Способ изготовления сварных прямошовных труб

)5 В 21 С 37/08 ГОСУДАРСТВ ВЕДОМСТВО ГОСПАТЕНТ ННОЕ ПАТЕНТН ССР СР) Я ИЗОБ Т И АН К ПАТЕНТ аааЪ хническои сущособу является(71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Е.М. Халамез, Г,А, Ткачева, Ю.Н. Бобылев, А.Ю. Небогатов и Е.М, Кричевский (73) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (76) Е.М, Халамез, Г,А. Ткачева, Ю,Н. Бобылев, А.Ю. Небогатое и Е,М. Кричевский (56) Авторское свидетельство СССР М 1085653, кл. В 21 С 37/08, 1980.Авторское свидетельство СССР Ь 1338919, кл, В 21 С 37/08, 1987.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ПРЯМОШОВНЪХ ТРУБ Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано дляизготовления методом высокочастотнойсварки прямошовных труб малых и среднихдиаметров с регламентированной величиной и стабильной, без выплесков, формойвнутрен него грата.Известен способ производства электросварных труб, включающий формовкутрубной заготовки, ее сварку в клети с вертикальным приложением равнодействующейусилия от технологического инструмента(валков) к заготовке. При этом в процессе.сварки в зависимости от параметров заготовки и процесса точку приложения равнодействующей усилия верхнего валкаперемещают в вертикальной плоскости,проходящей через ось трубы,(57) Использование: изготовление прямо- шовных сварных труб малых и средних диаметров методом высокочастотной сварки, Сущность изобретения: кромки предвари. тельно сформованной заготовки нагревают ТВЧ с использованием индукционного или контактного подвода тока и сваривают в сварочной клети. Профилированный валок, взаимодействующий с верхней частью параметра заготовки, и профилированный валок, взаимодействующий с нижней частью периметра заготовки, смещают одновременно в противоположных направлениях на равные расстояния относительно плоскости, проходящей через точку схождения кромок. Гричем верхний валок смешают против движения трубы, а нижний - по направлению движения, 1 табл., 3 ил. Однако при использовании этого способа, принятого за аналог, возможны случаи перегрева кромах заготовки, образование перемычки жидкого металла между кромками, ее взрыв и, как следствие, образование каплевидного острого грата. Это объясняется тем, что при увеличении толщины стенки заготовки кромки сходятся в точ. ке, расположенной ближе к зоне Формовки, чем у заготовки более тонкостенной, Негарантированное местонахождение точки схождения кромок в контакте с искусственной перемычкой - верхним валком приводит к появлению выплесков и нарушению стабильности формы и размеров внутреннего грата.Наиболее близким по тености к предлагаемому сп15 20 30 35 40 45 способ изготовления сварных прямошовных труб, включающий формовку трубнойзаготовки, нагрев ее кромок, сведение кромок в точке, их осадку и сварку в клети свертикальным приложением равнодействующей усилия от технологического инструмента (валка), При этом равнодействующуюусилия от технологического инструмента кверхней части периметра заготовки прикладывают перед точкой схождения кромок нарасстоянии Ь - К а равнодействующую усилия от технологического инструмента, контактирующего с нижней частью периметра,прикладывают за точкой схождения кромокна расстоянии К и соотношение между этими величинами устанавливают равнымЬ - к= 2 - 10, где Ь - расстояние междуточками приложения усилий от валков к верхней и нижней частям заготовки.При использовании этого способа, принятого за прототип, получение внутреннего. грата с регламентированной высотой и стабильной формой обеспечивается на трубахузкого диапазона размерного и марочногосортамента, В частности, если отношениек устанавливать близким с рекомендуемым малым значениям м 2", т. е. если увели.чивать расстояние от оси верхнего валка доточки схождения кромок, снимается КПДпроцесса и степень разогрева кромок.При выборе значений соотношения- близкими к рекомендуемым боле.Ь -шим значениям м 10 м происходит смещениеточки схождения кромок за точку контактатрубы и валков, что ведет к ликвидации искусственной перемычки,Для пояснения сказанного рассмотримпример процесса изготовления труб в клетис двумя горизонтальными валками припереходе от тонкой стенки на сварку сболее толстой стенкой д = 1,5; 2, 3 мм(фиг. 1), Кромки заготовки нагревалиТВЧ, Для д = 1,5 мм (фиг, 1 а) точка схождения кромок находилась на расстоянииК = 40 мм от точки приложения равнодействующей усилия к нижней части периметра трубной заготовки, Для создания режимасварки с искусственной перемычкой токаверхний валок сместим на=- 50 мм,Ь - К=4. Если Ь - первоначальное расстояние от края индуктора до осей сварочныхвалков, то после смещения верхнего валказа точку схождения кромок в направлении,противоположном направлению движениятрубы, это расстояние для верхнего валка уменьшится на Ь Ь = 50 мм, аналогично длятрубы с толщиной стенки д -2 мм Ь Ь = 75мм (фиг. 1 б) и для трубы с толщиной стенкид=З мм ЛЬ =85 мм(фиг. 1 в). Таким образом, расстояние от края индуктора до оси верхнего сварочного валка равно Ь 1 = Ь - 50, Ь 2 - Ь - 75, Ьз = Ь - 85. Это ведет либо к максимальному приближению верхнего сварочного валка к индуктору, либо к его перекрытию валком. При весьма близком расположении индуктора к сварочному валку последний попадает в электромагнитное поле, образуемое индуктором, и часть энергии расходуется на нагрев сварочных валков, что приводит к порче их поверхности, недостаточному разогреву кромок заготовки и снижению качества сварки труб, В случае перекрытия нагревательного устройства (индуктора) валком возникает необходимость перемещения последнего, а это связано с большими трудностями, так как размещение оборудования нагревательного устройства (индуктора) в линии стана выполняется с расчетом получения минимально возможных потерь энергии в токопроводящих проводах и шинах.Целью изобретения является повышение качества труб за счет создания стабильной формы и снижения высоты внутреннего грата при сварке труб широкого размерного и марочного сортамента, за счет обеспечения одновременного приближения верхнего валка к индуктору (без его перекрытия) и расширения зоны образования грата.Цель достигается тем, что при изготовлении сварных прямошовных труб по способу, включающему формовку трубной заготовки, нагрев ее кромок, сварку заготовки в клети с вертикальным приложением равнодействующей усилия от технологического инструмента (валка) к верхней и нижней частям заготовки и перемещение точки приложения усилий к верхней части заготовки в вертикальной плоскости, в отличие от известного процесс сварки ведут со смещением точки приложения равнодействующих усилий относительно точки схождения кромок путем одновременного смещения валков в противоположных направлениях.На фиг. 2 б показана траектория перемещения кромок относительно точки схождения кромок, на фиг,2 а - схема перемещения валков относительно кромок заготовки. Сущность предлагаемого способа .заключается в том; что кромки предварительно сформованной заготовки нагревают ТВЧ с использованием индукционного или контактного,подвода тока и сваривают в сва1787055рочной клети. Технологический инструмент, рических (толщина стенки, периметр заговзаимодействующий с верхней частью пе- товки) и деформационных (зависящих, в риметра заготовки, и технологический инс- частности, от марки стали заготовки и ка" трумент, взаимодействующчй с нижнейлибровки технологического инструмента частью периметра заготовки, смещают од сварочной и формовочной клетей) периметновременно в противоположных направле- ров процесса сварки гарантированно осуниях на равные расстояния относительно ществлять искусственное перемыкание плоскости, проходящей через точку схожде- кромки заготовки перед точкой схождения ния кромок, Причем усилие; приложенное к кромок, Последнее позволяет стабилизироверхней части, смещают против движения 10 вать образование внутреннего грата незатрубы, а приложенное к нижней части - по висимо от размерного и марочного направлению движения. сортамента труб, свариваемых с помощьюСтабильность формы грата отсутствие одного и того ке комплекта технологическовыплесков) и стабильность величины осадки го инструмента.определяются технологическим инструмен Кроме того, при движении сваренных том, взаимодействующим с верхней частью кромок по выпуклой части траектории (фиг, .периметра заготовки, т. е, с той частью, где 2 б), являющейся зоной образования грата, располокен сварной шов. Поэтому для на грат воздействуют центробекные силы, обеспечения стабильности грата верхний дополнительно стабилизирующие форму и технологический инструмент выполняют в 20 снижающие высоту внутреннего грата, Это виде одного валка с пазом в верхней части особеннО важно для дальнейшей обработки калибра и с осью, расположенной горизон- труб или в случае прямого без обработки) ихиспользования в специальных областях техТехнологический инструмент, контакти- ники, В зависимости от степени обжатия, рующий с нижней частью периметра заго например, при сварке труб одного и того ке товки, непосредственно на грат не влияет и диаметра, которое определяется толщиной может поэтому иметь различную форму и стенки заготовки, точка схождения кромок конструкцию в зависимости от конкретных перемещается вдоль оси трубы. При этом условий производства, диаметра итолщины при сварке наиболее толстостенных труб стенкитрубы,маркистали,техническихтре точка схождения кромок перемещается на бований к готовой продукции и условий максимальное расстояние в направлении, дальнейшего предела, конструкции стана и противоположном направлению движениятрубы. Поэтому именно при сварке наибаНапример, "нижний" технологический лее толстостенных труб, когда в сварочной инструмент (валок) может быть выполнен в 35 клети величина обжатия кромок и, следовавиде одного валка с горизонтальной осью, тельно, величина образующего грата макси- Далее для простоты технологический инст- мальна, устанавливают наибольшим румент, контактирующий с верхней частью расстояние между верхним и нижним валка- периметра заготовки, будем называть верх- ми сварочной клети, Смещая одновременно ним валком, а с нижней - нижним валком. 40 верхний и нижний валки в противоположТаким образом, верхний валок смещен ных направлениях на расстояние а фиг. 3) Относительно плоскости, проходящей через относительно точки схождения кромок, полточку схождения кромок так, что точка при- учаем расстояние между валками 2 а (фиг. 3), ложения равнодействующей его усилия к Таким образом, при этом и протяженность заготовке находится перед точкой схокде зоны образования грата увеличивается, что ния кромок по ходу движения загоговки; приводит к повышениюэффективностистанижний валок смещен относительно пло- билизирующего воздействия на внутренний скости, проходящей через точку схождения грат,кромок так, что точка приложения равнодей- Кроме того, при повышении обжатия ствующей его усилия и заготовке находится 50 кромок для устранения их перегрева необза точкой схождения кромок по ходу движе- ходимо уменьшать температуру, Это также ния трубы. достигается максимальным смещениемВерхний и нижний валки обеспечивают обоих валков в противоположных направлесоздание такой схемы деформации заготов- ниях относительно точки схождения кроки взонесварки, при которойфиг.2 б) кром мок,ки заготовки двикутся по вогнутой и, Расход электроэнергии, необходимой выпуклой частям кривой линии, для сварки, существенно зависит от расстоСмещение верхнего и нижнего валков яния между индуктором или контактами) и относительно точки схождения кромок по- точкой схокдения кромок, При увеличениизволяет независимо от изменения геомет- этого расстояния увеличивается время на1787055 а грева и, следовательно, потери мощности за счет теплопередачи от нагретых кромок в соседние слои металла, Это приводит к снижению скорости сварки. Для уменьшения внутреннего грата необходимо повышать скорость сварки и, значит, уменьшать расстояние от индуктора до места схождения кромок. Все зто достигается одновременным смещением валков в противоположных направлениях относительно точки схождения кромок. Параметры предлагаемого способа, осуществленного в линии стана 10-60 Московского трубного завода, приведены в таблице."Внедрение предлагаемого способа осуществлено на МТЗ в декабре 1990 года. Формула изобретения Способ изготовления сварных прямошовных труб, включающий формовку трубной заготовки, нагрев ее кромок, сведение 5 кромок в точке и сварку с приложением сжи мающих усилий к сформованной заготовкеверхним и нижним профилированными валками при смещении верхнего валка относительно точки сведения кромок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениякачества труб путем обеспечения стабильной формы и снижения высоты внутреннего грана при сварке труб в широком диапазоне их размерного и марочного сортамента, од новременно со смещением верхнего валкаотносительно точки сведения дополнительно смещают нижний валок в и ротивоположном направлении.аказ 262 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент жгород, ул, Гагарина, 101