Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных труб из коррозионностойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.
В качестве прототипа выбран способ волочения труб на закрепленной оправке (Перлин И.Л., Ерманок М.З. «Теория волочения». М.: Металлургия, 1971 с.448), включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке.
Недостатком указанного способа является низкая точность размеров труб, связанная с внеконтактной деформацией трубы на выходе из волоки, а также с упругими и тепловыми деформациями трубы после завершения волочения. Если диаметры калибрующего пояска волоки и рабочей поверхности оправки выполнены равными номинальным размерам готовой трубы, то реальные диаметры трубы оказываются меньше номинальных, а толщина стенки - больше номинальной.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности размеров сечения прецизионных труб.
Указанная задача решается тем, что в способе изготовления тонкостенных труб, включающем волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, волочение трубы осуществляют с величиной коэффициента вытяжки по сечению трубы λ в интервале 1,25≤λ≤1,48, при этом коэффициент вытяжки по стенке λs составляет 0,90λ≤λs≤0,94λ.
Выбор значения коэффициента вытяжки λ за проход не менее 1,25 обоснован тем, что в данном случае достигается проработка структуры металла труб. Применительно к трубам из коррозионностойких сталей это обеспечивает получение величины аустенитного зерна металла после последующей финишной термической обработки труб не крупнее 6 балла, а также механических свойств металла труб не ниже норм, регламентированных современными действующими техническими условиями. Верхнее значение коэффициента вытяжки за проход λ, ограничено упругой и тепловой деформацией разгрузки трубы после волочения.
Выбор λ не более 1,48 обоснован тем, что эта деформация трубы в данном случае не выводит размер ее внутреннего диаметра за нижнюю границу поля допуска. Выбор коэффициента вытяжки по стенке трубы λs=S0/S не менее 0,90λ обоснован тем, что в этом случае достигается практически полное «выглаживание» поверхности металла трубы: изменение ее топографии и снижение шероховатости, что обеспечивает получение субмикронной чистоты наружной и внутренней поверхностей трубы. Выбор λs более 0,94λ не целесообразен из-за малого зазора между внутренней поверхностью трубы-заготовки и цилиндрической поверхностью оправки, приводящего к нагнетанию смазки в зону, прилегающую к очагу обжатия трубы, и раздутию тонкостенной трубы перед входом в волоку и в итоге к обрыву трубы.
Способ осуществляется следующим образом.
При изготовлении бесшовных холоднодеформированных особотонкостенных труб из коррозионностойкой стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 для оболочек ТВЭЛов ядерного реактора с размерами: внутренний диаметр 6,6 мм при толщине стенки 0,2 мм и с допусками по внутреннему диаметру ±0,020 мм по толщине стенки ±0,030 мм, использовали трубную заготовку, полученную на ХПТР 8-15 с наружным диаметром D0=7,590…7,727 мм и толщиной стенки S0=0,254…0,266 мм. Для чистового волочильного прохода на закрепленной цилиндрической оправке использовали волоку с диаметром калибрующего пояска Dвол=7,033 мм и оправку диаметром Doп=6,622 мм. Коэффициент вытяжки по сечению трубы составлял λ=1,365. В результате получены трубы в диапазоне внутренних диаметров от 6,594 мм до 6,608 мм, толщин стенок от 0,203 мм до 0,211 мм. Полученные размеры сечения труб достаточно большой партии полностью укладываются в поля допусков, регламентированные ТУ 14-159-293-2005. Трубы такой точности показывают высокую технологичность при осуществлении реакторных сборок.
Особотонкостенные трубы из стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 с внутренним диаметром готовой трубы 11,6 мм и толщиной стенки 0,2 мм с такими же допусками, как у труб вн.⌀6,6×0,2 мм, производили короткооправочным волочением из заготовки наружным диаметром 12,796…12,905 мм и толщиной стенки 0,276…0,286 мм. Использовали волоку диаметром 12,063 мм и оправку диаметром 11,643 мм. Коэффициент вытяжки по сечению составил λ=1,410, коэффициент вытяжки по стенке λs=0,94λ. После волочения и охлаждения труб внутренний диаметр партии протянутых труб колебался в диапазоне от 11,595 мм до 11,612 мм, а толщина стенки трубы от 0,210 мм до 0,214 мм.
Назначаемая вытяжка является наиболее статистически значимым параметром, поскольку определяет как силу волочения, от которой зависит внеконтактная деформация трубы, так и разогрев труб во время волочения, а следовательно, и величины упругой и тепловой деформации труб после завершения волочения.
Трубы с такими же готовыми размерами, протянутые из тех же заготовок по способу-прототипу, когда размеры волок и оправок совпадали с номинальными размерами готовых труб, все без исключения по диаметру вышли за поле минусового допуска, а по толщине стенки за поле плюсового допуска.
Таким образом, предложенный способ обеспечивает более высокую точность размеров особотонкостенных труб, в частности, из коррозионностойких сталей для ядерных реакторов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ | 2008 |
|
RU2378067C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ | 2008 |
|
RU2391162C2 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ | 2008 |
|
RU2391163C2 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ | 2008 |
|
RU2378066C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕЦИЗИОННЫХ ТРУБ | 2006 |
|
RU2330739C2 |
Способ изготовления захватки под тянущий механизм для протягивания через волоку труб | 1990 |
|
SU1731333A1 |
Способ изготовления многослойных труб | 1988 |
|
SU1627298A1 |
СТАН ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ТРУБ НА ЗАКРЕПЛЕННОЙ ОПРАВКЕ | 2008 |
|
RU2378069C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТРУБ | 2006 |
|
RU2311245C1 |
СПОСОБ ПРЕЦИЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТРУБ | 2006 |
|
RU2311246C1 |
Изобретение предназначено для повышения точности размеров сечения прецизионных труб, например, из коррозионностойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Способ включает волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке. Стабильность размеров труб и снижение упругой и тепловой деформации обеспечивается за счет того, что волочение трубы осуществляют с величиной коэффициента вытяжки по сечению трубы λ в интервале 1,25≤λ≤1,48, при этом коэффициент вытяжки по стенке трубы λs составляет 0,90λ≤λs≤0,94λ.
Способ изготовления тонкостенных труб, включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, отличающийся тем, что волочение трубы осуществляют с коэффициентом вытяжки по сечению трубы λ, составляющим 1,25≤λ≤1,48, и коэффициентом вытяжки по стенке трубы λs, составляющим 0,90λ≤λs≤0,94λ.
ПЕРЛИН И.Л | |||
и др | |||
Теория волочения | |||
- М.: Металлургия, 1971, с.448 | |||
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ | 1992 |
|
RU2025161C1 |
СПОСОБ ВЭЛОЧННИЯ СТАЛЬНЫХ ТР.УБ НА ДЛ ИНОЙ ОПРАВКЕБ^»БЛ;;стс.иА | 0 |
|
SU189788A1 |
GB 987988 A, 31.03.1965. |
Авторы
Даты
2010-06-10—Публикация
2008-06-24—Подача