Спосіб виготовлення багатошарових тонкостінних труб

Изобретение относится к технологии изготовления тонкостенных многослойных труб из коррозионностойких сталей пакетной прокаткой на станах ХПТР, в частности, используемых при производстве сильфонов. Известен способ изготовления многослойных труб, включающий следующие основные операции: нанесение защитного покрытия на трубы-слои с предготовой толщиной стенки и сборка из них многослойных пакетов; устранение межслойных зазоров раздачей и волочением; обварка концов труб; пакетная прокатка на станах ХПТР; обезжиривание; повторная обварка концов; обрезка концов труб; термообработка (Технологическая инструкция ЮТЗ ТИ №15 - 84 85). При использовании данного способа имеет место большой расход металла, связанный с образованием брака при термообработке по причине: - локальной свариваемости труб-слоев, обусловленной действием сжимающих напряжений между слоями, образовавшихся при прокатке на станах ХПТР при частичном разрушении защитного покрытия; искажением формы труб-слоев ("схлопыванием"), что обусловлено быстрым превращением в пар высокого давления кристаллизационной воды, находящейся в капиллярных "каналах между слоями. Задачей данного решения является создание способа изготовления многослойных тонкостенных труб, характеризующегося низким расходом металла. Эта задача решена тем, что в способе, включающем сборку многослойного пакета из труб-слоев с предготовой толщиной стенки, имеющих специальное покрытие, устранение межслойных зазоров, обварку концов труб, пакетную прокатку на стане ХПТР, повторную обварку концов, обезжиривание, обрезку концов и термообработку, перед термообработкой трубы сначала обкатывают на косовалковом правильном стане со знакопеременной овализацией в пределах 4 - 8%, а затем осуществляют нагрев труб до температуры 150 - 180°C со скоростью 0,5 - 1°C в секунду и выдержку при этой температуре 3 - 4мин на 1 метр длины труб. Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в проведении двух дополнительных операцией между обрезкой концов труб и термообработкой, а именно трубы после обрезки концов сначала обкатывают на косовалковом плавильном стане, а затем осуществляют и х нагрев и выдержку по указанным выше режимам. Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в значительном снижении расхода металла. Это связано с тем, что проведение обкатки со знакопеременной овализацией в пределах 4 - 8% обеспечивает существенное снижение (вплоть до нуля) напряжений между трубами-слоями, вследствие чего исключается их локальная свариваемость. При последующем нагреве труб до 150 - 180°C происходит их сушка, при которой происходит постепенный выход из межслойного пространства кристаллизационной воды, перешедшей в парообразное состояние. Указанное исключает искажение формы трубслоев при термообработке под действием пара высокого давления (при температуре ~1000°C). Предложенный способ осуществляют следующим образом. После сборки труб-слоев с предготовой толщиной стенки в многослойные пакеты (вариант "труба в трубу) производят устранение межслойных зазоров раздачей и волочением на волочильном стане. Далее трубы обваривают по обоим концам на контактной шовной машине, после чего прокатывают в пакете на стане ХПТР со степенью деформации 45 - 50%. После повторной обварки концов (для гарантированной герметизации) трубы обезжиривают в ванне со щелочным раствором. Далее производят обрезку обваренных концов и обкатку на косовалковом стане с осуществлением знакопеременной овализации труб, составляющей 4 - 8% от величины диаметра. После указанной обработки диаметр труб увеличивается на 0,1 - 0,15мм, образуются локальные зазоры и уменьшаются сжимающие напряжения между слоями. Это многократно уменьшает вероятность сваривания труб-слоев при последующей термообработке. После обкатки трубы подвергают сушке при температуре 150 - 180°C. Нагрев производят со скоростью 0,5 - 1°C в секунду. Выдержка составляет 3 - 4 минуты на 1 метр длины трубы. Нагрев проводят в печи типа колпаковой. Предложенный и известный способы были испытаны при производстве шестислойных труб из стали типа Х18Н10Т-МТ 60 ´ 0,2мм ´ 6. Эксперимент был осуществлен следующим образом. Партия труб 90 штук была разделена на шесть частей по 15 штук. Одна часть труб была обработана по известной технологии - сборка труб-слоев с покрытиями в пакет, устранение межслойных зазоров, обварка концов, пакетная прокатка на стане ХПТР 30 - 60 по маршруту 63,5 ´ 0,38 ´ 6 - 60 ´ 0,2мм ´ 6, обрезка и обварка концов, обезжиривание, обрезка концов, термообработка в печи с водородной атмосферой "Древер" при конечной температуре нагрева 1000°C со скоростью движения трубы в печи 0,5м/мин. Пять остальных частей труб обрабатывались аналогично первой до операции термообработки. Перед термообработкой эти трубы были обкатаны на косовалковом правильном стане 20 - 90, имеющем три пары валков, при этом параметры настройки стана были следующие: угол установки валков к оси правки 30°, число оборотов валков в минуту - 50, овализация трубы во все х трех парах валков варьировалась от 3 до 10%. Затем трубы после обкатки по вышеуказанным режимам перед термообработкой были просушены в колпаковой печи при температуре и скорости нагрева варьируемых от 125 до 220°C и от 0,3 до 1,2°C/мин с выдержкой при этой температуре от 2 до 5 минут на 1 метр длины трубы (т.е. параметры варьировались от меньших до больших величин, чем предложенные в данном способе). Как видно из представленных в таблице данных, наименьший брак по свариваемости труб-слоев и искажению их формы и наименьший расходный коэффициент металла (РКМ) имел место в вариантах 2 - 4, где варьируемые параметры соответствовали заявленным в формуле изобретения. В случае выхода значений этих параметров за пределы, оговоренные в формуле изобретения, ухудшаются показатели производства за счет увеличения брака труб по свариваемости слоев и искажению их формы и повышения РКМ.