Способ изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений



Способ изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений
Способ изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений
Способ изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений

 


Владельцы патента RU 2568804:

Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением при производстве сварных прямошовных профильных труб прямоугольного или квадратного сечения на непрерывных линиях трубоэлектросварочных агрегатов. Трубы формуют из труб круглого поперечного сечения за два прохода в валках чернового и чистового калибров с формированием в черновом проходе трубы выпуклого сечения, а в чистовом проходе - трубы прямоугольного сечения. Снижение износа и расхода валкового инструмента, повышение качества труб и уменьшение энергозатрат обеспечиваются за счет того, что в черновом проходе трубу формуют в калибре, образованном двумя валками, рабочие поверхности которых, образующие дно калибра, выполнены вогнутыми с радиусом вогнутости R=(4,2÷9,5) длины стороны прямоугольной трубы, соответствующей валку калибра, а боковые рабочие поверхности - коническими с регламентированным углом калибра, при этом суммарное обжатие в черновом и чистовом калибрах по периметру трубы составляет 0,4÷1%. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве сварных прямошовных профильных труб прямоугольного или квадратного сечения на непрерывных линиях трубоэлектросварочных агрегатов.

Известен способ изготовления сварных профильных труб квадратного и прямоугольного сечения (патент РФ №2443486, В21С 37/16, опубл. 27.02.2012), в котором профилирование сварной цилиндрической заготовки выполняют за 4 прохода, преимущественно в приводных четырехвалковых клетях, с равномерным уменьшением кривизны полок по наружной поверхности в поперечных сечениях профиля и их равномерным обжатием по калибрам профилирующего стана.

Недостатком способа является чрезмерно высокое суммарное обжатие в калибрах по периметру (3,0÷4,0%) при многопроходном профилировании, что приводит к удлинению трубы редуцированием и утолщению стенки в углах профиля. При этом увеличиваются нагрузки в клетях и энергозатраты на производство, а также повышается коэффициент расхода металла. Утолщение стенки в местах сопряжения полок профиля создает опасность трещинообразования во внутренних углах профиля, особенно из низколегированных и конструкционных марок сталей. На производстве снижается точность настройки калибров четырех и более клетей при перевалке из-за износа профиля калибров и сложности их настройки в линии стана при корректировке геометрии профиля. Это требует увеличения парка технологического инструмента для каждого типоразмера труб.

Известен способ изготовления прямоугольных прямошовных сварных труб (патент РФ №2208491, В21С 37/08, опубл. от 20.07.2013), принятый за прототип, включающий формовку из труб круглого поперечного сечения прямоугольных труб за два прохода в черновом и чистовом четырехвалковых калибрах, причем в черновом проходе формуют профиль выпуклого прямоугольного сечения с использованием вогнутых валков с радиусами R=(3,1÷4,1)A, а в чистовом проходе формуют трубу правильного прямоугольного сечения. Большие стороны прямоугольной трубы в чистовом проходе формуют вогнутыми валками с вогнутостью 0,2÷0,4 мм, а меньшие стороны - цилиндрическими.

Недостатками данного способа являются риск потери устойчивости стенок профиля или образование волнистости стенок в местах их сопряжения в чистовом калибре, а также неравномерный износ валкового инструмента, обусловленный высокими нагрузками при большом суммарном обжатии периметра в калибрах на 2,0÷3,0%. Повышенное суммарное обжатие сопровождается чрезмерными сжимающими тангенциальными напряжениями по периметру трубы, которые приводят к утолщению и смятию стенок профиля, а также к отсутствию радиусов сопряжения сторон профиля. Критические «острые» внутренние углы концентрируют напряжения и формируют трещины, разрушающие профиль во время эксплуатации.

Узкий принятый диапазон возможных радиусов профиля калибра чернового прохода R=(3,1÷4,1)A и стрелка вогнутости профиля валков чистового прохода в пределах 0,2÷0,4 мм, формующие большую сторону прямоугольного профиля, ограничивают универсальные возможности технологического инструмента на производстве, увеличивая его парк. Большая глубина вреза, обусловленная указанным радиусом профиля калибра, приводит к повышенному износу валкового инструмента из-за большой разности скоростей скольжения профиля трубы и инструмента при профилировании.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в снижении износа и расхода валкового инструмента, повышении качества труб и уменьшении энергозатрат.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений, включающем их формовку из труб круглого поперечного сечения за два прохода в валках чернового и чистового четырехвалковых калибров, в черновом проходе формуют трубу вогнутыми валками с получением выпуклого прямоугольного сечения, а в чистовом проходе - правильного прямоугольного сечения, при этом меньшие стороны прямоугольной трубы формуют цилиндрическими валками, согласно изобретению в черновом проходе трубу формуют валками с радиусом вогнутости R=(4,2÷9,5)А,

где R - радиус вогнутости валка, мм,

А - сторона прямоугольной или квадратной трубы, соответствующая валку калибра, мм, в чистовом проходе большие стороны прямоугольной трубы формуют цилиндрическими валками, а суммарное обжатие в черновом и чистовом калибрах по периметру трубы осуществляют на 0,4÷1%.

Кроме того, меньшие стороны прямоугольной трубы в черновом проходе формуют в калибре, образованном двумя валками, боковые рабочие поверхности которых выполнены коническими, при этом угол, смежный с углом уклона конуса, равен α=A/2R.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема чернового четырехвалкового калибра первого прохода; на фиг.2 представлена схема чистового четырехвалкового калибра второго прохода; на фиг.3 изображена схема чернового двухвалкового калибра первого прохода.

Сущность способа заключается в том, что при производстве сварных труб прямоугольного или квадратного сечений формовку в первом проходе выполняют в черновом четырехвалковом калибре валками, имеющими радиус вогнутости R=(4,2÷9,5)A (фиг.1).

Формовку во втором проходе выполняют в чистовом четырехвалковом калибре цилиндрическими валками (фиг.2), при этом суммарное обжатие по периметру трубы при формовке в двух проходах осуществляют на 0,4÷1% при равномерном распределении частных обжатий в калибрах от 0,2 до 0,5%. На фиг.2 схематично показан чистовой четырехвалковый калибр, толщина стенки формуемой трубы S и радиус скругления углов профиля r. Валки чистового четырехвалкового калибра могут быть выполнены как холостыми, так и приводными.

Меньшие стороны прямоугольной трубы в черновом проходе формуют, преимущественно, в двухвалковом ящичном калибре, образованном валками, боковые рабочие поверхности которых выполнены коническими, при этом угол, смежный с углом уклона конуса β, равен α=A/2R (фиг.3), и с вогнутым профилем дна (вершины) калибра указанного радиуса R=(4,2÷9,5)A.

Осуществление формовки трубы в первом проходе в черновом четырехвалковом калибре валками, имеющими радиус вогнутости R=(4,2÷9,5)A, позволяет уменьшить глубину вреза профиля валка, увеличить площадь контакта валков с формуемой трубой и минимизировать поперечные перемещения сторон профиля трубы во втором проходе. Малая глубина вреза приводит к меньшему износу валков ввиду меньшей разности скоростей скольжения поверхности заготовки относительно валков во время формовки. Увеличение площади контактной деформации обеспечивает более надежное натяжение между формовочным и профилирующим станами и тянущее осевое усилие даже при частном обжатии периметра трубы в калибре не более 0,5%. Этого достаточно для профилирования трубы подпором в чистовом калибре второго прохода с неприводными валками.

Уменьшение поперечных перемещений сторон трубы и стрелки прогиба профиля калибра, образованного валками с указанным радиусом, в чистовом калибре второго прохода с частным обжатием периметра трубы не более 0,5% позволяет уменьшить работу процесса разгибки и площадь контакта, что создает условия для более качественного чистового профилирования.

Снижение суммарного обжатия до 0,4÷1% в двух проходах позволяет уменьшить нагрузки на валки, повышая рабочий ресурс валкового инструмента и снижая энергозатраты на формовку трубы.

В черновой клети первого прохода при формовке валками с радиусом вогнутости R<4,2×A возникает опасность потери устойчивости сторон профиля трубы в чистовом калибре второго прохода, приводящая к образованию волнистости сторон трубы. При формовке валками с радиусом вогнутости R>9,5×A также возникает риск потери устойчивости сторон профиля внутрь даже при частном обжатии периметра трубы в калибре не более 0,5%.

В качестве примера изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений в непрерывной линии трубоэлектросварочного агрегата ТЭСА 76-127 осуществляли формовку круглых трубных заготовок диаметрами 126,3 мм и 99,3 мм в трубы квадратного сечения размером 100×100×1,8 мм и прямоугольного сечения - 100×60×2,8 мм. Профилирование осуществляют в двух четырехвалковых калибрах, образованных приводными валками, в черновом проходе формуют стороны трубы в валках с заданным радиусом вогнутости R, а в чистовом проходе - цилиндрическими валками с получением правильного прямоугольного сечения (с плоскими сторонами).

Кроме того, по предлагаемому способу осуществляли формовку в непрерывной линии ТЭСА 51-114 круглой трубной заготовки диаметром 98,0 мм в трубу прямоугольного сечения размером 100×60×4,0 мм. Меньшие стороны прямоугольной трубы в черновом проходе формуют в двухвалковом калибре, образованном приводными валками, боковые рабочие поверхности которых выполнены коническими, при этом угол, смежный с углом уклона конуса, равен α=A/2R. А в чистовом проходе трубу формуют в четырехвалковом калибре, образованном неприводными (холостыми) цилиндрическими валками.

Полученные опытные партии труб прямоугольного или квадратного сечений имели удовлетворительное качество в соответствии с нормами требований ГОСТ 30245-2003 и международного стандарта EN 10219-2-2006. При формовке не наблюдалось волнистости или провала сторон трубы, была обеспечена точность геометрических параметров профиля трубы, снижен парк технологического инструмента на изготовление различных типоразмеров труб за счет широкого диапазона радиуса вогнутости валка, снижены энергозатраты, нагрузки, износ и расход валкового инструмента при суммарном обжатии на 0,4÷1%.

Результаты, полученные при формовке сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений, приведены в таблице.

Параметры формовки сварных прямошовных труб
ТЭСА Профиль, мм Диаметр трубы-заготовки, мм Черновой проход Чистовой проход Суммарное обжатие, %
Обжатие, % R/A Угол α, град. Обжатие, %
76-127 100×100×1,8 126,3 0,4 9,0 - 0,4 0,8
100×60×2,8 99,3 0,4 9,0 - 0,4 0,8
51-114 100×60×4,0 98,0 0,3 4,9 6 0,3 0,6

Изобретение позволяет повысить эффективность производства и качество сварных прямошовных труб прямоугольного или квадратного сечений и обеспечивает снижение:

- нагрузок, износа и расхода валкового инструмента;

- расходного коэффициента металла в зависимости от ширины полосы на переделе за счет уменьшения утолщения в углах трубы;

- энергоемкости процессов формовки;

- парка технологического инструмента при производстве профильных труб.

Способ изготовления сварных прямошовных труб прямоугольного поперечного сечения, включающий их формовку из труб круглого поперечного сечения за два прохода в валках чернового и чистового калибров, с формированием в черновом проходе трубы выпуклого сечения, а в чистовом проходе - трубы прямоугольного сечения, отличающийся тем, что в черновом проходе трубу формуют в калибре, образованном двумя валками, рабочие поверхности которых, образующие дно калибра, выполнены вогнутыми с радиусом вогнутости R=(4,2÷9,5)A,
где R - радиус вогнутости валка, мм,
A - сторона прямоугольной трубы, соответствующая валку калибра, мм,
а боковые рабочие поверхности - коническими с углом калибра α=A/2R, где α - угол калибра, смежный с углом уклона конуса валков, при этом суммарное обжатие в черновом и чистовом калибрах по периметру трубы составляет 0,4÷1%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству длинномерных многослойных труб большого диаметра. Установка содержит устройство для размотки штрипсовых рулонов, подающий рольганг с правильно-натяжным роликовым устройством, станки для нанесения фаски на торцы труб-заготовок, установку для металлического напыления и сцепления металлических слоев многослойных труб-заготовок, установку сборки и сварки многослойных металлических труб-заготовок в длинномерные трубы и гидропресс для экспандирования и гидравлического испытания длинномерных многослойных металлических труб.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству прямошовных сварных труб большого диаметра. Линия по производству прямошовных сварных труб большого диаметра содержит размещенные в соответствии с технологическим процессом стол для складирования материала, подающую тележку, разматыватель, правильное устройство, машину для резки и стыковой сварки, выполненную с возможностью перемещения втулку, станок фрезерной обработки кромок, устройство для выявления дефектов стальных листов, подъемный стол, станок для формовки стальных труб, сварочное устройство, тяговое устройство, устройство термической обработки, охлаждающее устройство, калибровочный и прокатный станок с жесткими пластинами, отрезной станок для отрезания труб заданной длины и выгружающую рейку.

Изобретение относится к способу производства стальной трубы с помощью лазерной сварки. Сварку выполняют с использованием множества лазерных лучей, каждый из которых имеет диаметр пятна, составляющий 0,3 мм или более на верхней поверхности открытой трубы.

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к производству стальных труб из труб, бывших в употреблении. Линия для производства стальных труб из заготовок в виде стальных труб, бывших в употреблении, включает последовательно расположенное и связанное между собой оборудование участка подготовки заготовок, снабженного установкой для подготовки труб с незамкнутым поперечным сечением, участка формовки заготовок и участка сварки труб.

Изобретение относится к способу изготовления сваренной лазером стальной трубы. Лазерная сварка включает испускание двух лазерных лучей вдоль краев на верхней поверхности открытой трубы.

Изобретение относится к устройствам для проведения перевалочных работ по замене пуансонов и технологических пластин на прессах шаговой формовки. На прямоугольном основании из листового проката, выполненном с возможностью перемещения во время перевалочных работ под формовочным ножом с пуансонами, смонтированы крепления для укладки технологических пластин и два параллельно расположенных ложемента для укладки пуансонов, выполненные с возможностью подъема и опускания.

Изобретение относится к устройствам для проведения перевалочных работ по замене пуансонов и технологических пластин на прессах шаговой формовки при производстве труб большого диаметра.

Изобретение относится к области производства сварных прямошовных труб, гнутых профилей. Устройство содержит раму, две щеки с окнами и цилиндрическими отверстиями для размещения приводных и неприводных горизонтальных валов с валками, подушками, подшипниками качения и неприводных вертикальных узлов валков и средство для перевалки валков.

Группа изобретений относится к области производства сварных прямошовных труб малого и среднего диаметра. Исключение скручивания кромок заготовки обеспечивается за счет того, что формовку ленты в валках с открытыми калибрами осуществляют до угла загиба 180°, формовку трубной заготовки в фильере - сворачивая кромки ленты в трубную заготовку, до регламентированного угла, производят формовку в валках с закрытыми калибрами с разрезной шайбой, окончательную формовку в валках с закрытыми калибрами без разрезной шайбы с одинаковым диаметром для калибровки ее в трубу перед сваркой.

Изобретение относится к трубопрокатному производству. Способ включает поперечную сварку труб-заготовок.

Изобретение относится к трубному производству, в частности к трубоэлектросварочному производству, и может быть использовано при производстве прямошовных сварных труб большого диаметра. После формовки трубной заготовки осуществляют догибку кромок центральной части профиля двумя верхними роликами и нижним валком с определенным радиусом. Улучшается геометрия труб. 3 ил.

Настоящее изобретение относится к шовообжимной клети. Она включает в себя комбинацию неподвижного участка 10, установленного в месте соединения линии производства свариваемых электросваркой сопротивлением труб, в котором обжимные валки, за исключением левого и правого верхних валков, разъемно собраны, и подвижного участка 20, располагающегося над неподвижным участком 10, внутри которого левый и правый верхние валки разъемно собраны, при этом подвижный участок наклоняется, принимая сторону задней поверхности в качестве точки поворота, по направлению к этой же стороне из положения сборки на неподвижном участке 10 в отведенное положение для открывания верхней части неподвижного участка 10. Подвижный участок 20 приводится в действие и побуждается совершать переменно-возвратное движение между положением сборки и отведенным положением с помощью исполнительных механизмов 24 типа цилиндров в качестве приводного механизма 40. В отведенном положении подвижный участок 20 располагается над устройством 50 для шлифования наплавленного валика, предусмотренным на стороне задней поверхности неподвижного участка 10, с передней поверхностью, обращенной вверх. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области изготовления сварных труб большого диаметра, используемых для формирования трубопровода стыковой круговой сваркой. Стальная труба выполнена формовкой на U-образных и О-образных гибочных прессах с расширением трубы с помощью прессовых матриц по способу UOE. Наружная поверхность трубы выполнена волнистой формы в продольном направлении. Предотвращение разрыва сварного участка трубопровода при изгибе обеспечивается за счет того, что труба выполнена без локального минимума диаметра волнистой формы в пределах длины в диапазоне от 2,26λ до 3,86λ, от обоих конечных участков в продольном направлении, или труба имеет плоские участки, в которых значение изменения в диаметре трубы меньше или равно 0,02 процентам от наружного диаметра стальной трубы UOE, расположенные, по меньшей мере, в диапазоне 2λ от обоих конечных участков в продольном направлении, где λ регламентирована математической зависимостью. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу производства сварных стальных труб, обладающих превосходным сопротивлением продольному изгибу, и к трубе, полученной этим способом. Возможность увеличения значения критического изгибающего напряжения трубы обеспечивается за счет того, что способ включает следующие операции: изготовление сварной трубы и раздачу сварной трубы по всей ее длине с использованием головки для раздачи труб так, что отношение D=p/λ составляет не больше 0,8 или не меньше 1,8, где р является длиной волны волнистости в осевом направлении сварной стальной трубы и λ является длиной волны продольного изгиба по Тимошенко, определяемой формулой λ=3,44×(r×t)1/2, где r является внутренним радиусом сварной стальной трубы и t является толщиной стенок сварной стальной трубы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам для изготовления втулок, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных деталей с поднутрениями, например таких, как каток гусеничного трактора. Кольцевую заготовку предварительно профилируют методом электровысадки утолщенных концов кольцевой заготовки с утонченной центральной частью, а локальную деформацию осуществляют в два перехода с получением профиля одной половины катка на первом переходе и после переворота заготовки на 180° - получением профиля второй половины катка на втором переходе с базированием заготовки по утонченной части на обоих переходах. Для реализации способа используют наклонный пуансон и боковой ролик, боковой приводной ролик с рабочим профилем, зеркально повторяющим профиль половины катка. Повышается прочность изделия за счет получения цельнокатаной поковки с поднутрением. 2 ил.

Изобретение относится к области производства труб. Устройство для формования плоского проката (1) в трубы с прорезью (2) включает, по меньшей мере, один внутренний формовочный инструмент (3) для, по меньшей мере, пошагового формования плоского проката (1) в радиальном направлении подлежащих изготовлению поперечных сечений обечаек или трубных полуфабрикатов, а также, по меньшей мере, один внешний формовочный инструмент (4) для формовки плоского проката (1) снаружи. Повышение точности формы и размеров изделий обеспечивается за счет того, что, по меньшей мере, один источник света (7) и, по меньшей мере, один приемник (8) соединены с, по меньшей мере, одним внутренним формовочным инструментом (3) для измерения, по меньшей мере, внутреннего контура трубы с прорезью или трубной заготовки. Способ характеризуется тем, что во время формовочного процесса регистрируют локальный контур или форму отформованного плоского проката (1). 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и устройству для непрерывной формовки прямошовных труб из листового материала. Устройство содержит расположенные друг за другом в направлении прохождения обрабатываемого листового материала формовочные узлы, на каждом из которых установлен по меньшей мере один валок. По меньшей мере один из упомянутых формовочных узлов содержит опору валков, на которой установлено по меньшей мере три валка, расположенных друг за другом. Опора установлена свободно на формовочном узле с помощью средства позиционирования, имеющего степень свободы вращательного движения, ось вращения которого параллельна по меньшей мере одной оси вращения валка, установленного на опоре, и/или перпендикулярна направлению прохождения обрабатываемого листового материала относительно валка. Использование изобретения обеспечивает сведение к минимуму или исключение вмятин и других дефектов на конечном продукте. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх