Патент на изобретение №2304477
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОШОВНЫХ СВАРНЫХ ТРУБ
(57) Реферат:
Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к изготовлению сварных прямошовных труб. Способ включает формовку трубной заготовки в клетях с открытыми калибрами и редуцирование в клетях с закрытыми калибрами, сварку кромок трубной заготовки. Настройку вытяжки в закрытых калибрах осуществляют по соотношению:
Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к изготовлению сварных прямошовных труб. Известен способ изготовления прямошовных сварных труб на трубоэлектросварочных агрегатах, включающий формовку трубной заготовки в клетях с открытыми калибрами, последующую формовку в клетях с закрытыми калибрами и сварку кромок трубной заготовки [1]. Недостатком этого способа является возможность гофрообразования и смещения кромок при сварке. Основной причиной гофрообразования и смещения кромок при изготовлении сварных труб является наличие значительных, знакопеременных поперечных и продольных деформаций на свариваемых кромках полосы. При изготовлении трубы на трубоэлектросварочных агрегатах полоса последовательно проходит формовочные клети с открытыми и закрытыми калибрами, затем попадая в сварочную клеть. Особенности формирования замкнутого профиля трубы в закрытых калибрах приводят к возникновению значительных знакопеременных поперечных и продольных деформаций на кромках полосы, часто превышающих упругое пружинение этих кромок. Негативные факторы формовки обуславливают неравномерность поперечных и продольных деформаций по сечению трубной заготовки и, как следствие, образование гофров и смещение кромок, что отрицательно сказывается на последующем процессе высокочастотной сварки и качестве сварного соединения. Известен способ формовки трубной, преимущественно овальной, заготовки, согласно которому для снижения поперечных и продольных деформаций заготовка в первых проходах формуется с обратной выпуклостью средней части заготовки в сторону сварного шва и выформовыванием радиуса боковых участков полосы [2]. При дальнейших проходах боковые участки заготовки удерживаются в недеформируемом состоянии, а изгибается только центральная часть полосы. Это позволяет на последних этапах формовки значительно уменьшить продольную деформацию кромок полосы, снизить упругое распруженение в зоне сварки. Однако данный способ не позволяет полностью выровнять продольные деформации по поперечному сечению трубной заготовки, по данным, приведенным в описании изобретения, продольные деформации составляют до 0,25% при формовке овальной трубы и еще значительнее при формовке круглых труб. Это значит, что обеспечить полностью бездефектный процесс формовки не удается. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ, включающий формовку трубной заготовки в клетях с открытыми калибрами, редуцирование в клетях с закрытыми калибрами с целью выравнивания продольных деформаций и последующую сварку кромок [3 стр.82, 83] – прототип. Недостатком известного способа является следующее. Для исключения гофрообразования и смещения кромок необходимо правильно выбрать режим редуцирования в закрытых калибрах с разрезной шайбой. В способе-прототипе для снижения продольных деформаций кромок полосы до величин, не превышающих упругих деформаций, используются методы математического моделирования. Хотя при описании способа признается важность взаимосвязи поперечной (и, следовательно, продольной) деформации с геометрическими параметрами трубы, но данная взаимосвязь не установлена. Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в снижении дефектообразования (в частности, гофрообразования и дефекта смещения кромок) при формовке трубы и увеличении выхода годного. Для решения поставленной технической задачи в известном способе изготовления прямошовных сварных труб на трубоэлектросварочных агрегатах, включающем их формовку в клетях с открытыми калибрами, редуцирование в клетях с закрытыми калибрами и сварку кромок трубной заготовки, согласно предлагаемому изобретению настройку вытяжки в закрытых калибрах в формовочной группе клетей осуществляют по соотношению
где Р – средний периметр готовой трубы, А – безразмерный коэффициент, лежащий в пределах 0,00885-0,00933, В – безразмерный коэффициент, лежащий в пределах 0,00139-0,00161. Сущность изобретения состоит в следующем. Процесс редуцирования (поперечного сжатия) трубной заготовки в закрытых калибрах с разрезной шайбой обеспечивает выравнивание продольных деформаций, возникающих вследствие поперечного сжатия трубной заготовки. Режим редуцирования задается продольной вытяжкой трубной заготовки в закрытых калибрах. При выполнении экспериментально установленного соотношения
выравнивание продольных деформаций не вызывает гофрообразования и смещения кромок в зоне сварки. Меньшие значения коэффициентов А и В по сравнению с указанными в диапазонах характеризуют низкие значения вытяжки, недостаточные для полного выравнивания продольных деформаций по поперечному сечению трубной заготовки, что вызывает опасность возникновения гофров и смещения кромок в зоне сварки. Большие значения коэффициентов приводят к подрезанию кромок трубной заготовки боковыми плоскостями разрезной шайбы, искривлению геометрии и смещению кромок трубной заготовки и, как следствие, к неравномерности прогрева их при сварке, снижению прочности сварного шва и увеличению выхода брака. Предложенная формула расчета рациональной величины вытяжки ( Пример. Для производства электросварной прямошовной трубы
Средний периметр трубы составляет 135 мм, тогда вытяжка, рассчитанная по предлагаемому соотношению (1), составит
где 0.00909 и 0.0015 – средние значения коэффициентов А и В в приведенных диапазонах соответственно. Данное значение вытяжки является оптимальным с точки зрения снижения дефектов гофрообразования и смещения кромок. По значению Варианты производства прямошовных труб с настройкой вытяжки в закрытых калибрах по соотношению (1) с различными коэффициентами А и В, а также выход годного представлены в таблице.
Из таблицы следует, что при реализации предложенного способа производства прямошовных сварных труб (варианты 3-7) выход годного существенно выше, чем при использовании запредельных значений коэффициентов А и В (варианты 1, 2, 8, 9), а также выше, чем при производстве труб в соответствии со способом-прототипом (вариант 10). Таким образом, технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в повышении выхода годного и позволят по сравнению с базовым вариантом (прототипом) повысить рентабельность производства на 15-20%. Литературные источники 1. Коликов А.П., Романенко В.П., Самусев С.В. и др. Машины и агрегаты трубного производства. – М.: «МИСИС», 1998, 356 с. 2. А.с. №747559 СССР. Способ формовки трубной, преимущественно овальной, заготовки. В.В.Горбунов, П.И.Полухин, Г.И.Осинский и др. опубл. 15.07.80., бюл. №26 3. Рымов В.А., Полухин П.И., Потапов И.Н. Совершенствование производства сварных труб. М.: Металлургия, 1983, 312 с.
Формула изобретения
Способ изготовления прямошовных сварных труб на трубоэлектросварочных агрегатах, включающий формовку трубной заготовки в клетях с открытыми калибрами, редуцирование в клетях с закрытыми калибрами и сварку кромок трубной заготовки, отличающийся тем, что настройку вытяжки
где Р – средний периметр готовой трубы, мм; А – коэффициент, равный 0,00885-0,00933; В – коэффициент, равный 0,00139-0,00161.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
=1/(1-А·е-В·Р), где Р – средний периметр готовой трубы, мм; А – коэффициент, равный 0,00885-0,00933; В – коэффициент, равный 0,00139-0,00161. Снижение дефектообразования (в частности, гофрообразования и дефекта смещения кромок) при формовке трубы, упрощение настройки и контроля процессов формовки и сварки труб приводит к улучшению стабильности работы агрегата и увеличению выхода годного. 1 табл.
45×2 мм из стали 3пс на ТЭСА 19-50 использовали заготовку 139 мм. Заготовку формовали в клетях с открытыми калибрами, редуцировали в клетях с закрытыми калибрами и затем осуществляли сварку кромок. Настройку вытяжки в закрытых калибрах осуществляли по соотношению
