Способ термомеханической обработки трубы


 

C21D1/40 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2500821:

Иванов Кирилл Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления и ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ). Для обеспечения высокого комплекса прочностных свойств и мелкозернистой однородной структуры концы труб нагревают до Ас3+(180÷230)°C, затем фиксируют трубу одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы. Высадку каждого конца трубы проводят за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации от 20 до 67% и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. После охлаждения трубу подвергают отпуску путем электроконтактного нагрева всего объема трубы до 200-300°C. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления, а также для ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ), в частности для высадки труб имеющих разнотолщинность стенки в сечении, обусловленную эксплуатацией трубы в агрессивных средах и механическим износом.

Известен способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов трубы, высадку в гидравлическом прессе, извлечение трубы из пресса и охлаждение концов. (RU 2414983 С2, B21J 13/02, 27.03.2011).

Известен способ изготовления насосно-компрессорной трубы, включающий высадку концов мерных труб на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), нагрев высаженных труб в печи до 950-1050°С, закалку путем охлаждения в воде, отпуск, теплую правку и окончательное охлаждение (SU 992601 A, C21D 9/08, 30.01.1983).

Наиболее близким аналогом является способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов мерных труб до Ас3+(230÷360)°С, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации 57,2%, нагрев под отпуск до заданной температуры путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой. (RU 2418078 C1, C21D 9/08, 10.05.2011).

Задачей изобретения является создание более эффективного способа высадки концов насосно-компрессорных труб.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность получения насосно-компрессорных труб с высоким комплексом прочностных свойств, мелкозернистой однородной структурой по их длине и сечению, а также возможность производить высадку труб обладающих разнотолщинностью стенки по их длине и сечению, обусловленную в частности естественным износом труб в процессе эксплуатации.

Для достижения технического результата в способе термомеханической обработки насосно-компрессорной трубы, включающем нагрев концов труб, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине, охлаждение, электроконтактный нагрев всего объема трубы под отпуск, нагрев концов трубы осуществляют до Ас3+(180÷230)°С, фиксацию трубы ведут с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы, высадку проводят со степенью деформации от 20 до 67%, а нагрев под отпуск ведут до 200-300°С.

Для предотвращения осевого перемещения трубы во время высадки в классических вариантах технологии применяется жесткий упор торца трубы неподвергающегося высадке. Недостатком этого приема является то, что при этом для труб достаточной длины возникает изгибающий момент и нарушается соосность в цепочке матрица - заготовка - пуансон, вследствие чего не могут быть обеспечены требуемые параметры высаженной части трубы.

Для устранения указанных недостатков предлагается закреплять трубу с помощью зажима.

Зажим располагается на расстоянии 500÷4500 мм от торца высаживаемого конца трубы. Жесткость установки зажима должна исключать его перемещение от действия усилия высадочного ползуна ГКМ.

Пример реализации способа.

Обработке подвергают иасосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80), группы прочности «Д» диаметром 73 мм, внутренним диаметром от 62 до 62,9 мм, минимальной толщиной стенки как по длине, так и по сечению трубы, равной 4,6 мм, длиной 9,2 м из стали 45, исходной структурой имеющей размер зерна 7-8 баллов. Предварительно концы труб длиной 150 мм нагревают в щелевой газовой печи до температуры ковки 1000°С, затем трубу фиксируют одновременно в матрице и на расстоянии 2000 мм от нагретого конца, например гидравлическим зажимом, затем производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации до 47%, где формируют высаженный конец длиной 150 мм с наружным диаметром 78,6 мм, внутренним диаметром в плоскости торца трубы 62 мм, толщиной стенки 8,3 мм. Трубу с высаженными концами после ковки охлаждают на воздухе до комнатной температуры 20°С. После остывания трубу подвергают электроконтактному нагреву до температуры отпуска (200÷300)°С, после чего трубу охлаждают до комнатной температуры.

После опиловки заусенца трубы подвергают контролю по геометрическим характеристикам, дефектам наружной и внутренней поверхности и общей изогнутости трубы на соответствие требованиям ГОСТ633-80, ГОСТ Р 52203-2004.

Результаты проверки качества микроструктуры и механических свойств труб представлены в таблице.

№ образ-
ца
Участок отбора образцов Временное сопротивление σв, МПа Предел текучести σт, МПа Относительное удлинение δ, % Твердость, HRC Величина зерна, №
1.1 Высаженная часть 738 435 19.5 16 6
732 420 19.0
1.2 Переходная зона 730 441 18.5 16 6
724 427 19,0
1.3 Тело заготовки 750 442 21,0 15 7
745 451 21,0
Требование ГОСТ 633-80, Группа прочности Д. Исполнение А. не менее 655 не менее 379 не менее 14,3
не более 552

Способ термомеханической обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов труб, фиксацию трубы одновременно в матрице и с помощью зажима на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине, охлаждение и электроконтактный нагрев всего объема трубы под отпуск, отличающийся тем, что нагрев концов трубы под высадку осуществляют до температуры Ас3+(150÷250)°C, фиксацию трубы ведут с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы, при этом высадку проводят со степенью деформации от 20 до 67%, а нагрев под отпуск - до 200÷300°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке деталей с использованием индукционного нагрева. Для предохранения от окисления и улучшения качества внутренней поверхности детали осуществляют закалку детали с нагрева токами высокой частоты при одновременной подаче охлаждающей жидкости на внутреннюю и наружную поверхности трубных деталей в стенде, который содержит стойку, гидравлический подъемник, приспособление, состоящее из верхнего центра, корпуса и пружины сжатия, нижнего центра, индуктора, узла управления подачи охлаждающей жидкости, при этом в верхнем центре выполнены каналы с определенными сечением и углом для подачи и равномерного распределения охлаждающей жидкости на внутренней поверхности трубной детали.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой стойкости труб для нефтяных скважин к сульфидному растрескиванию под напряжением (СРН-стойкость) бесшовная стальная труба содержит, мас.%: от 0,15 до 0,50 С, от 0,1 до 1,0 Si, от 0,3 до 1,0 Mn, 0,015 или менее P, 0,005 или менее S, от 0,01 до 0,1 Al, 0,01 или менее N, от 0,1 до 1,7% Cr, от 0,4 до 1,1% Мо, от 0,01 до 0,12 V, от 0,01 до 0,08 Nb, от 0,0005 до 0,003 В или дополнительно содержит от 0,03 до 1,0 мас.% Cu и имеет микроструктуру, которая содержит 0,40% или более растворенного Mo и фазу отпущенного мартенсита, которая является главной фазой и которая имеет зерна первичного аустенита с размером зерна 8,5 или более и 0,06 мас.% или более диспергированного осадка M2C-типа, имеющего по существу зернистую форму.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для термоправки сильфонов. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб различного назначения. .

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении.

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению нефтегазопромысловой бесшовной трубы из мартенситной нержавеющей стали, обладающей прочностью с пределом текучести YS на уровне 95 кфунт/кв.дюйм (665-758 МПа) и повышенной низкотемпературной ударной прочностью.

Изобретение относится к области термической обработки лифтовых труб малого диаметра типа «труба в трубе» диаметром от 60 до 80 мм, требующих вакуумирования межтрубного пространства.
Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей.

Изобретение относится к области термической обработки холоднодеформированных труб, используемых при производстве парогенераторов энергоблоков с реакторами БН-600, БН-800.

Изобретение относится к устройствам для термической обработки стали и может быть использовано в тракторо- и автомобилестроении, преимущественно при восстановлении или ремонте фрикционных дисков коробок передач.

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, закладываемым в грунты с вечной мерзлотой. Способ включает разделку торцов элементов сваи.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения контролируемого равномерного охлаждения рулона горячей полосы и получения однородных свойств рулон (1) горячей полосы (2) размещают в устройстве промежуточного хранения, при этом рулон опирают и вращают (100) посредством контакта его боковой поверхности (5) с, по меньшей мере, одним элементом для охлаждения в виде ролика (3, 7).
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения листовой стали на толстолистовых реверсивных станах. Для повышения производительности процесса способ включает нагрев слябов, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, охлаждение раската и последующую его многопроходную чистовую прокатку с регламентированной температурой начала и конца прокатки в лист конечной толщины, при этом охлаждение раската осуществляют путем возвратно-поступательного перемещения по водоохлаждаемым роликам, внутренняя полость бочки которых предварительно заполнена шариками из теплопроводящего материала.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке деталей с использованием индукционного нагрева. Для предохранения от окисления и улучшения качества внутренней поверхности детали осуществляют закалку детали с нагрева токами высокой частоты при одновременной подаче охлаждающей жидкости на внутреннюю и наружную поверхности трубных деталей в стенде, который содержит стойку, гидравлический подъемник, приспособление, состоящее из верхнего центра, корпуса и пружины сжатия, нижнего центра, индуктора, узла управления подачи охлаждающей жидкости, при этом в верхнем центре выполнены каналы с определенными сечением и углом для подачи и равномерного распределения охлаждающей жидкости на внутренней поверхности трубной детали.

Группа изобретений относится к области военной техники и может быть использована при создании автоматического стрелкового оружия, например стволов единых пулеметов, изготовленных методом холодного радиального обжатия.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению закаленной мартенситной стали, используемой для изготовления различных конструкционных и приводных деталей.
Изобретение относится к металлургии, в частности к метизному производству, и может быть использовано при производстве из высокоуглеродистой стали проволоки больших диаметров, преимущественно 9-12 мм, предназначенной для изготовления, например, высокопрочной арматуры для железобетонных шпал.

Группа изобретений относится к области термической обработки головки рельсов в охлаждающей ванне. Охлаждающая ванна содержит по меньшей мере один продольный отсек (1), включающий центральную емкость (31) для погружения в нее обрабатываемой головки рельса, подающий коллектор (2) для подачи текучей среды, две вторичные емкости (32), расположенные по бокам от центральной емкости (31) для сбора охлаждающей текучей среды, когда она переливается через верхний край первичной центральной емкости (31).
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию.
Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей.
Наверх