Способ производства труб
Владельцы патента RU 2486021:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)
Изобретение предназначено для повышения точности и стабильности труб, получаемых волочением. Способ включает волочение трубы на длинной подвижной оправке через ряд роликовых волок. Повышение скорости волочения и величины деформации обеспечивается за счет того, что волочение проводят непрерывно в две стадии, причем на первой стадии обжатие производят с коэффициентом вытяжки от 1,3 до 2,1, а на второй стадии выполняют калибровку с коэффициентом вытяжки от 1,05 до 1,15. 1 табл.
Изобретение относится к способам обработки металлов давлением, в частности к производству холодно-деформированных труб, и может быть использовано для производства прецизионных труб.
Известен способ изготовления труб (А.с. СССР №1616743, БИ №48, 1990), включающий профилирование одной из поверхностей круглой заготовки с локальным утолщением и утонением стенки и последующее обжатие на круглой оправке в круглом калибре. Для уменьшения поперечной разностенности профилирование ведут с наибольшим относительным изменением толщины стенки по периметру трубы 15-25% и последующее обжатие осуществляется с коэффициентом вытяжки по стенке трубы 1,3-2,1.
Недостаток этого способа заключается в необходимости дополнительного профилирования поверхности трубной заготовки, что приводит к увеличению длительности производства, а также требует дополнительного оборудования для профилирования.
Также известен способ обработки труб (Пат. РФ №2311245, 2007), включающий волочение трубной заготовки на оправке, при котором волочение трубной заготовки осуществляют на длинной оправке с коэффициентом вытяжки 1,2-2,4, после чего трубу с оправкой обрабатывают телами качения (роликовыми волоками), а затем проводят безоправочное волочение трубы с коэффициентом вытяжки 1,2-1,7.
Способ требует большого количества рабочих операций, что, в свою очередь, требует расширенного парка оборудования.
В качестве прототипа выбран способ производства тонкостенных труб (Пат. РФ №2025161, 1994), включающий деформацию полой заготовки на оправке рядом последовательно расположенных головок с телами качения с постоянным отношением величин удельных энергий по очагам деформации.
Недостатком прототипа является ограниченность скорости и величины деформации.
Задачей данного изобретения является получение труб высокой точности.
Задача решается тем, что волочение трубы на длинной подвижной оправке проводят через ряд последовательно установленных роликовых волок, при этом волочение осуществляют непрерывно, в две стадии, на первой стадии коэффициент вытяжки при обжатии в каждой волоке принимает значения в пределах от 1,3 до 2,1, на второй стадии производят калибровку трубы в завершающей роликовой волоке, обжатие в которой ведут при коэффициенте вытяжки от 1,05 до 1,15. Наиболее оптимально использование одной или двух деформирующих роликовых волок и установленной за ними калибрующей волоки.
Коэффициенты вытяжки лимитируются, с одной стороны, необходимостью обеспечения высокой производительности процесса, а с другой стороны, получением требуемого качества готовой трубы.
Так, использование коэффициента вытяжки менее 1,3 приводит к снижению производительности процесса, а также к вероятности получения труб низкого качества вследствие недостаточной проработки структуры трубы.
При коэффициенте вытяжки более 2,1 возможно возникновение дефектов на наружной поверхности трубы в результате затекания металла в зоны выпусков роликовых волок.
Волочение в калибровочной операции при коэффициенте вытяжки от 1,05 до 1,15 связано с тем, что это приводит к получению труб с разностенностью, близкой к нулю. При выходе за границы происходит рост разностенности.
Существующие результаты моделирования и экспериментальных испытаний показали, что при волочении через роликовые волоки таким способом возможно получение труб высокой точности. По сравнению с ГОСТ 19277-73 по производству маслопроводов и топливопроводов, у которого допуск у труб с повышенной точностью изготовления составляет ±7,5%, указанный способ позволяет получать трубы с меньшей разностенностью, значения которой представлены ниже.
| Номер опыта | Коэффициент вытяжки на первой стадии | Коэффициент вытяжки на второй стадии | Поперечная относительная разностенность |
| 1 | 1,3 | 1,05 | 1,73 |
| 2 | 1,3 | 1,1 | 2,28 |
| 3 | 1,3 | 1,15 | 5,87 |
| 4 | 1,7 | 1,05 | 1,58 |
| 5 | 1,7 | 1,1 | 4,82 |
| 6 | 1,7 | 1,15 | 2,23 |
| 7 | 2,1 | 1,05 | 6,24 |
| 8 | 2,1 | 1,1 | 4,12 |
| 9 | 2,1 | 1,15 | 1,29 |
Способ производства труб, включающий волочение трубы на оправке, отличающийся тем, что волочение проводят на длинной подвижной оправке через ряд последовательно установленных роликовых волок, при этом волочение осуществляют непрерывно в две стадии, на первой из которых коэффициент вытяжки при обжатии в каждой волоке составляет от 1,3 до 2,1, а на второй стадии производят калибровку трубы в завершающей волоке с коэффициентом вытяжки от 1,05 до 1,15.
