Способ производства многослойных труб и сосудов Советский патент 1988 года по МПК B21D51/24 

Изобретение относится к производству

многослойных труб и сосудов высокого давлеиия и может быть использовано пре имущественно в нефтегазовой и химической

промышленности.

Цель изобретения- повышение качества кольцевых швов многослойных труб и сосудов, а также, снижение расхода рулонного металла.

На фиг. 1 представлен вид участка

ют с помощью одного или двух резов,, при используют один рез. При В Вв4-В||-|-Вр обечайку разрезают двумя резам-и, расположенными эквидистантно но продольной кромке соответственно внутреннего и наружного витков обечайки на расстоянии -от этих кромок, равном Вв и Вн для каждого из резов.

Частным случаем изобретения является навивка обечаек с величиной промежутка

t5

20

обечайки с зоной нахлеста, образуемого ю между продольными кромками наружного и продольными кромками .внутреннегр и

ружного витков, а также после порезки, совмеш.ения витков и сварки продольного стыкового шва; на фиг, 2, 3, 4 - участки обечаек, навивка .которых выполнена с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков, равным соответственно , В Вв-|-Вя- Вр и В Вв-|- -(-Вв+Вр (нулевой и отрицательный нахлест или ненахлест), а также после резки совмещения витков и сварки продольных стыковых швов.

Способ производства многослойных труб и сосудов предусматривает разрезку рулонной стали на полосы мерной длины, навивку обечаек из этих полос по спирали Архимеда, сварку обечаек продольными 25 швами и соединение их между собой кольцевыми швами. Обечайки после навивки разрезают в зоне нахлеста, образуемого передней и задней кромками листа, совмещают образовавшиеся после резки кромки до цилиндрического расположения витков и сваривают продольными швами.

С целью рационального использования рулонного металла {минимального расхода) навивку обечаек осуществляют с промежут- .ком в между .продольными кромками наружного и внутреннего витков, т. е. в этом случае образуется отрицательный нахлест и рулонный металл расходуется только на ширину реза.

Для повышения качества продольных

30

35

внутреннего витков . После разрезки таких обечаек и совмещения витков до цилиндрического их расположения на наружном и внутренних витках пазы отсутствуют. Однако, & реальных условиях производства, в связи с разнотолщинностью рулонной стали, изменением величины межслойных зазоров и другими факторами; обеспечить такую точность навивки практически невозможно.

При значении промежутками между продольными кромками наружного и внутреннего витков после разрезки обечаек и совмещения кромок, согласно предлагаемому способу на внутреннем или на внутреннем и наружном витках образуется паз. С целью повышения качества продольного шва ширина этого паза не должна превышать значений, допустимых для приемного процесса сварки. Например, из опытных данных следует, что для од- нодуговой сварки под флюсом проволокой диаметром 4 мм максимально допустимая ширина паза, при которой в продольном шве. еще отсутствуют дефекты,- равняется 10 мм, для двухдуговой сварки в раздельные ванны такими же проволоками или ленточными электродами - 32 мм и т. д.

Таким образом, способ позволяет исключить полностью или свести к минимуму (не более 0,01пдвД) нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витка

швов промежуток между продольными кром- 40 обечаек. Кроме того, цилиндрическое расками наружного и внутреннего витков В принимают не более суммы Be-j-Bn-f-Bp, где Be и Ва -- максимально допустимая для приме няеного процесса свар.ки ширина паза, образовавшегося соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки, а ВР - ширина реза. При этом линию реза располагают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии, равном Вв. Для экспандируемых обечаек промежуток

положение витков обечаек позволяет существенно улучшить -качество труб и сосудов из них за счет более благоприятных условий выполнения последующих тех- ологических операций (обработки торцов 45 обечаек для выполнения требуемой фаски, сборки с сварки кольцевых UJBOB и т. д.). Пример 1. Необходи1 о изготовить обечайки следующего размера: внутренний диаметр 1380 мм, число витков 1-4, номи5,4

между продольными кромками наружного и нальная тблщина одного витка 5,4 мм. внутреннего витков В принимают не более Обечайки навивают с величиной нахлеста суммы BB + BH-f-Bp-fOjOlndeA, где de - между продольными кромками наружного и

внутреннего витков, изменяющимися от 100 мм до 150 мм, продольные швы сваривают однодуговой сваркой в среде угле- 55 кислого газа (СО2), экспандированию не подвергают. Резку обечаек осуществляют с помощью плазменной дуги при ширине ревнутренний диаметр обечайки до экспанди- рования, А - разнос-рь между максималь- . но и минимально допустимыми процентами экспандирования.

В зависимости от величины промежутка между продольными кромками наружного и внутреннего витков, В обечайки разрезаза, равной 3 мм.

ют с помощью одного или двух резов,, при используют один рез. При В Вв4-В||-|-Вр обечайку разрезают двумя резам-и, расположенными эквидистантно но продольной кромке соответственно внутреннего и наружного витков обечайки на расстоянии -от этих кромок, равном Вв и Вн для каждого из резов.

Частным случаем изобретения является навивка обечаек с величиной промежутка

между продольными кромками наружного и

5

0

между продольными кромками наружного и

5

0

5

внутреннего витков . После разрезки таких обечаек и совмещения витков до цилиндрического их расположения на наружном и внутренних витках пазы отсутствуют. Однако, & реальных условиях производства, в связи с разнотолщинностью рулонной стали, изменением величины межслойных зазоров и другими факторами; обеспечить такую точность навивки практически невозможно.

При значении промежутками между продольными кромками наружного и внутреннего витков после разрезки обечаек и совмещения кромок, согласно предлагаемому способу на внутреннем или на внутреннем и наружном витках образуется паз. С целью повышения качества продольного шва ширина этого паза не должна превышать значений, допустимых для приемного процесса сварки. Например, из опытных данных следует, что для од- нодуговой сварки под флюсом проволокой диаметром 4 мм максимально допустимая ширина паза, при которой в продольном шве. еще отсутствуют дефекты,- равняется 10 мм, для двухдуговой сварки в раздельные ванны такими же проволоками или ленточными электродами - 32 мм и т. д.

Таким образом, способ позволяет исключить полностью или свести к минимуму (не более 0,01пдвД) нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витка

0 обечаек. Кроме того, цилиндрическое расобечаек. Кроме того, цилиндрическое расположение витков обечаек позволяет существенно улучшить -качество труб и сосудов из них за счет более благоприятных условий выполнения последующих тех- ологических операций (обработки торцов обечаек для выполнения требуемой фаски, сборки с сварки кольцевых UJBOB и т. д.). Пример 1. Необходи1 о изготовить обечайки следующего размера: внутренний диаметр 1380 мм, число витков 1-4, номи5,4

нальная тблщина одного витка 5,4 мм. Обечайки навивают с величиной нахлеста между продольными кромками наружного и

за, равной 3 мм.

В Соответствии с приведенными условиями длину мерного отрезка полосы выбирают таким образом, чтобы после навивки обеспечить изменение длины нахлеста в пределах от 100 мм до 150 мм. Предположим, что после навивки величина нахлеста составила 100 мм. Тогда согласно предлагаемому изобретению ее разрезают в зоне нахлеста (конкретное место не имеет принципиального значения), удаляют часть металла махлеста (см. фиг. 1 а), совмещают образовавшиеся после резки кромки витков обечайки до цилиндрического их расположения п сваривают продольными стыковыми илнами {фиг. 16), обеспечивая тре10

ходя из обеспечения требуемой плотности прилегания витков и сохранения необходимого уровня механических свойств металла, величина экспандирования может измениться

в пределах от 0,6 до 0,9%, т. е. на 0,3%. Для сварки внутренних швов используют две дуги, аналогично примеру 3, а наружные швы выполняют двухдуговой с варкой проволочными или ленточным электродами. Следовательно, мм„ а мм.

Резку, как в предыдущем примере, осуществляют плазменной дугой при ширине одного реза - 3 мм, ;, двух резов -- 6 мм.

Длину ме;:ной полосы выбирают таким образом, чтобы Bs Bs-f-BH-|-Bp+0,,d в

буемую их форму и отсутствие деффек- .с Д: 17-|-32+6+13 68 мм. тов.Допустим, что в процессе навивки

Пример 2. Требуется изготовить обечай-получена обечайка с мм. Тогда

ки тех же размеров, что и в примере 1. обечайку разрезают двумя резами, один из Обечайки навивают с нулевыгй нахлестом,которых располагают на расстоянии Вв

т. е. , а остальные условия анало- 17 мм от продольной кромки внутренгичны приведенным в пгимере 1. В этом 20 него витка, а второй - на расстоянии Вн 32 мм от продольной кромки наружного витка. Участок металла шириной 10 м.м между двумя резами удаляется. После совмещения кр омок обечайки сваривают наружным и внутренним продольным

случае обечайки разрезают эквидистантно продольным кромкам наружного и внутреннего витков (фиг. 2а), а остальные технологические операции (за исключением удаления металла нахлеста, поскольку он не образуется) соответствуют приведенным в примере 1.

Пример 3. Необходимо изготовить обечайки тех же размеров, что и в примере 1. Обечайки не подвергаются экспан- дированию, навиваются с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков (отрицательный нахлестом). Для выполнения продольных швов применяют двухдуговую сварку в раздельные ванны (первая дуга горит СОг, вторая

25

щвом в соответствии с выбранными способами сварки. Изменение процента экспандирования составит:

10

,23%,

30

0,01

т. е. в пределах допустимых значений.

В этом случае, если после навивки получают обечайки, в которых размер В 17+32+3 52 мм, их разрезают одним

резом на расстоянии мм от кромки

под флюсом), при которой максимально 35 внутреннего витка, совмещают стык кромок, сваривают продольные швы, экспанди- руют при величине экспандирования, равной 0,6%. Экономический эффект при реализации изобретения достигается за счет

допустимая ширина паза, сваренного без дефектов, равняется 17 мм. Резку обечаек, как в примере 1, осуществляют плазменной дугой при ширине реза, равной 3 мм. Исходя из приведенных выше условий;

45

чества труб, переводимых в пониженное качество из-за наличия дефектов кольцевых швов в зоне нахлеста.

Формула изобретения

... экономии рулонной стали вследствие исклюдлину мерного отрезка полосы выбирают 40 нахлеста, а также снижения коли- гакой, чтобы после навивки обечаек образовывался промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков, удовлетворяющий условию + +Вн+Вр 17+17+3 37 мм. Допустим, что после навивки обечайка имеет мм. В соответствии с предлагаемым изобретением обечайку разрезают одним резом на расстоянии мм от продольной кро.м- ки внутреннеговитка. Тогда ширина паза на наружном витке составит 30-17-3 10 мм. После совмещения кромок обечайки сваривают внутренним и наружным продольными швами двухдуговой сваркой в раздельные ванны. Причем первая дуга сваривается собственно стык, а вторая - паз.

1. Способ производства многослойных труб и сосудов, включающий разрезку рулонной стали на полосы мерной длины, Q навивку обечаек из этих полос по спирали Архимеда, сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кольцевых швов и снижения расхода рулонного металла, обеЯри.л{ер 4. Необходимо изготовить обечай-55 чайки после навивки разрезают в зоне

ки тех же размеров, что и в приме-нахлеСта, образуемого передней и задней

ре 1. С целью уменьшения межслойныхкромками листа, совмещают образовавщиезазоров обечайки экспандируют, причем, ис-ся после резки кромки до цилиндрическо0

ходя из обеспечения требуемой плотности прилегания витков и сохранения необходимого уровня механических свойств металла, величина экспандирования может измениться

в пределах от 0,6 до 0,9%, т. е. на 0,3%. Для сварки внутренних швов используют две дуги, аналогично примеру 3, а наружные швы выполняют двухдуговой с варкой проволочными или ленточным электродами. Следовательно, мм„ а мм.

Резку, как в предыдущем примере, осуществляют плазменной дугой при ширине одного реза - 3 мм, ;, двух резов -- 6 мм.

Длину ме;:ной полосы выбирают таким образом, чтобы Bs Bs-f-BH-|-Bp+0,,d в

с Д: 17-|-32+6+13 68 мм. Допустим, что в процессе навивки

0 него витка, а второй - на расстоянии Вн 32 мм от продольной кромки наружного витка. Участок металла шириной 10 м.м между двумя резами удаляется. После совмещения кр омок обечайки сваривают наружным и внутренним продольным

5

щвом в соответствии с выбранными способами сварки. Изменение процента экспандирования составит:

10

,23%,

0

0,01

т. е. в пределах допустимых значений.

В этом случае, если после навивки получают обечайки, в которых размер В 17+32+3 52 мм, их разрезают одним

резом на расстоянии мм от кромки

чества труб, переводимых в пониженное качество из-за наличия дефектов кольцевых швов в зоне нахлеста.

нахлеста, а также снижения коли-

45

Формула изобретения

40 нахлеста, а также сниже

нахлеста, а также снижения коли-

1. Способ производства многослойных труб и сосудов, включающий разрезку рулонной стали на полосы мерной длины, навивку обечаек из этих полос по спирали Архимеда, сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества кольцевых швов и снижения расхода рулонного металла, обечайки после навивки разрезают в зоне

го расположения витков и сваривают продольными швами.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что навивку обечаек осуществляют с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продольных швов обечаек, промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают В-6: Вв + В„-+Вр, где В, и Ви - максимально допустимая для применяемого процесса сварки ширина пазов, образовавшихся соответственно на внут- реннем и наружном витках обечайки, Вр - ширина реза, обечайку разрезают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии от этой кромки, равном Вв.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продольных швов экспандированных обечаек промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают + BH-|-Bp4-0,01.4dBA, где d - внутренний диаметр обечайки до экспандиро- вания, А - разность между максимально и минимально допустимыми процентами экспапдирования, обечайку, в зависимости 0 от величины В разрезают одним или двумя резами, причем при В: Вв-}-Вн+Вр используют один рез, который выполняют эквидистантно, кроме внутреннего витка, на расстоянии, равном Вв, а при В Вв-|-Вн+Вр используют два реза, которые выполняют эквидистантно продольным кромкам внутреннего и наружного витков на расстоянии соответственно Вви Вн.

5

Изобретение относится к обработке металлов давлением и к сварке, в частности к способам производства многослойных труб и сосудов. Цель изобретения - повышение качества кольцевых швов и снижение расхода рулонного металла. Разрезают рулонную сталь на полосы мерной длины. Павивают обечайки из этих полос по спирали Архимеда. Осушествляют сварку обечаек продольными швами и соединение их между собой кольцевыми швами. Разрезают обечайку после навивки в зоне нахлеста, образуемого передней и задней кромками листа. Осуществляют совмещение образовавшихся после резки кромок до цилиндрического расположения витков и сварку их продольными, швами. Для рационального расхода рулонного металла предусматривается навивка обечаек с промежутком между продольными кромками наружного и внутреннего витков. Для повышения- качества продольных швов промежуток между продольными кромками наружного и внутреннего витков принимают не более суммы максимально допустимых для данного процесса сварки величин ширины пазов,образовавшихся соответственно на внутреннем и наружном витках обечайки. Линию реза располагают эквидистантно продольной кромке внутреннего витка на расстоянии, равном ширине внутреннего паза. Способ предусматривает также максимальную величину промежутка между продольными кромками наружного и внутреннего витков для экспандируемых обечаек. В этом случае величина промежутка может быть увеличена на 0,01 яёД, где d - внутренний диаметр обечайки; Д - разность между максимально и минимально допустимыми процентами экспандирования. При этом исключается нерациональный расход рулонного металла в виде нахлеста между кромками наружного и внутреннего витков обеча:ек. 3 з. п. ф-лы, 4 ил. S (Я 4i 4i ;о

f 1/г. -/

Н 2 2

Фие.2

X

U-41

х::

у

Фиг.З

а

Фиг.