Спосіб виготовлення гнутих відводів

Спосіб виготовлення гнутих відводів, що включає індукційне гнуття труб-заготівок в трубозгинальній машині з забезпеченням фіксації кінців заготівки у процесі гнуття, який відрізняється тим, що трубу-заготівку необхідної довжини одержують шляхом зварювання кільцевим швом відрізків ідентичних труб, при цьому кільцевий шов з біляшовною зоною піддають локальному нагріванню в інтервалі температур від (Асз+150°С) до (Асз -100°С), розплющують валик шва до рівня прилягаючого металу трубної заготівки, а потім здійснюють загартування звареного з'єднання шляхом охолодження від ідентичного локальному нагріванню інтервалу температур зі швидкістю охолодження 10-50°С/сек і відпускають його в інтервалі температур від Асі до (Асі-150°С), де: Асз (верхня критична точка) - температура кінця розчинення фериту в аустеніті; Асі (нижня критична точка) - температура перетворення перліту в аустеніт. Спосіб відноситься до галузі виробництва труб та виробів з них і може бути використаний при виготовленні гнутих відводів. Відомий спосіб виготовлення гнутих відводів, що включає індукційне гнуття труби-заготівки в трубозгинальній машині з забезпеченням фіксації її кінців у процесі гнуття (А.І. Гальперін «Машини і устаткування для виготовлення криволінійних ділянок трубопроводів», вид. «Надра», М, 1983р., с 130-153). Процес виготовлення відводів полягає в установці труби-заготівки в трубозгинальну машину, затиску переднього кінця труби в пристрої, розташованому на поворотному важелі, фіксації заднього кінця труби-заготівки в напрямних, нагріванні за допомогою індуктора ділянки труби до заданої температури, включенні механізму, що штовхає трубу і переміщенні труби, при якому поворотним важелем згинається передня частина труби. У результаті зазначених операцій виходить вигнута по заданому радіусу труба, тобто гнутий відвід, що складається з вигнутої частини і кінцевих прямих ділянок. При цьому з однієї труби виготовляється один або кілька відводів, у залежності від заданих параметрів виробу (кут і радіус вигину, довжина кінцевих прямих ділянок) і залишається відрізок труби, довжина якого менше довжини відводу. Цей відрізок після обрізки переводиться у відходи. В основу корисної моделі покладена задача створення способу виготовлення гнутих відводів придатного для підвищення коефіцієнта використання металу. Ця задача вирішена за рахунок технічного результату, який полягає в тому, що для виготовлення відводу може бути використана труба-заготівка, зібрана з відрізків необхідної довжини, якій по запропонованій технології забезпечують характеристики, які має труба-заготівка, виготовлена без зварювання відрізків. Під необхідною довжиною труби-заготівки в даному випадку розуміється довжина відводу, що складається з довжини вигнутої частини, обумовленої заданими радіусом і кутом гнуття, та сумарної довжини кінцевих ділянок, що забезпечують фіксацію кінців заготівки в трубозгинальній машині при гнутті. Для досягнення цього технічного результату в способі виготовлення гнутих відводів, що включає індукційне гнуття труб-заготівок в трубозгинальній машині з забезпеченням фіксації кінців заготівок у процесі гнуття, трубу-заготівку необхідної довжини ю со 4395 одержують шляхом зварювання кільцевим швом відрізків ідентичних труб, при цьому кільцевий шов з біляшовною зоною піддають локальному нагріванню в інтервалі температур від (Асз+150°С) до (Асз-100°С), розплющують валик шва до рівня прилягаючого металу трубної заготівки, а потім здійснюють загартування звареного з'єднання шляхом охолодження від ідентичного локальному нагріванню інтервалу температур зі швидкістю охолодження 10-50°С/сек і відпускають його в інтервалі температур від Асі до (Асі-150°С) Під температурою Асз (верхня критична точка) розуміється «температура кінця розчинення фериту в аустеніті», під температурою Асі (нижня критична точка) - «температура перетворення перліту в аустеніт» (А П Гуляєв «Металознавство», вид «Металургія», М 1977р , с 231) Заявлені параметри отримані дослідницьким шляхом ВІДМІННІСТЬ заявленого способу виготовлення гнутих ВІДВОДІВ полягає в тому що трубу-заготівку необхідної довжини одержують шляхом зварювання кільцевим швом відрізків ідентичних труб, при цьому кільцевий шов з біляшовною зоною піддають локальному нагріванню в інтервалі температур від (Асз+150°С) до (Асз-100°С), розплющують валик шва до рівня прилягаючого металу трубної заготівки, а потім здійснюють загартування зварного з'єднання шляхом охолодження від ідентичного локальному нагріванню інтервалу температур зі швидкістю охолодження 10-50°С/сек і відпускають його в інтервалі температур від Асі до (Асі150°С) Між ВІДМІННИМИ ознаками і технічним результатом є причинно-наслідковий зв'язок Тільки завдяки використанню для одержання труби-заготівки відрізків ідентичних труб, довжина яких менше довжини труби-заготівки, необхідної для одержання відводу заданих розмірів, шляхом зварювання цих труб кільцевим швом з наступною обробкою як самого кільцевого шва, так і біляшовноі зони У результаті запропонованої обробки властивості кільцевого звареного з'єднання трубизаготівки формуються на рівні вимог до основного металу труби-заготівки і, таким чином, наявність такого стику на циліндричній частині або в зоні вигину відводу не позначається на його експлуатаційних характеристиках Запропонований спосіб здійснюється в такій ПОСЛІДОВНОСТІ Трубу-заготівку необхідної довжини для виробництва ВІДВОДІВ заданого сортаменту одержують шляхом зварювання кільцевим швом ідентичних труб або їхніх відрізків Цей кільцевий шов з біляшовною зоною (зварене з'єднання) нагрівають за допомогою кільцевого індуктора до температур у діапазоні від (АСз+150°С) до (Асз100°С) і в вальцювальній КЛІТІ, З ЗОВНІШНІМИ вал ками і внутрішньою оправкою, розплющують шов до рівня прилягаючого основного металу Загартування звареного з'єднання здійснюють шляхом підігріву за допомогою кільцевого індуктора трохи остиглого при розплющуванні зварного з'єднання до температур (Асз+150°С)-(Асз-100°С), а потім нагріту зону прохолоджують за допомогою, наприклад, кільцевого спреєра зі швидкістю (1050°С/сек), після відпускають охолоджений метал, нагріваючи його спеціальним індуктором до температур від Асі до (Асі-150°С) Потім заготівку встановлюють у трубозгинальну машину, здійснюють індукційне нагрівання і виконують гнуття відводу Якщо зварене з'єднання значно охололо, то підігрівання до температур (Асз+150°С) (Асз100°С) здійснюється в печі з наступним охолодженням при тих же швидкостях і відпуском в тій же печі шляхом нагрівання загартованого металу до температур від Асі до (Асі-150°С) У процесі проведених досліджень було встановлено, що при нагріванні зварного з'єднання для розплющування шва до температури більш (Асз+150°С) спостерігається значний ріст аустенітного зерна, що приводить до зниження в'язких властивостей металу, а при нагріванні до температури нижче (Асз-100°С) структурні перетворення металу, що відбуваються, не забезпечують умови одержання заданих властивостей металу Передбачена швидкість охолодження (10-50°С/сек) для реально існуючих марок сталі забезпечує формування необхідної структури зварного з'єднання Охолодження зі швидкістю вище 50°С/сек вимагає підвищеної витрати охолоджуючого середовища без підвищення ефективності процесу Охолодження металу від температур, близьких до верхньої критичної точки, зі швидкістю нижче 10°С/сек для використовуваних у даному виробництві сталей не приводить до необхідних структурних змін і, отже, некорисно Відпуск зварного з'єднання при нагріванні до температури вище Асі приведе до зниження МІЦНОСТІ металу, а відпуск при нагріванні до температури нижче (Асі-150°С) не дозволить забезпечити задану в'язкість і пластичність металу Конкретні приклади ВІДВІД розміром 1020x15мм, радіус гнуття 5000мм, кут 40°, сталь К60 (08М1НФБ) Довжина труби 11200мм Довжина прямих КІНЦІВ ПО 1600ММ Для зазначеної сталі температура Асз дорівнює 900°С, Асі - 720°С Виготовлення відводу по найбільш близькому аналогу Довжина відводу - 6690мм 3 труби довжиною 11200мм може бути виготовлений один ВІДВІД Трубу довжиною 11200мм укладають у згинальну машину і затискають передній кінець труби довжиною 1600мм на поворотному важелі, що забезпечує радіус гнуття 5000мм Включають індукційне нагрівання і проштовхують у напрямних трубу до розвороту важеля на заданий кут, після чого трубу звільняють і ВІДВІД готовий У виготовленому ВІДВОДІ довжина переднього циліндричного кінця дорівнює 1600мм, а заднього 6110мм, хоч задано було 1600мм Зайву частину труби (61101600=4510мм) відрізають і переводять у відходи Витратний коефіцієнт металу - 11200/6690 - 1,67 Коефіцієнт використання металу -1/1,67=0,60 Виготовлення відводу по заявленому способу Трубу довжиною 11200мм розмічають і розрізають на відрізок рівний довжині відводу (6690мм) і залишок довжиною 4510мм Залишок труби довжиною 4510мм після відповідної підготовки крайок приварюють до наступної труби, одержуючи подовжену трубу 11200+4510=15710мм Цю трубу з 4395 кільцевим швом встановлюють у спеціальну машину для розвальцювання кільцевих швів, де зазначений шов і біляшовну зону нагрівають з до температури 1000°С (Асз+100°С), потім розплющують шов до рівня прилягаючого до нього основного металу. Після цього подовжену трубу знову розмічають на відрізки, кратні довжині відводу (6690мм), і одержують заготівки для двох відводів і відрізок довжиною рівної 15710-2х6690=2330мм. З заготівок довжиною 6690мм виготовляють відводи по описаній вище технології, а залишок труби довжиною 2330мм приварюють до наступної труби й одержують трубу довжиною 11200+2330=13530мм. Кільцевий шов обробляють зазначеним вище образом і отриману заготівку знову розмічають на два відрізки, кратних 6690мм і залишок труби, рівний 13530-2x6690=150мм. Цей залишок переводять у відхід. Таким чином, із трьох труб довжиною по 11200мм виготовили 5 відводів довжиною по 6690мм Отримані вироби з Комп'ютерна верстка Л Литвиненко розкатаними зварними з'єднаннями задають у газову піч, де нагрівають знову до температури 1000°С і прохолоджують у водяній ванні зі швидкістю 30°С/сек. Після зазначеного прискореного охолодження ці загартовані відводи нагрівають до температури 600°С (Асі-120°С) і прохолоджують на повітрі Витратний коефіцієнт металу при цьому дорівнює 3x11200/5x6690=1,004. Коефіцієнт використання металу 1/1,004=0,996, що в 1,66 рази вище, ніж в способі по найближчому з аналогів. Таким чином, використання заявленого способу дозволяє значно підвищити коефіцієнт використання металу труби-заготівки, а, отже, істотно знизити витрати металу на виготовлення ВІДВОДІВ. Використання заявленого способу стає можливим завдяки запропонованій технології по забезпеченню збереження характеристик матеріалу основної труби відводу. Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601