Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра



Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра
Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра
Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра
Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра
Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра
Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра

 


Владельцы патента RU 2571298:

Открытое акционерное общество "Волжский трубный завод" (RU)

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.

 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к трубоэлектросварочному производству, и может быть использовано при производстве прямошовных сварных труб большого диаметра.

Известен способ изготовления прямошовных труб (патент РФ №2468981, B21C 37/08 (2006.01) B21D 5/10 (2006.01), опубл. 10.07.2013 г.), выбранный в качестве прототипа, включающий пошаговую подгибку продольных кромок заготовки одновременно с двух сторон, формовку основной части профиля на прессе шаговой формовки, сборку заготовки и сварку ее кромок технологическим швом на сборочно-сварочном стане. При этом пошаговую подгибку продольных кромок осуществляют до получения участков с постоянным радиусом кривизны и прикромочных участков с переменным радиусом кривизны. При формовке основного участка на прессе шаговой формовки осуществляют формовку прикромочных участков, при этом сборку заготовки выполняют на сборочно-сварочном стане с настройкой калибра на величину овализации заготовки.

Недостатком данной технологии является то, что геометрия трубной заготовки в прикромочной зоне перед соединительной сваркой на сборочно-сварочном стане зависит одновременно от результатов и формовки и подгибки кромок, т.е. при правильно выбранном радиусе предварительной подгибки кромок и неточно выбранном погружении инструмента при пошаговой формовке крайних участков велика вероятность образования угловатости шва на сборочно-сварочном стане. Данный результат может быть также благодаря и некоторой разности между фактическими механическими свойствами металла листов в пределах одной плавки/партии. Последний фактор характерен для металла контролируемой прокатки, широко используемого для производства сварных труб большого диаметра. Данная проблема в рассматриваемом прототипе решается упругой овализацией на сборочно-сварочном стане. Данное решение неприемлемо в тех случаях, когда требуемая овализация составляет величину выше 30 мм, а также при работе с металлом высоких классов прочности (предел текучести выше 600 МПа). При выходе трубы из калибра происходит распружинение профиля трубы, что может привести к разрушению соединительного шва или образованию в нем надрывов, что при сварке под флюсом рабочих швов часто приводит к образованию сварочных дефектов.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в гарантированном, независимом от качества формовки, обеспечении требуемой геометрии прикромочной зоны (в зависимости от диаметра трубы 200÷400 мм).

Поставленная задача решается за счет того, что после формовки плоского листа любым из известных способов формовки прикромочная зона подвергается догибке с применением однорадиусного инструмента. Трубная заготовка после формовки зазором вниз подается на входной стол, представляющий собой регулируемую по высоте секцию рольганга с роликами специального профиля, откуда (фиг.1) заготовка через пару вертикально расположенных направляющих роликов (поз.2) подается в пространство между нижним валком (поз.3) и верхним роликом (поз.1). Крутящий момент на нижнем валке создается гидромотором. Верхний ролик (поз.1) представляет собой траверсу, жестко соединенную с валом, на котором свободно вращаются рабочие тела верхнего инструмента. Усилие гибки создается двумя гидроцилиндрами, штоки которых соединены с тягами, проходящими через зазор трубной заготовки, которые прижимают рабочие тела верхнего ролика к внутренней поверхности трубной заготовки через траверсу. В процессе прохождения трубной заготовки через инструмент (поз.4,6; поз.5,6 на фиг.2) положение кромок в горизонтальной плоскости фиксируется как самим инструментом за счет разделительного кольца на нижнем валке (поз.4 на фиг.2), так и двумя парами направляющих роликов. Передний конец трубной заготовки с догнутыми кромками выходит на выходной стол, по конструкции аналогичный входному, но с роликами обычного для транспортных рольгангов профиля. На данной установке имеется возможность осуществлять догибку кромок в несколько проходов (с реверсом), при этом усилие гибки, так же как и вертикальное положение входного и выходного столов, на каждом проходе может быть различно.

Геометрические параметры инструмента (фиг.2) рассчитываются следующим образом:

Радиус нижнего валка:

где R - радиус нижнего валка;

D - номинальный наружный диаметр трубы;

s - номинальная толщина стенки трубы;

φ - коэффициент распружинения, равный для большинства трубных сталей 0,002 (0,2%).

Горизонтальное смещение центра кривизны нижнего валка (фиг.3):

где R - радиус нижнего валка;

h - отличное от ноля требуемое значение стрелы перегиба кромок (фиг.3).

Данная независимая переменная вводится для предварительной компенсации сварочных деформаций, образующихся в результате сварки под флюсом внутреннего шва, и составляет в зависимости от диаметра трубы и толщины стенки 1÷3 мм. Радиус верхнего ролика определяется следующим образом:

где R - радиус нижнего валка;

s - номинальная толщина стенки трубы;

b - технологический зазор, принимаемый в большинстве случаев 7÷10 мм.

Горизонтальное смещение центра кривизны верхнего ролика в большинстве случаев принимается равным рассчитанному по формуле выше горизонтальному смещению центра кривизны нижнего валка или выполняется больше на 1÷5 мм.

Управление калибрами инструмента догибки кромок

Как было указано выше, радиус нижнего догибочного валка определяется как функция от двух переменных - наружного диаметра трубы и толщины стенки. При этом в целях унификации инструмента для догибки кромок (прежде всего нижних валков) актуальна дополнительная техническая задача - обеспечение требуемой геометрии прикромочной зоны трубной заготовки определенного типоразмера с использованием существующего инструмента, профиль которого рассчитан под другое сочетание «наружный диаметр/толщина стенки». Данная задача решается путем перемещения и фиксации рабочих тел верхнего ролика от центра калибра к периферии (если актуальная толщина стенки меньше оптимальной для соответствующей пары инструмента, т.е. радиус нижнего валка больше требуемого, а радиус верхнего меньше). Если актуальная толщина стенки больше оптимальной, подбирается верхний ролик меньшего радиуса с разведением рабочих тел аналогично описанному выше. Таким образом, в условиях реального производства для обеспечения догибки кромок труб определенного наружного диаметра и некоторого диапазона толщин стенок необходимо иметь один нижний валок с радиусом, рассчитанным примерно на середину диапазона толщин, и два верхних ролика. Один с радиусом, соответствующим нижнему:

r=R-s-7…10 мм,

где R - радиус нижнего валка;

s - номинальная толщина стенки трубы;

b - технологический зазор, принимаемый обычно 7÷10 мм,

и вторую, радиус которой рассчитывается по той же формуле исходя верхнего предела диапазона толщин стенки труб. Требуемая величина разведения верхних роликов определяется графоаналитически.

После догибки кромок следуют остальные технологические операции: сборка и сварка соединительного шва; сварка рабочих швов; экспандирование; контроль.

Использование данного способа изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра позволяет существенно повысить качество геометрии труб, снизить общий уровень остаточных напряжений при одновременном снижении количества и номенклатуры используемого технологического инструмента.

Данный способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра использован на линии по производству прямошовных труб в трубоэлектросварочном цехе ОАО «ВТЗ».

Способ изготовления прямошовных сварных труб большого диаметра, включающий формовку плоского листа в профиль и сварку его кромок технологическим швом, отличающийся тем, что центральную часть профиля кромок догибают после его формовки инструментом в виде нижнего валка и двух верхних роликов, причем радиус нижнего валка определяют по формуле:

а радиус верхнего ролика - по формуле:
r=R-s-b,
где R - радиус нижнего валка;
D - номинальный наружный диаметр трубы;
s - номинальная толщина стенки трубы;
φ - коэффициент распружинения;
r - радиус верхнего ролика;
b - технологический зазор, равный 7-10 мм.



 

Похожие патенты:

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

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.

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