Заготовка для изготовления биметаллических труб

(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения И. Н. Потапов, Р. И, Ахмеддс 1 ин с В. А. Демьянец,П.М, Финагинс В.Г. Чус, В.Д. Герардов и Б,В. Гнездилов Электростальский филиал Московского ордена ТрудовогоКрасного Знамени института стали и сплавов(54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при изготовлении бесшовных горячекатаных биметаллических труб.В настоящее время для изготовления 5 биметаллических труб используются в основном двухслойные заготовки, собранные из двух монометаллических труб, контактные поверхности которых имеют цилиндрическую форму. Известен способ 10 изготовления двухслойных заготовок, включающий в себя механическую и химическую обработку (обезжиривание, травление, нанесение промежуточного подслоя), сборку, заварку по торцам И с целью герметизации зоны контакта, раздачу, проталкивание или волочение для устранения исходного зазора и создания натяга между контактными по. верхностями (1). в Данная технслогическая система приемлема главным образом для изготовления двухслойных заготовок малой длины (400+600 мм)с например при 25 прессовании биметаллических труб, а также для изготовления двухслойных заготовок, металл наружного слоя которых имеет термическйй коэффициент расширения меньший, чем у металла 30 внутреннего слоя. При нагреве такихзаготовок не происходйт разрушениясварки на торцах заготовки, а следовательно, соблюдается герметичностьзоны контактных оверностй, чтоявляется необходииьж условием дляобеспечения качественной сварки слоевПри нагреве же двухслойных заготовокзначительной длины ( 1000 мм)сметалл наружного слоя которых имееттермический коэффициент расширенИябольший, чем у металла внутреннегослоя, между свариваемыми поверхностями образуется зазор, даже еслизаготовка была подвергнута пластичес"кой деформации с целью устранения исходного зазора и создания натяга, атакже происходит разрушение сварногошва на одном из торцов заготовкивследствие разницы в удлинениях составляющих труб. Разрушение сварногошва происходит также при нагревецвухслойных заготовок в индукторе иэза очень большого градиента температур по сечению заготовки в начальныйпериод нагрева, а также при нагреведвухслойных заготовок, имеющих заданную величину исходного зазора между контактными поверхностями металлы слоев которых имеют разные эваче656794 Формула изобретения ния коэффициентов термического расширения.Так, например, при нагреве до температуры прокатки (1180-1200 С) двухслойной заготовки длиной 1000 мм, материал наружного слоя которой нержавеющая сталь Х 18 Н 10 Т, а материал 5 внутреннего слоя - никель, происходит ослабление сварного шва с одной из сторон заготовки, а с другой - полное его разрушение из-за значительной абсолютной разницы в удлинениях составных труб. Средняя величина разницы коэффициентов термического расшиРения для этих материалов в интернале температур 100-1200 С составит 0,28 мм/мм,град. 10 . Абсолютная величина разницы в удлинениях труб будет равна:.= (о,-Д н 1 Т где Ь - начальная длина двухслойной заготовки, мм;Ь - =1000 мм)(с(в-св- разница коэффициентов термического .расширения нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т и никеля, мм/мм,град, 10 25(ф н-цн 1- 0,28 мм/мм.град, 10 в интервале температур 100-1200 С.ЛТ- разница температур нагрева заготовки до температуры .прокатки и начальной температуры; 30ьТ - 1100 С 1дЬ - 1000. О, 28. 10 1100 =- 5 3,08 мм.В результате разрушения одногоиз сварных швов происходит разгерме. тизация зоны контактных поверхностейокисление свариваемых контактныхслоев, что приводит к их навариваниюв процессе пластической деформации.Исключить окисление контактных поверхностей в процессе нагрева такихзаготовок можно, если нагрев вестив печи с инертной атмосферой, однакопри транспортировке нагретой двухслойной заготовки от печи к станууспевают окислиться контактные по 45верхности на концах заготовки, чтоприводит к неснариванию контактныхслоев по концам трубы и ухудшениюусловий захвата заготовок.Цель изобретения - устранение разгерметизации зоны контактных поверхностей при нагреве сравнительнодлинных двухслойных заготовок( ) 1000 мм), металл наружного слоякоторых имеет коэффициент термического расширения больший, чем у внутреннего слоя,Поставленная цель достигается тем,что заварку по торцу сплошным кольцевым швомнепосредственно по диамет 60ру разъема производят только с переднего конца заготовки, а с заднего кон"ца герметизацию зоны контактных поверхностей производят через тонкуюкольцевую шайбу, которая приваривается сплошным кольцевым ывч по наружному диаметру к наружной трубе, а по внутреннему диаметру к внутренней трубе.На фиг. 1 показан разрез двухслойной заготовки, у которой герметизация зоны контакта выполнена по предлагаемому способу, Наружная часть заготовки 1 и внутренняя часть 2 с одной стороны (передней) свариваются между собой сплошным кольцевым швом 3 по диаметру разъема. С другой стороны (задней) заварка производится через тонкую выгнутую кольцевую шайбу 4, которая приваривается сплошным кольцевым швом 5 не по наружному диаметру к наружной части заготовки, а по внутреннему диаметру сплошным , кольцевым швом б к внутренней части заготовки. На фиг. 1 показано положение шайбы до нагрева . заготовкиВнутренняя часть .,заготовки длиннее наружной на половину абсолютной разницы удлинений, которая возникает при нагреве до температуры прокатки, В процессе нагрева шайба будет под" вергаться упруго-пластическому изгибу. На фиг, 2 показано положение шайбы после нагрева двухслойной за" готовки до температуры прокатки. В процессе нагрева сварка не разрушается, герметичность зоны контакта соблюдается.Использование предлагаемой двухслойной заготовки для изготовления биметаллических труб позволит:повысить прочность сварки контактных слоев на концевых участках труб при изготовлении биметаллических труб из сравнительно длинных двухслойных заготовок (1000 мм), металл наружного слоя которых имеет коэффициент термического расширения больший, чем у ннутреннего;увеличить выход годных биметаллических труб;снизить расход металла. Заготовка для изготовления биметаллических труб, состоящая иэ двух с подготовленными контактными поверхностями труб, вставленных одна в другую, и заваренная по торцам сплошным кольцевым швом, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения качества сварки слоев на концевых участках, увеличения выхода годных биметаллических труб и, снижения расхода металла, заготовка заварена.сплошным кольцевым швом только с одного конца, а с другого конца заварена через тонкую кольцевую шайбу. Источники, информации, принятые но внимание при экспертизе1. Чепурко М.И., Остренко В.Я. и др. Биметаллические трубы. М., Металлургия, 1974, с. 47-59.ко Составител Острова Техред,М.Пвинск оррект о ак Подписи ета СССрытий д. 4/5 ПП или е аз 1 б 82/ ЦНИИПосударств лам изобр Москва, Ж аж 122 ного ко ений и 5, Рауш жгород, ул. Проектная