Спосіб виробництва двошарових труб

Винахід відноситься до трубного виробництва і може бути використаний при виробництві двошарових тр уб з підвищеною міцністю. Відомий спосіб виробництва двошарових труб [1], при якому трубу меншого діаметра вводять у трубу більшого діаметра, потім верхню трубу нагрівають і обтискають обкатаними роликами. У процесі остивання зовнішньої труби її вн утрішня поверхня сполучається з зовнішньою поверхнею внутрішньої тр уби. Основним недоліком відомого способу є виникнення розшарувань між шарами, що приводить до зниження міцнісних характеристик і терміну експлуатації труби. Відомий спосіб виробництва зварених двошарових труб [2], відповідно до якого спочатку здійснюють формування і зварювання внутрішнього шару, після утворення якого довкола нього формують і зварюють зовнішній шар, при цьому внутрішній діаметр зовнішнього шару призначають рівним 1,0 ¸ 1 2 зовнішнього , діаметра внутрішнього шару, а отриману двошарову тр убу піддають теплому редукуванню з величиною обтиснення рівною 2-10% величини зовнішнього діаметра зовнішнього шару. Це забезпечує підвищення якості труб, що виготовляються. Недоліком відомого способу є його застосовність тільки для зварених труб . Крім того, діапазон відносин діаметрів шарів і величини обтиснення двошарової труби встановлені експериментально. Як критерій оптимальності обране зусилля випресовування внутрішнього шару готової двошарової труби. Це приводить до необхідності проведення подібних експериментальних іспитів для кожного типорозміру тр уб, що ви готовляються, і для уточнення співвідношення діаметрів зовнішнього і внутрішнього шарів, але не гарантує відсутність розшарування шарів. Найбільш близьким по технічній суті і результату, який досягається, є спосіб виробництва біметалічних труб [3], що включає зборку з зазором трубних заготовок, її обтискання, нагрівання зовнішньої труби і її гарячу деформацію й одночасне охолодження внутрішньої труби. При цьому роблять нагрівання і деформацію тільки зовнішньої труби, а потім редукування здійснюють до збігу поверхонь, ще сполучаються. Зібрану тр убн у заготовку перед нагріванням попередньо обтискають у межах пружної деформації в овалізуючих калібрах у дво х взаємоперпендикулярних напрямках для забезпечення зазору між трубами. Недоліком відомого способу є складність витримки по периметру зазору між трубами в процесі редукування, що може привести до виникнення розшарувань або до ушкодження зовнішньої поверхні внутрішньої тр уби. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виробництва двошарових труб шляхом вибору оптимального швидкісного режиму редукування трубної заготовки, при якому збіг поверхонь труб, що сполучаються, здійснюється без їх ушкодження і утворення розшарувань, що забезпечує підвищення якості отриманих труб. Поставлена задача вирішується таким чином, що в способі виробництва двошарових труб, що включає зборку зчеплених з зазором труб, нагрівання і редукування зовнішньої труби, відповідно до винаходу, редукування проводять при швидкісному режимі, який забезпечує стовщення стінки зовнішньої труби на величину D = (1 - 5 )% від товщини труби d, при цьому оптимальне число обертів валків редукційного стану mопт . розраховують за авторською методикою: mопт. = F( D, d, Dкат , D, vлін ), де: D, Vлін - діаметр і лінійна швидкість зовнішньої труби, відповідно; Dкат . - катаючий діаметр валків; Застосування способу, що заявляється, забезпечує в двошаровій трубі, яка одержується, високу міцність між шарами та виключає появу розшарування в зоні поверхонь, що сполучаються. Все це сприяє поліпшенню якості отриманих труб. Між істотними ознаками й технічним результатом, який одержується, існує причинно-наслідковий зв'язок, реалізований таким чином, що розрахунок числа обертів валків mопт . при редукуванні зовнішньої труби виконують за авторською методикою, заснованою на вирішенні об'ємної деформаційної задачі вільного гарячого редукування зовнішньої труби, при цьому критерієм оптимальності обраного режиму є збільшення товщини труби на величину D, що дорівнює (1-5)% від товщини d, і яка відповідає розрахунковому значенню числа обертів валків mопт . Якщо число обертів валків m 1 вибрати більше mопт . , то стискаючі напруги можуть зрости в такому ступені, що може відбутися зменшення діаметра внутрішнього шару, а це еквівалентно збільшенню зазору, і навпаки, при m1 < mопт . виникнуть тангенціальні напруги, що розтягують тр убу, приведуть до стоншення верхнього шару і відповідного збільшення зазору між шарами. Якщо D 5% - може привести до перенавантаження редукційного стану. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. Проводять зборку трубни х заготовок шляхом введення внутрішньо; труби з зовнішню, потім труба надходить в обтискну кліть редукційного стану, де піддається обтисненню в межах пружної деформації, потім верхню трубу нагрівають індуктором і редукують при швидкісному режимі, що забезпечує збільшення товщини зовнішньої труби на величину D, рівну (1-5)% від d. Межі температури нагрівання труби перед редукуванням вибирають, виходячи з можливих сполучень металів шарів двошарових тр уб, з урахуванням різниці величини об'ємного розширення різних металів. Число обертів валків у редукційному стані mопт . розраховують за авторською методикою як функцію величини D, діаметра, товщини і лінійної швидкості зовнішньої труби і катаючого діаметра валків. Приклад. В умовах металургійного підприємства було проведено виготовлення дослідної партії двошарових труб O30 ´ ( 2 ´ 2 ) зі сполучення: нержавіюча сталь+вуглецева сталь з використання способу, що заявляється. / Відсутність розшарувань у труба х було встановлено за допомогою ультразвукового дефектоскопа УД2-12 у тіньовому і ЕХО-імпульсному режимі прозвучування всієї поверхні труби ультразвуковими перетворювачами з робочою частотою 5,0Мгц. Міцність зчеплення шарів перевірялася по величині питомого тиску при випресовуванні внутрішнього шару і склало не менш 20Н/мм 2. Проведені іспити показали, що застосування способу, що заявляється, забезпечує відсутність розшарувань по периметру труби та поліпшує її міцнісні характеристики, що збільшує термін її експлуатації. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації №1808645, В23Р11/02, 1993. 2. Авт. свід. СРСР №1606212, У21С37/06, 1990. 3. Патент Російської Федерації №1332675, В23Р11/02, 1999.