Способ изготовления тонкостенных труб

Изобретение предназначено для повышения точности размеров сечения прецизионных труб, например, из коррозионностойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Способ включает волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке. Стабильность размеров труб и снижение упругой и тепловой деформации обеспечивается за счет того, что волочение трубы осуществляют с величиной коэффициента вытяжки по сечению трубы λ в интервале 1,25≤λ≤1,48, при этом коэффициент вытяжки по стенке трубы λs составляет 0,90λ≤λs≤0,94λ.

 

Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных труб из коррозионностойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

В качестве прототипа выбран способ волочения труб на закрепленной оправке (Перлин И.Л., Ерманок М.З. «Теория волочения». М.: Металлургия, 1971 с.448), включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке.

Недостатком указанного способа является низкая точность размеров труб, связанная с внеконтактной деформацией трубы на выходе из волоки, а также с упругими и тепловыми деформациями трубы после завершения волочения. Если диаметры калибрующего пояска волоки и рабочей поверхности оправки выполнены равными номинальным размерам готовой трубы, то реальные диаметры трубы оказываются меньше номинальных, а толщина стенки - больше номинальной.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности размеров сечения прецизионных труб.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления тонкостенных труб, включающем волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, волочение трубы осуществляют с величиной коэффициента вытяжки по сечению трубы λ в интервале 1,25≤λ≤1,48, при этом коэффициент вытяжки по стенке λs составляет 0,90λ≤λs≤0,94λ.

Выбор значения коэффициента вытяжки λ за проход не менее 1,25 обоснован тем, что в данном случае достигается проработка структуры металла труб. Применительно к трубам из коррозионностойких сталей это обеспечивает получение величины аустенитного зерна металла после последующей финишной термической обработки труб не крупнее 6 балла, а также механических свойств металла труб не ниже норм, регламентированных современными действующими техническими условиями. Верхнее значение коэффициента вытяжки за проход λ, ограничено упругой и тепловой деформацией разгрузки трубы после волочения.

Выбор λ не более 1,48 обоснован тем, что эта деформация трубы в данном случае не выводит размер ее внутреннего диаметра за нижнюю границу поля допуска. Выбор коэффициента вытяжки по стенке трубы λs=S0/S не менее 0,90λ обоснован тем, что в этом случае достигается практически полное «выглаживание» поверхности металла трубы: изменение ее топографии и снижение шероховатости, что обеспечивает получение субмикронной чистоты наружной и внутренней поверхностей трубы. Выбор λs более 0,94λ не целесообразен из-за малого зазора между внутренней поверхностью трубы-заготовки и цилиндрической поверхностью оправки, приводящего к нагнетанию смазки в зону, прилегающую к очагу обжатия трубы, и раздутию тонкостенной трубы перед входом в волоку и в итоге к обрыву трубы.

Способ осуществляется следующим образом.

При изготовлении бесшовных холоднодеформированных особотонкостенных труб из коррозионностойкой стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 для оболочек ТВЭЛов ядерного реактора с размерами: внутренний диаметр 6,6 мм при толщине стенки 0,2 мм и с допусками по внутреннему диаметру ±0,020 мм по толщине стенки ±0,030 мм, использовали трубную заготовку, полученную на ХПТР 8-15 с наружным диаметром D0=7,590…7,727 мм и толщиной стенки S0=0,254…0,266 мм. Для чистового волочильного прохода на закрепленной цилиндрической оправке использовали волоку с диаметром калибрующего пояска Dвол=7,033 мм и оправку диаметром Doп=6,622 мм. Коэффициент вытяжки по сечению трубы составлял λ=1,365. В результате получены трубы в диапазоне внутренних диаметров от 6,594 мм до 6,608 мм, толщин стенок от 0,203 мм до 0,211 мм. Полученные размеры сечения труб достаточно большой партии полностью укладываются в поля допусков, регламентированные ТУ 14-159-293-2005. Трубы такой точности показывают высокую технологичность при осуществлении реакторных сборок.

Особотонкостенные трубы из стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 с внутренним диаметром готовой трубы 11,6 мм и толщиной стенки 0,2 мм с такими же допусками, как у труб вн.⌀6,6×0,2 мм, производили короткооправочным волочением из заготовки наружным диаметром 12,796…12,905 мм и толщиной стенки 0,276…0,286 мм. Использовали волоку диаметром 12,063 мм и оправку диаметром 11,643 мм. Коэффициент вытяжки по сечению составил λ=1,410, коэффициент вытяжки по стенке λs=0,94λ. После волочения и охлаждения труб внутренний диаметр партии протянутых труб колебался в диапазоне от 11,595 мм до 11,612 мм, а толщина стенки трубы от 0,210 мм до 0,214 мм.

Назначаемая вытяжка является наиболее статистически значимым параметром, поскольку определяет как силу волочения, от которой зависит внеконтактная деформация трубы, так и разогрев труб во время волочения, а следовательно, и величины упругой и тепловой деформации труб после завершения волочения.

Трубы с такими же готовыми размерами, протянутые из тех же заготовок по способу-прототипу, когда размеры волок и оправок совпадали с номинальными размерами готовых труб, все без исключения по диаметру вышли за поле минусового допуска, а по толщине стенки за поле плюсового допуска.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает более высокую точность размеров особотонкостенных труб, в частности, из коррозионностойких сталей для ядерных реакторов.

Способ изготовления тонкостенных труб, включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, отличающийся тем, что волочение трубы осуществляют с коэффициентом вытяжки по сечению трубы λ, составляющим 1,25≤λ≤1,48, и коэффициентом вытяжки по стенке трубы λs, составляющим 0,90λ≤λs≤0,94λ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к производству холоднотянутых труб, обрабатываемых волочением с короткой закрепленной оправкой, и может быть использовано при изготовлении труб с высококачественной внутренней поверхностью, в частности труб из коррозионностойких сталей аустенитного класса для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к трубоволочильному производству. .

Изобретение относится к трубоволочильному производству. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб волочением на самоустанавливающейся оправке. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве волоченых полых изделий. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе станы винтовой прокатки и станы горячего волочения или проталкивания, использующие стакановидную заготовку.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для волочения труб со ступенчатой внутренней поверхностью. .
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе станы винтовой прокатки и станы горячего волочения или проталкивания, использующие стакановидную заготовку.

Изобретение относится к трубному производству и касается деформации труб волочением с последующей раздачей на оправке. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии производства особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на концах.
Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных труб из коррозионно-стойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов
Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных труб из коррозионно-стойких сталей, сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для волочения на закрепленной оправке труб из черных и цветных металлов и сплавов

Изобретение относится к области металлургии, а именно к методам интенсивной проработки структуры металла пластической деформацией
Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, в частности к производству холодно-деформированных труб, и может быть использовано для производства прецизионных труб

Группа изобретений относится к области производства труб волочением на монолитной самоустанавливающейся оправке и может быть использована при изготовлении труб из различных материалов, предназначенных для машиностроения. Способ включает формирование головки на трубной заготовке, нанесение технологической смазки, установку и перемещение оправки в полости заготовки до основания головки и последующее волочение. Сокращение затрат на технологический инструмент, уменьшение трудоемкости и снижение количества брака обеспечивается за счет того, что перемещение оправки, при условии формирования головки холодной деформацией, осуществляют подачей сжатого воздуха давлением определенной величины или, при формировании головки как холодной, так и горячей деформацией - воздействием на оправку генератора импульсной нагрузки с обеспечением определенной начальной скорости движения оправки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области волочения трубы в холодном состоянии. Технический результат - повышение качества трубы. Способ включает: этап измерения усилия, прилагаемого к стержню для удерживания оправки в направлении волочения и этап обнаружения предшествующего признака скачкообразного движения на этапе перед возникновением скачкообразного движения на основе величин измерения усилия, полученных на этапе измерения усилия. Причем этап обнаружения предшествующего признака включает этап частотного анализа величин измерения усилия, полученных на этапе изменения усилия в заданной полосе частот, и этап оценки возникновения предшествующего признака скачкообразного движения, когда пиковая интенсивность частотного спектра, полученного посредством частотного анализа, превышает заданное опорное значение. 3 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх