Устройство для термообработки труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 176 21 Р 9/ РЕТЕНИ ЛЬСТ нн ко(56) Шамов А и эксплуатац новокЛ.: М с. 140-141.Авторское Ф 276125, кл на ейФ идетельство СССР21 Р 1/10, 1970 БРАБОТ(57) Иэобретенитермообработки к област тносит б. Цел рете гаюРуйи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности.Н. и др. Проектированиеия высокочастотных устаашиностроенне, 1974,ния - повышение качества обработки путем предотвращения попадания воздуха в полость трубы. Устройство содер" жнт транспортирующие механизмы эагруз1 и выгрузки 2, систему охлаждея 3 индуктора 4, последний виток 5торого имеет поперечное сечение, в 2-2,5 раза превышающее поперечное сечение каждого нз остальных витков его, и снабжен соплами 6 и 7, На расстоянии 0,5-0,7 внутреннего диаметра индуктора установлен спрейер 8. Оси сопл 6 и 7 индуктора 4 и первого ряда сопл 9 спрейера 8 направлены навстречу друг другу и пересекаются продольной оси камеры 10, проходящ через центры ее окон с уплотняющими элементами 11. Спрейер 8, система охлаждения 3 индуктора 4 и камера 10 соединены между собой через газодувку трубопроводом и образу)бт замкнутый цнркуляционный контур. 1 ил 1 табл.Изобретение относится к термообработке труб и может использоваться для обработки длинномерных цилиндрических изделий в защитной газовой среде.Цель изобретения - повышение качества обработки путем предотвращения попадания воздуха в полость трубы,На чертеже изображено устройство, продольный разрез.Устройство содержит транспортирующие механизмы загрузки 1 и выгрузки 2, систему 3 охлаждения индуктора 4, последний виток 5 которого имеет по перечное сечение Р в 2-2,5 раза превышающее поперечное сечение Г каждог го из остальных витков индуктора, и снабжен соплами 6, выходящими на внутреннюю поверхность,и соплами 7, выходя щими на торцовую поверхность витка 5. Спрейер 8 расположен от индуктора 4 на расстоянии (1) 0,5-0,7 величины внутреннего диаметра (6) последнего, При этом оси (а и б) сопл 6 и 7 ин духтора 4 и оси первого ряда сопл 9 спрейера 8 направлены навстречу одна другой таким образом, что пересекаются в одной точке (с), находящейся на продольной оси 00, камеры 1 О. Индук тор 4 и спрейер 8 расположены в заполненной водородом камере 10 с уплотняющими элементами 11. Спрейер 8, система 3 охлаждения индуктора и камера 10 соединены между собой через гаэодувку трубопроводом таким образом, что образуется замкнутый циркуляционный контур. Устройство работает следующим об" 40 разом.Поштучно иэделия 12 помещаются на транспортном механизме 1 загрузки и с помощью последнего иэделия перемещаотся через уплотняющий элемент 11 в камеру 10, заполненную водородом, При поступлении изделия в камеру 10 происходит продувка его полости водородом, которая осуществляется за счет разности давлений между давлением водорода в камере 10 и окружающей ее атмосферой. Затем изделие попадает в индуктор 4, где оно нагревается до заданной температуры. При прохождении изделием последнего витка 5 индуктора 4 происходит выравнивание температуры по длине и периметру иэделия, На выходе изделия из индуктора 4, когда его температура однородна, через сопла 6 и 7 на поверхность изделия подается водород. Последний также является охлаждающим агентом системы 3 охлаждения индуктора. Охлаждение изделий на участке между индуктором 4 и спрейером 8 осуществляется также за счет того, что на его поверхность направляется водород из крайних сопл 9 спрейера 8, При этом оси (а и б) сопл 6 и 7 индуктора 4 и оси ( и 1 первого ряда сопл 9 спрейера 8 направлены навстречу одна другой таким образом, что пересекаются в в одной точке (с ) , находящейся на продольной оси установки. При таком направлении струй из сопл 6,7 и 9 в области нахождения изделий создается постоянное положительное давление, что предотвращает проникновение воздуха через полости изделия в камеру 10, Дальнейшее охлаждение иэделий происходит в спрейере 8. Через уплотняющий элемент 11 охлажденные до за" данной температуры изделия покидают камеру 1 О и попадают на транспортный механизм 2 разгрузки. Создание необходимого давления водорода в камере 1 О, обеспечение требуемого съема тепла с индуктора 4 и достижение заданной скорости охлаждения изделий обеспечивается эа счет рециркуляции водорода, которая осуществляется гаэодувкой.Предлагаемое устройство опробовано при термообработке труб иэ стали ЭИ 844-БУ-ИД размером Бх 1 = 22,6 х х 0,3 мм и длиной до 4,0 м, Термическую обработку проводят в среде водорода по режиму: нагрев до 1080 С и охлаждение до 100 С. В установку подводят водород, содержащий 0,012 примесей, влажность соответствует температуре точки росы - 70 С. Расход водорода на установку составляет 6,0 м/ч. 1 ри этом давление н камере равно 5 Па. Нагрев проводят в индукторе, внутренний диаметр которого равен 34 мм. При этом поперечное сечение всех витков индуктора имеет форму прямоугольника, стороны которого равны 8 и 10 мм по внешнему периметру, а толщина стенки составляет 1 мм, Исключение составляет последний ниток индуктора, сечение которого варьируется при выполнении экспериментов. Скорость перемещения труб через установку 0,5 м/мин, После термической обработки производят оценку качества состояния поверх 1381176ноСти труб и их физико-механическиесвойства,Данные эксперимента показали, чтонаружная и внутренняя поверхноститрубы после ее термической обработкив предлагаемой установке светлые инеокисленные в том случае, если осисопл индуктора и крайних сопл охлаждающего устройства направлены нанстре 10чу одна другой и пересекаются в одной точке, находящейся на продольнойоси установки, Это достигается н томслучае, когда оси а и б сопл индуктора, а также оси в сопл охлаждаюг;его устройства составляют с продольной осью установки углы, равные 47,о58 и 44 соответственно, Когда осисопл индуктора и спрейера пересекаются не на продольной оси установки, 20внутренняя и наружная поверхноститрубы после термической обработкитемные, окисленные, раэнозернистостьдостигает 3-4 баллов, а разброссвойств, например предела текучести, 25который зависит от величины зерна,достигает 5-10 кг/мм.Установлено также, что расположение сопл в индукторе (при указанных параметрах установки) гарантиронано предотвращает. подстужинание изделий в индукторе, чтоулучшает физико-механические свойства материала изделий,Объединение струйного охлаждающего устройства, системы охлаждения ин- З 5духтора и камеры н один замкнутыйциркуляционный контур позволяет автоматически поддерживать требуемыеаэродинамические параметры (давлениеводорода в камере, скорость истечения водорода из сопл, необходимыйобъем тепла с индуктора) в установке.Результаты экспериметов приведеныв таблипе.Данные, представленные в таблице, 45показывают, что светлая неокисленная поверхность труб с высокими физико-механическими свойствами достигается после термической обработкив том случае, если отношение величины зазора (2 ) между спрейером и индуктором к внутреннему диаметру (Й)1последнего ( в в ) равно 0,5-0,7 и поперечное сечение (Р,) витка индуктора, последнего по ходу технологического процесса, н 2-2,5 раза превышаетпоперечное сечение (Е,) каждого изостальных витков индуктора (Р,/Р,2 - 2,5). Это обусловлено тем, чтон данном случае происходит ускоренное равномерное по периметру трубыохлаждение, которое начинается непосредственно по достижении металломзаданной температуры нагрева, и отсутствует проникновение воздуха в рабочее пространство установки. При отношениях Г,/Г ( 2 и 1/б с 0,5 наблюдается высокая разнозернистость, связанная с неравномерным охлаждениемтруб по их периметру и подстуживанием иэделий в индукторе. Увеличениерасстояния между спрейером и индуктором (более чем 0,7 внутреннего диаметра индуктора) и площади Р, (болеечем 2,5 раза ) нежелательно, поскольку увеличивается время пребыванияметалла в области высоких температур,уменьшается в начальный период скорость охлаждения, В двух последнихслучаях происходит проникновение воздуха в камеру, что вызывает окислениевнутренней и наружной поверхноститруб,Таким образом, применение предлагаемой установки для термической обработки длинномерных полых цилиндрических изделий позволяет получить иэделия после их термической обработкисо светлой неокисленной наружной ивнутренней поверхностями с высокимифизико-механическими свойствами. Этодостигается за счет того, что в зазоре между индуктором и охлаждающимустройством на продольной оси установки создается область положительного давления, обеспечивается равномерный по периметру и длине изделийнагрев их до заданной температуры ипроисходит интенсивное равномерноеохлаждение металла, которое начинается непосредственно по достижении имзаданной температуры нагрева.Формула изобретенияУстройство для термообработки труб, содержащее защитную камеру с входным и выходным окнами и установленными на них уплотняющими элементами, спрейер, состоящий иэ кольцевых коллекторов, и полый многовитковый индуктор с соплами и подводящими патрубкайи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки путем предотвращения попадания воздуха в полость трубы, индуктор и спрей1381176 камеры, расстояние мехду ними составляет 0,5-0,7 внутреннего диаметра индуктора, а поперечное сечение данного витка индуктора в 2-2,5 раза превыпает поперечное сечение кахдого из остальных его витков. перечное сечение В следнего витка н паостояниеоверхностируб после асстояние мехду индуком и охлахдающим усттвом н црстоца их термиче ой обработ Отно Относитель ная величи бсолю на я ели ина,ели 1,7 6 26 107,13,ная 23-25 Светлая нокисленна 41,3-25 Светлая неокисленная 7 157, 5 Све тл окисл не- кая 2 82,7 Темная ок на-3 Тем лен ки икорректор Г.Решетник Составитель Техред М,Дид Редактор М.Пе 5 Подпго комитета ССи открытийушская наб д аказ 1165/ но роизводственно-полиграфическое предприятие,г.ухгород,ул,Проектная,ер располохены последовательно друг за другом по оси камеры, проходящей через середины ее окон, оси крайних сопл индуктора и смехного с ним коль" цевого коллектора направлены навстре-,5 чу одна другой и пересекаются на оси 8 Тирах НИИПИ Государственнпо делам изобретений 13035,Москва,Ж,изменеий пре" ела теучестн, г/мм