Способ подготовки стальной полосы для формовки труб с антикоррозионным покрытием Советский патент 1993 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении труб с антикоррозионным покрытием.

Целью изобретения является повышение износостойкости трубы.

Для достижения поставленной цели в способе подготовки стальной полосы для формовки труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, включающем механическую обработку поверхности и нанесение газотермического покрытия на полосу, покрытие наносят с увеличением толщины от середины полосы к ее кромкам. При этом толщину алюминиевого покрытия рассчитывают по формуле

+ 967 еп-2,055 -5441 en2-0.00087S2

+ 13,1enS- (1)

где Нп - толщина напыленного покрытия, мкм;

е п - относительное обжатие покрытия в процессе формоекч трубы;

S - расстояние от ближайшей кромки полосы до рассчитываемого участка, мм.

Нанесение газотермич ского покрытия с увеличением его толщины от середины полосы к ее кромкам поселяет получить равномерное обжатие покрыт:; по ширине полосы при формовке ее в труб;-, что обеспечивает повышение износостойкости трубы, т.е. обеспечивает достижение нового результата.

Получение зависимости для определения толщины алюминиевого покрытия проводилось экспериментально.

Алюминиевое покрытие напылили электродуговой металлизацией толщиной 50, 100, 150,175 мкм на полосу из малоуглеродистой стали толщиной 2,8 мм и шириной. - 232 мм. После формовки трубы ее разрезали и измеряли толщину покрытия hn магнитным толщиномером в поперечном на правел

Г

00

о XI ю о го

ы

лен и и с шагом 10 мм. Далее в каждой точке вычисляли относительное обжатие покры- тия В результате обработки полученных экспериментальных данных с помощью регрессивного анализа получили соотношение (1).

Поскольку относительное обжатие покрытия пропорционально давлению на полосу со стороны формовочных роликов, то, согласно пластичности, оно пропорционально пределу текучести и квадрату толщины полосы и обратно пропорционально ширине полосы. В этом случае справедливо соотношение

osH2 В

Еп,

(2)

где Ј п относительное обжатие покрытия при формовке произвольной трубы;

а - коэффициент пропорциональности, мм/кг;

7S - предел текучести материала полосы, кг/мм2;

Н-толщина полосы, мм;

В - ширина полосы, мм;

еп - относительное обжатие покрытия при получении трубы из малоуглеродистой стали ((7s 25 кг/мм2), толщиной 2,8 мм и шириной 232 мм (базовая полоса). ,

Коэффициент пропорциональности а определяли из условия равенства величин е п и е п при os 25 кг/мм2; Н 2,8 мм; В 232 мм.Тогда из соотношения (2) вытекает, что

3 05 Н2 a -g--1

т.е. а:

В

232

1,184 мм/кг. (3)

osf-r 25-2,8

Эксперименты показали, что обжатие покрытия при формовке трубы из полосы с os 25 кг/мм% Н 2,8 мм, В 232 мм должно находится в пределэхО.1 оь 0,156 (3). При ,Г наблюдается значительный .износ покрытия. Значения ,156 выходят за пределы эксперимента.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исходя из условий эксплуатации труб с покрытием устанавливают относительное обжатие покрытия. Оно должно быть не менее 0,1, т.к. при еп 0,1 наблюдается значительный износ покрытия. При этом обжатие покрытия не должно превышать величины, приводящей к пластической деформации основы с ее утонением, что проверяют экспериментально. ПО соотношению (2) вычисляют обжатие покрытия, соответствующее формовке базовой полосы. При этом проверяют неравенство (3). В случае невыполнения неравенства (3) уточняют материал или размеры полосы для формовки трубы и вновь вычисляют обжатие покрытия, соответствующее формовке базовой полосы. Для определенного таким образом относительного обжатия покрытия вычисляют по соотношению (1) толщину покрытия в точках по ширине полосы с фиксированным шагом. С помощью дробеструйной обработки осуществляют подготовку поверхности

под нанесение покрытия. Покрытие напыляют металлизаторами таким образом, чтобы получить рассчитанное по соотношению (1) распределение его толщины по ширине полосы. Далее производят формовку полосы, сварку ее кромок и порезку на мерные длины.

Пример. Осуществляли подготовку поверхности полосы из стали 10 толщиной 2,0 мм, шириной 200 мм под формовку трубы

с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, предназначенную для использования в теплотрассах. В качестве механической обработки поверхности использовали дробеструйную с давлением

дроби 5 атм. С точки зрения условий эксплуатации обжатие покрытия должно быть около 0,1. По соотношению (2) относительное обжатие покрытия базовой полосы, соответствующее подготавливаемой полосе составило:

ЕП

0,1 aosH2 1,184

Рассчитанное обжатие Ј п не удовлетворяет неравенству (3). В этом случае изменили толщину полосы. Неравенство (3) выполняется при Н 2,39 мм. По соотношению (1) вычисляли распределение толщины покрытия по ширине базовой полосы с обжатием 0,148, соответствующее распределению толщины покрытия по ширине полосы с os 20 кг/мм2, Н 2,39 мм, В 200 мм с еп 0,1.

Покрытие напыляли с помощью элект- рометаллизаторов ЭМ-12М с увеличением его толщины от середины полосы к кромкам от 108 мкм до 128 мкм.

Из полосы с покрытием сформовали трубу диаметром 63,7 мм.

Проводили испытание трубы на износостойкость. Через трубу прокачивали воду с песком под давлением 4 атм в течение 120 часов. После испытания измеряли толщину покрытия по внутреннему контуру трубы. Установили, что толщина покрытия равномерно уменьшалась по контуру на 7,5%.

Для сравнения после аналогичных испытаний трубы с покрытием, имеющим не- равномерность обжатий в направлении от кромок к середине от 0,05 до 0,1 толщина покрытия уменьшалась в обратном направлении от 7,5 до 12,3%.

Следовательно, нанесение газотерми- ческого покрытия с увеличением толщины от середины полосы к ее кромкам позволяет существенно повысить износостойкость труб с покрытием.

Напыление газотермических покрытий с увеличением толщины от середины полосы к ее кромкам позволяет, наряду с повышением износостойкости, повысить антикоррозионные свойства, т.к. .равномерное обжатие обеспечивает постоянную пористость покрытий.

Формула изобретения

1. Способ подготовки стальной полосы для формовки труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности включающий механическую обработку поверхности и нанесение газотермического покрытия на полосу, отличающийся тем, что, с цеяью повышения износостойкости трубы, покрытие наносят с увеличением толщины от середины полосы к ее кромкам.

2. Способ по п,1. отличающийся т ем, что толщину алюминиевого покрытия рассчитывают по формуле

Нп 104 + 967 еп - 2,05 S + 13,1 Јп S - - 5441 е2- 0,00087 S2,

где Нп-толщина напыляемого покрытия, мкм;

еп -относительное обжатие покрытия в процессе формовки трубы;

S - расстояние от ближайшей кромки полосы до рассчитываемого участка, мм.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано .при получении труб с антикоррозионным покрытием. Целью изобретения является повышение износостойкости трубы с покрытием. В способе подготовки стальной полосы для формовки труб с антикоррозионным покрытием внутренней поверхности, включающем механическую обработку поверхности и нане- сение газотермического покрытия на полосу, покрытие наносят с увеличением толщины от середины полосы к ее кромкам. Это приводит к равномерному обжатию покрытия по ширине полосы. При этом толщина алюминиевого покрытия выполнена ho расчетному соотношению.