Способ изготовления многослойныхтруб

Способ изготовления многослойныхтруб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Социалистические

Республик 1, 795654 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 15.11.78 (21) 2683294/25-27

3 (5! )М. Кл. с присоединением заявки,%

В 21 J3 51/24

Государстеенный комитет (23) Приоритет вв делам нэобретеиий н OTKpblTHH

Опубликовано 15.01.81, Бюллетень .% 2 (53) УДК 621,774 °.5(088.8 i

Дата опубликования описания 15,01.81 (72) А втор изобретения

А, С. Скугар (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к способам изготовления многослойных рупонированных изделий, а более конкретно, к изготовлению тру, сварных колонн, паропроводов высокого давления корпусов редакторов, паронагревателей в атомной энергетике, 5 цилиндров, мощных гидропрессов и другого оборудования в рупонированном многослойном исполнении и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей

10 промышленности и энергетике.

Известен способ изготовления корпусов сосудов и труб, при котором стальные полосы свариваются в одно попотнише, а затем полотнище сворачивается до

15 заданной толщины стенки в многослойный цилиндр 1 (.

Известен также способ изготовления корпусов сосудов высокого давления из отдельных рупонированных обечаек, при котором основным видом соединения являются кольцевые стыковь1е сварочные швы, что удовлетворяет одному из наиболее важ ных ус лови и свароч ной тех нологииполучению полного провара по всему сечению сварного соединения v, обеспечению высокой прочности Г2 (.

Однако, изготовление многоспойных сосудов известными способами приводит к образованию неизбежных конструктивных зазоров между смежными слоями, величина которых превышает допускаемые техническими условиями неплотности (по техническим условиям величина зазоров при ограниченной длине допускается 0 050,3 мм), и создает в корпусе многослойных сосудов концентраторы напряжений, присущих кольцевым швам.

Вследствие неблагоприятных воздействий конструктивных зазоров и технологических концентраторов напряжений, затруднительно гарантировать надежность, прочностные качества и долговечность многослойного изделия.

Известен способ изготовления многослойных трубчатых изделий, при котором металлическую полосу наматывают по спирали до образования рулонированного

795654 блока, при этом между смежными поверхностями споев по всей длине трубы вводят промежуточный соединительный материал, например, тонкий слой органической смопы, и производят нагрев смолы между смежными поверхностями под сильным натяжением, что обеспечивает прочное соединение (склеивание) поверхностей слоев трубы и образование многослойного монопита $3J.

Однако, изготовление известным способом многослойного трубчатого изделия позволяет образовать только тонкий промежуточный спой, который обеспечивает прочное соединение смежных слоев и образование многослойного монолита, который не обладает свойствами многослойного изделия, имеющего большой запас плас. тичности и деформативности Но сравнению с монолитом. 20

Наиболее близким решением из известных является способ йзготовпения многоспойных труб, при котором на одну из поверхностей металлической полосы наносят противоядгезийный состав, наматывают по-25 посу по спирали до образования рулонированвто трубчатого изделия и в процессе намотки между смежными поверхностями полос в начале образования витка вводят промежуточный материал в расплавленном 10 состоянии, а к наружной поверхности витков прикладывают усилия, необходимые для образования промежуточного слоя расчетной толщины f4).

В известном способе основными конструктивными эпементами являются высокопрочная стальная полоса топшиной4-6 мм и кольцевые швы, соединяющие спой является вспомогательным, топшина которого 4щ меньше толщины рулонной стальной полосы.

Изготовление противопоставленным способом многослойного трубчатого издепия путем рупонирования стальной полосы топшиной0,3-0,5 мм не соединенной с промежутсчным слоем обпадает рядом недостатков, главными из которых являются: создаННе из стальной тонкой полосы топшиной0,30,5 мм самостоятельно работающих смежных слоев вызывает необходимость произ- 50 водить сварочные соединения по acegj дпине продольных кромок поносы, которые являются опасными концентраторами напряжений, а также не исключают возможности различных сварочных дефектов, что снижает надежность и прочность издепия и повышает трудоемкость сварочных работ; не исключается возможность возникновения различных дефектов как в сварочном шве, TBK и в образующихся смежных спонх тонкой полосы в процессе изгolов.к-иия изделия; в процессе заливки жидкого метаппа от температурных воздействий в тонких слоях многослойного изделия Могут образоваться дефекты, снижающие надежность и прочность многослойного изделия.

L1eiIb изобретения - повышение надежности, прочности и допговечности многоспойцых труб, Поставленная цель достигается путем непрерывной намотки по спиряпи метяплической попосы до образования рулонированного трубчатого изцепия. IlpH одновременной намотке нескольких метапиических полос, их смежные кромки Ilo всей циине полос соединяют продоиьными сварными швами, с образованием полотнища.

В процессе намотки метяппическую поНосу нагревают ТВЧ до 1150-1200 ( и в зоне нагрева одну поверхность полосы обрабатывают жидким флюсом, я на

1 другую поверхность поносы наносят противоадгезийные ипи противопригярные составы, предотвращающие ирипипяние расплавленного метаппа, например, припыпы, пасты, краски и т.д., после чего, в нача-. ле образования витка, между обработанными поверхностями заливают расплавленный метапп при 15 20-1560 (и производят его формовку сходящимися поверхностями витков пут.м ирипожения усииия, необходимогo дпя образования промежуточного споя расчетной roIIlnHHII, с последующим отвердением промежуточного споя и образованием диффузионного неразьемного соединения между поверхностью отвердевшего промежуточного слоя и поверхностял1и полос, обработанных жидким флюсом.

Предлагаемый способ изготовления многослойных труб осушествпяется известными техническими средствами, выполненными в виде рязматывятепей, ропьгянгов, IIoIIIIKxIIHx валков, правильной машины и машины дпя намотки многослойных блоков, которая содержит центряпьный намоточный

BBIIoK опорные и няжимные валки и т,д.

Ня фиг, 1 1зображена < хема осуществления способа изготовления многослойных труб; на фиг. 2 — многоспойияя стенка изготовленной трубы с биметаллическими смежными слоями> иродоиьный разрез; ня фиг. 3 — то же, с гофрированными бил етялническими смежнылlH сноями, иродопьный разрез; ня фиг, 1 — монолитная многослойная стенк иьч отовиен ной 1руС>ы, 795654

55 цродопьный разрез; на фиг. 5 — многоспой.няя труба с биметаллическими смежными споями, торцовая часть.

Изготовление многослойных труб осуществляется сцедующим образом. S

С размятывятелей, подающими вапками, через правильные л яшины с проводкой по ропьгангям (механизмы не показаны) стальные нопосы толщиной 0,3-0,5 мм подают в сборочное устройство (не пока- 10 зано), где производят обрезку продольных кромок попос, их стыковку и соединение сварочными швами.

Из сборочного устройства металл <ческую полосу 1 подают в намоточную маши- 15 ну и переднеи кромкой закрепляют на центральном вапике 2, после чего производят ее намотку между опорными валками 3 и няжимными BBJIKBMH 4 до образования первого витка, при этом движущуюся по- 20 лосу нагревают индуктором 5 до 11501200 С и в зоне нагрева на одну иэ ее

О поверхностей устройством 6 наносят жидкий флюс, а на другую поверхность, устройством 7 наносят противоадгеэийные 25 ипи противопригярные составы, например, припыпы в виде пудры, эолы талька, графита и т.д., ипи песты, содержащие серебристый графит как основной напопнитепь, которые предотвращают припипание рас- 50 ппявпенного металла к твердой фазе попотниша 1.

Нагретую и обработанную жидким фпюсом полосу охлаждают до 200-300 С и

О в начале образования второго витка, из емкости 8 расплавленный металл при

1520-1560 С заливают между смежными поверхностями полос и образуют металпическую ванну 9, При дапьнейшей намот« ке полосы металлический расппав 9 формируют сходящимися поверхностями витков путем приложения усилия прокатными охпяждяюшимися валками 10, с последующим ох паждением расп лава и образованием слоя 11 расчетной топшины.

Нагрев полос ТВЧ, очистка поверхности попос от окислов жидким флюсом и непрерывная запивка жидкого метаппа обес печивают качественное неразьемное соеди» нение 12, зя счет диффузионной сварки в местах соприкосновения жидкого метаппа с твердой фазой поверхности полосы, обработанной жидким фпюсол .

Нерязьемное соединение позвопяет образовать биметяппические смежные слои

13, состоящие иэ тонкого проката полос

1 тошниной 0,3-0,5 мм и сплошного однородного споя 1 1.

На торцах изготовляемого рудонировянного иэдепия 14 устанавливают охляждяемые прижимные пластины 15, которые спужат дпя удержания рясппавя 9.

В процессе изготовления изделия в зоне заливки жидкого металле поверхности полос полотнища 1 охпяждают воздухом, подаваемым устройством 16 ипи прижимными водоохпаждяющими медными ппястинами (не показаны).

Предлагаемый способ позвопяет изготовить многослойную трубу конечной дпины в спедующих вариантах: из понос; собранных встык продольными кромками без их соединения ипи соединенных сварочными прихвятками, в этом случае на стыках продольных кромок полосы в зоне расплавленного металла 9 устанавливают прижимные пластины (не показаны), которые исключают вытекание расппявя !3 между стыками полос; из предварительно гофрированных полос попотнища 1, с поспедующей заливкой расплавленного метаппа между гофрированными поверхностями попос, отвердения расчетного слоя 11 рясппава и образования гофрированных биметаллических смежных споев 13 (фиг. 3); с монолитной многослойной стенкой любой толщины. В этом случае в зоне нагрева обе поверхности полосы 1 обрабатывают жидким флюсом, что обеспечивает проч ° ное неряэьемное соединение 12 за счет диффузионной сварки в местах соприкосновения жидкого металла с твердой фазой двух поверхностей полотнища 1, обработанных жидким фпюсом (фиг. 4).

Заливку жидкого металл» между обработанными поверхностями попос производят в защитной фпюсовой среде.

Отвердевший слой 11 образует плавный кпиновидный переход в нячяпе намотки и в конце HBMQ TKH поносы (фиг. 5 ) .

Концы полос в первом и последнем витках рулонированного издепия 14, приваривают K смежным слоям продопьными швами. Скорость намотки повесы равна скорости кристаллизации слоя 11.

Предлагаемый способ изготовпенич многослойных труб прост в осуществпении и не требует специального оборудования, позволяет изготовить многослойное трубчатое изделие конечной длины с высокой степенью точности припегяния смежных поверхностей биметаппических слоев по спирапи и образующей, что уменьшает относительные перемещения смежных слоев и воздействие изгибных няпряжепий в радиальных сечениях, пг>звопяет более рав

7956 номерно распределить эти напряжения по всей длине трубы, а также препятствует проникновению влаги и твердых частиц между слоями в процессе хранения и транспортировки изделия; дает возможность изготовить рулонированное изделие с гофрированными слоями любой расчетной толщины, что повышает прочностные качества, сопротивляемость изгибным напряжениям и уменьшает относительные перемещения 10 смежных слоев; позволяет изготовить многослойную трубу конечной длины, без сварочных швов, благодаря созданию между тонкими (0,3-0,5 мм) слоями полос полотнища однородного отвердевшего слоя 1$ (любой расчетной толщины, превышающей в несколько раз толщину полос), как по спирали, так и по образующей, который является основным конструктивным слоем ,в изготовленном рулонированном изделии. 20

Применение предлагаемого способа повышает надежность, прочностные качества и долговечность изготовленных многослойных изделий при их эксплуатации.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойных труб, при котором на одну из поверхностей ме- >О таллической полосы наносят противоадге54 8 зийный состав, наматывают полосу по спирали до образования рулонированного трубчатого изделия и в процессе намотки между смежными поверхностями полос в начале образования витка вводят промежуточный материал в расплавленном состоянии, а к наружной поверхности витков прикладывают усилия, необходимые для образования промежуточного слоя расчетной толщины, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, прочности и долговечности многослойных ,труб, вторую поверхность металлической полосы нагревают ТВЧ до 1150-1200 С, о, а затем обрабатывают ее жидким флюсом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N< 232924, кл. B 21 С 37/12, 1963.

2. Курамжин А. В. и др. Создание многослойных рулонированных сосудов высо

3. Патент Франции N 2 157045, кл. F 16 3 9/00, 1973, 4. Авторское свидетельство СССР по заявке N 26832 15/25-27, кл. В 21 Q 51/24, 10.11. 78 (прототип) .

7956 54

12 Риг. 3

Pue.

Тираж 899 Г1с дниснюе

ВНИИПИ Государственного комитета Со 1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >V-35, Рау шскян наб., д. 4/5

Заказ 9552/7

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Г11 с с-.ктнлн, 1

Состави тел6 (.. 11и ку линя

Редактор Г1. Макаревич Техред М.Табакович 1(орректор (. 11!омак