Способ производства труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) 3аявлеио 070780 (21) 2952606/22-02 (51 j hA Куу Э

С 21 0 9/08 с присоединением заявки И9 (23) Приоритет

Государственный комитет

С С С Р по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070682. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 070682 (И УДК 621.774.. 35 (088. 8) A. В. Рабинович, М. И. Тарасьев, И. Е. Сулаев

Б. A. Ил ниарич, И. Н. Нестерова, П. Г. Будник

Г. И. Хаустов, В. Х. Ку уилен ко, И. t0. Ко рэбоч и Т. Г. Садокова (72) Авторь! изобретения (71) Заявитель

Днепропетровский ордена Трудового Крас металлургический институт (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ

Изобретение относится к производству труб, в частности, из низкоуглеродистых нержавекщих сталей и сплавов.

Производство труб иэ нержавекщих сталей включает изготовление трубнОй заготовки с требуемьм в готовых трубах содержанием углерода и ее многостадийный горячий и холодный передел с промежуточными термическими обработками для снятия наклепа f13 .

При производстве труб из ниэкоуглеродистых сталей применяют низкоуглеродистую заготовку (С + 0,03%) из металла, полученного индукционной вакуумной плавкой, либо методами газокислородного рафинирования или окислительного вакуумирования.

Недостатком такой схемы производства труб является поверхностное науглерожнвание проката в процессе многостадийного передела, что приводит к резкому снижению коррозионной стойкости готовых труб и повьхаенному браку.

Основньве источником науглероживания служат остатки технологических смазок, удаление которых при химической обработке недостаточно полно.

При промежуточных термических обработках происходит насыщение поверхности труб углеродом в тем больи1ей степени, чем болыае стадий передела проходит заготовка на готовый размер.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ производства труб иэ нержавеющих сталей с применением вакуум-термической обработки (ВТО). В качестве исходного материала используется относительно дешевая трубная заготовка с содержанием углерода 0,12%.

После горячей деформации трубы подвергаются обезуглероживакщему отжигу в вакууме при 1300-1380 С для снижения содержания углерода до требуемо-. го уровня(40,0ЗВ) . Затем трубы подвергаются многостадийному холодному переделу на готовый размер с промежу-. точньвеи термическими и химическими обработками. В процессе холодного передела происходит измельчение зерна, выросщего эа время отжига, и восста2з новление механических свойств металла (2) .

Недостатком способа является то, что ВТО не исключает последукщев науглероживание труб являющееся органическим недостатком многостадийной

933749 схемы передела. Другим недостатком является большая длительность обеэуглероживающего отжига, что обусловлено в первую очередь относительно большой толщиной стенки горячекатаных передельных труб, составляющей величину > 8 мм.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости металла за счет обеспечения стабильно низкого содержания углерода после ВТО и уменьшения 10 науглероживания проката на переделе при сохранении мелкого зерна в готовых трубах, а также увеличение производительности процесса вакуум-термической обработки (ВТО). !5

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства труб преимущественно из ниэкоуглеродистых нержавеющих сталей и сплавов, включающему горячую деформацию, 2р обеэуглероживающий отжиг в вакууме и холодную деформацию в несколько проходов с промежуточными термическими и химическими обработками между ними, обезуглероживание проводят после промежуточной холодной деформации на минимальном из предусмотренных маршрутом передела труб размере, обеспечивающем последующую суммарную деформацию со степенью не менее

40Ъ.

Размер подката перед ВТО должен выбираться с таким расчетом, чтобы последующая деформация была достаточна для измельчения зерна до необходимых размеров.

Таблица 1

Состояние металла

Горячекатанная заготовка

52-53

6-7

57-63

31-22

18- 21

55-62

Крупнее 1

42-43

После ВТО

После ВТО и деформации ЗОЪ

55-60

18-23

42-47

После ВТО и деформации

40Ъ 50-55

53-60

25-29

После ВТО и деформации 70Ъ

7-8

53-60

27-31

50-60

Все свойства приведены после термической обработки по режиму: температура 1100ОС, выдержка 20 мин, охлаждение в воде.

Примечание. установлено, что при холодном переделе труб, прошедших ВТО, минимальная степень деформации, достаточная для измельчения зерна до величины, обеспечивающей восстановление механических свойств металла, составляет 40Ъ. Деформация со степенью меньше 40Ъ не обеспечивает необходимого измельчения зерна. Верхний предел степени деформации после обеэуглероживающего отжига ограничивается только пластическими свойствами металла и может значительно превышать указанную величину, если это не приводит к увеличению числа проходов после ВТО и, соответственно, числа промежуточных термических обработок.

Иными словами для обезуглероживания следует выбирать минимальный из предусмотренных маршрутом прокатки размер, суммарная деформация после которого составляет величину не менее указанной выше.

Практически постоянный уровень механических свойств, определяемый содержанием упрочнякщих примесей (С и N) после ВТО, достигается уже при деформации 40Ъ и существенно не изменяется при ее увеличении (см, табл. 1) .

Верхний предел деформации зависит от марки стали и степени ее упрочнения °

Зависимость механических свойств металла от его состояния приведена в табл.1.

933749

Таблица 2

49,6

Не испытывают

3,5

Не испытывают

86,7

63,4

1,5

0,9

0,4

100,0

lO0,0

0,5

Уменьшение толщины отжигаемого переделъного проката обеспечивает снижение длительности ВТО, сокращение до минимума числа последующих проходов и промежуточных термических обработок при переделе на готовый размер и, соответственно, уменьшение науглероживания металла и связанного с ним брака готовой продукции по коррозии.

Пример. Рассмотрим производство труб по двум маршрутам: 1О а) О. 95хl l, 0

1. 57х7,.5; Е-. 60%

2. 38х3,8; 6" 65%

3. 20х2; 6,-.72% б) О, 95х12,0

1. 57х8,1; g- 60%

2. 38х6,1; Е, — 51%

3. 20x3,0; g- 74%

4. 18х3, О; f 12%, В первом случае (а) обеэуглерожи- >О вающий отжиг должен проводиться на размере 38х3,8 мм, так как он является самъм мальи из промежуточных размеров и обеспечивает последукщую деФормацию > 40% (72%). Во втором случае (б) хотя размер 20х3,0 мм и является минимальным, но последующая деформация со степенью 12% недостаточна для.измельчения зерна и BTO следует проводить на размере 30

38х6,1 мм, суммарная деформация после .которого составляет 77%.

В условиях ЮТЗ изготавливают трубы .иэ стали ОЗХ18Н11 размером 25х2 мм по маршруту: 35

О. 89х8

1. 45х4,1

2. 25х2

Первую партию изготавливают из особониэкоуглеродистой (С < 0,030%) трубной заготовки.

Трубы после каждого прохода и осветления (снятия смазки) проходят ,термическую обработку по режиму:

Иэ трубной заготовки с С 4 0,030% (ТУ 14-3-395-75)

ВТО горячекатаных труб на размере

89 х 8 мм (ТУ 14-3-692-78)

ВТО теплокатаных труб на размере

45х4,1мм (ТУ 14-3-692-78) температура 1100 С, выдержка 20—

30 мин, охлаждение на воздухе. Количество образцов со скоростью коррозии в кипящей 65%-ной азотной кислоте < 0,5 мм/год составляет 49,6%.

Во второй и третьей партиях используют трубную заготовку с содержанием углерода 0,05%.

Во второй партии BTO подвергают горячекатанные трубы размером 89х х8 мм в вакуумной печи сопротивления

ОКБ-554АИ при 1300 С в течение 36 ч.

Дальнейший холодный передел проходит в соответствии с действутаяими технологическими инструкциями для данной марки стали, аналогично первой партии.

В третьей партии холоднокатаные трубы на предготовом размере 45 х х4,1 мм проходят BTO при 1300 С 20 ч, что позволяет снизить содержание углерода с 0,05% до величины < 0,01%.

При этом последующая деформация в один проход на готовый размер (степень деформации 72%) и термическая обработка на воздухе по укаэанному выше режиму обеспечивают иэмельчение зерна до величины 7-8 балла и ïîâûшение механических свойств до требуемого уровня. Предел прочности

50 кг/мм 1, предел текучести 29 кг/Mbfi что соответствует требованиям технических условий.

Все проконтролированные образцы от этой партии при испытании на коррозионную стойкость по методу Д показывают скорость коррозии

ñ 0,5 мм/год, что полностью соответствует требованиям ТУ, в то время как в партии, отожженной на раэмере89х8 MM имеются образцы со скоростью коррозии ) 0,5 мм/год, что определяет повышенный процент брака. (табл.2) .

933749

Составитель A.Äåíèñîâà

ТехредМ. Надь Корректор В.Бутяга

Редактор В.Бобков

Заказ 3866/8 Тираж 587

ВНИИПИ ГосударствЕнного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г..ужгород, ул.Проектная, 4

Трубы с применением ВТО должны выдерживать испытания на коррозию по методу Д (ГОСТ 6032-75) в течение

5 циклов.

Ожидаемый экономический эффект за счет снижения брака по коррозии 5 при внедрении предлагаемой технологии составит 1290 руб/т.

Кроме этого, уменьшение толщины стенки труб позволяет существенно сократить длительность обработки и 19 увеличить производительность вакуумной печи при проведении обезуглероживакщего отжига на 10-15%.

Формула изобретения 35

Способ производства труб преимущественно из низкоуглеродистых не» .ржавеющих сталей и сплавов, включающий горячую деформацию, обезъглерожи-20 вающий отжиг в вакууме и многократную холодную деформацию с промежуточными термическими и химическими. обработками между ними, о т л и ч а— ю шийся тем, .что, с целью повышения,коррозионной стойкости труб и увеличения производительности процесса обезуглероживания труб в вакууме, обезуглероживание проводят после промежуточной холодной деформации на размере, обеспечивающем последукщую .сувеюарную деформацию со степенью не менее 40%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l Осада Я.Е. и др. Современные тРУбные цехи. М.i Металлургия, 1977, с. 9-.11.

2. Хитрик С.И. и др. Обезуглероживание и дегазация труб иэ нержавеющих сталей путем высокотемпера,турной вакуумтермической обработки.

В рем.межвед. сб.: Металлургия и коксохимия, вып. 16, Киев, Техника, 1969 ° ю с.50-54.