Способ изготовления многослойных труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК. 9) (11 1511 В 51/24 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСА ИЗОБРЕТЕНИ ЬСТ ВТОРСКОМУ СВ 21) 363429 22) 14,06, 46) 07,03.72) П.А. В ,И. Пичури(прототип). величины зногонститутаных трубо кгс/ммтенки внутреннее давление, минимальная толщина с трубы-основы, мм; суммарная толщина нав з полосы слоев, мм; предельно допустимое жение.в стенке трубыкгс/мм 2ьство СССР 1977. тво СССР 1970ых и Ю пряновы,ИЗГОТОВЛЕНИЯ. МНОГОключающий навивку понову, нагружениением навитых слоевсоединение их, о тс я тем, что, с предел текучест навиваемой поло номинальный нар многослойной тр вающей появлени рмаций в навиты материала ы, кгс/мм 2; ужный диамет бы, мм,пластичес осы на трубу-о нутренним давл трубы-основыи ч а ю щ и й обеспе ких де слоя(54)(57) СПОСОБ СЛОЙНЫХ ТРУБ, в целью ной т жений трубы ют по кавит повьппения качес убы путем норма в навитых слоях внутренним давл ле соединения п х слоев с трубо ва многослойизации напрянагружение нием осуществл торцам трубы -основой до1143504 2Р -2После напряженной навивки на трубу-основу слоев полосы из-за обжатия 50 ,наружными слоями внутренних напряжения но слоям трубы распределены неравномерно. При нагружении трубы расчетным внутренним диаметром уровеньнапряжений в слоях навивки повышает ся на одинаковую величину, обеспечивающую переход материала слоев навивки из области упругих в область пластических деформаций. Изобретение относится к трубномупроизводству и может быть испольэова.но для изготовления многослойныхтруб высокого давпения.Известен способ изготовления мно-,гослойных труб, при котором из рулон ной полосы навивают по спирали много"слойные обечайки, сваривают обечайкимежду собой по торцам Я .Однако этот способ изготовления Юмногослойной трубы не позволяет нор"мализовать неравномерное распределение напряжений в навитых слоях трубы.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ изготовления многослойной трубы, включающий навивку повинтовой спирали полосы на трубу-основу, нагружение внутренним давлениемнавитых слоев и трубы-основы и соединение их 2.ЮНедостатком известного способа яв.ляется неравномерное распределениенапряжений в навитых слоях готовойтрубы: наружные слои более растянуты, чем внутренние, из-за обжатия днаружными слоями внутренних при навивке. При нагружении многослойнойтрубы рабочим внутренним давлениемнапряжения в ее навитых слоях повышаются на одинаковую величину, анеравномерное распределение напряжений по слоям остается, что неблагоприятно сказывается на работоспособности многослойной трубы: наиболеенагруженный наружный слой может разрушиться под нагрузкой, что приводит35к еще более неблагоприятному перераспределению напряжений в оставшихся навитых слоях, к разрушению следующего наружного слоя, в результатепроисходит разрушение всей трубы.Целью изобретения является повышение качества многослойной трубы пу.тем нормализации напряжений в навитых слоях,Поставленная цель достигаетсятем, что при способе изготовлениямногослойных труб, включающем навивку полосы на трубу-основу, нагружение внутренним давлением навитых слоев и трубы-основы и соединение их,нагружение трубы внутренним давлением осуществляют после соединенияпо торцам трубы навитых слоев с трубой-основой величина которого сосЭЮтавляет где Р - внутреннее давление, кгс/мм;Б - минимальная (с учетом минусового допуска) толщина стенкитрубы-основы, мм;Я, - суммарная толщина навитыхиз полосы слоев (с учетомминусового допуска на толщину полосы), мм;- предельное допустимое напряжение в стенке трубы-основы, кгс/мм;- предел текучести материаланавиваемой полосы, кгс/мм;0 - номинальный наружный диаметрмногослойной трубы, мм,что обеспечивает появление пластических деформаций в навитых слоях.Нормализацию напряжений в навитыхслоях трубы путем нагружения ее внут"ренним давлением возможно совместитьс заводским гидроиспытанием трубыпри использовании в качестве рабочего тела жидкости.Выпуск труб со скрытыми дефектами уменьшается, если в качестветрубы-основы использовать трубу, которая прошла заводские испытания напрочность и плотность.Способ осуществляется следующимобразом.На трубу-основу навивают по винтовой спирали с зазором между кромкамивитков полосу, при этом достигаютнатяжения полосы механическим способом или термическим нагревом навиваемой полосы. После навивки слои полосыи трубу-основу сваривают между собойна торцах трубы с обеспечением монолитных концов, необходимых для стыковки и сйарки труб в трубопроводе.Затем для нормализации напряжений внавитых слоях производят нагружениетрубы расчетным внутренним давлением,величину которого определяют из зависимостиВ качестве трубы.-основы выбирают спиральношовную трубу наружным диаметром 1399 мм с толщиной стенки 81 =12 мм, выполненную из стали 17 Г 1 С и выдержавшую гидроиспытания давлением 55 кгс/см, при котором напряжения в стенке достигают предельного значения=32 кгс/мм . Полосу шириной 1150 мм и толщиной 3,5 мм из стали 09 Г 2 СФ с пределом текучести Д =45 кгс/мм нагревают до 100 С, По винтовой спирали, обраО 50 В области пластических деформаций напряжения во всех навитых слоях выравниваются, принимая значения предела текучести материала полосы или несколько больше указанной величины. После разгрузки от внутреннего давления за счет остаточнь 1 х деформаций, происшедших в материале навитых слоев, в трубе, для которой б б, на-пряжения во всех навитых слоях при О нимают равные значения уже в упругой области и остаются одниковыми при последующем нагружении трубы рабочим давлением. В трубе, для которой Д б , после Разгрузки от внутренне го давления напряжения в трубе-основе и навптых слоях принимают нулевые значения, однако обеспечиваются равные остаточные деформации навитых слоев. При дальнейшем нагружении 20 такой трубы рабочим давлением навитые слои одновременно включаются в работу, благодаря чему создается равно- напряженное состояние указанных слоев под нагрузкой. 25Нормализацию напряжений в навитых слоях трубы нагружением внутренним . давлением возможно совместить с заводским гидроиспытанием трубы, для чего нагружение трубы до расчетного давления проводят на гидравлическом ,прессе, выдерживают трубу нод давлением в течение 30 с, а после нагружения визуально определяют наличие течей рабочей жидкости и остаточных деформаций стенки, выводящих диаметр трубы за предельные отклонения.Посколько необходимым условием работоспособности многослойной трубы является высокая надежность внут-. ренней трубы-основы, то выпуск труб40 по предлагаемому способу со скрытыми дефектами существенно уменьшается, если в качестве трубы-основы используют трубу, прошедшую заводские испытания иа прочность и плотность.45 зующей с осью трубы угол 75 онавивают, на трубу-основу три слоя из указанной полосы. Положение витков каждого навиваемого слоя на трубе- основе смещают относительно витков предыдущего слоя. Зазор между кромками витков в каждом слое выреживают не более 10 мм, концы полосы спомощью сварки прихватывают к трубе-основе, Кромки витков наружного слоя могут свариваться между собой или привариваться к нижележащему слою сплошным или прерывистым швом. После выполнения навивки слои сваривают на торцах с трубой-основой по всему периметру, обеспечивая таким путем замоноличивание концов собранной трубы, Суммарная толщина навитых слоев Я =10,5 мм, наружный диаметр собранной трубы 0=1420 мм,Трубу выдерживают с целью охлаждения ее до температуры окружающего воздуха 20 С. После охлаждения тру- .Обы сжимающие напряжения в трубе- основе составляют 1 1,4 кгс/мм, а растягивающие напряжения в навитых слоях равны в первом (изнутри) слое 8,8 кгс/мм, во втором промежуточном слое 13,3 кгс/мм, в третьем наружном слое 17,0 кгс/мм,Нормализацию напряжений в навитых слоях достигают нагружением трубы гидравлическим давлением 125 кгс/см с выдержкой под указанным давлением в течение 30 с. После нормализации напряжения в навитых слоях составляют 6,9 кгс/ммф, а сжимающие напряжения в трубе-основе равны 6, 1 кгс/мм,В сравнении с базовым объектом (используемым на заводе) применение предлагаемого способа обеспечивает повьппение качества и улучшение слу- жебных характеристик многослойных труб, благодаря равномерному распределению напряжений в навитых слоях повышается работоспособность труб под давлением. Предваритщтьные испытания трубы-основы на плотность поз- воляют выявить все дефекты, которые могут служить каналами утечек рабочей среды в процессе эксплуатации труб, вследствие более высокой толщины стенки трубы. основы, чем навиваемых слоев, повышаются кольцевая жесткость и прочность многослойных1143504труб при изгибе, Наличие в конструк-. печивает повышение сопротивления расции трубы слоев, витки которых не пространению толщины осевой гибкоссварены между собой но кромкам, обес тн многослойных труб.Составитель Л, ЛапинаРедактор И. Николайчук Техред Л.Микеа Корректор И. ЛеонтюкЗаказ 810/10 Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий