СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТРУБЫ
THERMOMECHANICAL PIPE TREATMENT METHOD

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления, а также для ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ), в частности для высадки труб имеющих разнотолщинность стенки в сечении, обусловленную эксплуатацией трубы в агрессивных средах и механическим износом.
Известен способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов трубы, высадку в гидравлическом прессе, извлечение трубы из пресса и охлаждение концов. (RU 2414983 С2, B21J 13/02, 27.03.2011).
Известен способ изготовления насосно-компрессорной трубы, включающий высадку концов мерных труб на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), нагрев высаженных труб в печи до 950-1050°С, закалку путем охлаждения в воде, отпуск, теплую правку и окончательное охлаждение (SU 992601 A, C21D 9/08, 30.01.1983).
3
Наиболее близким аналогом является способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов мерных труб до Ас+(230÷360)°С, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации 57,2%, нагрев под отпуск до заданной температуры путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой. (RU 2418078 C1, C21D 9/08, 10.05.2011).
Задачей изобретения является создание более эффективного способа высадки концов насосно-компрессорных труб.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность получения насосно-компрессорных труб с высоким комплексом прочностных свойств, мелкозернистой однородной структурой по их длине и сечению, а также возможность производить высадку труб обладающих разнотолщинностью стенки по их длине и сечению, обусловленную в частности естественным износом труб в процессе эксплуатации.
3
Для достижения технического результата в способе термомеханической обработки насосно-компрессорной трубы, включающем нагрев концов труб, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине, охлаждение, электроконтактный нагрев всего объема трубы под отпуск, нагрев концов трубы осуществляют до Ас+(180÷230)°С, фиксацию трубы ведут с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы, высадку проводят со степенью деформации от 20 до 67%, а нагрев под отпуск ведут до 200-300°С.
Для предотвращения осевого перемещения трубы во время высадки в классических вариантах технологии применяется жесткий упор торца трубы неподвергающегося высадке. Недостатком этого приема является то, что при этом для труб достаточной длины возникает изгибающий момент и нарушается соосность в цепочке матрица - заготовка - пуансон, вследствие чего не могут быть обеспечены требуемые параметры высаженной части трубы.
Для устранения указанных недостатков предлагается закреплять трубу с помощью зажима.
Зажим располагается на расстоянии 500÷4500 мм от торца высаживаемого конца трубы. Жесткость установки зажима должна исключать его перемещение от действия усилия высадочного ползуна ГКМ.
Пример реализации способа.
Обработке подвергают иасосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80), группы прочности «Д» диаметром 73 мм, внутренним диаметром от 62 до 62,9 мм, минимальной толщиной стенки как по длине, так и по сечению трубы, равной 4,6 мм, длиной 9,2 м из стали 45, исходной структурой имеющей размер зерна 7-8 баллов. Предварительно концы труб длиной 150 мм нагревают в щелевой газовой печи до температуры ковки 1000°С, затем трубу фиксируют одновременно в матрице и на расстоянии 2000 мм от нагретого конца, например гидравлическим зажимом, затем производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации до 47%, где формируют высаженный конец длиной 150 мм с наружным диаметром 78,6 мм, внутренним диаметром в плоскости торца трубы 62 мм, толщиной стенки 8,3 мм. Трубу с высаженными концами после ковки охлаждают на воздухе до комнатной температуры 20°С. После остывания трубу подвергают электроконтактному нагреву до температуры отпуска (200÷300)°С, после чего трубу охлаждают до комнатной температуры.
После опиловки заусенца трубы подвергают контролю по геометрическим характеристикам, дефектам наружной и внутренней поверхности и общей изогнутости трубы на соответствие требованиям ГОСТ633-80, ГОСТ Р 52203-2004.
Результаты проверки качества микроструктуры и механических свойств труб представлены в таблице.
№ образ-ца
Участок отбора образцов
Временное сопротивление σ<sub>в</sub>, МПа
Предел текучести σ<sub>т</sub>, МПа
Относительное удлинение δ, %
Твердость, HRC
Величина зерна, №
1.1
Высаженная часть
738
435
19.5
16
6
732
420
19.0
1.2
Переходная зона
730
441
18.5
16
6
724
427
19,0
1.3
Тело заготовки
750
442
21,0
15
7
745
451
21,0
Требование ГОСТ 633-80, Группа прочности Д. Исполнение А.
не менее 655
не менее 379
не менее 14,3
не более 552