Заготовка для изготовления биметаллических труб

Заготовка для изготовления биметаллических труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г

- Щл -"1

РЕЖДЕНИЯ

1

ОП И

И ЗОБ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6т) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2401.77 (21) 2446468/25 — 27

В 23 P 3/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открыти и (Я) УДК 621. 771..8 (088,8) Опубликовано150479. Бюллетень И 14

Лата опубликованиЯ описании 15047а (72) Авторы изобретения

И.Н. Потапов, Р.И. Ахмедшин, В.А. Демьянец, П.М. Финагин, В.Г. Чус, В.Д. Герардов и Б.В. Гнездилов

Электростальский филиал Московского ордена Трудового

Красного Знамени института стали и сплавов (71) Змвитель (54) ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при изготовлении бесшовных горячекатаных биметаллических труб.

В настоящее время для изготовления 5 биметаллических труб используются в основном двухслойные заготовки, собранные из двух монометаллических труб, контактные поверхности которых имеют цилиндрическую форму. Известен способ1О изготовления двухслойных заготовок, включающий в себя механическую и химическую обработку (обезжиривание. травление, нанесение промежуточного подслоя). сборку, заварку по торцам с целью герметизации зоны контакта, раздачу, проталкивание или волочение для устранения исходного зазора и создания натяга между контактными поверхностями (1). Ю

Данная технслогическая система приемлема главным образом для изготовления двухслойных заготовок малой длины (400+600 мм), например при 25 прессовании биметаллических труб, а также для изготовления двухслойных заготовок, металл наружного слоя которых имеет термическйй коэффициент расширения меньший, чем у металла 30 внутреннего слоя. При нагреве таких заготовок не происходйт разрушения сварки на торцах заготовки, а следовательно, соблюдается герметичность зоны контактных поверхностей, является необходииьж условием для обеспечения качественной сварки слоев

При нагреве же двухслойных заготовок значительной длины (>1000 мм), металл наружного слоя которых имеет термический коэФфициент расширения больший, чем у металла внутреннего слоя, между свариваемыми поверхностями образуется зазор, даже если заготовка была подвергнута пластичес" кой деформации с целью устранения исходного зазора и создания натяга, а также происходит разрушение сварного шва на одном из торцов заготовки вследствие разницы в удлинениях составляющих труб. Разрушение сварного шва происходит также при нагреве цвухслойных заготовок в индукторе иэза очень большого градиента температур по сечению заготовки в начальный период нагрева, а также при нагреве двухслойных заготовок, имеющих заданную величину исходногс зазора между контактными поверхностями„ металлы слоев которых имеют разные эначе656794 ния коэффициентов термического расширения.

Так, например, при нагреве до температуры прокатки (1180-1200 С) двухслойной заготовки длиной 1000 мм, материал наружного слоя которой нержавеющая сталь Х18Н10Т, а материал 5 внутреннего слоя — никель, происходит ослабление сварного шва с одной из сторон заготовки, а с другой — полное его разрушение из-за значительной абсолютной разницы в удлинениях составных труб. Средняя величина разницы коэффициентов термического расширения для этих материалов в интервале температур 100-1200 С составит

0,28 мм/мм.град. 10 . Абсолютная величина разницы в удлинениях труб будет равна:

1 (d.н вg Т> где L — начальная длина двухслойной заготовки, мм; (— =1000 мм) (с(-в-Фв)- разница коэффициентов термического .расширения нержавеющей стали Х18Н10Т и никеля, мм/мм.град.

10 : 25 («в- э1- 0,28 мм/мм.град. 10 в интервале температур 100-1200 С.

Лà — разница температур нагрева заготовки до температуры .прокатки и начальной температуры;

1100 С;

1000.0,28 .10 1100 =

-6 3,08 мм.

В результате разрушения одного из сварных швов происходит разгерме- 35 . тизация зоны контактных поверхностей> окисление свариваемых контактных слоев, что приводит к их навариванию в процессе пластической деформации.

Исключить окисление контактных по- 40 верхностей в процессе нагрева таких заготовок можно, если нагрев вести в печи с инертной атмосферой, однако при транспортировке нагретой двухслойной заготовки от печи к стану успевают окислиться контактные по45 верхности на концах заготовки, что приводит к несвариванию контактных слоев по концам трубы и ухудшению условий захвата заготовок.

Цель изобретения — устранение раз- 50 герметизации зоны контактных поверхнрстей при нагреве сравнительно длинных двухслойных заготовок () 1000 мм), металл наружного слоя которых имеет коэффициент термического расширения больший, чем у внутреннего слоя.

Поставленная цель достигается тем, что заварку по торцу сплошным кольцевым швом непосредственно по диамет 60 ру разъема производят только с переднего конца заготовки, а с заднего кон" ца герметизацию зоны контактных поверхностей производят через тонкую кольцевую шайбу, которая приваривается сплошным ковьпевытл ыв. лл по наружному диаметру к наружной трубе, а по внутреннему диаметру к внутренней трубе.

На фиг. 1 показан разрез двухслойной заготовки, у которой герметизация зоны контакта выполнена по предлагаемому способу. Наружная часть заготовки 1 и внутренняя часть 2 с одной стороны (передней) свариваются между собой сплошным кольцевым швом 3 по диаметру разъема. С другой стороны (задней) заварка производится через тонкую выгнутую кольцевую шайбу 4, которая приваривается сплошным кольцевым швом 5 не по наружному диаметру к наружной части заготовки, а по внутреннему диаметру сплошным . кольцевым швом 6 к внутренней части заготовки. На фиг. 1 показано положение шайбы до нагрева заготовки °

Внутренняя часть .,заготовки длиннее наружной на половину абсолютной разницы удлинений, которая возникает при нагреве до температуры прокатки.

В процессе нагрева шайба будет подвергаться упруго-пластическому изгибу. На фиг. 2 показано положение шайбы после нагрева двухслойной заготовки до температуры прокатки. В процессе нагрева сварка не разрушается, герметичность зоны контакта соблюдается.

Использование предлагаемой двухслойной заготовки для изготовления биметаллических труб позволит: повысить прочность сварки контактных слоев на концевых участках труб при изготовлении биметаллических труб из сравнительно длинных двухслойных заготовок (> 1000 мм), металл наружного слоя которых имеет коэффициент термического расширения больший, чем у внутреннего; увеличить выход годных биметаллических труб; снизить расход металла.

Формула изобретения

Заготовка для изготовления биметаллических труб, состоящая иэ двух с подготовленными контактными поверхностями труб, вставленных одна в другую, и заваренная по торцам сплошным кольцевым швом, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения качества сварки слоев на концевых участках, увеличения выхода годных биметаллических труб и, снижения расхода металла, заготовка заварена.сплошным кольцевым швом только с одного конца, а с другого конца заварена через тонкую кольцевую шайбу.

Источники, информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чепурко М.И., Остренко В.Я. и др. Биметаллические трубы. М., Металлургия, 1974, с. 47-59.

Фьг /

Составитель Н. Кулакова

Техред, М ..Пет ко

Корректор О.Ковинская

Редактор И. Острова

Подписное

Заказ 1б82/13 Тираж 1221

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4