Способ управления станом спиральной сварки труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»740333 (61) Дополнительное к авт. саид-ву, (22) Заявлено 08.06.77 (21) 2495262/25 — 27 (5l ) M. Кл..

В 21 С 37/12 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР (53) УД К621.774.21 (088,8) Опубликовано 15.06.80. Бюллетень J%

Дата опубликования описания 15.06,80 но денам нзобретеннй. н отхрмтнй (72) Авторы изобретения

И. И. Пичурин, В. А. Чувашов и А, Г, Форер (7I) Заявитель

Волжский трубный завод (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ CTAHOM СПИРАЛЬНОЙ

СВАРКИ ТРУБ

Изобретение относится к трубному произ- водству.

Известны способы управления процессом формовки спиральношовных труб с целью повышения качества сварки и точности геометрических размеров труб. 3а параметр регулирования принимают изменение положения кромок полосы вблизи от места положения внутреннего ursa, величины зазора между свариваемыми кромками или друтих параметров про. цесса (1) и (2).

Однако при осуществлении известных способов не устраняется неравномерность остаточ. ных напряжений по периметру трубы, которая

15 приводит к короблению концов трубы после разрезки ее на мерные длины и, следовательно, к некруглости торцов труб.

Известен способ управления станом спиральной сварки труб, при котором определяют отклонение контролируемого параметра от заданной величины и в зависимости от этого отклонения воздействуют на величину формовочного усилия (3).

При этом способе за контролируемые параметры принимают параметры формуемой (( ленты.

Однако контроль йараметров ленты не исключает возможность коробления концов трубы после разрезки ее на мерные длины за счет неравномерности остаточных напряжений.

Целью изобретения является повышение точности размеров концов спиральношовных труб путем снижения остаточных напряжений.

Поставленная цель достигается feM, что в качестве контролируемого параметра используют эпюру остаточных напряжений по периметру трубы, а формовочное усилие изменяют на каждом участке периметра трубы в зависимости от укаэанной эпюры на этом участке.

Остаточные напряжения на каждом участке периметра трубы определяют по величине радиуса кривизны соответствующего участка кольца, отрезанного от этой трубы и разрезанного вдоль образующей.

Распределение остаточных напряжений по периметру трубы могут оценивать также по овальности кольца, отрезанного ог этой трубы.

55

1 L

На фиг. 1 представлена эпюра растягивающнх остаточных напряжений в металле трубы из стали 17Г2СФ (Ф 1020 х 9); на фиг.2а— е график распределения растягиваиицих остаточных напряжений по периметру трубы;,на фиг. 26 — график изменения радиуса кривизны торца этой же трубы, характеризующий некруглость поперечного сечения торца трубы; на фиг. 3 — функциональная схема управления станом спиралькой сварки труб;. на фиг. 4 — схема измерения радиуса кривизны участка трубы или кольца с помощью трехконтактного измерителя; на фиг. 5 — номограмма для определения величины растягивающих остаточных напряжений в теле трубы (p 1020 мм) по величине радиуса кривизны исследуемого участка кольца, отрезанного от трубы и разрезанного по образующей. Но- . мограмма построена для четырех типоразмеров труб (ф 1020 х.8, — кривая 1, ф !020 х х 9, — кривая 2, (6 1020 х 10,-кривая 3, ф 1020 х 12 мм — кривая 4)

Способ производства спиральношовных труб с использованием предлагаемого способа унравления включает следующие операции; — формовку металлической полосы 1 в трубу 2 путем изгиба полосы между нижними формующими роликами,3 и 4 и плечом с верхними формующими роликами 5; сворачивание полосы между поддерживающими роликами б — 9;, . — бтрезку от готовой трубы кольца 10 шириной примерно 1/3 диаметра трубы 2 и разрезку его вдоль образующей с помощью устройства 11 для резки труб любым известным способом, например, плазменным резаком, — измерение стрелы прогиба участков кольца 10 по периметру с помощью трехконтактного измерителя 12; — определение величины остаточных напряжений на участках трубы по периметру по величине стрелы прогиба на этом участке с помощью арифметического устройства 13 известного типа. Величина остаточных напряжений определяется следующим образом: — вычисление радиуса кривизны участка разрезанного кольца по формуле.

Ь -4h

$h где Ь вЂ” база трехконтактного измерителя;

11 — стрела прогиба участка кольца, — определение абсолютной величины остаточных напряжений по величине радиуса кривизны кольца с помощью номограммы (фиг. 5) или соответствующей формулы; — определение закономерности изменения. величины остаточных напряжений по перимет40333 4 ру трубы от одной стороны шва до другой и выработка управляющего сигнала с помощью блока сравнения 14 известного типа, — отработку управляющего воздействия приводами формующих и поддерживающих роликов. . Трехконтактный измеритель радиуса кривизны (см. фиг. 4) состоит из скобы 15 с с базой в и индикатора 16 с ценой деления 0,01 мм.

Способ управления станом спиральной сварки труб, согласно изобретению, осуществляют в следующей последовательности. Первую трубу данного типоразмера (например, Р 1020 х 9 из стали 17ГIС) формуют между формовоч-. ными 3, 4, 5 и поддерживающими б, 7, 8, 9 роликами, настроенными предварительно с помощью калибра — эталона. От готовой трубы в устройстве Il для резки труб отрезают кольцо 10 и разрезают его вдоль образующей, проходящей через шов. Разрезанное кольцо обмеряют трехконтактным измерителем в де. сяти участках по периметру кольца от одного

25 края разреза до другого. По результатам определяют величины остаточных напряжений с помощью арифметического устройства, которые передают в блок сравнения.

Блок сравнения по величине остаточных напряжений определяет характер распределения остаточных напряжений по периметру трубы, т.е. нарастает или убывает величина остаточиых напряжений от одной стороны шва к другой и существуют ли экстремальные значения остаточных напряжений на средних участках периметра. Например, для трубы, величииа остаточных напряжений которой показана на фиг, 2, характерно нарастание величины напряжений от левой стороны к правой и существование трех экстремальных значений: максимума на участке периметра, отстоящем на 3/4 Я от левой стороны шва, и два минимума — 5/12Я" и 5/4 М . Если остаточные напряжения возрастают (убывают) от одного края к другому более чем на 50 н/мм, то на привод плеча с верхними формующими роликами подают сигнал на увеличение (уменьшение) угла наклона плеча к оси трубы.

Если остаточные напряжения имеют экстремальный характер, причем экстремум более чем на 50%/мм отличается от среднего значения напряжений, то на привод соответствующих поддерживающих роликов подается сигнал на отвод или подвод роликов к оси трубы. Если остаточные напряжения распределены равномерно, то настройка стана не изменяется.

5 740333 б

I

В процессе производства труб данного типо- размеров концов труб путем снижения остаточразмера описанные выше операции периоди- ных напряжений, в качестве контролируемого чески повторяются. параметра используют эпюру остаточных напряГрубую оценку распределения остаточных жений цо периметру сваренной трубы, а формонапряжений по периметру трубы производят 5 вочное усилие изменяют на каждом участке также по величине овальности, т.е. разности периметра трубы в зависимости от укаэанной величин большой и малой осей кольца, отрезан- эпюры на этом участке. ного от трубы. 2. Способ по п. 1, отличающийИспользование изобретения позволит полу- с я тем, что остаточные напряжения на каждом .чать трубы повышенной точности, уменьшить. о уистке периметра трубы определяют по велиперевод труб в пониженное качество из-за зна- чине радиуса кривизны соответствующего участчительной овальности концов. ка кольца, отрезанного от этом трубы и разИспользование труб с круглыми концами позво- резанного вдоль образующей. лит быстрее и качественнее вести сварку ма- 3. Способ но и. 1, о т л и ч а ю щ и йгнстральных трубопроводов. с я тем, что распределение остаточных напряжений по периметру трубы оценивают по овальностн кольца, отрезанного от этой трубы.

Формула изобретения

Источники информации

1. Способ управления станом спиральной О принятые во внимание при экспертизе сварки труб, при котором определяют откло- 1. Авторское свидетельство СССР У 173694, пение контролируемого параметра от заданной кл, В 21 С 37/12, 1962. величины и в зависимости от этого отклонения 2 Авторское свидетельство СССР У 324088, воздействуют на величину формовочного уси- кл. В 21 С 37/12, 1968. лня, отличающийся тем, что, с

3. Иатент СССР У 496706, кл. В 21 С 37/12, ( целью повышения точности геометрических 1973 (прототип).

1ФХю/гм

740333

% ЯЗ

1

> лю ., °

4 2О

Ъ И0

1 <1Я

4 N0

0 у д 4Я ЯУ Ж Од 578 а3оус крцдиэнь! уиасмкл кольца Я, ик

ФЬЮ

ЦНИИПИ Заказ 3085/8 Тираж 986 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4