Способ контроля процесса закалки движущейся трубы

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнителаиое к авт. саид-ву22) Заявлено 15 ОВ 79 (21) 2812100/22-02с присоединением заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 15,09,81 Бюллетень Мо З 4 Р 1)М, К,з С 21 О 1/00 С 21 О 9/08 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытийДата опубликования описания 15,0981 И.И.Пичурин, А.В.Сычев, В.В,Тара И.И,Бурняшев,В.С,Андреев, В.В.Кириченко, В.В,Ч лыаЕВ, В.ЙЛГийййц 1 ийи В.И.КретовсВолжский трубный заодйМ: ,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ЗАКАЛКИ ДВИЖУЩЕЙСЯ ТРУБЫчестур; 25естур; ого ниЗО Изобретение относится к трубной промышленности и может быть использовано в других областях народного хозяйства для контроля скорости охлаждения изделий протяженной длины в очаге охлаждения (например при закалке).Наибольшее применение изобретение может иметь при поточной закалке труб большого диаметра.Известен способ контроля процесса закалки изделия путем снятия кривых охлаждения с помощью эакачененной в теле изделия термопары и регистрации ее показаний на самопишущем приборе при 15 определенной скорости записи контролируемой температуры. По записанной кривой определяют среднюю скорость охлаждения изделия 1 в критическом диапазоне температур из соотно шения де Т - верхнее значение крит кого интервала темпер Т - нижнее значение крити кого интервала темпер 7 - время, в течение кото температура изделия и жается от Т до Т 1. Недостатками данного способа являются сложность его осуществления, связанная с обязательными операциями зачеканки термопар и использованием специальной регистрирующей аппаратуры. Этот способ не позволяет производить контроль температуры иэделия по всей его длине, а предусматривает контроль только того сечения, в котором зачеканена термопара, Кроме того, этот способ не обеспечивает непрерывность контроля процесса закалки трубных изделий в по- точном производстве с использованием печей проходного типа.Известен способ контроля процесса закалки движущейся трубы, который предусматривает определение скоростей охлаждения труб при непрерывном измерении температуры поверхности трубы в процессе охлаждения. При этом для обеспечения непрерывного определения температуры через торец трубы после его выхода иэ очага охлаждения вводят во внутреннюю полость ее бесконтактный температурный датчик до сечения трубы, входящего в очаг охлаждения, и сопровождают это сечение со скоростью, синхронной со скоростью движения трубы,после чего датчик извлекают из трубы Г 21.Однако укаэанный способ ое обеспечивает полностью непрерывность конт- роля температуры трубы по всей ее длине, а предусматривает только изменение температуры одного сечения5 трубы. Кроме того, данный способ требует сложного оборудования для 1ввода и вывода бесконтактного температурного датчика в полость трубы и синхронизации его со скоростью движения трубы,Известен также способ непрерывного контроля процесса закалки движущейся трубы по .скорости ее охлаждения, на основанйи которой замеряют 15 температуру охлаждающей среды и в соответствии с этой температурой изменяют температуру окончательного наг- . рева трубы Г 33Недостатком известного способа 26 является неточность определения скорости охлаждения трубы по ходу ее движения, обусловленной отсутствием замера температуры охлаждающей среды в зоне ее подачи и слива, что позволяет обеспечить стабильное качество термообработки трубы.Цель изобретения - повышение точности контроля процесса закалки движу-ЗОщейся трубы.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему измерение температуры охлаждающей среды, температуру охлаждающей среды З 5измеряют в начале и в конце зоны охлаждения,Зону охлаждения разбивают на участки и измерение температуры среды осуществляют независимо на каждом участке.40На фиг.1 представлена рабочая схема изобретения, на фиг.2 - схема ох- . лаждающего устройства с раздельными зонами охлаждения. 45На фиг.1 условно изображены трубы 1 и зона охлаждения 2.Труба перемещается через зону охлаждения со скоростью Мт и охлаж- даетсЯ от темпеРатУРы Тт до темпеРа Р туры Т , т.е. перепад температурыВ единицу временн через сечение-1 в зону охлаждения трубой вносит-, ся количество теплоты55От=СТо9 ттгде д - удельная теплремкость металла трубы;7 т - плотность металла трубы;Г - площадь поперечного сечения стенки трубы; еОЧт - скорость движения трубы;Т - температура трубы на входетв зону охлаждения. .Соответственно за это время через сечение и-Н не полностью охлажденная 65 труба выводит иэ эоны охлаждения количество теплоты11ц Фт=Ст Тт т т Тт,где Т" - температура трубы на выходе.Следовательно, количество теплоты,отнятое от трубы в зоне охлажденияза единицу временидат=О -Д=С тт ГтЧ дТт, (1)гдедТ. - перепад температур трубы.Аналогично в единицу времени охлаждающая среда выносит из зоны охлаждения количество теплотыд 0 с=Сс; РдТс, (2) где Сс - удельная теплоемкость среды;7 с - плотность среды;Рс- расход (обаем) охлаждающейсреды в единицу времени,дТо - перепад температур охлаждающей среды.При установившемся режиме охлаждения количество подводимой и отводимой теплоты равныдат: Я, илиСфт Чтдтт =СдОдтс,(3) Скорость трубы Чт = д, (4 ) где- длина зоны охлаждения;время, в течение котОрогоучасток трубы длинойпроходит через зону охлаждения.С учетом (4) запишемвыражение (3) в виде:Ст Тт) д =Сс 7 с РьТс. (5)дТтВ левй части выражения 5 отношение +- представляет собой среднюю скорость охлаждения трубы в зоне охлаждения длиной 1. Из соотношения (5) скорость охлаждения трубыдТт Сс 9 с Р"охл дГ СтутГЙ с фТаким образом, зная расход охлаждающей среды и размеры трубы и измеряя перепад температур д ТС, можно контро-, лировать скорость охлаждения .трубы, так как в данном случае перепад температур охлаждающей среды характеризует интенсивность теплового обмена в хлаждающем устройстве. Если перепад температур ЬТс изменяется в процессе работы, то это служит сигналом к тому, что теплообмен в охлаждающем устройстве и, следовательно, скорость охлаждения трубы также изменяется, что,влечет эа собой нестабильность механических свойств труб в процессе закалки. Таким образом, основное назначение контроля процесса закалки по перепаду температуры охлаждающей среды - обеспечение стабильности режима обработки и, следовательно, повышейие качества труб.Скорость охлаждения из соотношения (6) представляет собой среднюю скорость охлаждения на участке длиной . Чем меньше длиназоны охлаждения, тем более точно можно Судить о распределении скоростей охлаждения по всей-длине охлаждающего устройства. Однако при закалке интерес представляет лищь зона охлаждения в интервале критических температур закалки, поэтому охлаждающее устройство достаточно разделить на две зоны.В качестве примера на фиг.2 изображена труба 1, которая проходит через кольцевое охлаждающее устройство 3 спрейерного типа, имеющее два кольцевых спрейера 4. Вода через вводы 5 подается в спрейеры 4 и после отрабатывания выходит из зон охлажде- ф ния через отводы 6.Кольцевой отбойник 7 разделяет ф охлаждающее устройство 2 на две зоны и препятствует смешиванию объемов воды во входной и выходной зонах.Входная зона является зоной интенсивного охлаждения трубы в критическом интервале температур. Перепад тев- пературы воды замеряется на вводе Ю 4 и отводе 5 входной зоны и регулируется расходом воды для обеспечения необходимой интенсивности теплоабмена в зоне охлаждения и получения заданных механических свойств труб пос- р ле термообработки. Формула изобретенйя1, Справ контроля процесса закалки движущейся трубы, включающий измерение температуры охлаждающей среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности койтроля, температуру охлаждающей среды йзмеряют в начале и в конце эоны охлаждения.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что зону охлаждения разбивают на участки и измерение температуры средд осуществляют независимо на каждом участке.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Тартаковский Д.Ф. Фаянс А.Х.Термоэлектрическая пирометрия. М.,1966, с.55.2. авторское свидетельство СССР В 548640, кл. С 21 0 11/00, 1977.3 Авторское свидетельство СССР, В 427067, кл. С 21" О 1/78, 1974.863664 Составитель Б.Белофастоведактор М.Петрова Техред Л. Пекарь Корректор Е,Рошко Подписно д.4/5 иал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектна Заказ 7105/40ВНИИПИ Госуда по делам изо 113035, Москв Тираж 621твенного комитета СССетений и открытийЖ, Раушская наб.