Способ изготовления сварных труб

(21 (22 (46 (71 исследовате ехнологичес с й енностиргический ль, рен бина ство СССРО, 982. ук туру тво тр ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ПНТ СССР) 23,08.90, Бюл. У 3 ) Всесоюзный научнокий и конструкторско-т институт трубной промыш Днепропетровский металл институт(72) М,В.Попов, Н,Н.Кор А,Б.Дубоссарский, Н.М.Т Н,Д, Ковика, В.М. Ульянов В,Я.Бондаренко и В,Н.11 е (53) 621, 774 (088. 8) (56) Авторское свидетел У 90304, кл. В 23 К 9/ 2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к метал." лургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб большого диаметра, Цель изобретения - повыше- ние качества труб за счет выравнивания механических свойств по сечению трубы, После нагрева и последующего охлаждения зоны сварного шва до 600 о 650 С последнюю подвергают деформационной обработке многократным знакопеременным циклическим изгибом в валках 9-3 и валках -5, установленных во внутренней оправке. При этом радиус изгиба в процессе обработки выбиЯ рают равным 2,8-3,5 толщины сварного соединения, Способ позволяет исключить литую стр шва и стабилизировать качесуб. 1 э.п. ф-лы, Св 3 ил., 1 табл.1 58681 7Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб большого диаметра,5Цель - повышение качества сварныхтруб путем выравнивания механическихсвойств по сечению трубы,Сущность изобретения заключаетсяв том, что по достижении оптимальнойТемпературы после подогрева сварногосоединения последнее подвергают мно"ократному энакопеременному изгибу срадиусом изгиба, составляющим 2,83,5 толщины сварного соединения, чтоПозволяет стабилизировать механичес"кие свойства основного металла трубыи сварного шва.Параметры деформационной обработкисварного соединения установлены экспериментальным путем. Если число циклов знакопеременного изгиба каждогосечения сварного соединения меньше 5,то в этом случае не произойдет полного дробления литой структуры металласварного соединения и, следовательно,выравнивая механических свойств металла сварного соединения и основногометалла трубы, А если число цикловбольше 8, то это приведет: к появлению 30дефектов - трещин и разрывов - в ме,талле сварного соединения, приводящих,к его разрушению,Если радиус изгиба в каждом циклеменьше 2,8 толщины сварного соедине 35ния, то амплитуда действия знакопеременных нагрузок будет низка и не окажет воздействия на изменение структуры металла шва и околошовной зоны. Сувеличением амплитуды энакопеременной 40деформации в цикле при радиусе изгиба до 3,5 эффективность воздействияциклических нагрузок значительно возрастает. Дальнейшее увеличение ампли туды может привести к отрицательному воздействию: большой вепиине овализации трубы, что недопустимо по действующим техническим требованиям.В результате этого в значительной мере труба овализируется, т. е. будет происходить изменение ее диаметра и эффективность знакопеременного изгиба каждого сечения сварного соединения резко снизится, Температура охлаждения сварного соединения в,интер 55 вале 600-650 фС (эти температуры ниже температуры рекристаллизации) выбрана исходя из наиболее благоприятньгк деформационных условий изгиба, обес" ние с помощью подачи воды через спреер 34 охлаждают до 600-650 С и, освободив один из концов удерживаемой оправки путем отсоединения его от захвата 8, размещенного с входной стороды пятиклетевого стана, и задающими роликами )8 и 19, трубную заготовку 30 подают в пятиклетевой стан так, чтобы сварное соединение находилось в середине поперечного профиля вал1 58681 7 6ром 1220 к 12,0 мм из стали 17 ГС вколичестве 25 шт.Перед формовкой трубных заготовокпроизводят подготовку листов в следующей последовательности: правка листов на девятивалковой правильной машине, стружка продольных кромок листов и снятия фаски под углом 45+3 накромкострогальном станке МС в , 710 прискорости резания 20 м/мин.Затем осуществляют формовку трубныхзаготовок, включающую подгибку кромоклиста на кромкогибочном стане со скоростью перемещения листа 25 м/мин,предварительную формовку на прессеПусилием до 19600 кн (2000 тс),окончательную формовку на прессе П мощностью до 1 96000 кг (20000 тс) собжатием 057., После этого производятсварку трубных заготовок, состоящуюиз сборки двух полуцилиндров в сборочном устройстве и задачи их в стан наружной сварки, сварку первого наружного шва, второго наружного шва и пер -вого внутреннего шва, удаление шлаковой корки и остатка флюса, сварку второго внутреннего шва, (скорость сваргки во всех случаях равна 150 м/ч),удаление шлаковой корки и остатковфлюса, технологический контроль сварных швов труб.Сварное соединение нагревают до1000 С и охлаждают. Затем сварное сооединение труб охлаждают до 680 С, замеряют толщину сварного соединения иопределяют по трем измерениям среднееего значение, которое равно 12,55 мм.После этого каждое сечение сварногосоединения подвергают 4-9 циклам знакомеременного изгиба с радиусом изгиба равным 2,6 с; 2,8 Т; 3,14 С; 3,5 й;и 4,0 с (где с - толщина сварного соединения). Затем производят экспандирование с величиной 0,97 на прессерасширителе, гидроиспытание с давлением раздачей 100 кгс/см (10 МПа) иконтроль качества трубРадиус изгиба сварного соединениязамеряют спомощью набора радиусныхшаблонов разной величины, а толщинусварного соединения - с помощью специальных скоб,Для контроля качества труб определяют механические свойства металла ков 9-13. Включают электродвигатель 24, который через редуктор 23, шестерню 22 сообщает вращение (фиг.1 и 2) ; валками 9 в ,Каждое из сечений сварно 5 го соединения, перемещаясь, подвергается изгибу выступом валка 9. При дальнейшем перемещении трубной заготовки изгибающий момент меняет знак выпуклыми валками 1. В дальнейшем это же сечение сварного соединения выступом валка 10 изгибается на тот же радиус, затем выпрямляется в исходное состояние выпуклыми валками 2, после чего опять сечение сварного со единения изгибается выступом валка 11, выпрямляется валками 4, затем изгибается выступом валка 13 и выпрямляется валками 5.Таким образом, каждое сечение 20 сварного соединения подвергают изгибу (изгиб - выпрямление) с числом циклов, которое регулируется количеством клетей. Валки 14-16 поддерживают трубную заготовку 30 в требуемом положе нии, а захваты 8 удерживают оправку (сепараторы 6 и 7 с валками 1-5) также в требуемом положении. После прохождения трубной заготовки 30 через пятиклетевой стан захватом 8, располо женным с входной стороны стана, удерживают один из концов оправки (сепараторы 6 и 7), а другой ее конец освобождают от захвата 8, расположенно- го с выходной стороны стана. Затеитянущими роликами 20 и 21 трубную заготовку 30 передают на приемный стол, после чего ее подвергают экспандиро- ванию на прессе 35 и передают на отделку, При изготовлении каждой трубы 40 все операции повторяют в той же последовательности.Введение операции деформации сварного соединения в виде знакопеременного изгиба (изгиб - выпрямление) с 45 с определенным интервалом числа циклов и определенной величиной радиуса: (амплитуды) изгиба сварного соединения при температуре ниже температуры рекристаллизации обеспечиваютдробле ние литой структуры сварного соединения, этим самым устраняют структурную неоднородность между металлом сварного,соединения и металлом трубы и выравнивают механические свойства по сечению 55 трубы, Это увеличивает выход годногона 1,5-2 Х.П р и и е р. Способ был опробован при изготовлении сварных труб размесварного соединения и основного ме" талла труб: предел прочности на растяжение при комнатной температуре и ударную вязкость при - 40 С.о1586817 ударная вявкость,а НП 7 1 ТолаилесварногосоединенияС, иы радиус нагиба нм 1(аличествоциклов Способ Соответствие механических свойств основПредел прочностинв растквение НПв3.Сварное Основнойсоеди" металлление трубы ного металла и сварногосоединения требованиямТУ Сев рио есоединение Основной металлтрубы Не соответствуютТо ве 5,03,0 560 518,5524 32,6(2,6 с)35,1(2,8 с)39,5(Э,15 с)аз,9(з,з с).570 5,5 Не соответствуютСоответствуюта 525 4,8 3,4 550 518,5523 524 2,95 3,20 3,15 519,5 2,85 12,55 и 3,1 3,25 519 522 Э,15 Не соответствуютТо неСоответствуют 525 5,03,15 580 1 О 3,10 590 2,95 523 519,5524 12 1 З в 3,1 З,2 519,8522 12,55 н з,з3,15 3,0 519 1 а Не соответствуютТо веСоответствуютСоответствуютвНе соответствуют 4,5 518 585 595 4,8 524 3,25 16 3,35 520525 17 2,95 524 521 3,10 519 518 12,55 3,3 3,2 19 4,8 3,4 570 524 20 3,35 518 4,5 На отдельных образцахсварные соединения имеютгремины и мехсвайствв иесоотватствуют ТУ . 550 4,8 3,15 525524 540 22 3,3 4,95 540 12,55 2 Э Для испытаний на предел прочности на растяжение и ударную вязкость от сварного соединения вырезают образцы в соответствии с ГОСТом, а от основного металла трубы в соответствии с ГОСТом для испытаний на предел прочности на растяжение и на ударную вязкостьРезультаты испытаний приведены в 10 таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает выравнивание механических свойств основного металла трубы и сварного соединения, а следовательно повышает качество сварных труб - механические свойства труб в целом соответствуют предъявляемым требованиям.Способ с пределами, выходящими за предлагаемые (1, 5, 21, 25) или име ющий только один из предлагаемых пределов (2, 3, 4, 6, 10, 11, 15, 16, 20, 22, 23, 24),не обеспечивает выравхс нивание механических свойств: разница между пределом прочности на растяже ние основного металла и сварного соединения составляет 44 МПа, а ударной вязкости 1,96 ИДж/мм Таким образом, использование нзобретения обеспечивает повышение каче 32,6(2,6 с)35,1(2,8 с)39,5(3,15 с)43,9(3,5 с)50,2(4,0 с)32,6(2,6 с)35,1(2,8 с)39,5(Э,15 с)43,9(3,5 с)50,2(4,0 с)32,6(2,6 с)35,1(2,8 с)39,5(3,15 с)43,9(3,5 С)50,2(4,0 1)32,6(2,6 с)35,(2,8 с)395(3,15 с) ства сварных труб за счет выравнивания механических свойств основногометалла трубы и сварного соединения,Это достигается использованием регламентированного количества циклов энакопеременного изгиба каждого сечениясварного соединения с величиной радиуса изгиба в зависимости от толщины сварного соединения. формула изобретения 1, Способ изготовления сварныхтруб, включающий формовку и сваркутрубных заготовок, локальный нагрев,деформационную обработку и охлаждение сварного соединения труб, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества труб за счетвыравнивания механических свойств посечению трубы, при деформационной обработке сварное соединение подвергают 5-8 циклам знакопеременного изгибас радиусом изгиба в каждом цикле, сбставляющим 2,8-3,5 толщины сварногосоединения,2. Способ по и.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что деформационнуюобработку осуществляют после охлаждения сварного соединения до 600-650 С.1 58681 7 упарная яяэкость,а ИЛаиПрепеп и 1 кчиости Радиус изгибаВ, мм Томкина Гиособ На рдстякение(з, Нйа сварногосоелннения Гпдрное Осноянпйсогпине- мстэппкис э рубы с, мм 43,9(3,5 с) 555 519,5 5,3 3,4 50,2(4,0 г) 57 В 524 5,4 3,25 То ве12,55 9 595 524,5 5.2 3,35 Пе соответствуют 24 25 26 П р и м е .ч в и и е, 7, В, 9, 12, 13, 14, 17, 1 В, 19 " прелиагасмья способ; 1, 5, 21, 25 - способ, н котором копнчссэпо иикпоя н радиус изгиба яыхолят за преппагяемые препоны; 2, 3, 4, 22, 23, 24 Ь, 0,11,15, 6,20 гипгоб, и лоэором того ло копичестяо циклов выкопит за преппатавмЫЕирелепыспособ, н кот ром (эпико ралиус изгиба ныхолит эя ирелпдгаемые ирглспы;26 - известный способ. я Привалены срепиие значения топяины сварного соединения, иреигчы ирчиостн иа рястяаение н улврной вязкости (определяют по трен значениям). Копнчестяоиикпов Сварное Псиоаиой соелн- металл некие трубы Гоответствие механических свойств основного металла н сварногосоелннення требованиямТУКучерявая ре акт ьггиям при ГКНТ СЧСР твен 113оу Де Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", г. У ул, Гагарина, 10 каз 2386НИИПИ Госу ираж 489 го комит5, Москв ПодписнФа по изобретениям иЖ, Раушская наб