СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОШОВНЫХ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА Российский патент 1996 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к способу производства прямошовных электросварных труб большого диаметра с ориентированной односторонней разностенностью для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра, включающий форму заготовок, сварку стыкуемых кромок, экспандирование полученных труб и обработку их торцов [1]
Однако известный способ имеет следующие недостатки. Трубы имеют одинаковую номинальную толщину стенки по периметру и при транспортировке абразивных продуктов в виде сыпучих материалов и пульп ( заполнения периметра) происходит интенсивный износ нижней ее части. В результате продуктопровод выходит из строя из-за полного износа нижней его части, тогда как верхняя часть ( периметра трубы) находится в рабочем состоянии, т.е. практически не подвергается износу, кроме естественной коррозии.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является продолжение срока службы продуктопроводов для транспортировки сыпучих материалов и пульп путем изменения толщины стенки труб по диаметру.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе производства электросварных прямошовных труб большого диаметра используют составной лист, состоящий из листового штрипса, на который предварительно накладывают и приваривают дополнительный лист, располагая его симметрично относительно продольной оси листового штрипса, при этом используют дополнительный лист, имеющий длину равную длине листового штрипса, и ширину меньшую ширины последнего, а суммарную толщину листового штрипса и дополнительного листа выбирают из условий превышения номинальной толщины штрипса, по меньшей мере, в 1,5 раза. При этом ширину дополнительного листа определяют из следующего соотношения:
B_ш≅ B_д≅ B_ш где B_д расчетная ширина дополнительного листа, сс;
В_ш расчетная ширина листового штрипса.

На фиг.1 изображена составная заготовка, на фиг.2 схема предварительной формовки заготовки; на фиг.4 схема окончательной формовки (вариант со шпонкой); на фиг.5 то же, бесшпоночный вариант; на фиг.6 сварка стыкуемых кромок заготовки; на фиг.7 схема экспандирования полученной трубы; на фиг.8 сечение по А-А на фиг.7; на фиг. 9 калибрующий конус.

Составной лист 1 (фиг.1) получают соединением листового штрипса с дополнительным листом, располагая его симметрично относительно продольной оси листового штрипса, при этом используют листы одинаковой длины, а ширину дополнительного листа выбирают меньше ширины листового штрипса. Суммарную толщину листового штрипса и дополнительного листа выбирают из условия превышения номинальной толщины штрипса, по меньшей мере, в 1,5 раза, а ширину дополнительного листа определяют из следующего соотношения:
B_ш≅ B_д≅ B_ш где В_д расчетная ширина дополнительного листа, мм;
В_ш расчетная ширина штрипса, мм.

После сварки листов производится строжка продольных кромок широкого листа в кромкострогальном станке (или обработка фрезерованием на магнитном стенде) в зависимости от применяемого оборудования.

Простроганный лист с разделкой кромок получает расчетную номинальную ширину В_ш, из которого изготавливают трубу с увеличенной толщиной стенки.

Составной лист 1 подается в кромкогибочный стан (или пресс) (фиг.2), где производится подгибка кромок под радиус трубы. Диаметр гибочных дисков D₁ верхнего валка 2 и диаметр центрального диска D₂ подбирается и рассчитывается в зависимости от задаваемого диаметра трубы, а диаметр гибочных дисков D₃ нижнего валка 3 и диаметр этого валка D₄ подбираются и рассчитываются в зависимости от задаваемого диаметра трубы и скорости вращения W верхнего 2 и нижнего 3 валков.

После подгонки кромок составной лист 1 задается в гидравлический пресс предварительной формовки (фиг.3), где пуансоном 4, имеющим расчетный диаметр D_п, производится изгибание центральной части составного листа 1 усилием Р, зависящим от толщины составного листа и механических свойств металла. Регулирование разъема между кромками S на заготовке производится высотой h постели 5 и усилием формовки Р. Высота полуфабриката Н при этом изменяется в зависимости от исходной ширины составного листа В_ш, высоты h постели и ширины разъема S.

Из пресса предварительной формовки изогнутый полуфабрикат задается в гидравлический пресс окончательной формовки, где производится формовка в круглую трубу усилием Р₁. Трубная заготовка 1 подается в пресс окончательной формовки, обжимается в калибре, состоящем из нижнего 6 и верхнего 7 штамподержателей, несущих сменные калибрующие вкладыши: верхние 8 и нижние 9. В верхнем вкладыше 8 имеется Т-образная шпонка 10, в которую упираются кромки трубной заготовки 1. При бесшпоночной формовке Т-образной шпонки может не быть, тогда кромки заготовки 1 упираются друг в друга, при этом диаметр калибра уменьшается на толщину шпонки. При окончательной формовке рассчитывается усилие Р₁ обжатия заготовки и придания ей необратимой формы. Величина усилия Р₁ рассчитывается в зависимости от диаметра изготавливаемой трубы, толщины стенки листового штрипса S_т и толщины дополнительного листа.

Сварка трубы (фиг.6) производится в стане наружной сварки. Так как труба имеет утолщение за счет дополнительного листа, то ее ориентируют в стане (или перед станом) таким образом, чтобы утолщение стенки проходило под роликами (11, 12, 13) оправки 14. Вставляются расстояния h₁ и l. С наружной поверхности труба охватывается валками 15 и 16 горизонтальной приводной клети и валками 17 и 18 вертикальной неприводной клети стана наружной сварки. Свариваемые кромки трубы собираются без зазора на медном башмаке 19 оправки 14. После сварки в стане наружной сварки производится сварка внутреннего шва на стане внутренней сварки.

Со снятым усилением внутреннего шва по концам труба проходит экспандирование на гидравлических прессах, где в полость трубы (фиг.7) входят калибрующие конуса 20 и производится механическая калибровка концов, затем гидравлическая раздача трубы по диаметру. Поскольку труба имеет утолщение стенки, а калибрующие конуса переменный профиль с радиусами R и R- Δ то перед задачей трубы в гидравлический пресс производится ориентация ее таким образом, чтобы совпали размеры трубы 1 с радиусами конусов 20: R c H и R Δ с Н -Δ только после этого конуса 20 вводятся во внутрь трубы 1. После раздачи и калибровки в гидравлическом прессе труба поступает на фасочные станки, где производится торцовка и снятие фаски.

П р и м е р. Был взят листовой штрипс для изготовления труб размером 530 х 7 мм. Симметрично продольной оси листового штрипса был приварен дополнительный лист шириной, равной ширины листового штрипса, с толщиной 10 мм. Такая заготовка была сформирована в прессах предварительной и окончательной формовки и сварена на станах наружной и внутренней сварки труб. Таким образом, была получена труба полуфабрикат, которая доказывает возможность производства труб согласно данному изобретению.

Использование данного способа изготовления прямошовных электросварных труб большого диаметра для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп позволяет по сравнению с существующим повысить стойкость полупродуктов от 1,5 и более раз в зависимости от разности толщин стенок листового штрипса и дополнительного листа, а также от условий их эксплуатации, а это в свою очередь дает возможность снизить расход металла на изготовление труб, как минимум в 1,5 раза, и повысить производительность продуктопроводов для транспортировки абразивных материалов и пульп.

Использование: при получении труб, предназначенных для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп. Сущность изобретения: в качестве заготовки для изготовления трубы применяется составной лист, состоящий из листового штрипса, на который накладывают и приваривают дополнительный лист, располагая его симметрично относительно продольной оси листового штрипса. Используют дополнительный лист, имеющий длину, равную длине листового штрипса, а ширину, меньшую ширины последнего. Суммарную толщину обоих листов выбирают из условий превышения номинальной толщины листового штрипса, по меньшей мере, в 1,5 раза. Трубу из составного листа получают формовкой кромок, предварительным изгибанием середины листа пуансоном в прессе, затем окончательной формовкой в замкнутом калибре пресса с обжатием. После формовки заготовка сваривается наружным и внутренним швами. Затем производится фрезеровка концов внутренних швов, экспандирование с использованием специальных конусов и гидроиспытание внутренним давлением. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОШОВНЫХ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, включающий формовку заготовки, сварку стыкуемых кромок, экспандирование полученной трубы и обработку ее торцов, отличающийся тем, что при получении труб для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп в качестве заготовки используют листовой штрипс, на который предварительно накладывают и приваривают дополнительный лист, располагая его симметрично относительно продольной оси листового штрипса, при этом используют дополнительный лист, имеющий длину, равную длине листового штрипса, и ширину, меньшую ширины последнего, а суммарную толщину листового штрипса и дополнительного листа выбирают из условий превышения номинальной толщины штрипса по меньшей мере в 1,5 раза. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширину дополнительного листа определяют из соотношения

где B_д расчетная ширина дополнительного листа, мм;
B_ш расчетная ширина штрипса, мм.