Способ эмалирования внутренней поверхности металлической трубы

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН(71) Уральский научно-исследователь кий институт трубной промышленности (72) 10. И. Блинов, М. Г. Сельницын, . В. А. Лупин и Е. В. Пушкарева (53) 666.293(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 939593 кл, С 23 Р 5/00, 1980, (54) СПОСОБ ЭМАЛИРОВАНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТРУБЫ (57) Изобретение относится к эмалированию внутренней поверхности сталь ной трубы стеклоэмалью и может быть использовано при производстве труб с защитным покрытием. Цель изобрете . ния - улучшение качества покрытия и повышение производительности процес са. Конец вращающейся трубы 1 нагре вают токами высокой частоты с помощь кольцевого индуктора 2 до температу ю ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕДАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ры (Т), соответствующей вязкости эмафли,.равной 1 О - 10 П, Из доэатора3 на нагретую внутреннюю поверхностьконца трубы 1 подают порошок стеклоэмали (ПС) того же состава, При вязкости 1 О - 10 П частицы ПС спекают,ся, образуя на внутренней поверхности трубы кольцевой валик (КВ) 5. Аналогичным способом формируют КВ напротивоположном конце трубы. Затемв трубу засыпают расчетное количество ПС и осуществляют нагрев кольцевым индуктором при вращательно-поступательном движении трубы. Нагрев трубы проводят до достижения Т, соответствующей вязкости 1 О - 10 П, В про 2 Фцессе оплавления эмали на поверхноститрубы КВ расплавляются. Поверхностьполучается гладкая, ровная, блестящая. Формирование КВ позволяет предотвратить высыпание ПС из трубы иповысить производительность. 1 з.п.ф-лы, 1 ил,Изобретение относится к защите металлических труб в агрессивных средах, в частности стеклоэмалью, и мо" жет быть использовано при производстве труб с внутренним эмалевым пок" 5 рытием.Цель изобретения - улучшение качества покрытия и повьппение производительности процесса змалирования.На чертеже представлена схема осуществления способа эмалированиясвнутренней поверхности трубы порошковыми стеклоэмалевыми материалами.Конец вращающейся трубы 1 нагревают токами высокой частоты с помощью кольцевого нндуктора 2 до темпе" ратуры, обеспечивающей вязкость эмали, равную 1 О - 10 П, т.е. до раз 4 змягчения эмали. Из доэатора 3 на нагретую внутреннюю поверхность трубы 1 подают расчетное количество порошкообразного с;,еклоэмалевого материала 4 того же химического состава, что и стеклоэмалевое покрытие трубы 1. Частицы порошкообразного стеклоэмапевого материала 4, попадая на нагретую внутреннюю поверхность вращающейся трубы 1, удерживаются на ней центробежными силами и нод действием тепла от нагретой части трубы 1 размягчаются. При вязкости, равной 10 - 10 П, частицы порошкового9стеклоэмалевого материала 4 спекаются друг с другом, образуя на внутренней поверхности трубы 1 кольцевой 35 валик 5 из стеклоэмалевого материала. В такой же последовательности формируют второй кольцевой валик на противоположном конце трубы 1.Затем в трубу 1 с кольцевыми валиками 5 загружают расчетное количество порошкового стеклоэмалевого материала 4 того же химического состава, что и химический состав мате риала кольцевых валиков 5. Трубу 1 с нанесенным порошком эмали устанав" ливают на рольганг с расположенными на нем под углом к оси, перпендику" лярной оси трубы, приводными ролика ми и ведут нагрев и вращение трубы при одновременном поступательном перемещении ее через многовитковый стационарно установленный индуктор.55В процессе перемещения трубы и поступательно-вращательного движения ее через индуктор кольцевые валики предотвращают высыпание иэ труб порошкового стеклоэмалевого материала.При нагреве конца трубы (начало процесса эмалирования) до температуры плавления эмали при вязкости стеклоэмалевого материала, равной 10 10 П, осуществляется расплавление4материала кольцевого валика и прилежащего к нему порошкового стеклоэмалевого материала. При этом внутритрубы, в зоне нагрева индуктором,образуется расплав стеклоэмалевогоматериала, который за счет центробежных сил формируется равномерным слоем на внутренней поверхности конца вращающейся трубы. Одновременноосуществляется обжиг, оплавлениестеклоэмалевого покрытия. При выходе трубы из зоны нагреваиндуктором происходит охлаждениеслоя расплава эмали на воздухе.В результате осуществления предлагаемого способа получают внутри трубы 1 слой защитного стеклоэмалевого покрытия по всей внутренней поверхности трубы,При нагреве второго конца трубы(окончание процесса эмалированиятрубы) до температуры, обеспечивающей вязкость стеклоэмалевого материала, равной 10 - 1 Оф П, аналогичным2образом осуществляют расплавление кольцевого валика и получение защитного стеклоэмалевого покрытия на другом конце трубы.Были изготовлены эмалированные трубы ф 219 мм, толщиной стенки 5,0 мм, длиной 9,0-9,5 и, на внутрен. ней поверхности которых был нанесен слой защитного эмалевого покрытия толщиной 1,0-1,2 ми.В качестве материала покрытия использовали порошкообразную ритту эмали марки Эразмером частиц 0,5-3,0 мм. Процесс эмалирования внутренней поверхности трубы порошковыми эмалями осуществляли в следующей последо- вательности: эмалируемую стальную трубу вращали с частотой, равной 250 об/мин, вокруг горизонтальной осн в специальном устройстве. С помощью одновиткового кольцевого индуктора осуществляли нагрев конца трубы токами высокой частоты до температуры 1200; 1100; 800; 600; 500 С, обеспечивающих вязкость эмали Э, равную 10 ; 10 ; 1 О ; 10 ; 10 ; 10 П.3, 4 5,Вязкостьэмали Э,П Темпер атур анагреваоэмали, С 10 10 1300 1200. 10 1000 10 900 20 10 800 10 700 10 600 10 500 Вязкость эмалевого расплава оценивали ротационным вискозометром ГОИ. Вязкость эмали в интервале размягчения определяли методом закручивания штабика. 5Значение вязкости эмали Эв зависимости от температуры нагрева приведены ниже: При изготовлении опытной партии .эмалированных труб29 мм толщина слоя эмалевого Покрытия по всей внут. рекой поверхности составляла 1,0- 1,1 мм.Дпя получения заданной толщины эмалевого покрытия на концах трубы объем порошковой фритты эмали, расходуемой на образование кольцевого валика внутри трубы, определяли по формуле 7 = 27 ИЬ 40 где 7 - объем стеклоэмалевого порошка в валике, мм2 вВ - длина кольцевого валика изстеклоэмалевого материала, мм;В - радиус внутреннего диамет" 45ра трубы, мм;Ь - высота формируемого кольцевого валика, мм, которая должна быть не менее высоты насыпного слоя стеклоэмялевого 50материала внутри трубы, и определяют расчетным путем доначала процесса эмалированияЪ - ширина формируемого кольцевого валика, мм, которую определяют экспериментальнымпутем эмалированием.7 выбирали равным 80 см . Поэтоэ му, при постоянном значении объема фритты эмали (80 си 1 геометрическиеразмеры кольцевого валика (высотавалика - Ь, ширина валика - 1 ) будутпостоянны.Расстояние кольцевого валика отторца. трубы определяли по формулеЬ Ьгде 1 - расстояние кольцевого валика от торца трубы, мм;- высота формируемого внутритрубы кольцевого валика, мм;Ь - ширина кольцевого валика, мм;Е - толщина стеклоэмапевого покрытия, мм.2 выбрали равным 120 мм,При этом формирование кольцевоговалика внутри трубы осуществляли нарасстоянии от торца трубы, равном100, 120, 140 мм.После полного эмалирования всейтрубы выявилось, что при расплавле;нии кольцевого валика, расположенного от торца трубы на расстоянии,равном 120 мм, толщина покрытия наконцах трубы составляла 1,0 мм иравнялась толщине покрытия всей внутренней поверхности трубы,Расплавление кольцевого валика,расположенного от торца трубы нарасстоянии, равном 100 мм, приводило к повышению толщины покрытия на.концах труб (3=1,3-1,4 мм).Расплавление кольцевого валика,расположенного от торца трубы нарасстоянии, равном 140 ммприводило к снижению толсрны покрытия наконцах труб (3 =0,7-0,8.мм).Например, для получения на трубезащитного эмалевого покрытия равно 1го 2 мм при расчетном объеме кольцевого валика 80 см , обеспечивающем3его геометрические размеры (высотавалика 8 мм, ширина валика 15 мм),расстояние валика до торца трубы составляет бО мм,При засыпке фритты эмали на внутреннюю поверхность вращающейся трубы,нагретую до температуры, обеспечивающей вязкость эмали ниже 1 О П, осу"ществлялось расплавление фритты эмали на этой поверхности и вследствиенизкой вязкости расплава эмали происходило его растекание по поверхности трубы равномерным слоем под действием центробежных сил. При этомкольцевой валик на внутренней поверх"ности конца трубы сформировать не1289911 При засыпке порошкообразной фритты эмали на внутреннюю поверхностьконца вращающейся трубы, нагретую дотемпературы, обеспечивающей вязкостьэмали более 10 П, наблюдалось низ9кое качество кольцевого валика, таккак вследствие высокой вязкости фритты эмали, обусловленной низкой температурой нагрева конца трубы, непроисходило спекания частиц порошкообраэной фритты эмали друг с другом,что приводит к разрушению кольцевоговалика при дальнейших технологических операциях по змалированию внутренней поверхности трубы.15Затем в трубу с кольцевыми валиками на внутренней поверхности ееконцов загружали расчетное количество порошковой фритты эмали Э,Трубу устанавливали на рольганг скосовалковыми приводными роликами,расположенными под углом 12 к оси,оперпендикулярной оси трубы, и наних осуществляли вращение трубы счастотой 50-100 минпри одновременном поступательном перемещении трубыс линейной скоростью 0,8-1,5 м/мин.В процессе перемещения и вращательно-поступательного движения трубы кольцевые валики внутри трубы 30исключали воэможность высыпания изнее порошковой фритты эмали.При входе трубы в зону нагревастационарно установленным многовитковым индуктором и нагреве ее до 35о1200-1300 С, обеспечивающей вязкостьэмали, равной 10 - 10 П, осуществлялось расплавление материала кольцевого валика и прилежащей к нему фритты эмали. 40Осуществляя непрерывно"последовательный нагрев, трубы при одновременном поступательно-вращательном движении трубы через индуктор, получаливнутри трубы слой защитного эмалевого покрытия по всей внутренней поверхности трубы.При нагреве второго конца трубы(окончание процесса эмалирования)до 1200-1300 С, обеспечивающей вязкость эмали, равной 10 - 10 П,2 4аналогичным образом осуществляли расплавление другого кольцевого валикаи получение защитного эмалевого покрытия на конце трубы. 55 20 1, Способ эмалирования внутренней поверхности металлической трубы, включающий засыпку порошка стекло- эмали внутрь вращательно-поступательно перемещающейся трубы и оплавление стеклоэмали на нагретой трубе, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества покрытия и повышения производительности процесса эмалирования, перед засыпкой порошка стеклоэмали на концах трубы, нагретой до температуры, соответствующей При нагреве трубы до температуры, обеспечивающей вязкость эмали более 10 П, снижалось качество защитного 4 покрытия, при этом на поверхностипокрытия наблюдались наплывы и неравномерность толщины покрытия посечению трубы, что снижало качествоэмалевого покрытия,При нагреве трубы до температуры,обеспечивающей вязкость эмалевогорасплава менее 1 О П, на поверхностипокрытия появлялись прогары, чтоснижало качество эмалевого покрытия.Качество эмалевого покрытия оценивали по внешнему виду покрытия иего сплошности. Внешний вид эмалевого покрытия внутри эмалированной трубы и на ее концах проверяли визуально, а сплошность эмалевого покрытияпроверяли электролитическим методомна дефектоскопе ЛКД-М,Эмалевое покрытие на внутреннейповерхности концов труб, эмалированных предлагаемым способом, ровное,гладкое, без сколов и трещин, сплошное, в то время как эмалевое покрытие на концах труб, эмалированныхизвестным способом, ровное, гладкое,но имеет сколы, трещины и не сплошное.Предлагаемый способ эмалированиявнутренней поверхности порошковымистеклоэмалевыми материалами позволяет повысить качество эмалевого покрытия на концах эмалированной трубы;повысить производительность эмалирования внутренней поверхности сталь-ных труб порошковыми стеклоэмалямиза счет возможности осуществленияпоточного метода эмалирования внутренней поверхности труб порошковымистеклоэмалевыми материалами вследствие исключения высыпания порошковогоматериала из трубы путем формирования на внутренней поверхности концовтрубы коЛьцевых валиков иэ порошкового эмалевого материала. Формула изобретения7 1289911 вязкости стеклоэмали, равной 104 10 П, на расстоянии от торцов трубы9формируют кольцевые валики путем засыпки порошка стеклоэмали при одновременном вращении трубы вокруг го ризонтальной оси,а опдавление стекло- эмали осущестзляют при нагревании трубы кольцевым индуктором до температуры, соответствующей вязкости стеклоэмали 1 О -10 П. 1 О2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кольцевые валики формируют на расстоянии от торца трубы по уравнению д Ью уР где расстояние кольцевого валикаот торца трубы, мм;высота кольцевого валика, мм;ширина кольцевого вапика, мм;толщина слоя стеклоэмалевогопокрытия, мк. Составитель В. ОлейииченкоРедактор И. Киштулинец Техред В.Кадар Корректор Е, Сирохман Заказ 7872/26 Тираж 958 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5