ШЕСТИГРАННАЯ ТРУБА ИЗ БОРИСТОЙ СТАЛИ

Полезная модель относится к области производства труб сваркой, а именно, сварных труб особой формы для изделий атомного оборудования с повышенными требованием к нейтронному поглощению, в частности, оборудования для хранения отработанного ядерного топлива.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является чехловая шестигранная труба с размерами «под ключ» 257 мм и толщиной стенки 6 мм из бористой стали марки ЧС82 с содержанием бора 1,3-1,8 мас.%. Известная труба для изготовления оборудования хранения ядерного топлива получена профилированием бесшовных горячекатаных передельных труб.
(RU 2317866, B21B 21/04, опубликовано 27.02.2008)
Недостатки известной трубы является ее относительно высокая стоимость, обусловленная сложностью технологии изготовления: получением трубной заготовки и ее передела в шестигранную трубу. Кроме того, при существующей технологии получения труба может иметь явные или скрытые дефекты, особенно в области соединения граней, что требует постоянного контроля качества заготовки на стадиях передела, а также ремонта выявленных дефектов и повторения технологических операций. Это, в конечном счете, снижает надежность, как самой трубы, так и оборудования, в котором она используется.
Задачей и техническим результатом полезной модели является шестигранная труба из бористой стали с пониженным уровнем дефектности в области соединения граней и повышение надежности ее работы.
Технический результат достигается тем, что шестигранная труба из бористой стали выполнена сварной с полученным лазерной сваркой швом, размещенным в средней части грани трубы параллельно ее ребру, причем соединение ребер выполнено с наружным радиусом закругления 20±1,75 мм.
Технический результат также достигается тем, что наружный размер трубы «под ключ» составляет 257±2,0 мм при толщине стенки граней 6±2,0 мм, а труба и сварной шов выполнены из бористой стали, содержащей углерод, хром, бор, титан, ванадий, кремний, марганец, алюминий, никель, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,06; хром 13,0-16,0; бор 1,3-3,6; титан 2,3-6,5; ванадий 0,15-0,35; кремний не более 0,5; марганец не более 0,5; алюминий не более 0,5; никель не более 0,5; фосфор не более 0,03, железо остальное.
Полезная модель может быть проиллюстрирована рисунком 1, где:
1 - грань трубы;
2 - сварной шов;
3 - ребро трубы.
Получение трубы по полезной модели ведут следующим образом. Сляб их бористой стали по стандартной технологии прокатывали на валках до достижения необходимого типоразмера 6±2,0 мм. Использовали бористую сталь содержащую углерод, хром, бор, титан, ванадий, кремний, марганец, алюминий, никель, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,037; хром 13,8; бор 1,73; титан 3,65; ванадий 0,24; кремний 0,41; марганец 0,32; алюминий 0,26; никель 0,21; фосфор 0,007, сера 0,003, железо остальное. После прокатки осуществляли правку листа на роликовых агрегатах, обработку кромок и точный раскрой. Затем на листогибочном прессе формировали шестигранный профиль трубы с наружным размером «под ключ» 257±2,0 мм и наружным радиусом закругления соединения ребер 20±1,75 мм. Сваривание кромок вели с использованием лазерной сварки, причем шов был размещен в средней части грани трубы параллельно ее ребру. Состав металла сварного шва не отличался от состава использованной бористой стали. После механической обработки трубу подвергали термообработке.
Использование бористой стали для изготовления шестигранной трубы по полезной модели позволяет использовать ее в конструкциях атомной промышленности, требующих повышенного нейтронного поглощения, обусловленного наличием бора в составе стали. Размещение сварного шва в средней части грани трубы параллельно ее ребру и его формирование лазерной сваркой с последующей термообработкой не приводит к уменьшению содержания бора в сварном шве, снижению его равномерного распределения в объеме сварного шва, возникновению заметных внутренних напряжений в объеме трубы и потере коррозионной стойкости. Формирование наружных радиусов закругления соединения ребер 20±1,75 мм с использованием листогибочной технологии также не ведет к возникновению дефектов и заметных внутренних напряжений в реберных областях трубы и потере коррозионной стойкости.
Полученная шестигранная труба по полезной модели не имела дефектов в области соединения граней и сварного шва, а также различия химического состава трубы и сварного шва. Это обеспечивает устойчивость к межкристаллитной коррозии и надежность работы сварной трубы в условиях воздействия нейтронного облучения и влаги.