Способ изготовления прямошовных электросварных труб большого диаметра Советский патент 1993 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к производству труб.

Известны способы изготовления электросварных труб большого диаметра, работающих под давлением, включающие формовку полосы в трубную заготовку, сварку кромок, фрезерование валика усиления внутреннего шва или грата по концам, экспандирование труб на гидравлических прессах-расширителях и гидравлическое испытание внутренним давлением, торцовку и снятие фаски, контроль неразрушающими методами и отправку труб на склад готовой продукции.

Недостатком известных способов является то, что каждая труба длительное время находится под испытательным внутренним давлением, что снижает производительность прессов-расширителей. В известных способах производства труба подается на гидравлический пресс-расширитель, имеющего две силовые головки, снабженных калибрующим инструментом с элементами запора трубы. Калибрующий инструмент

производит механическую калибровку концов труб, одновременно в трубу через горловину одной из силовых головок подается вода, заполняющая полость трубы.

Труба закрывается полуштампами и фиксируется верхним замком. Полуштампы имеют калибрующие вкладыши, в которых производится калибровка труб. Вода заполняет полость трубы и вытесняет воздух через отверстие в калибрующем инструменте второй силовой головки. После заполнения всей полости трубы водой давление в трубе возрастает, при этом производится герметизация концов труб за счет уплотнения П- образных манжет или уплотнительных колец. Давление внутри трубы возрастает и доводится до значения 0,95 от предела текучести металла трубы. Под влиянием внутреннего давления и достижения указанной величины напряжений в стенке труба укорачивается подлине и одновременно раздается по диаметру, приобретая размеры внутреннего калибра вкладышей.

Х| 00

VJ о

Ј

За этим процессом осуществляется контроль следящей системой. По достижении определенного давления в трубе или величины укорочения по длине, достаточных для приобретения трубой необходимого наружного диаметра, давление раздачи внутри трубы снижают для испытательного и выдерживают в течение определенного времени (например, в течение 20-30 с для труб диаметром 530-1220 мм).

В течение указанного времени выдержки под внутренним давлением труба испьГтШаётся,что выражается в перераспределении внутренних напряжений в стенке трубы, которые концентрируются в месте нахождения каких-либо дефектов, как внутренних в металле, так и внешних на поверхности трубы или в шве. В конце испытания труба под давлением обстукивается механизированными молотками, ударяющими с определенной энергией для создания пиковых напряжений в стенке трубы. В случае, если пик напряжений в месте дефекта превышает предел прочности металла, то происходит разрыв или образуется течь на теле трубы. Труба считается выдержавшей испытания, если нет разрыва трубы и не обнаружено течи.

После испытания трубы производится сброс внутреннего давления, вывод силовых головок из трубы. Труба выдается из пресса и поступает на инспекционную площадку для осмотра и контроля на наличие дефектов на поверхности трубы.

Испытание трубы под внутренним давлением в течение 20-30 с является сдерживающим фактором производства труб, так как при калибровке на гидропрессе с производительностью 20 труб в час теряется 10-12 мин времени, за которое можно отка- либровать дополнительно 3-4 трубы.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра, включающий формовку заготовок, сварку и экспандирование с испытанием труб.

Однако и этому способу присущи указанные недостатки.

Целью изобретения является повышение качества труб путем выравнивания механических свойств и сокращения времени испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра, включающему формовку полосы в трубную заготовку, сварку кромок, экспандирование и гидравлическое испытание с заданной продолжительностью и величиной рабочего давления на трубу, находящуюся под внутренним давлением, дополнительно воздействуют вибрационными колебаниями низкой частоты от 5 до 100 Гц

в течение 2-5 с.

Для этого, после раскрытия полуштампов, к поверхности трубы в одной или нескольких точках прикладывают источник вибрационных колебаний. Источником ко0 лебаний является вибратор, который в течение 2-5 с. воздействует вибрационными колебаниями с частотой от 5 до 100 Гц. Под действием вибрации интенсифицируется концентрация напряжений, особенно в ме5 стах нахождения дефектов. Под действием внутреннего давления и приложенных вибрационных колебаний при ударе по трубе механизированными молотками, в случае наличия дефекта в трубе или сварном шве,

0 немедленно образуется течь или разрыв трубы, так как под действием вибрационных сил эти процессы ускоряются. В случае, если в трубе нет дефектов и не происходит разрыв трубы, испытание трубы п од дейст5 вием вибрационных колебаний ускоряется в несколько раз, кроме того вибрация благоприятно воздействует на металл трубы, снижая напряженное состояние за счет вибролаксации напряжений. Выравнивая

0 внутренние напряжения за счет вибролаксации улучшаются механические свойства металла трубы и сварного соединения, так как они становятся равномерными для всей трубы.

5 На чертеже представлено устройство для испытания электросварных труб большого диаметра с вибрационными колебаниями.

Труба 1 задается в гидропресс, где

0 производится экспандировэние до определенного размера, после окончания экспзн- дирования давление в трубе 1 снижается N до величины испытательного и одновременно раскрываются полуштампы 2. Одно- 5 временно с раскрытием полуштампов 2 к свободной поверхности трубы 1 прикладываются вибраторы 3 для создания вибрационных колебаний поверхности трубы 1. Вибрационное воздействие на поверхность

0 трубы производится в течение 2-5 с. с одновременным обстукиванием механизированными молотками. Под их воздействием в трубе создаются пиковые напряжения, которые ускоряют процесс испытаний, KOVO5 рый ранее длился 20-30 с. Кроме того, под действием вибрационных колебаний происходит перераспределение внутренних напряжений по всему объему трубы, что благоприятно сказывается на механических свойствах металла труб.

Формула изобретения Способ изготовления прямошовных электросварных труб большого диаметра, включающий формовку полосы в трубную заготовку, сварку кромок, экспандирование и гидравлическое испытание с заданными продолжительностью и величиной рабочего

давления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества труб путем выравнивания механических свойств и сокращения времени испытаний, при испытании на трубы дополнительно воздействуют вибрационными колебаниями низкой частоты 5,0- 100,0 Гц в течение 2-5 с.

Использование: изготовление электросварных прямошовных труб большого диаметра конечной длины. Сущность изобретения: при изготовлении труб после сварки кромок проводят экспандирование и гидравлическое испытание труб с приложением заданной нагрузки в полость трубы, при этом на трубы дополнительно воздействуют вибрационными колебаниями низкой частоты от 5,0 до 100 гц в течение 2-5 с. 1 ил.