EA029501B1

EA029501B1 - Сосуд из термически неупрочняемого алюминиевого сплава и способ его изготовления

Info

Publication number: EA029501B1
Application number: EA201700164A
Authority: EA
Inventors: Олег Евгеньевич БОГАЧЕК; Александр Михайлович Дриц
Original assignee: Олег Евгеньевич БОГАЧЕК
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-04-30
Also published as: CN110520668A; EP3584492A1; US11644151B2; WO2018151630A1; CN110520668B; US20210239271A1; EP3584492A4; EA201700164A1

Abstract

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к производству сосудов из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов для баллонов и сосудов высокого давления. Предложен способ изготовления сосуда, включающий формирование трубы сверткой по меньшей мере одной плоской заготовки со стыковкой кромок, сварку состыкованных кромок трением с перемешиванием и деформацию по меньшей мере части сварной трубы с приданием этой трубе формы сосуда, при этом в качестве плоской заготовки используют лист из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, который предварительно подвергают холодной деформации со степенью остаточной деформации в интервале 0,5-15%, а указанная деформация по меньшей мере одной части сварной трубы является горячей деформацией при температуре 230-520°C. Техническим результатом является уменьшение веса сосуда, повышение прочности сосуда, обеспечение равнопрочности сосуда и уменьшение числа циклов горячей деформации при изготовлении сосуда. Также обеспечены снижение металлоемкости и трудоемкости при изготовлении сосуда из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, низкий коэффициент тары, повышение надежности и ресурса работы получаемого указанным способом сосуда.

Description

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к производству сосудов из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов для баллонов и сосудов высокого давления. Предложен способ изготовления сосуда, включающий формирование трубы сверткой по меньшей мере одной плоской заготовки со стыковкой кромок, сварку состыкованных кромок трением с перемешиванием и деформацию по меньшей мере части сварной трубы с приданием этой трубе формы сосуда, при этом в качестве плоской заготовки используют лист из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, который предварительно подвергают холодной деформации со степенью остаточной деформации в интервале 0,5-15%, а указанная деформация по меньшей мере одной части сварной трубы является горячей деформацией при температуре 230-520°С. Техническим результатом является уменьшение веса сосуда, повышение прочности сосуда, обеспечение равнопрочности сосуда и уменьшение числа циклов горячей деформации при изготовлении сосуда. Также обеспечены снижение металлоемкости и трудоемкости при изготовлении сосуда из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, низкий коэффициент тары, повышение надежности и ресурса работы получаемого указанным способом сосуда.

029501 Β1

029501

Область техники

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к производству сосудов из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов для баллонов и сосудов высокого давления, и может быть использовано в авиакосмической, газовой, автомобильной, судостроительной и других областях промышленности.

Уровень техники

Из КИ 2510784 известен способ изготовления сварных сосудов высокого давления из стали, согласно которому обечайку изготавливают путем свертки стальной листовой заготовки и ее последующей автоматической сварки с калибровкой и рентгеновским контролем качества шва. Днище получают отдельно путем вытяжки. Затем в обечайку и днище вваривают штуцеры и вентили, а затем осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки и днища стыковыми кольцевыми швами. Данный способ является весьма трудоемким, а баллоны имеют высокую себестоимость, так как включает раздельное получение обечайки и днища и их последующую сварку. Кроме того, использование стали в качестве материала для изготовления сосудов также накладывает дополнительные сложности при изготовлении сосуда. А в случае использования алюминиевых сплавов автоматическая сварка плавлением не обеспечивает герметичность и прочность сварных соединений на уровне основного металла.

Из КИ 2429930 известен способ изготовления сосуда (лейнера) из алюминиевого сплава. Этот способ включает местный нагрев прессованной трубы из алюминиевого сплава, закатку трубы с образованием днища, средней цилиндрической части и днища с горловиной. После образования днища в его средней части в полярной точке просверливают коническое отверстие, которое потом заваривают с присадкой сварочной проволоки для образования равнопрочного герметичного глухого днища и зачищают наружную заваренную часть путем пологой зачистки. При этом наружную поверхность днища выполняют эллипсоидной формы.

Однако прессованные трубы из алюминиевых сплавов имеют большие допуски по толщине стенки, что приводит к необходимости выбирать более толстостенную трубу для обеспечения прочности лейнера. Таким образом, известный из КИ 2429930 способ отличается повышенными металлоемкостью и коэффициентом тары (коэффициентом совершенства), определяемым как отношение массы сосуда к его вместимости в литрах (кг/л).

Кроме того, прессованные трубы из алюминиевых сплавов имеют анизотропию механических свойств: прочность металла в хордовом (радиальном) направлении на 15-20% ниже, чем в продольном. В результате для обеспечения требуемых свойств толщину стенок трубы нужно увеличивать, что приводит к дополнительному увеличению металлоемкости и росту коэффициента тары получаемого сосуда (лейнера).

Из уровня техники также известен сосуд (баллон высокого давления) из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, раскрытый в КИ 2382919. Этот баллон содержит цельную металлическую оболочку, выполненную из трубной прессованной заготовки из термически неупрочняемого алюминиймагниевого сплава, упрочнение которого осуществляется при нагружении баллона пробным давлением. Исходным материалом для получения сосуда из термически неупрочняемого алюминий-магниевого сплава в этом документе служит цельная прессованная труба из сплавов системы алюминий-магний. Однако предложенный в КИ 2382919 способ изготовления обладает рядом недостатков: необходимость упрочнения многократным нагружением баллона пробным давлением существенно усложняет и удорожает процесс производства баллонов, а использование цельной трубной заготовки приводит к увеличению массы и увеличению коэффициента тары, так как прессованные трубы из термически неупрочняемых сплавов имеют большие допуски на толщину стенки.

Кроме этого, изготовленные таким образом трубы имеют значительную анизотропию механических свойств и прочность в хордовом (радиальном) направлении на 15-20% ниже, чем в продольном. Ввиду указанных особенностей для получения требуемой прочности сосуда необходимо выбирать трубу с более толстой стенкой, что приводит к увеличению металлоемкости конструкции и коэффициента тары.

Частично решить вышеуказанные проблемы позволяет способ производства сосудов, раскрытый в И8 20140027023, который является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и включает: формирование (свертку) из одной или нескольких плоских заготовок трубы со стыковкой кромок по длине трубы; сварку трением с перемешиванием по длине состыкованных кромок; холодную деформацию (при температуре не выше 100°С) по меньшей мере части сварной трубы и термическую обработку трубы при температурах выше температуры рекристаллизации. Раскрытый способ позволяет избежать многих недостатков, связанных с получением сосудов из цельно прессованной алюминиевой трубы: по сравнению с приведенными выше способами способ по 20140027023 предполагает меньшую металлоёмкость и трудоёмкость, а полученный в результате его применения сосуд (баллон/лейнер) будет ожидаемо иметь более низкий коэффициент тары. Однако способ по И8 20140027023 предпочтителен для изготовления сосудов из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, так как для термически неупрочняемых алюминиевых сплавов холодная деформация с последующей термической обработкой выше температуры рекристаллизации приводит к снижению их прочностных свойств и, как следствие, снижает ресурс работы сосудов (баллонов), увеличивает их вес и повышает коэффициент тары. Кроме того, хо- 1 029501

лодная деформация термически упрочняемых алюминиевых сплавов, как правило, не позволяет за один раз сформировать нужную форму сосуда, поэтому предпочтительно несколько раз проводить деформацию и термическую обработку (см. И8 20140027023, п.12), что усложняет и удорожает процесс производства. Кроме того, при термической обработке сварной трубы проявляется ещё один недостаток данного метода: чрезмерный рост зерна в зоне шва, приводящий к ухудшению механических свойств материала вдоль линии сварного шва. Для минимизации данного эффекта применяют операцию волочения трубы, возможно, многоступенчатую, с осуществлением отжига трубы между каждой стадией. Это дополнительно увеличивает время изготовления цилиндра и приводит к удорожанию производства конечного изделия.

Хотя предпочтительные, согласно И8 20140027023, термически упрочняемые алюминиевые сплавы обладают, как правило, большей прочностью, чем термически неупрочняемые, производство сосудов из них связано с дополнительными затратами на их термическую обработку. При этом также следует учитывать затраты на собственно операции закалки и старения, а также на необходимое специализированное оборудование - печи для закалки и старения.

Ввиду указанного использование термически неупрочняемых сплавов позволяет значительно сократить затраты, упростить и удешевить технологию получения сосудов.

Таким образом, технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение относительно простого и недорогого способа изготовления сосуда из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, позволяющий получить прочный и износостойкий сосуд с небольшим весом и низким коэффициентом тары.

Раскрытие сущности изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложен способ изготовления сосуда, включающий: формирование трубы сверткой по меньшей мере одной плоской заготовки со стыковкой кромок, сварку трением с перемешиванием состыкованных кромок и деформацию по меньшей мере части трубы с приданием этой трубе формы сосуда, при этом в качестве плоской заготовки используют лист из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, который предварительно подвергают холодной деформации со степенью остаточной деформации в интервале 0,5-15%, а указанная деформация по меньшей мере одной части трубы является горячей деформацией при температуре 230-520°С. Предлагаемый способ обеспечивает технический результат в виде уменьшения веса сосуда, повышения прочности сосуда, обеспечения равнопрочности сосуда и уменьшения числа циклов горячей деформации при изготовлении сосуда. Также обеспечены снижение металлоемкости и трудоемкости при изготовлении сосуда из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, низкий коэффициент тары, повышение надежности и ресурса работы получаемого указанным способом сосуда.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что согласно предлагаемому способу осуществляют формирование трубы сверткой по меньшей мере одной плоской заготовки со стыковкой кромок, сварку трением с перемешиванием состыкованных кромок и деформацию по меньшей мере части трубы с приданием этой трубе формы сосуда, при этом в качестве плоской заготовки используют лист из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, который предварительно подвергают холодной деформации со степенью остаточной деформации в интервале 0,5-15%, а указанная деформация по меньшей мере одной части трубы является горячей деформацией при температуре 230-520°С.

Согласно одному из вариантов реализации предлагаемого изобретения, в качестве термически неупрочняемого алюминиевого сплава используют сплав на основе систем ΑΙ-Μη, А1-Мд или ΑΙ-Мд-Мп. Согласно ещё одному варианту реализации, указанную по меньшей мере одну плоскую заготовку в виде листа из термически неупрочняемого алюминиевого сплава предварительно подвергают холодной деформации растяжением.

Согласно ещё одному из вариантов реализации предлагаемого изобретения, указанную по меньшей мере одну плоскую заготовку в виде листа из термически неупрочняемого алюминиевого сплава предварительно подвергают холодной деформации прокаткой.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, указанную горячую деформацию при температуре 230-520°С ведут раскаткой, закаткой, прессованием, штамповкой или ротационной вытяжкой.

Согласно ещё одному варианту реализации изобретения, указанную горячую деформацию трубы проводят одновременно с двух концов трубы.

Согласно одному из вариантов реализации предлагаемого способа, после сварки проводят калибровку трубы для получения требуемой точности размеров.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, после сварки проводят зачистку и/или шлифовку сварного шва.

Согласно ещё одному аспекту изобретения, предложен сосуд, который имеет цилиндрическую часть в виде сварной трубы и два днища, изготовленный согласно раскрытому способу. Согласно различным вариантам реализации данного аспекта изобретения, такой сосуд имеет одно гладкое днище, а другое днище с горловиной; либо два днища с горловиной.

Согласно одному из вариантов реализации данного аспекта изобретения, сосуд имеет толщину стенок в днище не меньше 1,5 толщины стенок в цилиндрической части. Такие меры направлены на обеспе- 2 029501

чение, утолщения для монтажа штуцера, заглушки или других необходимых устройств в горловину или днище сосуда.

Краткое описание чертежей

Описание особенностей предлагаемого изобретения и его предпочтительного варианта реализации приведено со ссылками на прилагаемые фигуры. Следует понимать, что приведенный в качестве предпочтительного вариант реализации используется лишь в качестве неограничивающего примера, и все вариации предлагаемых аспектов данного изобретения, понятные специалисту в области техники, также входят в объем охраны согласно прилагаемой формуле изобретения.

Фиг. 1 - этапы изготовления цилиндрической заготовки для лейнера согласно одному из вариантов реализации предлагаемого изобретения.

Фиг. 2 - этап изготовления лейнера из цилиндрической заготовки согласно одному из вариантов реализации предлагаемого изобретения.

Осуществление изобретения

В данном описании термин "сосуд" является наиболее общим понятием, применяемым в отношении изделия (устройства), имеющего внутреннюю полость. При этом предлагаемое изобретение в частных случаях может быть применено при изготовлении баллонов или лейнеров для баллонов, работающих под давлением.

Приведенные в данном описании указания определенных устройств, технологий и применений представлены только в качестве примеров. Модификации представленных в настоящем описании примеров очевидны для специалистов в данной области техники, и общие принципы, определенные в приведенном ниже описании, могут быть использованы по отношению к другим примерам и применениям без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.

Следует отметить, что при холодной деформации термически неупрочняемых сплавов со степенью ниже 0,5% не происходит достаточного упрочнения, а при деформации со степенью более 15% наблюдается значительное снижение пластичности, что затрудняет процесс получения трубы из плоской заготовки. При этом прочность и пластичность сварного шва, полученного сваркой трением с перемешиванием термически неупрочняемых алюминиевых сплавов, равна или несколько выше, чем прочность и пластичность основного материала. В результате полученная таким образом сварная трубная заготовка является равнопрочной, в отличие от сварной заготовки из термически упрочняемых алюминиевых сплавов.

В свою очередь, одинаковые свойства исходной заготовки и сварного шва позволяют при проведении горячей деформации сварной трубы при температурах 230-520°С получать за один цикл требуемую форму сосуда. При этом способность к горячей деформации основного материала и сварного соединения одинаковы, в результате чего обеспечена возможность получить равнопрочный сосуд, обладающий высокой прочностью и пластичностью.

Во время деформации термически неупрочняемого алюминиевого сплава, например на основе системы А1-Мп, А1-Мд или Λί-Мд-Мп, необходимо иметь достаточную пластичность материала, а после деформации необходимо получить нерекристаллизованную структуру и равномерное распределение по сечению фаз алюминий - магний, алюминий - марганец. Необходимо отметить, что горячая деформация в интервале температур 230-520°С обеспечивает достаточную пластичность термически неупрочняемого алюминиевого сплава для получения необходимой формы и позволяет избежать снижения прочности ввиду динамической рекристаллизации. При этом при температурах ниже 230°С резко снижается способность такого сплава к деформации, а при температурах выше 520°С происходит процесс динамической рекристаллизации, снижающий прочность материала.

Основные особенности и аспекты предлагаемого изобретения будут далее объяснены на неограничивающих объем изобретения иллюстративных примерах лейнера для баллонов, работающих под давлением, изготовленного из термически неупрочняемого алюминиевого сплава. При этом лейнер для баллонов здесь является частным случаем предлагаемого согласно изобретению сосуда.

Согласно рассматриваемому варианту реализации предлагаемого изобретения, для изготовления лейнера в качестве исходного материала используют одну плоскую заготовку 3 в виде листа толщиной 5 мм из термически неупрочняемого алюминиевого сплава 1561, которая предварительно прошла холодную деформацию прокаткой со степенью 15%. Плоская заготовка 3 показана на фиг. 1А, где 1 и 2 - кромки заготовки, которые затем будут сварены. Из плоской заготовки из термически неупрочняемого алюминиевого сплава формируют трубу путём свертки со стыковкой кромок (1 и 2) заготовки по длине заготовки (фиг. 1Б).

После этого по длине состыкованных кромок 1 и 2 (вдоль линии 4) производят сварку трением с перемешиванием. В результате получают цилиндрическую заготовку 5 в виде сварной трубы, показанную на фиг. 1В. По завершении сварки согласно рассматриваемому варианту реализации предлагаемого изобретения при необходимости проводят механическую обработку сварного шва, а затем, при необходимости, калибровку цилиндрической заготовки (сварной трубы) для получения соответствующих размеров с требуемой точностью. В различных вариантах реализации предлагаемого изобретения механическая обработка представляет собой зачистку и/или шлифовку сварного шва с одной или двух сторон, а

- 3 029501

также включает, например, пескоструйную или дробеструйную обработки.

На следующем этапе, согласно предлагаемому варианту реализации изобретения, производят горячую деформацию цилиндрической заготовки 5 раскаткой, закаткой, прессованием, штамповкой или ротационной вытяжкой с двух концов заготовки 5 с образованием лейнера на специализированном оборудовании с нагревом деформируемых частей заготовки при температуре 230°С. Как пояснено выше, за счет использования в качестве исходного материала плоской заготовки, которая прошла предварительную холодную деформацию со степенью в пределах 0,5-15%, а также за счет применения сварки трением с перемешиванием на предыдущем этапе, полученная цилиндрическая заготовка 5 является равнопрочной, и при горячей деформации сварной цилиндрической заготовки 5 возможно относительно быстро (за один цикл) получить необходимую форму лейнера. Полученный при этом лейнер из термически неупрочняемого алюминиевого сплава имеет продольный сварной шов, выполненный сваркой трением с перемешиванием, который по меньшей мере на части длины был подвергнут горячей деформации. Таким образом, такой лейнер отличается равнопрочностью, высокой прочностью, малым весом и вместительностью (низким коэффициентом тары).

Хотя в рассмотренном примере использовался термически неупрочняемый алюминиевый сплав 1561 системы ΑΙ-Мд-Мп, специалисту понятно, что все принципиальные особенности и преимущества настоящего изобретения реализуемы и при использовании термически неупрочняемых алюминиевых сплавов на основе систем ΑΙ-Мп или ΑΙ-Мд, а также на основе других подходящих систем. Также следует отметить, что сварная цилиндрическая заготовка 5 может быть подвергнута горячей деформации на любом или любых участках или на всех участках в зависимости от требуемой формы изготавливаемого сосуда.

Предварительную холодную деформацию исходной плоской заготовки в различных вариантах реализации выполняют растяжением, прокаткой или другими известными из уровня техники способами.

Форма, придаваемая заготовке 5 на этапе горячей деформации, также может быть различной - например, с двумя горловинами 6 и 7 (фиг. 2А) или гладким днищем 11 на одном конце заготовки и горловиной 12 на другом (фиг. 2Б). В зависимости от эксплуатационных требований к готовому изделию этапы способа также могут обеспечивать различную толщину стенок лейнера в различных его частях. Так, например, для лейнера, на котором далее предполагается установка штуцера или другого дополнительного оборудования, специально предусматривают большую толщину стенок в днище, чтобы обеспечить возможность надежного крепления таких приспособлений без ухудшения прочностных характеристик самого сосуда. Согласно одному из вариантов реализации, толщина стенок лейнера (фиг. 2) в днище 8, 9 составляет не меньше 1,5 толщины его стенки в цилиндрической части 10. Согласно ещё одному варианту реализации, толщина стенок лейнера в днище 11, 12 составляет не меньше 1,5 толщины его стенки в цилиндрической части 13.

Этап горячей деформации может быть оптимизирован по времени -так, согласно одному из вариантов реализации, горячую деформацию проводят одновременно с двух сторон заготовки 5.

Нагрев подвергаемых деформации частей цилиндрической заготовки (сварной трубы) может производиться любым известным способом. На деформируемые части цилиндрической заготовки (сварной трубы) перед процессом их горячей деформации при необходимости наносят смазку.

Примеры

По предлагаемому способу были изготовлены лейнеры (сосуды) следующего размера: диаметр 470 мм, длина 2650 мм.

Для оценки весовых характеристик лейнера определяли коэффициент тары - отношение массы лейнера к его гидравлическому объему в литрах. Также проводили гидравлические испытания лейнеров (сосудов) до разрушения с определением давления, при котором происходит разрушение, и рассчитывали показатели конструктивного совершенства (ПКС) лейнеров (сосудов) - отношение произведения давления разрушения и гидравлического объема лейнера к его массе. Чем меньше коэффициент тары, тем больше эффективность и экономичность лейнера. Чем выше давление, при котором происходит разрушение, тем выше ресурс и надежность работы сосуда (лейнера). Чем больше показатель конструктивного совершенства лейнера, тем больше потенциальная энергия каждого килограмма сосуда и выше его удельная прочность при растяжении.

Методика проведения гидравлических испытаний лейнера (сосуда) была следующей:

1. Гидравлические испытания проводили водой с температурой от +5 до +40°С.

2. Давление в гидравлической магистрали испытательного стенда контролировали двумя манометрами (ГОСТ 2405-88) с классом точности не ниже 1,0.

3. Порядок проведения испытаний:

3.1. Помещали лейнер в камеру для проведения гидравлических испытаний.

3.2. Устанавливали на лейнер штуцер и заглушку.

3.3. Подключали штуцер к гидравлической магистрали испытательного стенда.

3.4. Лейнер наполняли водой с последующим удалением остатков воздуха из лейнера.

3.5. Создавали давление в гидравлической магистрали, необходимое для проведения испытаний. Скорость подъема давления в гидравлической магистрали не превышала 5 МПа/мин. При достижении

- 4 029501

расчетного давления разрушения (100 атм.) необходимо произвести остановку в нагружении длительностью 5-8 с, после чего провести дальнейшее нагружение лейнера до его разрушения.

3.6. Фиксировали величину давления разрушения, место и характер разрушения. Разрушение должно быть безосколочным, по цилиндрической части сосуда (лейнера). Для изготовления лейнеров по предлагаемому способу использовали листы из сплава 1561 системы ΑΙ-Мд-Мп (с содержанием основных легирующих элементов: Мд - 5,9%, Мп - 0,8%).

Для сравнительного анализа были изготовлены три примера лейнера согласно предлагаемому изобретению.

В примере 1 был использован лист толщиной 7 мм из сплава 1561, прошедший предварительную холодную деформацию растяжением со степенью 0,6%. Свертку в трубу проводили на трехроликовой листогибочной машине, затем проводили сварку трением с перемешиванием трубы по длине состыкованных кромок. Г орячую деформацию сварной трубы с формированием лейнера проводили на специализированном оборудовании с нагревом деформируемых частей заготовки при температуре 520°С.

В примере 2 был использован лист толщиной 6 мм из сплава 1561, предварительно прошедший холодную деформацию растяжением 4%. Изготовление трубы (свертку и сварку) проводили аналогичным примеру 1 способом. Горячую деформацию сварной трубы с формированием лейнера проводили на специализированном оборудовании с нагревом деформируемых частей заготовки при температуре 300°С.

В примере 3 был использован лист толщиной 5 мм из сплава 1561, прошедший предварительную холодную деформацию прокаткой со степенью 15%. Изготовление трубы (свертку и сварку) проводили аналогичным примеру 1 способом. Горячую деформацию сварной трубы с образованием лейнера проводили на специализированном оборудовании с нагревом деформируемых частей заготовки при температуре 230°С.

Кроме того, для сравнения были изготовлены:

лейнер из цельной прессованной трубы, полученной согласно способу по Κϋ 2382919 из сплава 1561. Диаметр трубы 470 мм, толщина стенки 10 мм;

лейнер согласно ϋδ 20140027023. Для этих целей использовали лист толщиной 8 мм из сплава 1561. Проводили свертку и сварку трением с перемешиванием для получения сварной трубы. Формирование лейнера проводили холодной деформацией за два этапа с промежуточным отжигом при температуре 410°С и выдержкой 30 минут. Окончательную термическую обработку проводили при температуре 440°С, которая выше температуры рекристаллизации.

Результаты замеров и испытаний приведены в табл. 1. Как видно из данных табл. 1, предлагаемый способ обеспечивает получение лейнеров (сосудов), имеющих на 12-35% более низкий коэффициент тары, в 1,5-2 раза более высокие показатели конструктивного совершенства (ПКС) лейнера (сосуда) и на 24-27% более высокие показатели давления, при которых происходит разрушение лейнера (сосуда).

Это позволяет в среднем на 20-25% снизить вес лейнера, а также повысить ресурс и надежность работы изделий по предлагаемому способу изготовления.

Таблица 1. Сравнительные характеристики известных из уровня техники изделий и изделия по предлагаемому изобретению

Способ производства	Толщина стенки Нет, мм.	Гидравл. объем , V, литр	Масса сосуда, М, кг	Коэф-т тары, К,кг/литр	ПКС, кДж/кг	Давление, разрушение, атм (МПа)
Лейнер по К1) 2382919	10	400	по	0,275	49	138 (13,5)
Лейнер по 1)5 20140027023	8	405	87	0,215	51	112 (11,0)
Лейнер согласно предлагаемому изобретению: Пример 1	7	410	78	0,190	80	155 (15,2)
Пример 2	6	414	68	0,164	89	149 (14,6)
Пример 3	5	417	58	0,139	107	152 (14,9)

Все приведенные в настоящем описании численные значения и примеры относятся к частным вариантам реализации предлагаемого изобретения. Специалисту понятно, что при вариации различных параметров и условий возможны различные численные значения. Однако, в целом, показатели прочности, металлоемкости, трудоемкости, предельного давления и другие, не приведенные здесь, характеризующие способ и изделие согласно формуле настоящего изобретения и обусловленные их особенностями, показывают явное преимущество, обеспечиваемое изобретением по сравнению с известными из уровня техники способами и изделиями.

- 5 029501

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ изготовления сосуда, включающий:

а) формирование трубы сверткой по меньшей мере одной плоской заготовки со стыковкой кромок,

б) сварку состыкованных кромок трением с перемешиванием и

в) деформацию по меньшей мере части сварной трубы с приданием этой трубе формы сосуда, при этом в качестве плоской заготовки используют лист из термически неупрочняемого алюминиевого сплава, который предварительно подвергают холодной деформации со степенью остаточной деформации в интервале 0,5-15%, а указанная деформация по меньшей мере одной части сварной трубы является горячей деформацией при температуре 230-520°С.
2. Способ по п.1, согласно которому в качестве термически неупрочняемого алюминиевого сплава используют сплав на основе систем А1-Мп, А1-Мд или А1-Мд-Мп.
3. Способ по п.1, согласно которому указанную по меньшей мере одну плоскую заготовку в виде листа из термически неупрочняемого алюминиевого сплава предварительно подвергают холодной деформации растяжением.
4. Способ по п.1, согласно которому указанную по меньшей мере одну плоскую заготовку в виде листа из термически неупрочняемого алюминиевого сплава предварительно подвергают холодной деформации прокаткой.
5. Способ по п.1, согласно которому указанную горячую деформацию при температуре 230-520°С ведут раскаткой, закаткой, прессованием, штамповкой или ротационной вытяжкой.
6. Способ по п.1, согласно которому указанную горячую деформацию сварной трубы проводят одновременно с двух концов трубы.
7. Способ по п.1, согласно которому после сварки проводят калибровку сварной трубы.
8. Способ по п.1, согласно которому после сварки проводят зачистку и/или шлифовку сварного шва.
9. Сосуд, который имеет цилиндрическую часть в виде сварной трубы и два днища, изготовленный согласно способу по любому из пп.1-8.
10. Сосуд по п.9, который имеет одно гладкое днище, а другое днище с горловиной.
11. Сосуд по п.9, который имеет два днища с горловиной.
12. Сосуд по п.9, толщина стенок которого в днище составляет не меньше 1,5 толщины его стенок в цилиндрической части.

- 6 029501