способ электродуговой сварки спирально-шовных труб

Классы МПК:B21C37/08 изготовление труб сваркой или пайкой швов
B21C37/12 изготовление труб или металлических шлангов со спирально-расположенными швами 
B23K9/18 дуговая сварка под флюсом 
B23K101/06 трубы
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Волжский трубный завод" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-04-14
публикация патента:

Изобретение относится к трубному производству, а именно к производству сварных спиральношовных труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов. Из полосы путем непрерывной формовки получают трубную заготовку. Выполняют электродуговую сварку под слоем флюса наружного и внутреннего спиральных рабочих швов. Глубина проплавления внутреннего шва составляет 60-80% толщины стенки трубы. Высота валика усиления внутреннего шва Н не превышает полученного из выражения Н=0,8·способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 ·К, мм, где способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 - толщина стенки трубы в мм; К - коэффициент, находящийся в пределах 0,45-0,20 в обратно пропорциональной зависимости от толщины стенки трубы. Улучшается формирование внутреннего шва за счет оптимизации величины проплавления внутреннего шва и высоты валика усиления, обеспечивающее плавный переход последнего в основной металл.

Формула изобретения

Способ электродуговой сварки спирально-шовных труб большого диаметра, включающий непрерывную формовку полосы в трубную заготовку и электродуговую сварку под слоем флюса наружного и внутреннего спиральных рабочих швов, отличающийся тем, что внутренний шов выполняют с глубиной проплавления, составляющей 60-80% толщины стенки трубы, и высотой валика усиления Н, не превышающей 0,8·способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 ·K, мм, где способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 - толщина стенки трубы, мм;

К - коэффициент, находящийся в пределах 0,45-0,20 в обратно пропорциональной зависимости от толщины стенки трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при изготовлении спиральношовных труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов.

Известен способ электродуговой сварки спиральношовных труб большого диаметра, включающий непрерывную формовку полосы в трубную заготовку, электродуговую под слоем флюса сварку наружного и внутреннего спиральных рабочих швов (В.Н.Зарицкий, Л.Б.Сабун, Ю.И.Райчук и др. Спиральношовные трубы для трубопроводов тепловых и атомных электростанций. М.: Энергия, 1980).

При этом, величины проплавления наружного и внутреннего швов не регламентируются и доля внутреннего шва (глубина проплавления) может достигать 0,90-0,95 толщины стенки трубы.

Большая глубина проплавления внутреннего шва предопределяет образование большой ванны расплавленного металла, что при последующем затвердевании способствует формированию сварного соединения с проседанием ("седловиной") в средней по ширине его части.

При формировании сварного соединения с "седловиной" увеличивается угол перехода валика усиления сварного шва в основной металл.

В описанном способе не регламентируется также высота валика усиления внутреннего шва.

В некоторых нормативных документах, например, ГОСТ Р52079-2003 "Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов", определена максимальная высота валика усиления внутреннего шва (3,5 мм) для труб всех толщин.

Большая высота валика усиления внутреннего шва является дополнительным фактором, способствующим образованию его неплавного перехода в основной металл.

В результате формируется сварное соединение с неплавным переходом валика усиления внутреннего шва в основной металл: угол перехода приближается к 90°.

При такой форме сварного соединения резко увеличивается концентрация напряжений в околошовной зоне.

В условиях статического и, особенно, циклического нагружения газонефтепроводов это приводит к снижению их конструктивной прочности.

В основе данного изобретения лежит решение задачи по улучшению формы сварного соединения путем оптимизации величины проплавления внутреннего шва и высоты валика усиления шва.

Поставленная задача решается тем, что в способе сварки спиральношовных труб большого диаметра, включающем непрерывную формовку полосы в трубную заготовку, электродуговую под слоем флюса сварку наружного и внутреннего спиральных рабочих швов, величина проплавления внутреннего шва составляет 60-80% толщины стенки трубы, а высота валика усиления внутреннего шва "Н" не превышает полученного из выражения:

H=0.8·способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 ·K (мм), где

способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 - толщина стенки трубы в мм;

К - коэффициент, находящийся в пределах 0,45-0,20 в обратно пропорциональной зависимости от толщины стенки трубы (0,45 при минимальной толщине стенки трубы 6,0 мм и 0,20 при максимальной 18,7 мм).

Заявленные соотношения получены опытным путем.

Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является получение при сварке спиральношовных труб сварных соединений с плавным переходом валика усиления внутреннего шва в основной металл. Это достигается в результате уменьшения объема ванны расплавленного металла и оптимизации высоты валика усиления при выполнении внутреннего шва, благодаря чему формируется внутренний шов без седловины.

В соответствии с разработанным способом была изготовлена опытная партия труб размером 1420×15,7 мм из стали типа Х70.

Режимы сварки были подобраны таким образом, чтобы обеспечить заявленные соотношения.

В трубах отмечено хорошее формирование сварного соединения - валик усиления внутреннего шва имел плавный переход к основному металлу.

Глубина проплавления внутреннего шва находилась в пределах 0,72-0,78 толщины стенки трубы (т.е. в заявленных пределах 0,60-0,80), а высота валика усиления составляла 2,6-2,7 мм.

(Рассчитаем максимальную величину валика усиления шва согласно заявленной формуле для труб с толщиной стенки 15,7 мм.

способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576

Hмакс.=0,8·15,7·0,238=2,99)

Если глубина проплавления внутреннего шва была менее заявленной минимальной ее величины (например, составляла 0,56 толщины стенки), не обеспечивалось надежное перекрытие швов (способ электродуговой сварки спирально-шовных труб, патент № 2334576 2,0 мм). Формирование шва с седловиной происходило при величине проплавления внутреннего шва 0,84-0,86 толщины стенки и при высоте валика усиления внутреннего шва ˜3,4-3,5 мм.

Таким образом, предлагаемый способ сварки спиральношовных труб с заявляемыми величинами проплавления и высоты валика усиления внутреннего шва обеспечивает хорошее формирование внутреннего шва с плавным переходом валика усиления в основной металл.

Класс B21C37/08 изготовление труб сваркой или пайкой швов

высокопрочная сварная стальная труба и способ ее получения -  патент 2509171 (10.03.2014)
стан для производства сварных прямошовных труб -  патент 2504449 (20.01.2014)
способ изготовления трубы -  патент 2493927 (27.09.2013)
высокопрочная стальная труба для применения при низких температурах с превосходной прочностью при продольном изгибе и ударной прочностью зоны термического влияния при сварке -  патент 2493286 (20.09.2013)
устройство для формовки и сварки продольных швов труб -  патент 2488457 (27.07.2013)
способ изготовления сварных труб большого диаметра -  патент 2486981 (10.07.2013)
устройство для измерения радиальных усилий и настройки калибров валков клетей трубоэлектросварочного агрегата -  патент 2477189 (10.03.2013)
формовочная клеть -  патент 2476282 (27.02.2013)
рабочая линия трубоэлектросварочного агрегата -  патент 2476281 (27.02.2013)
способ получения из цилиндрической трубы круглого профиля работающей на изгиб трубы овального профиля -  патент 2460603 (10.09.2012)

Класс B21C37/12 изготовление труб или металлических шлангов со спирально-расположенными швами 

способ производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра с повышенным ресурсом эксплуатации в агрессивных средах для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы -  патент 2523407 (20.07.2014)
способ изготовления труб -  патент 2506132 (10.02.2014)
способ изготовления спирально-шовных труб -  патент 2476283 (27.02.2013)
машина для получения труб со спиральным замковым швом из цельного рулонного проката -  патент 2429094 (20.09.2011)
устройство и способ изготовления навиваемых по спирали конструкций -  патент 2415726 (10.04.2011)
способ изготовления внутреннего и наружного зубчатых венцов на тонкостенных цилиндрических полых изделиях -  патент 2379150 (20.01.2010)
технологическая линия для изготовления спирально-шовных труб из рулонного проката -  патент 2334577 (27.09.2008)
технологическая линия для изготовления спиральношовных труб из отдельных листов -  патент 2320439 (27.03.2008)
технологическая линия для изготовления спирально-шовных труб из рулонного проката -  патент 2320438 (27.03.2008)
технологическая линия для изготовления спирально-шовных труб из отдельных листов -  патент 2308339 (20.10.2007)

Класс B23K9/18 дуговая сварка под флюсом 

способ наплавки внутренней поверхности радиальных отверстий цилиндрического изделия и устройство для его осуществления -  патент 2520882 (27.06.2014)
сварочная головка -  патент 2512702 (10.04.2014)
способ дуговой сварки под флюсом закладных деталей -  патент 2508971 (10.03.2014)
комбинированный способ сварки, использующий комбинацию газоэлектрической сварки металлическим электродом и дуговой сварки под флюсом, и машина комбинированного действия для дуговой сварки -  патент 2506148 (10.02.2014)
способ аргонодуговой сварки неплавящимся электродом -  патент 2505385 (27.01.2014)
способ дуговой сварки стального листа под флюсом -  патент 2493943 (27.09.2013)
способ сварки крупноразмерных металлических обечаек -  патент 2492038 (10.09.2013)
способ дуговой сварки стального материала под флюсом с применением множества электродов -  патент 2486996 (10.07.2013)
способ снятия остаточных напряжений в кольцевых сварных соединениях металлов при сварке под флюсом и устройство для его реализации -  патент 2477202 (10.03.2013)
способ и устройство обработки порошка для сварочного аппарата -  патент 2470753 (27.12.2012)

Класс B23K101/06 трубы

устройство сварки двух труб, способ сварки двух труб (варианты), система измерения "выше-ниже" и центратор совмещения двух свариваемых труб -  патент 2524457 (27.07.2014)
труба с двойными стенками, способ изготовления трубы с двойными стенками и парогенератор -  патент 2518654 (10.06.2014)
сварочное устройство для трубы, свариваемой методом электрического сопротивления -  патент 2508972 (10.03.2014)
сварочная установка для свариваемых методом электросопротивления труб -  патент 2503527 (10.01.2014)
способ удлинения сваи -  патент 2499655 (27.11.2013)
механизм перемещения машины для сварки труб -  патент 2481933 (20.05.2013)
универсальная установка для изготовления трубных узлов -  патент 2478460 (10.04.2013)
способ изготовления стальной трубы лазерной сваркой -  патент 2456107 (20.07.2012)
сварная стальная труба, изготовленная с применением высокоэнергоплотного луча, и способ ее изготовления -  патент 2448796 (27.04.2012)
способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб -  патент 2444423 (10.03.2012)
Наверх