Способ упрочнения труб и устройство для его осуществления

1Ф . ИИ ЮИМишаф СПУБ ЛИК 88 х 7/02" ТВЕННЫЙ КОМИТЕ КИЯМ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРС, 00 ИЭО ГВэй ГКНТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2стали. 12 ХНЗА в, холодном состоянии погружают осевой растягивающей силой, пока напряжение не превышает предел текучести на 10-15. Затем трубы погружают (в растянутои состоянии) внутренним избыточныи давлением, по-. ка окружное напряжение становится равным 80-90 предела прочности иа" териала труб. Далее трубу разгружают от внутреннего давления, а затемопять повторяют донное погруженйе до достижения предела прочности мате-: риала трубы. Предел текучести увели" чивается на 29,4, предел прочности,- на 29, предельная дефориация - с 8,5 до 17,2. Устройство для осуще" ствления погружения состоит из ци- ф цилиндра Высокого давления, подвижной оправки; пропущенной через волоку и крышку цилиндра вместе с обжатой и закрепленной на одном ее конце трубой. Участок трубы размещен з ци- евай линдре со смазкой, а торец трубы герметично закреплен в подаче. 2 с-ы1 з.п.ф-лы, 4 ил. Изобретение отно гии, а ииенно к об давлением, и может при упрочнении и и преимущественно хо ных. к иеталл металло спользов енин тру формиров сится дботк быть готов однод ур а Фиг. ужения в .на ано ли б, : нап ан- ис равлен ытаний прочне торномельна ных на 8 -6 осуце Цель изо тивности уп путем одное дела прочно при сохране дельных дефретения - поочнения матееиенного увелти и пределаии или увелирмаций. ышение эффек иала трубы ичения претекучести ении ее пре предтортахдля ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт. горного дела СО ЛН.СССР(53) 621.785.79-621.783(088.8)(56) Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. И,: Машиностроения, 1978Авторское свидетельство СССР . Ю 656686, кл. В 21 С 1/24, 3/00, 1978.(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ТРУБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) .Изобретение может быть использовано при обработке металлов давлениеи, а именно при упрочнении и изготовлении холоднодеформированных труб.Цель изобретения - повышение эффективности упрочнения матерйала трубы путем одновременного увеличенияпредела прочности и предела текучести при сохранении или увеличении еепредельных деформаций. Трубы из 1 представлена диаграииа трубы растягивающими усиевом (з) и окружном (Щях; на фиг.2 - диаграмма неупрочненной (кривая Т) ной (кривая 2) труб при нагружении; на Фиг.З -фйобласть допускаемых повружений трубы в координат, на, Фиг.4 - устройство твления предлагаемого спососообщаютсл и давления в них уравновешиваются. За счет избыточного давления жидкости в полости А труба 9 испытывает сжимающие окружные и осе 5 вые напряжения, а в полости Б - ради. альные. Величина давления подбирается такой, чтобы материал трубы 9 полностью перешел в пластическое состояние. При осевом перемещении оправки 8 за счет усилия Я труба 9 пропускается через волоку 10, где она калибруется по внутреннему и внешнему диаметрам. После волоки труба 9 в полости Б давлением жидкости прижимается к оправке 15 и вместе с ней пропускается через манжеты и крышку 2. Для получения чистой поверхности трубы и наибольшего эффекта упрочнения ее материала угол наклона конусной поверхности волоки принимается в пределах 10-15. При этом цилиндр 1 опирается на опору 17.П р и м е р, Инструментально регистрируют величины нагрузок и напряжений в осевом (Р, кг, 6; кг/мм ) и в 25 окружном О, кг/см, 6;у, кг/мн ) направлениях и соответствующие де" формации трубы Ези 8 ч (осевое"удлинение и изменение диаметра). напряжения на площадках скольжения рассчи- З 0 тывают по формулам:6 -6 ю, 6 -6 зТ- --- Т- = ---э %.Р 2 1 6 а -6 Т- ---2.И 2 45 в осевом направле)ф -бз2 ф50 при упрочнении нии (8 6 д8 а ба Ть 2Упрочнение осуществляют в следующей последовательности.Трубу нагружают только осевой рас-. тягивающей силой Р, пока напряжения Ву не превышают предел текучести на 10-153. (6;р 28,07 кг/мм). Пласти 1708882 бческие деформации возникают на площадках Т и ТПри постоянных осевых напряжениях( 6 у = сопят) трубу нагружают внутренним избыточным давлением Я, покаокружное напряжение 6 ц не превышаФ.ет осевое Фъ и .становится равным64 0,8-0,9 6 в (где б - пределпрочности), 6 . = 28,07 кг/мм;-6 ц ю .: В 8,00 кг/мм. Пластические деформации продолжают развиваться на площадке Т, на площадке Таз возникают иразвиваются, а на плоцадке Та про.исходит разгрузка..Пои. постоянных осевых напряжениях(62=соней) трубу разгружают от внут-реннего давления Ц0) . Пластическиедерормации имеются на площадках Ти Тз.Трубу снова нагружают внутреннимдавлением так, чтобы прйращение напряжения в окружном направлении было, .в 2 раза больше, чем в осевом ГА 6: 2 Ь 6 г),. Нагружение прекращают в мо.- мент достижения предела прочности материала трубы.Трубу разгружают от избыточногодавления, а затем - от осевой растягивающей силы.Положительный эффект упрочненияоценивают по результатам сравнительныхиспытаний упрочненных и неупрочненнцх(в состоянии поставки) труб при осевом растяжении и при сложном нагру-жении осевой силой и внутренним давлением (6= 2%у, условия чистогосдвига).При волочении труб (известный.способ) их материал подвергают пластическому деформированию непосредственно в волоке в.окружном, радиальном иосевом направлениях, а сразу послеволоки " осевому растяжению в пределах упругости. Простое нагружениекоторое реализуется в трубе при волочении по указанному способу, можетприводить к повышению предела теку"чести материала при сохранении предела прочности и уменьшении предельныхдеформаций (явление наклепа)Упрочнению подвергают стальные,медные, циркониевые трубы, поставляемые заводами-изготовителями и вы-.полненные по стандартной технологии.1Получены следующие результаты.1. Стальные трубы.Сталь 12 ХНЗА..Программа нагружения: осевОе на- (6: 0,96 Д,пряжение (6 ) 420 ИПа (8.;р - 1,13 Йт ), Прочностные характеристики упрочокружное напряжение р) 443 ИПа ненных труб: предел текучести (6 т)( 0,855 Щ, 10 502 ИПа, предел прочности (64Прочностные характеристики упроч" 589 ИПа, предельная деформация (Ее)ненных труб. предел текучести Фт) 8,91.749 ИПа, предел прочности (Рв) Достигнуто увеличение бт на 1063,674 МПа, предельнал деформация (Ев) 6 а - на 10,54; Е- на 61,14.17, 2 ла. :15 Таким образом, предварительный пеДостигнутое упрочнение труб харак". ревод материала трубы в пластичетеризуется увеличением предела теку- ское состолние при сжатии в окружчести (6 г) на 29,й, предела пРочно"ном и осевом напоавлениях внешнимсти (бь), - на 29,14 у предельных дефор" избыточным давлением, волочение намаций "=е) " на 1024. 20 подвижной оправке, а затем вновьСталь ХВГ. радиальное нагружение внешним избыточным давлением и есерое растяжеПрочностные характеРистики неуп- ние трубы позволяют повысить пределырочненных труб: предел текучес текучести и прочности ее материала(6 т) 373 ИПа; предел прочности (оэ)25с сохранением или повышением вели-.697 ИПа, предельная деформация Ыв), чины предельных деформациб.4,ду .:,Ео р и у л а и а о б р е т е н и я,Программа нагружения: осевое , 1, бпособ упроцнения труб, вклл-напряжение (ожг ц 17 мпа ( о е. цаещий натруженна трубы в осевом,щ 1,12(ут 11 окружное напрлжение (оцг Зб окруинои и радиальных направлениях592 МПа (6 ц = 1,856 е). с переходом ее материала в пластиче-,Прочностные характеристики упроч-. ское состолние и последующее разгруненных труб: предел текучести (6 т) жение, о т л и ч а ю щ и й с я тем,677 ИПа, предел прочности.(65) (820-что, с целью увеличения предела890) ИПа, предельная деформация (в) текучести и предела прочности, трубу5-63, ,вначале нагружают в одном из наоравдостигнуто увеличениебч на 81,5 ь, . лений, пока напряжение 6 , в этом8 в " на 24,8 ь; Ю е- на 234. направлении на 10-153 не превысит2, Трубы из цветных металлов; предел текучести (бт) а затем трубуТитановый сплав 38. 40 упогружают в перпендикулярном направПрочностные характеристики неУд- , ленни, пока напряжение бу 2 не достигнетрочненных труб:.предел текучести ФГ)значений, равных Ор 8"Ор 96 где 6 в 620 ИПа; предел, прочности (бь) 720 ИПа, предел прочности, при этом напряжепредельная деформация (8 е) 4"53. : ние 8 поддерживают на постоянномПрограмма нагружения: осевое на уровне или (зменяют его так, чтобыпряжение (Вж) 682 ИПа, (= 1 р 1 бт) р приращения й 6,2 Ьба после чегоокружное напРяжение (б) 612 МПа трубу разгружают вначале от напрлже, (6 ч 0,858 Ы , ния Ф, а затем от напряжения о,Прочностные характеристики упроч-. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю.ненных труб: предел текучести (Ют) щ и й с я тем, что последовательность680 ИПа, предел прочности (6 в) нагружений трубы выбирают в зависимо 860 ИПа, предельная деформация (в) сти от необходимого направления уп 7-9. рочненил и принимают соотношения междостигнуто увеличение 6 т нэ 9,6; ду главными напряженил 6;р р 8 р и3. Устройство для упрочнения труб, включающее цилиндр высокого давления споршнем, подвижную оправку, пропущенную через волоку, крышки цилиндра с уплотнениями, о т л и 1/08882ч а ю щ е е с я тем, что порвень скользяще. и герметично соединен с подвижной оправкой, а полости цилиндра до и после волоки сообщены между собой каналами,РОИЗ дательский комб ее, аква НИИП ор М.Петро по изобретенйя 35, Раушскаяввеееееввее инат "Патент", КоРРектор Л. Пилипен Гагарина, 101