Способ футерования металлических труб (его вариант)

ОЛ КСАЙНЕ ООМ 98ИЗОВРЕТЕИ ИЯ К АВТОРСКОЬ 1 У СВИДЕХИЗЬСТВУ(51)М. Кл,В 22 О 13/02 В 28 В 21/30 Г 16 1. 57/00 Геоударатюеый комитет СССР ио делект изаоретеинй н открытий(53) УДК 621 е 74 .042(088.8) Дата опубликования описания 28 .02 .82 Б.Х,Хан, Г.Г.Растегаева ,П.В.Старых, В.Г.Ки ченко, Б.К,Ромашке и В,Г,Урчукин(72) Авторы изобретения Институт проблем литья АН Украинской ССР. Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья, и может быть использовано при изго товлении износоустойчивых элементов трубопроводов, работающих в условиях абразивно-коррзионного воздействия.Известен способ футерования металлических деталей трубопровода, заключающийся в том, что металлические трубы предварительно нагревают до температуры 500-700 оС., устанавливают вертикально и заполняют силикатным расплавом, который за счет охлаждения и кристаллизации образует на внутренней поверхности слой футеровки. 11 олучив необ" ходимую толщину затвердевшего футеровочного слоя, избыток расплава выливают 1 .Известен способ изготовления двухслойных металлошлаковых труб путем образования из расплава метала оболочки, в которую непосредственно после заливки металла заливяют расплав силикатного ма 1 ериала, который образует футеров:.чньй слой после чего Остщес твляятохлаждение готовой трубы 1 2 ),Известен также способ центробеж"ного литья, преимущественно чугунных труб, заключающийся в том,о, Ячто изложьптцу нагревают до 280-480 Са ча внутреннюю поверхность изложницы наносят теплоизоляционное покрытие на основе вспученного перлита 3, с величиной пористости70-85 7 14 1.Наиболее близким к предлагаемомупо достигаемому результату являетсяспособ, включающий нанесение Футеровоцного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку 1 5.1.Однако зтот способ не обеспечивает надежного закрепления, Футеровочного (петрургического) слоя в3 908498 металлической трубе вс.1 сдствие различных коэффициентов термического расширения петрургического слоя и металла. 8 результате этого между футеровочцым слоем и металличес кой трубой образуется зазор. Это приводит к смещению футеровочного слоя относительно металлической трубы, нарушению соосности футеро - вочного и металлического слоев двухслойной трубы, разрушению и выпацанию футеровочного слоя вследствие механических воздействий, Все это ность во время вращения наносятслой перлита с помощью специального желоба. При переворачивании жело 55ба перлит попадает в трубу и равотрицательно сказывается на качество производимой продукции и значительно снижает процент выходанадежных ц годных изделий,Цель изобретения - повышение надежности закрепления футеровочного слоя в металлической трубе, повышение качества и наде лености годового изделия,Поставленная цель достигается тем, что и способе, включающем нанесение футеровочного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку, перед заливкой футеровочцого слоя на внутреннюю поверхность металлическойтрубы наносят слой засыпки толщиной 0,5-2 мм, содержащей измельченцый неолит в количестве 20-902 и минеранный наполнитель в количестве 10-807., фрацвн О 2-1 мм,В качесвс засыпки используютизмельченный перлит фракции 02-1 мм.Петрургический расплав заданного состава заливают центробежнымспособом в металлическую трубу, установленную горизоптальцо на роликах центробежной машины, или закрепленную во прощающихся опорах, иливставленную непосредственно в изложницу центробежной машины,Перец заливкой петрургическогорасплава на внутреннюю поверхностьметаллической трубы наносят слой засыпки, состоящеи из чистого церлита или содержащей перлит и минеральный наполнитель, или перлит, минеральный наполнитель и железную окалину. Состав засыпки выбирают в зависимости от температуры и составазаливаемого расплава диаметра и длины изготовляемых труб;,Количество наносимой засыпки рассчитывается из условий образованияна внутренней поьерхности металли 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 ческой трубы слоя толщиной эмм.Б зависимости от габаритов(длинадиаметра) футеруемых металлическихтруб рассчитывается масса (объем)наносимого перлитосодержащего покрытия. Предварительно рассчитаннаядля каждого конкретного размера труб масса (объем) перлитосодержащего покрытия заданного состава засыпается в специальный желоб с прорезью по всей длине, который вводится внутрь металлической трубы во время ее вращения. Желоб переворачивают, засыпка через прорезь высыпается и равномерно распределяется по всей внутренней поверхности трубы под действием центробежных сил, Затем желоб извлекают и внутрь металлической оболочки заливают петрургический расплав с температурой 1280- 1320 С, При заливке расплава и егоовзаимодействия с перлитом проявляет; ся основное техническое свойство перлита - способность вспучиваться при высоких температурах. Порода размягчается, а содержащаяся в ней вода переходит в пар, вспучивая размягченную массу материала в 5-10 раз.Увеличение объема слоя перлита в зО раз приводит к заполнению зазора, образующегося между футеровочным слоем и металлической оболочкой в результате разности их коэффициентов термического расширения и обеспечивает тем самым свое расклинивающее действие, способствующее надежной фиксации футеровочного слоя в металлической трубе, а также его строгое центрирование, предотвращая возможность смещения и выпадания футеровочного слоя при транспортировке и монтаже в трубопроводы, Все это повзоляет получать качественные изделия, надежно работающие в условиях абразивно-коррозионного воздействия.П р и м е р 1. При опробовании ,способа металлические обечайки (трубы) толщиной 3 мм и диаметром 320 мм вставляют в кокиль центробежной машины, После установки обечайки (трубы) на ее внутреннюю поверхномерно распределяется по всей поверхности. Слой наносимого церлитаварьируют для определеня нвоходи9081198 Таблица 1 Смещение и выпа-"дание футеровочного слоя 20 0 о ж 0,е эакрепле Надежи ние фу слоя в кой тр еровочногометалличесбе 25 ж Смещение и выпадание футеровочногослоя ы получаю Аналогичные в случае исполь засыпки смеси, и минерального результазования качествеиз перлита состояще наполнит ст ля в различимальной оотношен при оп е мых оптимальных параметров 1 табл. 11. Так при слое менее 0,5 мм не обеспечивается достаточный объем вспученного слоя перлита для заполнения зазора между металлом и футеровочным слоем, что не обеспечивает необходимого сцепления футеровочного слоя с металлической. трубой. При нанесении на внутреннюю поверхность металлической трубы слоя перлита толщиной более 2 мм не обеспечивается прогревание всей толщину перлитового слоя, что приводит к вспучиванию только части слоя перлита, находящейся вблизи футеровочо ного слоя. В результате этого оставшаяся часть перлитового слоя,не подвергшаяся вспучивнаию, осыпаю ется, что не обеспечивает необходимое сцепление футеровочного слоя с металлической трубой.При вьдержке требуемой толщины перлитового слоя в пределах 0,5- 2 мм обеспечиваются необходимые параметры. Температура заливаемого футеровочного (петрургического) расо плава составляет 1280-1320, Вьдержку в изложнице осуществляют в течение ч-б мин. После вьдержки машину останавливают, открывают переднюю крьпп-З 0 ку и металлическую трубу с футеровочным слоем выталкивают на приемный лоток. После выгрузки изделия помещают в камерную печь для прохождения термической обработки по принятому35 в камнелитейном производстве режиму. В процессе термической обработки при 850-950 С происходит вспучивание чаоиц перлита, которые не успели достаточно прогреться при контакте40 с залитым расплавом.Качество полученных труб хорошее, степень сцепления футеровочного слоя и металлической трубы позволяет беспрепятственно транспортировать по 45 лученные изделия и осуществлять их монтаж без опасения ныпадания футерующего слоя.П р и м е р 2. При опробовании предлагаемого способа используют цель.50 нокатанные стальные трубы диаметром 250 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 2 м. Трубы устанавливают на ролики центробежной машины, наносят слой перлита и осуществляют залив 55 ку петрургического расплава при 1300-1 Э 20 С. Толщину наносимого слоя перлита варьируют аналогично, примеру 1. Результаты сопоставляют. После выдержки в течение Ь мин ме"таллические трубы с футеровочнымслоем помещают в туннельную печьдля прохождения процесса термьлескойобработки Результаты опробования способа футерования металлических труб петрургическим материалом с помощью засыпки из перлита толщине слоя засыпки. Целесообразность введения в засыпку минерального наполнителя в количестве 10-80по объему объясняется тем, что принадлежащем прогреве перлита до температуры вспучивания его объем возрастает в 5-10 ра, т.е. при содержании 20 об.Е перлита достигаетсядостаточное расклинивающее действиобеспечивающее надежную фиксациюфутеровочного слоя в металлическойтрубе. При повышении температурызаливаемого расплава количество минерального наполнителя увеличено домаксимального предела, так как степень прогрева засыпки зависит отградиента температур между расплавсм и засыпкой.908498 В табл 2 приведены результаты опробования способа футерования металлических труб петрургическим расплавом с помощью перлитосодержащей засыпки, включающей минеральный наполнитель, При содержании в засыпке менее 207 перлита расклинивающее действие при вспучивании недостаточно и футеровочный слой смещаТаблица 2 1,8 Засыпка вспучиласьна достаточно, Футеровочный слоя смещается 30 То же 35 1,3 80 20 О 93 отношению как к металлической трубе, так и к футеровочному слою. Это позволяет обеспечить более надежное закрепление Футеровочного слоя в металлической трубе, В результате проведенной серии экспериментов определено, что оптимальным количеством железной окалины в засыпке является 10-20 об.7. (табл. 3).При содержании окалины меньше 103 эффект не наблюдается по сравнению с обычным минеральным наполнителем,Применение в засыпке железной окалины вызывает необходимость повышать теплопроводность засыпки, улучшать прогрев частиц перлита и обеспечивает более благоприятные условия для его вспучивания. Вместе с тем окалина при прогреве до высокой температуры 900-1100) может онлавляться,образуя с силикатамиминеральным наполнителем и перлитом) эвтектики, обладающие улуч" шенными адгезионными свойствами па ется в металлической оболочке, ри содержании наполнителя менее О об.7 получают такой же эффект, как при обычной перлитовой засыпке. Часть 5 перлита не вспучивается и играетроль наполнителя, т.е. не используется по прямому назначению. При уменьшении толщины слоя засыпки количество минерального наполнителя увеличена Засыпка плохо вспучи" лась, выпадение футеровочного слоя Футеровочный слой надежно закреплен иметаллической трубе Часть перлита не вспучилась, Футеровочныйслой закреплен надежно Значительная частьперлита не вспучилась10 908498 Таблица 3 Результаты опробования способа футеровки металлических труб петрургическим материалом с помощью засыпки иэ перлита, минерального наполнителя и железной окалины 46 50 1,3 42 . 8 50 1,8 То же 40 1 О 12 38 50 1,2 Слой засыпки плотно спекся и хорошо пристает к металлу и футеровочному материалу 50 1,9 То же 32 50 1,4 18 20 30 1,3 23 1,2 27 50 25 25 50 То же 30 50 Окалина частично не 20 1,4 прореагировала с наполнителем и перлитом а при увеличении количества окалины более 207. не отмечается дальнейшего эффекта в улучшении качества производимой продукции и в повышении на"дежности закрепления футеровочного слоя. Футеровочный слойзакреплен. В торцах вспучиваниеперлита недостаточное футеровочный слойзакреплен. Вспучивание перлита вторцах хорошее,плотное прилеганиек металлическойтрубе слоя засыпки Слой засыпки уплотнен,в торцах монолит, хорошее прилипание к металлу и петрургическому материалу футеровочный слой закреплен надежно. Дальнейшего эффекта не обнаружено.908498 Формула изобретения Составитель А.МинаевРедактор М.Янович Техред М. Тепер Корректор М, Шароши Заказ 696/12 Тираж 853 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Полученные по предлагаемому способу металлические трубы с футеровочным слоем из затвердевшего петрургического расплава (каменного литья) отличаются хорошим товарным видом, 5 высоким качеством готовой продукции,Предлагаемым способом можно получать футерованные каменным литьем металлические трубы различного диа О метра и длины.Изготовленные предлагаемым способомизделия имели хороший товарный вид, высокое качество за счет надежной Фиксации футеровочного слоя 15 в металлической трубе, высокий процент выхода годной продукции - 90-957 1. Способ футерования металлических труб, преимущественно петрургическим материалом включающий нанесение Футеровочного слоя во враща емую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности закрепления футеровочного слоя в металличес- ЗО кой трубе, повьшения качества и надежности готового изделия, перед заливкой Футеровочного слоя на внутреннюю поверхность металлическойтрубы наносят слой засыпки толщиной0,5-2 мм, содержащей измельченныйперлнт в количестве 20-907 и минеральный наполнитель в количестве10-807 фракции 0,2-1 мм.2. Способ футерования металлических труб, преимущественно петрургическим материалом, включающий нанесение футеровочного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку,ол и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности закрепления Футеровочного слоя в металлической трубе, повышения качества инадежности готового изделия, передзаливкой футеровочного слоя на внутреннюю поверхность металлическойтрубы наносят измельченный перлитФракции 0,2-1 мм,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР11 25237,кл. Г 16 1. 57/00, 966.2. Авторское свидетельство СССР468701. кл, В 22 О 13/06, 973,3. ГОСТ 10832-64.4. Авторское свидетельство СССР549244, кл. В 22 О 13/00, 1975.5. Липовский И.Е. и Дорофеев Б.А.Основы петрургии. М., Металлургия,1972, с, 186.