Способ изготовления сварных труб

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Соцкалистнческик

Республик

rirr 901304 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 20. 07. 77 (21) 2509392/22-02

1 с присоединением заявки М— (23) П риоритет—

Опубликовано 30. 01. 82. Бюллетень № 4.

Дата опубликования описания 30. 01.82 (51)M; Кл.

С 21 0 8/10

1Ъпударстееииый камитет

СССР по делам изаеретеиий и открытий (53) УДК621. 785.. 79 (088. 8) В.И.Янковский, З.О.Княжинский, Л.И.Шайтан

В.К.Коломенский, Ю,И. Райчук, Г.А,Каширск (72) . Авторы изобретения!

1

П.Н.Калинушкин и Л.N.Øèôðèí (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к металлургии> в частности к производству сварных труб большого диаметра. Специфической особенностью электросвар ной трубы большого диаметра явля— ется .наличие сварного шва, расположенного по образующей трубы либо по спирали и представляющего мест° ное утолщение, в l 5-2 раза превышающее толщину используемой для производства труб заготовки. Электросварные трубы неоднородны по структуре, основной металл имеет деформированную структуру, шов — литую.

Ударная вязкость металла шва, как .правило, ниже основного металла. Наличие сварного шва на трубе приводит к неодинаковым условиям нагрева и охлаждеиия труб при их термической обработке и, следовательно, к получению неодинаковых свойств по сечению трубы, т.е. к снижению эффекта термического ее упрочнения.

Известен способ повышения механических свойств металла шва за счет его дополнительного легирования хромом, молибденом, ванадием, никелем и др. $1) .

Недостаток известного способа— снижение стойкости сварного соединения и образование трещин.

Известен способ изготовления сварных труб, в котором повышение вязких свойств сварных соединений труб обеспечивается путем их локаль1П .ной нормализации при нагреве ТВЧ 12) .

Недостаток известного способа заключается в том, что при повышении значений ударной вязкости металла шва после нормализации доля вязкой .составляющей в.изломе остается низ1кой., м

Известен способ обработки сварно-. го соединения трубы, включающий его

20 локальный нагрев и последующую эластическую деформацию (3) .

Однако известный способ, обеспечивая дробление литой структуры ме+ талла шва и его раскатку до уровня основного металла, т. е. устранение структурной и геометрической неод1 народности между швом и основным металлом, не изменяет механические свойства основного металла труб.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ изготовления сварных труб, включающий формовку трубной заготовки, сварку труб и объемную термическую обработку (закалку с высоким отпуском) 141.

Недостаток известного способа за, ключается в том, что он не обеспечивает получение одинаковых свойств основного металла и сварного шва, что снижает эксплуатационную надежность труб из-за недостаточного сопротивления хрупкому разрушению и овализации концов при объемной термической обработки труб. .Цель изобретения вЂ,повышение эксплуатационной надежности за счет повышения сопротивления хрупкому разрушению металла сварного соединения и уменьшение овализации концов при термоббработке.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления сварных труб, включающем формовку, сварку,.трубных заготовок и объемную термическую обработку, перед термической обработкой сварное соединение подвергают нагреву выше А до темь пературы горячей деформации и деформируют шов со степенью деформации

10-40 .

Деформация сварного шва со степенями менее 10 не изменяет существенно литую структуру металла шва. Верхний предел степени деформации 40% определяется условиями локальной

901304 4 раскатки усиления шва, обеспечивающий плавный переход к основному металлу и достижение полного изменения структуры металла шва.

Способ изготовления сварных труб осуществляется следующим образом.

Выполнение основных технологических операций происходит в следующей последовательности: формовка трубной заготовки, сварка труб, ремонт и контроль, локальный нагрев сварных соединений труб до температуры аустенизации, деформация усилений швов на 10-40, охлаждение сварного соединения, предварительное экспандирование, объемная термическая обработка, экспандирование, отделка.

Объемная термическая обработка труб с деформированными сварными соединениями осуществляется по различным вариантам: нагрев трубы до температуры ниже А, нагрев трубы до температуры выше А, ускоренное охлаж3 дение трубы, последующий нагрев всей трубы ниже А, нагрев трубы до межкритического интервала А — A и 3 ускоренное охлаждение, последующий нагрев ниже А, нагрев трубы выше

АС, либо в интервале А -А и охлаж3 1 ú дение на воздухе.

Исследуют свойства металла сварных соединений труб из стали 16Г2САФ (5 =12,0 мм) после обработки по сле— дующим вариантам. о

Режим I Закалка до 850 С отпуск при 680 С. т

Режим 2. Нагрев до 950 С, прокат, ка усилений швов до уровня основного металла (степень деформации 25%), закалка от 920ОС, отпуск при 680 C.

4o ударная вязкость стали после обработок приведена в таблице.

901304

Образцы для испытания на ударную вязкость

Обработка

Тип 1Х ГОСТ, 6996-66 температура испытания 20 С

Типа У1, ГОСТ 6996 — бб о температура испытания 40 С количество вязкой составляющей в изломе, Х ударная вязкость, кгс ° см/см" ударная вязкость, кгс ° см/см количество вязкой составляю щей в изломе g 7o

35 — 45

30 — 60

3,5 — 5,6

59,4 — 9,5

Режим 1

4,2

40

7,0

80 — 100

5,0 — 11,5

55 — 80

7,4 — 9,9

Режим 2

6,2

8,2

П р и м е ч а н и е : В числителе приведены минимальные и максимальные значения по 12-15 образцам из металла четырех плавок, в знаменателе — средние значения.

Формула изобретения и д ур

ВНИИПИ Заказ 12303/24

Тираж 586 Подписное

Филиал Г1П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Проводят локальную термомеханическую обработку опытной партии труб (18 шт.) размером 1220»12,0 мм из стали 17 Г1С.

Процесс ведут в следующей после- щ довательности: индукционный нагрев о сварного соединения труб до 1000 С, раскатка усилений швов труб в валках (степень деформации - 20X), охлаждение в спрейере. Процесс раскатки

:сварных соединений труб проходит стабильно.

Величина ударной вязкости металла шва (a 977 случаев) превышает

4,0 кгс см/см на образцах с круг- 4О

Ь лым надрезом при температуре испытания 40 С.

Использование предлагаемого способа позволяет получить сварное соединение с высоким сопротивлением 4> хрупкому разрушению. Ударная вязкость сварного соединения на 20-40Х и величина доли вязкой составляющей в изломе образцов в 1,5-2,0 раза выше, чем после закалки и отпуска, а раскатка усилений швов обеспечивает отсутствие концентрации напряжений в околошовной зоне термически обработанных труб. Кроме того, раскатка валиков усилен я швов о овня основного металла позволяет улучшить условия изоляции трубопроводов и, следовательно, уменьшить возможность коррозионного разрушения.

Способ изготовления сварных труб, включающий формовку, сварку трубных заготовок и объемную термическую обработку труб, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения эксплуатационной надежности за счет повышения сопротивления хрупкому разрушению металла сварного соединения и уменьшения овализации концов при термообработке, сварное соединение перед термической обработкой подвергают нагреву до температуры горячей деформации и деформируют шов со степенью 10-407..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. "Автоматическая сварка", 1974, Ф 6, с. 58-62.

2. Бюллетень ЦНИИ черной металлургии, 1974, ll- 22, с.48-50.

3. "Сварочное производство", 1974, У 12..

4. Авторское свидетельство СССР

ll 450839, кл. С 21 D 9/08, 1974.