Способ изготовления топливопроводных труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 22 5114 В 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бухтовое волочение прокаткусамоусталича лью повышкачества ич ени ючени маиии, холодную прок нем переходе осущест тельной деформацией отношении обжатий по стенке, равном 0,84- вое волочение на сам щейся оправке ведут ки трубы при ее утонувеличением коэффици ш по переходам, опре послед- относиляю 5-7 ри су ибухт диаме,20,устанобжа влив аюием стен нии нта,и 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 555166/22-023.12.825,02.86. Бюл. Р 6ральский ордена Трудовогого Знамени политехническийут им. С.М. Кирова(56) Технологическая инструкцияПервоуральского новотрубного завода У ВР-77,Лобанов А.И., Фролов А.Я, Производство топливопроводных труб высокого давления в СССР. Экспрессинформация, Центральный научноисследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии, М.,1978, с. 3-10.Авторское свидетельство СССРР 269903, кл. В 21 С 1/22, 1969.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВОПРОВОДНЫХ ТРУБ, включающий холодную авливающеися оправке, о тщ и й с я тем, что, с це ения производительности и готовых труб за счет уветабильности процесса и исдефектов холодной дефорформуле+ 7,7324 К,где кК оответственноолщина стенки и диаетр трубы конечногоаэмера на данном переоде волочения.1 О Изобретение относится к производству холоднодеформированных труб и может быть использовано для изготовления топливопроводных труб особо толстостенных, высокого давления,преимущественно из низкоуглеродис"той стали.Целью изобретения является повы". шение производительности и качестваготовых труб за счет увеличения стабильности процесса и исключение дефектов холодной деформации.Способ осуществляют следующимобразом.Холодную грокатку заготовки осуществляют на стане ХПТ. На последем переходе холодную прокатку осуществляют с относительной деформацией 75-87 Е при соотношении обжатий по диаметру и стенке, равном0,84-1,20,Экспериментальные исследованияпозволили установить, что для производства труб необходимого качест:ва прокатку труб следует весты нарежимах, представленных в табл.1,О дним из основных требованиирпредъявляемьгх к качеству топливо" проводных труб, является ограничение глубины деректов на внутренней поверхности готового изделия. Согласно ГОСТ 11017-80 предельная глубина дефектов в виде тренин, скла ок не должна превышать 0,075 мм.Холоцная прокатка на последнем переходе, осуществляемая с относительной деформацией поперечноо сечения заготовки Я в прецелах 75-877 при соотношении сбжатий по диаметру к стенке р, Е равном 0,.4- 1,20, обеспечивает требуемую лубину замечания дефектов.На фиг 1 представлены результаты статистической обработки опьг:- ных данных по исследованио качест- ва внутренней поверхности топлигс"- проводных труб, Кривая 1 на фиг,1 отражает зависимость глубины дефектов от соотношения обжатии по диаметру и стенке заготовки при холодной прокатке, Кривая 2 показь- вает зависимость глубины дефектов от величины относительной,Деформации поперечного сечения. Согласно представленным данным, для заданной ГОСТом глубины дефектоь существуют оптимальные значения указанных деформационных параметров. При ма.ых соотношегих Ер / 1 - 0,84 навнутренней поверхности труб образуются трещины ввиду исчерпания ресурса пластичности. При увеличеии1,20 процесс образования трещин замедляется, но возникают тенденции образования складок. С увеличением с Е глубина складок растет что объясняется снижением устойчивости внутреннего контура трубы.При увеличении относительной деформации поперечного сечения заготовки имеет место обратный пропесс, При малых гс ( 752 на внутренне". поверхности образуются п 1 еиушестзеньс складки ввиду потери первоначальной устойчивости внутреннегс контура трубы и гевозьожностивыглаживания этих дефектов при небольяих деформациях, С ростом прог есс развития складок замедляется но появляются трешинь, глубина которых с увеличением б85/. растет чго связано с исчергянием ресурса пластичности металла. Таки,образом, указанные режимы являотсы сптимазьгыми для обеспечения необходимого качества внутренней псвер",ости труб, а отклонение от данных режимов в ту или иную сторону ведет к образованию дефектог глуби- а когорых превышает величину, оговореннуо ГОСТом.Псге прокатки трубь сг;орачиваютбухты непосредственно у стана ХПТ в .апартзванном состоянии "о:ров е ,ения термической обработки затем эсуществляют термическую обработку бухт в грсхсдньгх печах с защитной атмосферой. После холодной прокатки ссушеств глот бух"свое волочение на самсустанявлывающейся оправке с сбжатиемстенки трубь в пределах 1-10" иувеличенекоэффг нета тгжкв .;с г:ерехсцам, определяемого по формугеО= 0,9789 + 3,12 б 5 К,5,б 301 К+ 7,7324 К"кстенки и диаметр трубы конечного размера на данном переходе волсчечигПрименение этих режимов позволяет сохранить и повысить качествотопливопроводных труб за счет уменьшения глубины дефектов на внутренней поверхности и повышения стабильности волочения. Данные режимы выбракы на основе экспериментальныхисследований закономерностей процесса волочения толстостенных трубна самоустанавливающейся оправке.Особенностью стабильного волочения топливопроводных труб на самоустанавливающейся оправке являетсянеобходимость увеличекия относительного диаметра бочки самоустанавливающейся оправки с ростом толстостенности трубной заготовки.При изготовлении топливопроводныхтруб их толстостенность от переходак переходу растет, Это связано спревышением обжатия труб по диаметру над обжатием по стенке, Такимобразом, возникает необходимостьот перехода к переходу увеличиватьдиаметр бочки самоустанавливающейсяоправки, что ведет к росту обжатияпо диаметру заготовки и, следова 1тельно, к увеличению коэффициента вытяжки по переходам волочения,Экспериментальными исследованиями определена функциональная связьмежду относительным диаметром бочкисамоустанавливающейся оправки 3 /1 чи толстостенностью трубной заготовкиК= 1 /Б, которая представлена нафиг. 2, где Э - диаметр бочки оправки, 3 ц - диаметр калибрующегоучастка, 1 и Т), . - толщина стенки идиаметр трубной заготовки,Этой зависимостью устанавливается минимальная величина относительного диаметра бочки самоустанавливающейся оправки при заданной толстостенности трубной заготовки и удержании оправки в положении равновесия.Учитывая возможные отклонения параметров процесса и, как следствие, колебания оправки в очаге деформаЗр ции, для оптимального отношения -ц ирокт при коэффициенте запаса 1,1-1,2 путем обработки опытных данных полу- чено с е 1- = 0,81212 + 2,3877 К +рдСвязь между толстостенностью заготовки и трубы после волочения определена соотношением(2) ч В данном случае К = 1. /Отолстостенность трубы после волочениЯ, Ев и Г.Г относительное обжатиеО трубы по диаметру и стенке.Для отношения ".,)1 ц справедливаследующая зависимость 0 р ( Г;,-Ь/и, 15Д 1-Е -21-6)(3)где Л - зазор между бочкой оправкии трубой.Путем совместного решения представленных уравнений получено соот 2 О ношение для определения оптималь -ного коэффициента вытяжки по переходам волочения гопливопроводныхтруб.)5,6301 К+ /,732 ц К,Пя основе этой формулы построеныоптимальные маршруты волочекия, которые предстаьлены в табл. 2,Оптимальные режимы обжатия стенЗО ки трубы при ее утонении в пределах 1-ОЕ установлены также экспериментально. В процессе оправочного, волочения труб общая деформация стенки складывается из утонения в зонебезоправочного редуцирования и обжатия на оправке, Для изготовления трубс заданными геометрическими размера -ми общяя деформация стенки трубыдолжна превышать это утонение, Обжа 4 О тие стенки трубы меньше 1 Х ведет к возникновению недопустимыхколебаний оправки в процессе волочения, появлению кольцеватости натрубах и снижению качества труб,45 Увеличение обжатия стенки заготовки свыше 107. ведет к росту толщиныстенки заготовки, при этом уменьшается диаметр бочки самоустанавливающейся оправки а следовательно, име50ет место снижение стабильности процесса и качества труб.После волочения трубы разматыва "ют, правят и режут на заданную длину в наклепанном состоянии до проведения термической обработки, затемосуществляют термообработку, подрезают торцы и производят окончательную правку,5П р и м е р. Осуществляют изготовление труб размером 7 2,5 мм.Горячекатанную заготовку размером83 13 мм подвергают сначала холодной прокатке на размер 57 9 мм,а зятем на размер 27 4,5 мм, Режимы холодной прокатки на последнем переходе соответствуют предлагаемому способу. Б частности,относительная деформация поперечного сечения составл"ет 76,5%, асоотношение обжатийпо диаметру истенке 1,052. Прокатку труб ведутсначала на стане ХПТ, а затем настане ХПТ. После прокатки трубысворачивают непосредственно у стана ХПТ в нагартованном остоянии цопроведения термической обработкиосуществляют термическую обработкубухт в проходных печах с защитнойатмосферой,После холодной прокатки выполняют бухтовое волочение за 5 перехо"дов. Деформационные показатели процесса представлены в табл. 2. Процесс ведут с увеличением коэффициента вытяжки по переходам, начинаяс .,427 до 1,733. Общий коэффициентвытяжки за передел составляет 9,152.Начиная с размера 17 3,75 мм,стенка трубы начинает утоняться.Утонение стенки на этом переходесоставляет (-2,3%), Обжатие стенкитрубы на оправке составляет 7,4%.Скорость бухтового волочения изменяется в пределах 50-200 м/мин в за"висимости от размера труб. Послекаждого прохода трубы подвергают Технико-экономическая эффектив ность изобретения по сравнению с прототипом заключается в получении готовых труб с высокой точностью и качеством внутренней поверхности; в применении для бухтового волочения згго- ЗО товки в 2-4 раза большей длины; вповьпдении стабильности бухтового волочения; производительности процесса в целом," в сокращении расходного коэффициента металла.Перечисленные преимущества в совокупности значительно увеличивают эффективность процесса производства топливопроводных труб. 35 Таблица 1 Степень деформации,% 7 10 8 О,2 5 9 8,23 1210937 Ьтермической обработке в защитнойатмосфере в проходных печах. Скорость перемещения бухт в печи 0,50,8 м/мин, температура нагрева 550900 С.На конечном размере трубы разматывают, правят и режут на заданнуюдлину в наклепанном состоянии до проведения термической обработки. После10 проведения отдельных операций трубытермообрабатывают, подрезают торцыи производят окончательную правку.Систематические исследования качества труб, получаемых по предла 15 гаемому способу показали, что егопоказатели находятся на уровне предьявляемых требований, Б частности,средняя глубина дефектов на готовыхтрубах, изготовленных по предложенно 20 му способу, не превыщает 0,006 мм,а выход годного по точности внутреннего диаметра достигает 98-99%.,24 14 0,209 99 0,126 0,337 Продолжение табл.1 ныл размер труб 27 4,5 мм; относительная деформация по диа метру и стенке,9 1210937 1 ОПродолжение табл.2 1,3962,4 12,4 4,30 24,0 0,183 0,163 4,80 29,5 1 .нак "минус" показывает, что стенка трубы в процессе волочения утоняется. О,О 00 В а 0,04 02 022 Фиг. Я01 014 0 Тираж 783сударственного комите м изобретений и открыт ва, Ж, Раушская наб Заказ 5 Подписноета СССР КИПИ Г по де 13035, Мо