Способ изготовления многослойных труб

(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности и Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) В.И.Панченко, В,О.Кисилевич, Е.А.Близнюков, В.Н.Усенко, И.Ю,Коро- бочкин, А.И.Масальский, А.В.Рабинович, В.А.Головко, Ю.И.Тарасьев, Ю.В,Чавшино, А.А.Лисовский, Ф.Л.Кузнецов, Л.В,Кривуша н ГмМ,Фесенко (53) 621.785.79(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 443928, кл. С 21 П 9/08, 1972.Авторское свидетельство СССР У 341629, кл. В 23 К 20/00, 1969. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИД(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУГ, включающий сборку трубных заготовок в нагартованном состоянии в пакет с зазорами между ними, нагрев пакета и пластическое деформирование пакета до получениямногослойных труб, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества многослойных трубпутем исключения образования оксидной пленки на поверхностях трубныхзаготовок и их диффузионного сваривания, нагрев пакета ведут в безокислительной атмосфере до 950980 С и выдержкой, равной о1,7+1 12276Изобретение относится к металлургии и может быть использовано приизготовлении многослойных нержавеющих труб, предназначенных для формирования из них гофрированных изделий, например сильфонов,Цель изобретения - повышение качества труб путем исключения образования оксидной пленки на поверхнос"тях трубных заготовок и их диффузи Оонного сваривания, что повышает циклопрочность и надежность изготовленных из многослойных труб сильфонов,Способ осуществляется следующимобразом, 15Предложенный способ был опробован при изготовлении образцов многослойных труб с наружным диаметром38 мм и толщиной стенки каждого слоя0,2 мм в пакетах длиной 500 мм. Трубные заготовки обезжиривали и собирали в пакеты с числом слоев 2-5. Термообработку проводили в защитной атмосфере водорода в проходной печи"Древер" при .разных температурах и 25с разным временем выдержки (таблица),После термообработки пакет подвер" .гали пластической деформации до получения многослойных труб, что обеспечивается плотным соприкосновением слоев (со степенью деформации дляразных слоев в пределах 5-137).Повышение температуры термообработки выше 980 С приводит к диффуозионному свариванию слоев независимо от длительности изотермическойвьдержки (таблица, опыты 1-5),Притемпературе 980 С и ниже свариваниеслоев не наблюдалось даже при наибольших длительностях вьдержки (опыты 6-24), Однако снижение температуры до 940 С не обеспечивает полнойрекристаллизации металла даже в наружном слое (опыты 23 и 24),В интервале температур 950-980 С45при определенной длительности выдержки достигается необходимый уровеньрекристаллиэации металла всех слоевпакета (таблица, опыты 6, 8, 12, 15,18 и 2). Обработка данных этих опы 50тов позволила получить соотношениео =1,7+0,7 п, (1) где и - число слоев в пакете.При длительности вьдержки выше, чем по соотношению (1), получают развитие собирательная рекристаллизация и увеличение размера зерна 96 2(таблица, опыты 9, 10, 13 и 16),что приводит к снижению прочностных характеристик металла (б, б, ) и снижает циклопрочность сильфонов, изготовленных из многослойных труб,При длительности вьдержки меньше, чем по соотношению (1), имеет место незавершенность рекристаллизации во внутренних слоях пакета (таблица, опыты 7 11, 14, 17, 19 и 22). Учитывая, что пакет после термообработки подвергается деформации по диаметру (раздаче) для выборки зазоров между слоями и внутренние слои при этом получают наибольшую деформацию, их незавершенная рекристаллизация недопустима, поскольку это может привести к накоплению критической плотности дислокаций и резкому снижению циклопрочности сильфонов, изготовленных из многослойных труб. Кроме того, наличие переупрочненных слоев в пакетах вызывает затруднение при правке многослойных труб.Во всем диапазоне температур и длительностей выдержек (таблица). благодаря применению защитной атмосферы оксидная пленка на поверхностях слоев при термообработке пакетов не образовывалась, что позволило исключить операцию травления.В качестве безокислнтельной атмосферы используется защитный гаэ (водород и др.) или вакуум с остаточным давлением не более 1,5 Па. При большем остаточном давлении имеет место окисление поверхности труб. Удаление оксидной пленки с многослойного пакета приводит к увеличению количества брака, поскольку при травлении между слоями проникает технологический раствор, а любое загрязнение между слоями недопустимо по техническим условиям на многослойные трубы.С увеличением числа слоев в пакете длительность вьдержки при термообработке должна возрастать в связи с ухудшением условий прогрева внутненних слоев, по отношению к которым наружные слои являются тепловыми экранами, а конвективный обмен газов в относительно узких прослойках и внутренней полости длинномерных труб весьма мал.С целью проверки влияния режима термообработки многослойных труб на циклопрочность сильфонов были изго1227696 Сваривание слоКоличе- Размер зерна, балл Опыт, В Режим термической обработки ствослоев наружный внутрен- слой ний слой ев о, мин 8,9 6,7 1050 5 9,8 1050 3 5 7,8 8,9 10,11 11,10 11,12 11,10 1000 1000 9,10 9,10 1000 9,10 980 10,11 980 3 н.рек,3товлены три опытные партии десятислойных труб диаметром 38 мм с толщиной стенок каждого слоя 0,2 мм изстали 08 Х 18 Н 10 Т: две партии - попредлагаемой технологии, а третья -по прототипу.Первую партию многослойных трубтермообрабатывали в печи "Древер"при 965 С с выдержкой 5 мин, а третью - на воздухе на электроконтактной установке с нагревом до 1050 ф Сза 1 О с. Остальные операции былипроведены аналогично указанным.Из готовых труб всех партий были изготовлены оильфоны марки НС 4820-0,2 х 10, испытания которых проводили по ГОСТ 21744-76, при наружном давлении 25 МПа, рабочем ходе12,5 мм и температуре 350 С.Результаты испытаний показали,что сильфоны, изготовленные иэ первой партии многослойных труб значительно (примерно на 30%) превосходят по циклопрочности сильфоны, изготовленные иэ третьей партии.Сильфоны, изготовленные иэ второй партии многослойных труб, термообработанных в беэокислительнойатмосфере, но при длительности выдержки меньше, чем это определяетсяпредлагаемым соотношением, такжеимеют несколько повышенную циклопрочность (по сравнению с изготовленнымииз третьей партии многослойных труб),но при их изготовлении имел местозначительный брак при формовке, чтосвязано с неполной рекристаллизацией металла внутренних слоев,4Третью партию многослойных трубтермообрабатывали но способу-прото 1типу, на электроконтактной установке (ЭКУ) при 1050 С на воздухе, Повышенная по сравнению с печью 1 Древер" температура обусловлена высокой скоростью нагрева и кратковременностью выдержки, присущих ЭКУ,Практически во всех пакетах после10 термообработки и травления были обнаружены межслойные загрязнения изза проникновения технологическойжидкости между слоями. Кроме того,имело место диффузионное сваривание15 слоев, что объясняется точечными разрядами между слоями при прохождениитока по обрабатываемому пакету. Поэтой причине термообработка на ЭКУв безокислительной атмосфере не ис 20 пытывалась, поскольку склонность ксвариванию неокисленных поверхностеймногократно возрастает.По указанным причинам промышленное использование способа по прото 25 типу не находило применения.Таким образом, предлагаемьп способ повышает качество контактныхповерхностей трубных заготовок засчет исключения образования грубойЗ 0 оксидной пленки, исключает сваривание слоев и обеспечивает полностьюрекристаллизованну 1 о структуру металла, Это в совокупности повышает ка"чество многослойных труб, что позволяет сократить брак при формированиигофрированных изделий, в частностисильфонов,и увеличивает их циклопрочность,227696 Продолжение таблицы СвариваРазмер зерна, балл жим термической Опыт, Ф ние сло,ев,наружнь внутренний слой мин.рек. Отд.нерекр.-"участки 40 То же р и м е ч а н и е : Балл зерна оценивали по ГОСТ 5639-82. Составитель И.Липгартедактор М.Дылын Техред М.Моргентал Корректор Е.Рошк Зак Подписноного комитета СССний и открытийаушская наб, д./5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Количестаослоев 2266/29 Тираж 552 ВНИИПИ Государств по делам иэобре 113035, Москва, Ж, 10,11 10,11 н,рек,11,10