса отличается тем, что перед первой прошивкой сверленый слиток ЭШП обжимают на стане поперечно-винтовой прокатки без оправки с посадом по диаметру на 9-13% и утонением стенки на 18-21% за счет подъема диаметра сверления, а затем после нагрева слиток два раза прошивают с промежуточным нагревом и подъемом до первоначального диаметра. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающее заявляемое решение от прототипа, что соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предложенный способ производства труб с повышенными свойствами заключается в том, что используется геометрический фактор деформации (И.М.Павлов. Теория прокатки, Москва, 1950, с.104-106, И.А.Фомичев, Косая прокатка, Харьков, 1963, с.81-84). При прокатке слитка на стане поперечно-винтовой прокатки без оправки с посадом по диаметру 9-13% происходит интенсивное скручивание заготовки с одновременным подъемом внутреннего диаметра и утонением стенки, т.е. зерна, образовавшиеся в слитках ЭШП, деформируются (вытягиваются) в направлении скручивания и тем самым при одной и той же общей деформации увеличиваются механические свойства металла.

Данный способ был опробован на Челябинском трубопрокатном заводе. Технологический процесс производства труб из стали марки 08Х18Н10Т-Ш осуществлялся по маршруту: заготовка размером 585×100 вн.×1600 мм → посад по диаметру без оправки на размер 530×140 вн.×1970 мм → I-я прошивка 550×265 вн.×2140 мм → II-я прошивка 585×365 вн.×2300 мм → раскатка на пильгерстане 442×52×5800 мм → мехобработка 426×40×5100 мм.

Предел текучести на образцах при +350°С составил 24-27 кгс/мм² при норме по ТУ 14-3Р-197-2001 19-34 кгс/мм².

При прокатке по существующему маршруту: заготовка 585×100 вн.×1600 мм → I-я прошивка 550×265 вн.×2200 мм → II-я прошивка 585×365 вн.×2300 мм → раскатка на пильгерстане 442×52×5800 мм → мехобработка 426×40×5100 мм. Разброс предела текучести на образцах при +350°С составлял 11-22 кгс/мм². Использование предложенного способа производства труб из слитков ЭШП сталей аустенитного класса позволит получать трубы с гарантированными мехсвойствами в соответствии с техническими условиями.

Способ производства толстостенных труб большого диаметра из сталей аустенитного класса, включающий нагрев сверленого слитка ЭШП, двойную прошивку с промежуточным нагревом и раскатку гильзы на пилигримовом стане, при этом перед прошивкой сверленый слиток ЭШП обжимают на стане поперечно-винтовой прокатки без оправки с посадом по диаметру на 9-13% и утонением стенки на 18-21% за счет подъема диаметра сверления, а двойную прошивку с промежуточным нагревом осуществляют с подъемом до первоначального диаметра.