Способ изготовления многослойных труб Советский патент 1991 года по МПК B21C1/24 B21B21/00 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к технологии производства многослойных труб с где dr особотонкостенными слоями.п

Цель изобретения - повышение качества труб с особотонкостенными слоя- D ми и упрощение технологии их изготов- S ления.

Способ включает в себя изготовление послойных заготовок трубы, их сборку, уплотнение пластической де- -( формацией.,

В процессе сборки каждую заготовку (слой), начиная с наружного слоя, раздают на опрлвке, выполненной из U антифрикционного материала, диаметр которой определяют по математической зависимости

dft

dr п

dft D+S - 2ZL(tn +

Un-i ),

r

( ,

n-«

-диаметр оправки;

-номер слоя, начиная с наружного;

-диаметр многослойной трубы;

-величина необходимой осадки многослойной трубы по диаметру для уплотнения слоев;

- толщина слоя;

величина плюсового допуска по толщине стенки заготовки слоя;

величина упругой радиальной осадки заготовки слоя после ее рачдачи на оправке.

05 ГС 4 1C

СО 00

Раздача после сборки каждого слоя начиная с наружного, на оправке, выполненной из антифрикционного материала, например капролактана, обеспечивает минимальную деформацию при уплотнении слоев, что позволяет изготовлять многослойные трубы с особо- тонкостенными слоями из одного-двух типоразмеров заготовки вместо огдель ного типоразмера для каждого слоя. Исполнение оправки из антифрикционного материала, например капролактана, позволяет осуществлять раздачу слоев без применения смазки и исключает появление рисок на сопрягаемых поверхностях. Тем самым исключается попадание загрязнений на поверхности сопряжения и сохраняется качество обработки поверхностей.

Выбор диаметра оправки по изложенной зависимости обеспечивает сборку многослойной трубы раздачей очередного слоя цо касания с предыдущими т.е. после сборки между слоями трубы имеют место минимальные зазоры лишь в пределах допуска на толщину стенки плюс величину упругого возврата диаметра слоя И после его раздачи. Например, для трехслойной трубы, если обозначить через du ,D , . d ,D соответственно внутренние и наружные диаметры соответствующих слоев после раздачи на оправке и принять, что толщина слоев равна номиналу, получим дпя первого слоя:

d, D +S -2(t, + it, + 0)

D +S -2(t + & t, ); db) D +S -2(t, + it,) -2U,, D, db + 2t D+S-2ut1-2U; ля второго слоя

d2 D +S -2(t , + i t, ) - 2(tЈ + i tz

V

HI);

D +S -2(t, + At, ) - 2(t,, +

+ it + Uf) - 2U2;

D2. аЬг+ 2Ч D +S -2(t, + ftt,)- 2 i ta - 2U - для третьего слоя:

d j D +S -2(t, + it,) -2(t2. + + it2 + u,) -2(t, + &tj + U 2); db3 D +S-2(t, + At,) -2(ta + + &-tft + U, ) -2(tt+ 4tz + U, ) Уплотнение слоев трубы осуществляется осадкой по диаметру на величину S путем, например, волочения собранной многослойной трубы через воло

55 ку со смазкой.

-2 Ut5 - 2иг - 2U}

-2U3.

Пример. Изтотоппяют 10-слой- J - 2 At - НУЮ тРУбу диаметром 18 мм с толщиной 23слоев 0,1±0,02 м.

0

5

0

5

Из приведенных данных видно, что между внутренним диаметром предыдущего слоя и наружным диаметром последующего имеют место минимальный зазор, равный плюсовому допуску на толщину стенки At плюс величина упругого возврата ; в момент же деформации очередного слоя зазор не превышает допусков на толщину стенки слоев. Тем самым исключается эффект накопления зазоров.

При раздаче очередного слоя трубы оправка нагружена только напряжениями, возникающими от деформации данного слоя, а предыдущие слои практически не влияют на условия раздачи.При изготовлении многослойных труб с осо- ботонкостенными слоями именно это и позволяет использовать оправки из антифрикционного материала, в частности капролактана. Эти материалы обладают сравнительной низкой прочно- С1ью (их допустимые напряжения, как правило 1,0-2,0 кгс/мм ), но при свободной раздаче особотонкостенных труб, слоев с отношением диаметра к толщине стенки более 150-200 рабочие напряжения на контактной поверхности оправка-труба не превышают указанных значений. Действительно, соотношение радиальных напряжений Ол на контактLr

ной поверхности оправки и окружных напряжений QЈ в стенке тонкостенной чрубы определяется известным соотношением

V-2Ј-Cr{

Если пренебречь продольными напряжениями и считать, что при раздаче трубы окружные напряжения равны пределу текучести материала, что несколько завысит результаты, то например, для трубы из коррозионностойкой стали

ОХ18Н10Т в отожженном состоянии, с отношением диаметра к толщине стенки 200, получим величину контактных напряжений на оправке (J 0,5 кгс/ммг, что ниже допустимых напряжений для антифрикционных пластиков.

Уплотнение слоев трубы осуществляется осадкой по диаметру на величину S путем, например, волочения собранной многослойной трубы через волоку со смазкой.

i В таблице (графы 1-10) приведе- ны основные,данные1 известной тех- нологии, включающей прокатку десяти типоразмеров заготовок слоев в за- щитной атмосфере в шахтной печи, развальцовку конусных участков на одном конце труб, коаксиальную сборку слоев до упора конусных участков друг в друга, нанесение смазки на внутрен нюю поверхность, предварительное уплотнение раздачей внутренних слоев с помощью оправки, нанесение смазки на наружную поверхность, окончательное уплотнение осадкой слоев я волоке, удаление смазки, порезку концов труб.

Принятая разность диаметров эаго- товик слоев в 1 мм определена на практике из условия обеспечения коаксиальной сборки слоев. При меньшей величине сборка затруднена.

В таблице (графы 11-20) приведены также основные данные по прокатке двух типоразмеров заготовок-слоев отжигу заготовок-слоев в защитной атмосфере в шахтной печи, развальцовке конусных участков на одном конце труб, коаксиальной сборке слоев с раздачей каждого слоя, начиная с наружного на оправке, нанесению смазки на наружную поверхность собранной трубы, уплотнительной осадке в волоке, удалению смазки, порезку концов труб (т.е. по предложенной технологии). Диаметр заготовок также выбран из условия обеспечения минимальной разности диаметров при сборке слоев, составляющей для данного размера 1 мм. Величина уплотнительной осадки S z мм принята из опыта, как достаточная для уплотнения без ухудшения качества изделия. Величина допусков A.t &t0 0,02 мм.

Из сравнения данных таблиц видно, что возможно получение многослойных труб с особотонкостенными слоями при сокращении количества типоразмеров заготовок-слоев в несколько раз (в рассмотренном примере - в 5 раз) и меньшей нагартовке слоев трубы (в рассмотренном примере максималь5

5

0 5 0

ная степень деформации слоя по известной технологии 31,5%, по предложенной - 16%, средняя степень деформации, соответственно, 14,6 и 11,4%).

Использование предлагаемого способа изготовления многослойных труб наиболее эффективно при изготовлении многослойных труб с особотонкостенными слоями и повышенными требованиям к чистоте межслойных поверхностей и с числом слоев более трех-четырех.

За счет сокращения количества

типоразмеров заготовок слоев в несколько раз сокращается парк инструмента станов ХПТР (роликов, оправок), сокращаются работы по настройке станов, упрощается контроль и дефектоскопия заготовок; повышается производительность при прокатке заготовки на станах ХПТР.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойных труб, включающий изготовление послойных заготовок трубы, их сборку и уплотнение пластической деформацией, отличающийся1 тем, что, с целью повышения качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления, в процессе сборки каждую заготовку, начиная с наружного слоя, раздают на оправке, выполненной из антифрикционного материала, диаметр которой определяют по математической зависимости

h

де dn п

D S

D +S -2

Ч +

AtK + IV,),

fch - Atn uh-r

диаметр оправки; номер слоя, начиная с наружного;

диаметр многослойной трубы; величина осадки многослойной трубы по диаметру для уплотнения слоев; толщина слоя;

величина плюсового допуска по толщине стенки заготовки слоя;

величина упругой радиальной осадки заготовки слоя после ее раздачи на оправке.

N1-NIO по известной технологии

Изобретение относится к трубному производству, в частности к технологии производства многослойных труб с особотонкостенными слоями. Цель изобретения - повышение качества труб с особотонкостенными слоями и упрощение технологии их изготовления. В процессе сборки каждую заготовку (слой), начиная с наружного слоя,раздают на оправке, выполненной из антифрикционного материала, без смазки на величину, рассчитываемую по предложенной математической зависимости таким образом, чтобы, деформируя внутреннюю трубу, не раздавать наружные слои. После окончания сборки слоев многослойную трубу уплотняют волочением. 1 табл. (Л