способ изготовления прямошовных сварных труб

Классы МПК:B21C37/06 труб или металлических шлангов; комбинированные способы изготовления труб
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Северсталь" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-04-25
публикация патента:

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: способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 =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.

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 способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 в закрытых калибрах осуществляют по соотношению:

способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477

где Р - средний периметр готовой трубы, мм;

А - коэффициент, равный 0,00885-0,00933;

В - коэффициент, равный 0,00139-0,00161.

Описание изобретения к патенту

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

способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477

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

способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477

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 (способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 ) трубной заготовки оправдана с технологической точки зрения, т.к. именно величина вытяжки является технологически настраиваемым параметром на трубоэлектросварочных агрегатах (ТЭСА). Использование параметра вытяжки упрощает также настройку и контроль процессов формовки и сварки труб, что также приводит к уменьшению брака, улучшению стабильности работы агрегата и увеличению выхода годного.

Пример. Для производства электросварной прямошовной трубы способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 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

способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477

Средний периметр трубы составляет 135 мм, тогда вытяжка, рассчитанная по предлагаемому соотношению (1), составит

способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477

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 способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 =1,0075 были настроены режимы производства труб на трубоэлектросварочном агрегате 19-50. Для трубы 45×2,0 мм данное значение вытяжки является оптимальным, выравнивающим продольные деформации по поперечному сечению трубной заготовки и обеспечивает значительное уменьшение образования гофров и смещение кромок при производстве данной трубы (выход годного составил 99,4%).

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.

Таблица

Варианты реализации предложенного способа изготовления прямошовных сварных труб и выход годного при их производстве
№ вариантаАВ способ изготовления прямошовных сварных труб, патент № 2304477 Размер трубы D×S, мм Выход годного, %
1 0,00800,001301,0079 30×2,091,1
20,00884 0,001381,007833,5×2,0 92,6
3 0,008850,001391,0077 38×2,098,6
40,0090 0,001451,007640×2,0 99,1
5 0,009090,00151,0075 45×2,099,4
60,0092 0,001551,007350×2,0 98,9
7 0,009330,001611,0074 51×2,098,5
80,00934 0,009341,007255×2,0 94,7
9 0,00940,00171,0071 57×2,092,3
10 (прототип)Не регламентируется Не регламентируетсяНе регламентируется63,5×2,0 92,0

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.

Класс B21C37/06 труб или металлических шлангов; комбинированные способы изготовления труб

способ производства прямошовных магистральных труб -  патент 2522408 (10.07.2014)
способ и устройство для изготовления труб со стыковым швом из металлических листов -  патент 2505370 (27.01.2014)
способ герметизации трубы -  патент 2476756 (27.02.2013)
устройство для профилирования и способ профилирования материала -  патент 2473407 (27.01.2013)
способ изготовления труб на непрерывных трубосварочных агрегатах -  патент 2465084 (27.10.2012)
способ изготовления труб -  патент 2442670 (20.02.2012)

формовочная клеть трубопрофильного стана -  патент 2422225 (27.06.2011)
формовочная клеть трубопрофильного стана -  патент 2422224 (27.06.2011)
способ изготовления труб на непрерывных трубосварочных агрегатах -  патент 2412016 (20.02.2011)
способ изготовления трубопровода -  патент 2406580 (20.12.2010)
Наверх