Способ футерования металлических труб (его вариант)

Способ футерования металлических труб (его вариант)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП КСАЙНЕ оомэв

ИЗОВРЕТЕИ НЯ

К АВТОРСКО4,-1У СВИДНИ1ЬСТВУ (6I ) Дополнительно к авт. -.àèä-ву (22)Заявлено 28.04:80 (",.t - 2918149/22-02 с присоединением заявки И (23)Приоритет

Опубликован-,::. .: 8.02.82. <5 z.??,?????????? _#_g 8 (5 l ) m. ????, ?? 22 d 13>

В 28 В 21/30

F 16 L 57/00

Гвсударатынный квинтет

СССР ив делам изирвтеинй н открытий (53) УДК 621.74. .042(088.8) Дата опубликования описания 28 .02 .82

Б. Х, Хан, Г.Г. Растегаева.„П. В. Старых, B. Г. Ки ченко, Б.К,Ромашке и В,Г.Урчукин

1 (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской ССР (7I ) Заявитель

{54) СПОСОБ ФУТБРОВАНИЯ 11ЕТАЛХИЧЕСКИХ

ТРУБ :, : ГО ВАРИАНТ) Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья, и может быть использовано при изго-товлении износоустойчивых элемен-. тов трубопроводов, работающих в условиях абразивно-коррзионного воздействия.

Известен способ футерования металлических деталей трубопровода, заключающийся в том, что металлические трубы предварительно нагревают до температуры 500-700оС., устанавливают вертикально и заполняют силикатным расплавом, который за счет охлаждения и кристаллизации образует на внутренней поверхности слой футеровки. Получив необ" ходимую толщину затвердевшего футеровочного слоя, избыток расплава выливают (1 ).

Известен способ изготовления двухслойных метяллошлаковых труб путем образования из расплава меT8AIB оболочки, а которую непосредственно после заливки металла зализают расплав силикатного матерпала, который образует футеров. чА ный слой после чего Ос щес твляют охлаждение готовой трубы (2 ), Известен также способ центробеж" ного литья, преимущественно чугунных труб, заключающийся в том, о, Я что изложпщу нагревают до 280-480 С а ча внутреннюю поверхность изложницы наносят теплоизоляционное покрытие на основе вспученного перлита (3), с величиной пористости

70-85 7 (4).

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является способ, включающий нанесение футеровочного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку 5).

Однако зтот способ не обеспечивает надежного закрепления, футеровочнаго (петрургического) слоя в

3 908498 металлической трубе вс.ге,:,ствие различных коэффициентов термического расширения петрургического слоя и металла. 8 результате этого между футеровочным слоем и металличес- 5 кой трубой образуется зазор. Это приводит к смещению футеровочного слоя относительно металлической трубы, нарушению соосности футеро— ночного и металлического слоев двухслойной трубы, разрушению и выпацани1о футеровочного слоя вследствие механических воздействий. Все это ность во время вращения наносят слой перлита с помощью специально .го желоба. При переворачивании желоS5 ба перлит попадает в трубу и равотрицательно сказывается на качество производимой продукции и значительно с.!Ièÿaåò процент гзыхода надежных 11 годных изделий, Цель изобретения — повышение надежности закрепления футеровочного слоя в металлической трубе, повышение качества и наде гности годового изделия

Постазленная цель достигается тем, что в способе, включающем нанесение футеровочного слоя во BpGHia емую металлическую трубу, выдержку и последующу1о термообработку, перед заливкой футеровочпого слоя на внутреннюю поверхность металлической трубы наносят слой засыпки толщиной 0,5-2 мм, содержащей измельченный неолит в количе= òâå 20-90_#_ и минера™ьнь1й лаполнитель B количестве 10-807, фаз!гц:гн 0 "— 1 мм.

В качc . 1 IIc засыг. ки используют измельченный перлит фракции 0 2-1 мм.

Петрургический расплав заданного сoc .тавa залива1от центробежным способом в металлическую трубу, установленную горизонтально на роликах 1Tентробежной машины, или закрепленну!о Бо 73р гща1ощихсгг ОпОрах или вставленную неггосредстненно в изложницу центробежной машины.

Перец заливкой петрургического расплава на внутреннюю поверхность металлической трубы наносят слой засыпки, состоящеи из чистого нерлита или содержащей перлит и минеральньгй наполнитель, или перлит, минеральньгй наполнитель и железную окалину. Состав засыпки выбирают в зависимости от температуры и состава залинаемого расплава диаметра и длины изготовляемых труб;

Количество наносимой засыпки рассчитывается из условий образования на внутренней поьерхности металли1О

50 ческой трубы слоя толщиной .,э — 2 мм.

Б зависимости от габаритов(длина диаметра) футеруемых металлических труб рассчитывается масса (объем) наносимого перлитосодержащего покры тия. Предварительно рассчитанная для каждого конкретного размера труб масса (объем) перлитосодержащего покрытия заданного состава засыпается в специальный желоб с прорезью по всей длине, который вводится внутрь металлической трубы во время ее вращения. Желоб переворачивают, засыпка через прорезь высыпается и равномерно распределяется по всей внутренней поверхности трубы под действием центробежных сил. Затем желоб извлекают и внутрь металлической оболочки заливают петрургический расплав с температурой 12801320 С. При заливке расплава и его о взаимодействия с перлитом проявляет; ся основное техническое свойство перлита — способность вспучиваться при высоких температурах. Порода размягчается, а содержащаяся в ней вода переходит н пар, вспучивая размягченную массу материала в 5 — 10 раз.

Увеличение объема слоя перлита в з-10 раз приводит к заполнению зазора, образующегося между футеровочным слоем и металлической оболочкой в результате разности их коэффициентов термического расширения и обеспечивает тем самым свое расклинивающее действие, cnособствующее надежной фиксации футеровочного слоя в металлической трубе, а также его строгое центрирование, предотвращая возможность смещения и выпадания футеровочного слоя при транспортировке и монтаже в трубопроводы. Все это повзоляет получать качественные изделия, надежно работающие в условиях абразивно-коррозионного возпействия.

Пример I При опробовании ,способа металлические обечайки (трубы) толщиной 3 мм и диаметром

320 мм вставляют н кокиль центробежной машины, После установки обечайки (трубы) на ее внутреннюю поверхномерно распределяется по всей поверхности. Слой наносимого нерлита варьируют для определения нео< ходи908g98

После выдержки в течение Ь мин ме" таллические трубы с футеровочным слоем помещают в туннельную печь для прохождения процесса термы.ческой

5 обработки

Таблица 1

Смещение и выпа-" дание футеровочного слоя

0,2

0,4

О,б

То же

Надежное закрепление футеровочного слоя в металлической трубе

1,0

То же

1,2

1,4

1,7

l 9

2,1

Смещение и выпадание футеровочного слоя мых оптимальных параметров (табл. 11.

Так при слое менее 0,5 мм не обеспечивается достаточный объем вспученного слоя перлита для заполнения зазора между металлом и футеровочным слоем, что не обеспечивает необходимого сцепления футеровочного слоя с металлической. трубой.

При нанесении на внутреннюю поверхность металлической трубы слоя IO перлита толщиной более 2 мм не обеспечивается прогревание всей толщину перлитового слоя, что приводит к вспучиванию только части слоя перлита, находящейся вблизи футеровоч- 15 о ного слоя. В результате этого оставшаяся часть перлитового слоя, не подвергшаяся вспучивнаию, осыпается, что не обеспечивает необходимое сцепление футеровочного слоя с металлической трубой.

При вьдержке требуемой толщины перлитового слоя в пределах 0,52 мм обеспечиваются необходимые параметры. Температура заливаемого 25 футеровочного (петрургического) расо плава составляет 1280-1320. Вьдержку в изложнице осуществляют в течение

4-б мин. После вьдержки машину останавливают, открывают переднюю крыш-Зо ку и металлическую трубу с футеровочным слоем выталкивают на приемный лоток. После выгрузки изделия помещают в камерную печь для прохождения термической обработки по принятому

35 в камнелитейном производстве режиму.

В процессе термической обработки при

850-950 С происходит вспучивание чао стиц перлита, которые не успели достаточно прогреться при контакте

40 с зали тым р аспл ав ом.

Качество полученных труб хорошее, степень сцепления футеровочного слоя и металлической трубы позволяет беспрепятственно транспортировать по45 лученные изделия и осуществлять их монтаж без опасения ныпадания футерующего слоя.

Пример 2. При опробовании предлагаемого способа используют цель50 нокатанные стальные трубы диаметром 250 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 2 м. Трубы устанавливают на ролики центробежной машины, наносят слой перлита и осуществляют залив55 ку петрургического расплава при

1300-1320 0. Толщину наносимого слоя

0 перлита варьируют аналогично, примеру 1. Результаты сопоставляют.

Результаты опробования способа футерования металлических труб петрургическим материалом с помощью засыпки из перлита

Аналогичные результаты получают в случае использования в качестве засыпки смеси, состоящей из перлита и минерального наполнителя в различных соотношениях при оптимальной толщине слоя засыпки. Целесообразность введения в засыпку минерального наполнителя в количестве 10-80% по объему объясняется тем, что при надлежащем прогреве перлита до температуры вспучивания его объем возрастает в 5-10 ра, т.е. при содержании 20 об.% перлита достигается достаточное расклинивающее действие обеспечивающее надежную фиксацию футеровочного слоя в металлической трубе. При повышении температуры заливаемого расплава количество минерального наполнителя увеличено до максимального предела, так как степень прогрева засыпки зависит от градиента температур между расплавсм и засыпкой.

908498

В табл,, 2 приведены результаты опробования способа футерования металлических труб петрургическим расплавом с помощью перлитосодержащей засыпки, включающей минеральный наполнитель. При содержании в засыпке менее 20% перлита расклинивающее действие при вспучивании недостаточно и футеровочный слой смещаТаблица 2

1,8

1,7

Засыпка вспучилась на достаточно, футеровочный слоя смещается

То же

1,3

20!

93 отношению как к металлической трубе, так и к футеровочному слою. Это позволяет обеспечить более надеж50 ное закрепление футеровочного слоя в металлической трубе. В результате проведенной серии экспериментов определено, что оптимальным количеством железной окалины в засыпке является 10-20 об.% (табл. 3).

При содержании окалины меньше 10% эффект не наблюдается по сравнению с обычным минеральным наполнителем, Применение в засыпке железной окалины вызывает необходимость повышать теплопроводность засыпки, улучшать прогрев частиц перлита и обеспечивает более благоприятные условия для его вспучивания. Вместе с тем окалина при прогреве до высокой температуры (900-1100) может онлавляться,образуя с силикатами ! минеральным наполнителем и перлитом) эвтектики, обладающие улуч" шенными адгезионными свойствами па ется в металлической оболочке. !!ри содержании наполнителя менее 10 об.% получают такой же эффект, как при обычной перлитовой засыпке. Часть

5 перлита не вспучивается и играет роль наполнителя, т.е. не используется по прямому назначению. При уменьшении толщины слоя засыпки количество минерального наполнителя увеличено.

Засыпка плохо вспучилась, выпадение футеровочного слоя

Футеровочный слой надежно закреплен и металлической трубе

Часть перлита не вспучилась, футеровочный слой закреплен надежно

Значительная часть перлита не вспучилась

908498

Таблица 3

Результаты опробования способа футеровки металлических труб петрургическим материалом с помощью засыпки иэ перлита, минерального наполнителя и железной окалины

50

1,3

42 . 8

1,8

То же

50

12

50

1,2

Слой засыпки плотно спекся и хорошо пристает к металлу и футеровочному материалу

1,9

То же

50

1,4

20

50

1,3

1,2

50

25

То же

50

Окалина частично не

1,4 прореагировала с наполнителем и перлитом а при увеличении количества окалины более 20Х не отмечается дальнейшего эффекта в улучшении качества производимой продукции и в повышении на" дежности закрепления футеровочного слоя.

Футеровочный слой закреплен. В торцах вспучивание перлита недостаточное

Футеровочный слой закреплен. Вспучивание перлита в торцах хорошее, плотное прилегание к металлической трубе слоя засыпки

Слой засыпки уплотнен, в торцах монолит, хорошее прилипание к металлу и петрургическому материалу

Футеровочный слой закреплен надежно. Дальнейшего эффекта не обнаружено.

908498

Формула изобретения

Составитель А.Минаев

Редактор М.Янович Техред М. Тепер Корр ек тор N. 11!ар оши

Заказ 696/12 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35> Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные по предлагаемому способу металлические трубы с футеровочным слоем из затвердевшего петрургического расплава (каменного литья) отличаются хорошим товарным видом, высоким качеством готовой продукции.

Предлагаемым способом можно получать футерованные каменным литьем металлические трубы различного диаметра и длины.

Изготовленные предлагаемым способом изделия имели хороший товаРный вид, высокое качество за счет надежной фиксации футеровочного слоя 15 в металлической трубе, высокий процент выхода годной продукции - 90-957

1. Способ футерования металлических труб, преимущественно петрургическим материалом, включающий нанесение футеровочного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности закрепления футеровочного слоя в металличес- 30 кой трубе, повьш ения качества и надежности готового изделия, перед заливкой футеровочного слоя на внутреннюю поверхность металлической трубы наносят слой засыпки толщиной

0,5-2 мм, содержащей измельченный перлнт в количестве 20-90Х и минеральный наполнитель в количестве

10-80Х фракции 0,2-1 мм.

2. Способ футерования металлических труб, преимущественно петрургическим материалом, включающий нанесение футеровочного слоя во вращаемую металлическую трубу, выдержку и последующую термообработку, о л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности закрепления футеровочного слоя в металлической трубе, повышения качества и надежности готового изделия, перед заливкой футеровочного слоя на внутреннюю поверхность металлической трубы наносят измельченный перлит фракции 0,2-1 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 - 257237, кл. F 16 1 57/00, !966.

2. Авторское свидетельство СССР

И - 468701. кл. В 22 0 13/06, 1973.

3. ГОСТ 10832-64.

4 Авторское свидетельство СССР

11 - 549244, кл. В 22 0 13/00, 1975.

5. Липовский И.Е. и Дорофеев Б.А.

Основы петрургии. М., Металлургия, 1972. с, 186.