Способ изготовления многослойныхтруб

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет во делам нэобретеннй н отнрытийДата опубликования описания 15,01,81(54) СГ 10 СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ Изобретение относится к способам изготовления многослойных рупонированныхизделий а более конкретно, к изготовлению тру, сварных колонн, паропроводоввысокого давления корпусов редакторов,паронагревателей в атомной энергетике,5цилиндров, мощных гидропрессов и другогооборудования в рупонированном многослойном исполнении и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей1 Опромышленности и энергетике,Известен способ изготовления корпусов сосудов и труб, при котором стальные полосы свариваются в одно попотнише, а затем полотнище сворачивается до15заданной толщины стенки в многослойныйцилиндо 1 .Известен также способ изготовления корпусов сосудов высокого давления изотдельных рупонированных обечаек, прикотором основным видом соединения являются кольцевые стыковье сварочные швы,что удовлетворяет одному из наиболееважных условий сварочной технологии -получению полного провара по всему сечению сварного соединения и обеспечению высок ой и роч нос ти Г 2 .Однако, изготовление многоспойных сосудов известными способами приводит к образованию неизбежных конструктивных зазоров между смежными слоями, величина которых превышает допускаемые техническими условиями неплотности (по техническим условиям величина зазоров при ограниченной длине допускается 0,05- 0,3 мм), и создает в корпусе многослойных сосудов концентраторы напряжений, присущих кольцевым швам.Вследствие неблагоприятных воздействий конструктивных зазоров и технологических концентраторов напряжений, затруднительно гарантировать надежность, прочностные качества и долговечность многослойного изделия.Известен способ изготовления многослойных трубчатых изделий, при котором металлическую полосу наматывают по спирали до образования рулонированногоблока, при этом между смежными поверх,ностями слоей по всей длине трубы вводят промежуточный соединительный материал, например, тонкий слой органической смопы, и производят нагрев смолы между смежными поверхностями под сильным натяжением, что обеспечивает прочное соединение (склеивание) поверхностей слоев трубы и образование многослойного монопита 31 ООднако, изготовление известным способом многослойного трубчатого изделия позволяет образовать только тонкий промежуточный спой, который обеспечивает прочное соединение смежных слоев и об разорение многослойного монолита, который не обладает свойствами многослойного изаелия, имеющего большой запас пластичности и деформвтивности по сравнению с монолитом, 20Наиболее близким решением из известных является способ йзготовпения многоспойных труб, при котором на одну из поверхностей металлической полосы наносят противовагезийный состав, наматывают попосу по спирали ао образования рулонированного трубчатого изделия и в процессе намотки между смежными поверхностями полос в начале образования витка вводят промежуточный материал в расплавленном О состоянии, а к наружной поверхности витков прикладывают усилия, необходимые йля образования промежуточного слоя расчетной толщины 14 Д.5В известном способе основнцми конструктивными эпементами являются высоко- прочная стальная полоса топшиной 4-6 мм и кольцевые швы, соединяющие слой является вспомогательным, топшина которого 4 щ меньше толщины рулонной стальной полосы.Изготовление противопоставленным способом многослойного трубчатого издепия путем рупонирования стальной полосы топшиной 0,3-0,5 мм не соеаиненной с промежутсчным слоем обпадает рядом недостатков, гпявными из которых являются: создание из стальной тонкой полосы топшиной 0,3- 0,5 мм самостоятельно работающих смежных слоев вызывает необходимость произ водить сварочные соединения по всей апине продольных кромок поносы, которые являются опасными концентраторами напряжений, в также не исключают возможности различных сварочных дефектов, что снижает надежность и прочность изйепия и повышает труаоемкость сварочных работ; не исключается возможность возникновения различных дефектов как в сварочном шве,так и в образующихся смежных спох тонкой полосы в процессе изготовиеиия изаепия; в процессе заливки жидкого метлина от температурных воздействий в тонких слоях многослойного изделия могут образоваться дефекты снижающие надежность и прочность многослойного изйелия,1.1 епь изобретения - повышение надежности, прочности и аопговечности многослойных труб,Поставленная цель аостигается путемнепрерывной намотки по сиирвпи метвплической попосы до ооразоввния рулонировенного трубчатого изаепия. 11 ри одновременной намотке нескольких метаппическихполос, их смежные кромки по всей алинеполос соединяют проаоиьными сварнымишвами, с образованием полотнища,В процессе намотки метвппическую попосу нагревают ТВЧ ао 1150-1200 (и в зоне нагрева одну поверхность полосы обрабатывают жидким флюсом, в надругую поверхность поносы наносят противоадгезийные ипи противопригарные составы, преаотврвшаюшие ирипипвние расплавленного металла например припыпы,пасты, краски и т.а., после чего, в начале образования витка, между обработанными поверхностями заливают расплавленный метапп при 1520-1560 (. ипроизвоаят его формовку сходящимися поверхностями витков путем ирипожения усипия, необходимого дпя образования промежуточного споя расчетной топтины с поспеаующим отвердением промежуточного спояи образованием аиффузионного неразьемного соединения между поверхностью отвераевшего промежуточного слоя и поверхностялти полос, обреботвнных жиаким флюсом,Предлагаемый способ изготовлениямногослойных труб осушествпяется известными техническими среастввми, выполненными в виде разматыватепей, ропьгвнговпоавюших валков, правильной машины имашины дпя намотки многослойных блоков,которая содержит центрвпьный немоточныйвалок опорные и нвжимные валки и т,а. Нв фиг, 1 зображенвхема осуществления способа изготовления многослойных труб; на фиг. 2 - многоспойиая стенке изготовленной трубы с биметаллическими смежными слоями иройоиьный разрез; нв фиг, 3 - то же, . гофрированными билетвлническими смежныли сноями, иродопьный разрез; нв фиг, 1 - монолитная многослойная стенки иы отониенной трубыпродольный разрез; на фиг, 5 - многослой.ная труба с биметаллическими смежнымиспоями, торцовая часть.Изготовление многослойных труб осушествляется спедуюшим образом. 5С разматывателей, подаюшими валками,через правильные машины с проводкой порольгангам (механизмы не показаны)стальные нопосы топшиной 0,3-0,5 ммподают в сборочное устройство ( не показано), где производят обрезку продольныхкромок попос, их стыковку и соединениесварочными швами.Из сборочного устройства металлическую полосу 1 порют в намоточную машину и передней кромкой закрепляют на цент.ральном вапике 2, после чего производятее намотку между опорными валками 3 инажимными валками 4 до образованияпервого витка, при этом движушуюся полосу нагревают индуктором 5 до 11501200 С и в зоне нагрева на одну иэ ееОповерхностей устройством 6 наносят жидкий флюс, а на другую поверхность, устройством 7 наносят противоадгеэийные 25или противопригарные составы, например,припыпы в виде пуцры, эолы талька, графита и т.д., или пасты, содержашие серебристый графит как основной наполнитепь,которые предотврашают припипание расплавпенного металла к твердой фазе полотниша 1.Нагретую и обработанную жидким флюсом полосу охлаждают до 200-300 С иОв начале образования второго витка, иземкости 8 расплавленный металл при15 20-156 0 С заливают между смежными поверхностями полос и образуют металлическую ванну 9, При дапьнейшей намотке полосы металлический расппав 9 формируют сходящимися поверхностями витков путем приложения усилия прокатнымиохлаждакщимися валками 10, с последуюшим ох паждением расп лава и образованием слоя 11 расчетной топшины.45Нагрев полос ТВЧ, очистка поверхности понос от окислов жидким флюсом и непрерывная запивка жидкого металпа обеспечивают качественное неразьемное соединение 12, за счет диффузионной сваркив местах соприкосновения жидкого метапла с твердой фазой поверхности полосы,обработанной жидким фпюсом,Неразьемное соединение позвопяет образовать биметаллические смежные слои 13, состоящие иэ тонкого проката полос1 тошпиной 0,3-0,5 мм и сплошного однородного споя 1 1,На торцах изготовляемого рудонировлнного иэделия 14 устанавливают охлаждаемые прижимные пластины 15, которыеспужат для удержания расплава 9,В процессе изготовления изделия в зоне заливки жидкого металле поверхностиполос полотниша 1 охлаждают воздухом,подаваемым устройством 16 или прижимными водоохлаждаюшими медными ппастинами (не показаны).Предлагаемый способ позвопяет изготовить многослойную трубу конечной длиныв спедуюших вариантах: из понос; собранных встык продольными кромками без ихсоединения или соединенных сварочнымиприхватками, в этом случае на стыкахпродольных кромок полосы в зоне расплавленного металла 9 устанавливают прижимные пластины (не показаны), которые исключают вытекание рнсппава 9 между стыками полос; из предварительно гофрированных полос полотница 1, с поспедуюшей заливкой расплавленного метапла между гофрированными поверхностями полос, отвердения расчетного слоя 11 расплава и образования гофрированных биметаллических смежных споев 13 (фиг. 3); с монолитной многослойной стенкой любой толщины. В этом случае в зоне нагрева обе поверхности полосы 1 обрабатывают жидким флюсом, что обеспечивает проч ное нераэьемное соединение 12 за счет диффузионной сварки в местах соприкосновения жидкого металла с твердой фазой двух поверхностей полотнища 1, обработанных идки фпюсом (фиг. 4),Заливку жидкого металла между обработанными поверхностями попос производят в защитной флюсовой среде.Отвердевший слой 11 образует плавный клиновидный переход в начапе намотки и в конце намотки поносы (фиг. 5).Концы полос в первом и последнем витках рулонированного издепия 14, приваривают к смежным слоям продопьными швами. Скорость намотки полосы равна скорости кристаллизации слоя 11. Предлагаемый способ изготовпенич многослойных труб прост в осушествпении и не требует специального оборудования, позволяет изготовить многослойное трубчатое издепие конечной длины с высокойстепенью точности лрилегання смежных поверхностей биметаплических слоев по спирапи и образующей, что уменьшает относительные перемещения смежных слоев и воздействие изгибных напряжений в радиальных сечениях, лозвопяет более рав 7956номерно распределить эти напряжения по всей длине трубы, а также препятствует проникновению влаги и твердых частиц между слоями в процессе хранения и транспортировки изделия; дает возможность изготовить рулонированное изделие с гофрированными слоями любой расчетной толщины, что повышает прочностные качества, сопротивляемость изгибным напряжениям и уменьшает относительные перемещения 1 О смежных слоев; позволяет изготовить многослойную трубу конечной длины, без сварочных швов, благодаря созданию между тонкими (0,3-0,5 мм) слоями полос полотнища однородного отвердевшего слоя 15 (любой расчетной толщины, превышающей в несколько раз толщину полос), как по спирали, так и по образующей, который является основным конструктивным слоем ,в изготовленном рулонированном изделии. 20Применение предлагаемого способа повышает надежность, прочностные качества и долговечность изготовленных многослойных изделий при их эксплуатации.формула изобретенияСпособ изготовления многослойных труб,при котором на одну из поверхностей ме- Зоталлической полосы наносят противоадге 54 8зийный состав, наматывают полосу поспирали до образования рулонированноготрубчатого изделия и в процессе намотки между смежными поверхностями полосв начале образования витка вводят промежуточный материал в расплавленном состоянии, а к наружной поверхности витковприкладывают усилия, необходимые дляобразования промежуточного слоя расчетной толщины, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности,прочности и долговечности многослойных,труб, вторую поверхность металлическойполосы нагревают ТВЧ до 1150-1200 С,о,а затем обрабатывают ее жидким флюсом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 232924, кл, В 21 С 37/12, 1963,2. Курамжин А. В, и др. Создание многослойных рулонированных сосуцов высо 1кого давления в СССР.-Химическое машиностроение", 1973, М 63, с, 6-7,3. Патент франции М 2157045,кл, Р 16 1 9/00, 1973.4. Авторское свидетельство СССР позаявке М 2683215/25-27,кл, В 21 Д 51/24, 10,11. 78 (прототип) .7956 54Риг. 3Составитель ;. 11 икулиня Редактор Г. Макаревич Техред М,Табакович 1(орректор (.;. И 1 омак Заказ 9552/7Тираж 899 1 ошасное ВНИИПИ Государственного комитета Со 1по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскан наб., а. 4/5Филиал ГПП фГатент", г. Ужгород, ул. Гроектнли, 1