Способ производства биметаллических ребристых труб Советский патент 1983 года по МПК B21H3/12 B21C37/26 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических ребристых труб. Известен способ поперечно-винтовой прокатки биметаллических ребристых труб тремя валками, набранными из дисков переменного диаметра 1. Недостатком этого сплава является то, что при прокатке ребер на металлических трубах не удается обеспечить беззазорный контакт наружной и внутренней труб. Отсутствие надежного плотного контакта наружной и внутренней труб в процессе эксплуатации оребренных труб в аппаратах воздушного охлаждения приводит к снижению эффекта теплопередачи. Известен способ производства биметаллических ребристых труб, по которому осуществляют прокатку трубной заготовки, состоящей из внутренней несущей и наружной труб, тремя валками, набранными из дисков переменного профиля 2. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет устранить утяжку металла и обеспечить беззазорный контакт наружной и внутренней труб. Это объясняется тем, что поверхности труб всегда имеют шероховатость, неровность, поэтому контакт поверхностей гладких труб не всегда обеспечивается по всей поверхности трубы. Кроме того, в процессе эксплуатации оребренных труб, когда по внутренней стальной трубе проходит горячая рабочая среда, контакт поверхностей труб еще несколько уменьшается в силу разности линейных коэффициентов расширения наружной и внутренней труб. Это значит, что увеличенный те.мпературный перепад в зоне контакта соответственно увеличивает и контактное термическое сопротивление, что в свою очередь приводит к снижению эффекта теплопередачи труб в процессе их эксплуатации. Цель изобретения - интенсификация процесса формирования ребер, снижение величины осевого перемещения и увеличение тепловой эффективности ребристых труб. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства биметаллических ребристых труб, при котором осуществляют прокатку трубной заготовки, состоящей из внутренней несущей и наружной труб, тремя валками, набранными из дисков переменного профиля, образующими калибры, перед прокаткой на наружную поверхность внутренней несущей трубы наносят винтовую спиральную канавку глубиной 1/3-1/5 толщины стенки внутренней несущей трубы и шагом 2/3-3/2 шага оребрения прокатываемой наружной трубы, а прокатку осуществляют накатной головкой до появления винтовых выступов на внутренней поверхности несущей трубы. На фиг. 1 изображена схема прокатки биметаллической трубы; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Способ реализуется следующим образом. На наружную поверхность внутренней несущей трубы 1 наносят винтовую спиральную канавку 2 глубиной 1/3-1/5 толщины стенки внутренней несущей трубы и шагом 2/3-3/2 щага оребрения прокатываемой наружной трубы. Наружную трубу 3 надевают на внутреннюю несущую трубу 1 и валком, набранным из дисков 4, осуществляют прокатку биметаллической трубы до образования выступов 5. Пределы наносимой канавки, по глубине равной 1/3-1/5 толщины стенки, выбираются исходя из соображений, что глубина должна быть достаточной для того, чтобы заполнить канавки металлом наружной трубы и обеспечить при этом появление выступов на внутренней поверхности трубы, меньшая глубина не обеспечивает этих условий, а большая нарушает устойчивость трубы, уменьшает ее наружный и внутренний диаметр в процессе нанесения канавки, что создает большой зазор биметаллической заготовки, уменьшает толщину стенки внутренней трубы. Экспериментально установлено, что при глубине канавки 1/3-1/5 толщины стенки внутренней несущей трубы и шагом 2/3-3/2 щага оребрения прокатываемой наружной трубы происходит наиболее интенсивное заполнение винтовых спиральных канавок металлом. Пример. Исходная заготовка - наружная алюминиевая труба диаметром 38 мм толщиной стенки 4,8 мм, и внутренняя стальная труба 25 мм, толщиной стенки 2,5 мм. До соединения внутренней и наружной труб, на наружной поверхности стальной трубы по всей ее длине накатной головкой, состоящей из трех накатных роликов, была нанесена винтовая прямоугольная канавка глубиной 0,4 мм щириной 0,7 мм и шагом 2,5 мм. При прокатке биметаллических труб с нанесенной канавкой на внутренней трубе известным способом тремя валками, набранными из дисков переменного профиля, получена оребренная труба с диаметром оребрения Дф-47 мм, высотой ребра 9 мм, шагом 3 мм. При этом канавка на внутренней стальной трубе полностью заполнена металлом алюминия наружной трубы, что увеличило поверхность контакта наружной и внутренней труб. Предлагаемый способ создает максимально плотный контакт наружной и внутренней труб, увеличивает поверхность контакта, что обеспечивает минимальное контактное термическое сопротивление и увеличивает эффект теплопередачи в процессе эксплуатации оребренных биметаллических труб.

Кроме того, заполнение металлоид наружной трубы винтовой канавки на внутренне препятствует осевому течению металла в процессе прокатки, что создает благоприятные условия работы инструменту и способствует более интенсивному течению металла в ребро.

Сребренные биметаллические трубы являются одним из основных элементов аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в нефте-химической промышленности. Использование в аппаратах воздушного охлаждения оребренных труб, изготовленных этим способом, позволяет повысить эффективность аппаратов.

Эффект теплоотдачи оребренных биметаллических труб увеличится еще больше, если винтовую спиральную канавку на наружной поверхности внутренней несущей трубы выполнить накатной головкой так, чтобы появились винтовые выступы на внутрённей поверхности несущей трубы.

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РЕБРИСТЫХ ТРУБ, по которому осуществляют прокатку трубной заготовки, состоящей из внутренней несущей и наружной труб, тремя валками, набранными из дисков переменного профиля, образующими калибры, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса формирования ребер, снижения величины осевого перемещения и увеличения тепловой эффективности ребристых труб, перед прокаткой на наружную поверхность внутренней несущей трубы наносят винтовую спиральную канавку глубиной 1/3-1/5 толщины стенки внутренней несущей трубы и шагом 2/3- 3/2 щага оребрения прокатываемой наружной трубы, а прокатку осуществляют накатной головкой до появления винтовых выступов на внутренней поверхности несущей трубы.