RU2343341C2 - Manufacturing method of metal high pressure vessels - Google Patents

Manufacturing method of metal high pressure vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2343341C2
RU2343341C2 RU2007108270/06A RU2007108270A RU2343341C2 RU 2343341 C2 RU2343341 C2 RU 2343341C2 RU 2007108270/06 A RU2007108270/06 A RU 2007108270/06A RU 2007108270 A RU2007108270 A RU 2007108270A RU 2343341 C2 RU2343341 C2 RU 2343341C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
temperature
manufacturing
pressure vessels
tempering
Prior art date
Application number
RU2007108270/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007108270A (en
Inventor
Виктор Алексеевич Корольков (RU)
Виктор Алексеевич Корольков
Валерий Владимирович Гаевский (RU)
Валерий Владимирович Гаевский
Владимир Александрович Воробьев (RU)
Владимир Александрович Воробьев
Вадим Юрьевич Травин (RU)
Вадим Юрьевич Травин
Виктор Иванович Трегубов (RU)
Виктор Иванович Трегубов
Николай Александрович Макаровец (RU)
Николай Александрович Макаровец
Original Assignee
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" filed Critical Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"
Priority to RU2007108270/06A priority Critical patent/RU2343341C2/en
Publication of RU2007108270A publication Critical patent/RU2007108270A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2343341C2 publication Critical patent/RU2343341C2/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: engineering industry.
SUBSTANCE: invention refers to engineering industry and can be used when manufacturing high pressure vessels (100 kgf/cm2 and more). Manufacturing method of metal high pressure vessels from steel alloys includes formation of diameter (forging) of the casing from a plate by means of multiple drawings (rollings) with a factor of 0.6…0.75, formation of walls by means of deep drawing, chemical heat treatment prior to each drawing process, high-temperature neck rolling, and mechanical and heat treatment. Final formation of length and thickness of casing's walls is performed in two steps by means of rotary drawing with total degree of deformation of 50…80%; there used is complex steel alloy of "12Х3ГНМФБА" type, and in vessel material formed is a fine troostite-sorbite structure with impact strength KCV of not less than 25 J/cm2 by means of hardening at temperature of 910…940°C with being cooled in oil or in the air, and by means of tempering at temperature of 490…510°C.
EFFECT: invention allows producing an item with high structural strength, operating reliability and safety.
1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении сосудов, работающих под высоким давлением (от 100 кгс/см2 и выше), например бесшовных металлопластиковых баллонов и лейнеров для них.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of vessels operating under high pressure (from 100 kgf / cm 2 and above), for example, seamless metal-plastic balloons and liners for them.

В настоящее время используются в основном 2 способа изготовления бесшовных баллонов высокого давления: из бесшовных труб в соответствии с ГОСТ 949-73 и из стальных дисков определенного диаметра и толщины методом глубокой штамповки.Currently, there are mainly 2 methods used for manufacturing seamless high-pressure cylinders: from seamless pipes in accordance with GOST 949-73 and from steel disks of a certain diameter and thickness by deep stamping.

Из бесшовных труб баллон формируется без изменения толщины стенки трубы путем горячей закатки первого конца мерной заготовки в днище с помощью закатной машины, а затем закатки второго конца заготовки в горловину баллона. Сформованный баллон подвергается закалке и отпуску, механической обработке, различным видам испытаний и приемке в соответствии с ГОСТ 949-73.From seamless pipes, the cylinder is formed without changing the thickness of the pipe wall by hot rolling the first end of the measured workpiece in the bottom using a roll-up machine, and then rolling the second end of the workpiece into the neck of the cylinder. The formed cylinder is subjected to hardening and tempering, machining, various types of testing and acceptance in accordance with GOST 949-73.

Схема проста, надежна, экономична, однако характеристика баллонов по отношению массы баллона к его вместимости составляет 1,25…1,85 при использовании углеродистых сталей, и 1,12…1,35 при использовании конструкционной легированной стали 30ХМА, что является существенным недостатком.The scheme is simple, reliable, economical, but the characteristic of the cylinders in relation to the mass of the cylinder to its capacity is 1.25 ... 1.85 when using carbon steels, and 1.12 ... 1.35 when using structural alloy steel 30XMA, which is a significant drawback.

Известен способ изготовления итальянской фирмой «Фабер» металлических газовых баллонов высокого давления из легированной хромомолибденовой стали 34СrМо44 с удельной массой 1,0…1,13 кг/л (по Евростандартам) глубокой штамповкой из стальных дисков определенного диаметра и толщины. Бесшовные баллоны на давление 200 атм диаметром 267, 316 и 356 мм и длиной 695…1100 мм изготавливаются путем многократных вытяжек из заготовок-кружков (дисков) с промежуточными химико-термическими операциями, затем высокотемпературной закаткой горловины, упрочняющей и механической обработок.A known method of manufacturing the Italian company "Faber" of metal gas cylinders of high pressure from alloyed chromium-molybdenum steel 34СrМо44 with a specific gravity of 1.0 ... 1.13 kg / l (according to European standards) by deep stamping from steel disks of a certain diameter and thickness. Seamless cylinders for a pressure of 200 atm with a diameter of 267, 316 and 356 mm and a length of 695 ... 1100 mm are made by multiple extracts from blanks-circles (disks) with intermediate chemical-thermal operations, then high-temperature roll-up of the neck, hardening and machining.

Такой способ изготовления достаточно технологичен, но не позволяет существенно улучшить весовые характеристики баллонов, т.е. уменьшить их металлоемкость.This manufacturing method is quite technologically advanced, but does not significantly improve the weight characteristics of the cylinders, i.e. reduce their metal consumption.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось повышение технологичности изготовления газовых баллонов.Thus, the objective of this technical solution was to increase the manufacturability of the manufacture of gas cylinders.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемым авторами способом является изготовление металлических газовых баллонов путем многократных вытяжек из заготовок-кружков (дисков) с промежуточными химико-термическими операциями, высокотемпературной закаткой горловины, упрочняющей и механической обработок.Common features of the known technical solution with the method proposed by the authors is the manufacture of metal gas cylinders by repeated extracts from blanks-circles (disks) with intermediate chemical-thermal operations, high-temperature roll-up of the neck, hardening and machining.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ изготовления металлических газовых баллонов высокого давления (300 атм) по патенту РФ №2025177, В21D 51/24, опубл. 03.12.94 г., принятый за прототип, по которому из легированной стали типа ВП-30 формируют диаметр корпуса из диска путем многократных вытяжек без утонения стенки с коэффициентами 0,60…0,75, а затем формируют стенку в результате одной или двух операций глубокой вытяжки (последнюю операцию выполняют с изменением толщины стенки от дна до утолщения у края заготовки), причем при закатке горловины сначала формуют опорную ее поверхность и предварительный профиль переходного участка, а затем - окончательные размеры горловины, а термообработку ведут после мехобработки.The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing metal gas cylinders of high pressure (300 atm) according to the patent of the Russian Federation No. 2025177, B21D 51/24, publ. 12/03/94, adopted as a prototype, according to which VP-30 alloy steel is used to form the diameter of the casing from the disk by multiple hoods without thinning the wall with coefficients 0.60 ... 0.75, and then form the wall as a result of one or two operations deep drawing (the last operation is performed with changing the wall thickness from the bottom to thickening at the edge of the workpiece), and when rolling the neck, first form its supporting surface and a preliminary profile of the transition section, and then the final neck dimensions, and heat treatment is carried out after machining.

В описанном способе (прототипе) применена легированная сталь 30ХСНВФА (ВП-30), которая позволяет после закалки и отпуска обеспечить предел прочности в материале баллона σв=145…165 кгс/мм2, однако при этом происходит охрупчивание материала баллона.In the described method (prototype) alloy steel used 30HSNVFA (VP-30), which allows the quenched and tempered to provide a tensile strength in the balloon material in σ = 145 ... 165 kgf / mm 2, but the balloon material embrittlement occurs.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления металлических газовых баллонов высокого давления, принятого за прототип, относится то, что при использовании данного способа, выбранные на максимальную прочность режимы термической обработки стали 30ХСНВФА (ВП-30) способствовали получению неблагоприятного структурного состояния сплава (мартенсит отпуска плюс карбиды) и, как следствие, охрупченного состояния материала баллонов, что недопустимо, так как может привести к образованию осколков при его разрушении. Таким образом, способ изготовления баллонов при использовании данных режимов обработки не обеспечивает требуемую надежность при эксплуатации.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method of manufacturing high pressure metal gas cylinders adopted as a prototype include the fact that when using this method, the heat treatment modes of steel 30KhSNVFA (VP-30) selected for maximum strength contributed to the adverse structural state of the alloy (tempering martensite plus carbides) and, as a consequence, the embrittled state of the material of the cylinders, which is unacceptable, since it can lead to the formation of fragments during its destruction. Thus, the method of manufacturing cylinders using these processing modes does not provide the required reliability during operation.

Задачей данного технического решения (прототипа) являлось создание способа изготовления металлических газовых баллонов с обеспечением улучшенных весовых характеристик по удельной массе не более 1,0 кг/литр, но без обеспечения требуемой надежности при многократной цикловой нагрузке.The objective of this technical solution (prototype) was to create a method of manufacturing metal gas cylinders with improved weight characteristics for a specific gravity of not more than 1.0 kg / liter, but without ensuring the required reliability with multiple cyclic loads.

Общими признаками с предлагаемым авторами способом изготовления металлических сосудов высокого давления являются использование легированной стали, формирование диаметра (штамповка) корпуса из дисковых заготовок путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,60…0,75, формирование толщины стенки глубокой вытяжкой, высокотемпературная закатка горловины, механическая обработка и термообработка.Common features with the method proposed by the authors for the manufacture of metal pressure vessels are the use of alloy steel, the formation of the diameter (stamping) of the body from disk blanks by multiple hoods (convolutions) with a coefficient. 0.60 ... 0.75, formation of wall thickness by deep drawing, high-temperature roll-in of the neck, machining and heat treatment.

В отличие от прототипа, в предлагаемом способе изготовления металлических сосудов высокого давления окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.Unlike the prototype, in the proposed method for the manufacture of metal pressure vessels, the final formation of the length and thickness of the walls of the body is carried out in one or two operations using a rotary hood with a total degree of deformation of 50 ... 80%, using complex alloy steel type 12X3GNMFBA, and form in the material of the vessel finely dispersed trostitosorbitol structure with impact strength KCV of at least 25 J / cm 2 by quenching from a temperature of 910 ... 940 ° С with cooling in oil or in air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° С.

Именно сочетание указанных параметров позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.It is a combination of these parameters that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype, and to which the requested amount of legal protection applies in all cases are sufficient.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой конструктивной прочности, эксплуатационной надежности и безопасности сосудов высокого давления при многократной цикловой нагрузке.The task of the invention is to provide high structural strength, operational reliability and safety of pressure vessels at multiple cyclic loads.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающем формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, особенность заключается в том, что окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of manufacturing metal pressure vessels from alloy steels, including the formation of the diameter (stamping) of the housing from the disk by multiple hoods (convolutions) with coefficient. 0.6 ... 0.75, the formation of a wall by deep drawing, thermochemical treatment before each drawing operation, high-temperature roll-in of the neck, machining and heat treatment, the feature is that the final formation of the length and thickness of the walls of the casing is carried out in one or two operations by rotational drawing with with a total degree of deformation of 50 ... 80%, complex-alloyed steel of the type 12Kh3GNMFBA is used, and finely dispersed reeditosorbite structure with an impact strength KCV of at least 25 J / cm 2 is formed in the vessel material by filling alky from a temperature of 910 ... 940 ° C with cooling in oil or in air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C.

Новая совокупность существенных признаков, а также наличие взаимосвязей между ними позволяет, в частности, за счет:A new set of essential features, as well as the presence of relationships between them, allows, in particular, due to:

- окончательного формирования длины и толщины стенок корпуса в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, уменьшить количество прессовых операций и снизить трудоемкость процесса изготовления;- the final formation of the length and wall thickness of the body in one or two operations by a rotary hood with a total degree of deformation of 50 ... 80%, reduce the number of press operations and reduce the complexity of the manufacturing process;

- использования комплексно-легированной стали типа 12Х3ГНМФБА и формирования в материале сосуда мелкодисперсной троститосорбитной структуры с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С увеличить показатели пластичности по относительному удлинению и сужению, ударной вязкости, вязкости разрушения и циклической долговечности (см. табл.1). Закалку с температуры 910…940°С проводят исходя из принятого перегрева стали на 30…60°С выше точки АСз, а отпуск при температуре 490…510°С - для получения мелкодисперсной троститосорбитной структуры за счет выделения мелкопластинчатых карбидов без существенного их укрупнения коагуляцией, что обеспечивает оптимальное сочетание пластичности и прочности стали 12Х3ГНМФБА, так как ниже температуры 490°С замедляется процесс сфероидизации (коагуляции) карбидов, и наблюдается снижение показателей пластичности стали, а при температуре выше 510°С процесс сфероидизации ускоряется настолько, что укрупнение карбидов становится нежелательным из-за снижения твердости и прочности стали.- the use of complex alloyed steel of the type 12Kh3GNMFBA and the formation of a finely dispersed trostitosorbite structure with a KCV impact strength of at least 25 J / cm 2 by quenching from 910 ... 940 ° C with cooling in oil or air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C increase ductility in relative elongation and contraction, impact strength, fracture toughness and cyclic durability (see table 1). Hardening from a temperature of 910 ... 940 ° C is carried out based on the accepted overheating of steel 30 ... 60 ° C above point A Cz , and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C is used to obtain finely divided trostitosorbite structure due to the isolation of finely laminated carbides without significant coagulation enlargement , which provides the optimal combination of ductility and strength of 12Kh3GNMFBA steel, since the process of spheroidization (coagulation) of carbides slows down below 490 ° С, and a decrease in the ductility of steel is observed, and at temperatures above 510 ° С Ess of spheroidization is accelerated so that the enlargement of carbides becomes undesirable due to a decrease in the hardness and strength of steel.

Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающий формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, в отличие от прототипа, согласно изобретению, окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.The essence of the invention lies in the fact that the method of manufacturing metal pressure vessels from alloy steels, including the formation of the diameter (stamping) of the body from the disk by multiple hoods (convolutions) with coefficient. 0.6 ... 0.75, the formation of the wall by deep drawing, thermochemical treatment before each drawing operation, high-temperature roll-in of the neck, machining and heat treatment, in contrast to the prototype, according to the invention, the final formation of the length and thickness of the walls of the housing is carried out in one or two rotational operations by hood with a total degree of deformation of 50 ... 80%, complex-alloyed steel of the type 12Kh3GNMFBA is used, and finely dispersed trostitosorbite structure with impact strength KCV of at least 25 J / cm is formed in the vessel material 2 by quenching from a temperature of 910 ... 940 ° C with cooling in oil or in air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения подтверждается приведенными в таблице 1 данными исследования показателей пластичности материала баллона, изготовленного из двух марок сталей.The specified technical result during the implementation of the invention is confirmed by the data in table 1 of the study of the indicators of plasticity of the material of the cylinder made of two steel grades.

Как видно из таблицы 1 применение нового способа изготовления позволило увеличить показатели пластичности по относительному удлинению и сужению в 1,7…2,0 раза, ударной вязкости KCU и KCV в 1,4…2,3 раза, вязкости разрушения в 1,3…1,4 раза, циклической долговечности в 3,3 раза по минимальным значениям.As can be seen from table 1, the application of the new manufacturing method allowed to increase the ductility by relative elongation and narrowing 1.7 ... 2.0 times, impact strength KCU and KCV 1.4 ... 2.3 times, fracture toughness 1.3 ... 1.4 times, cyclic durability 3.3 times at the minimum values.

Заявляемый способ изготовления в сравнении с прототипом, а также отдельные результаты исследования изготовленных сосудов высокого давления представлены в таблице 2.The inventive method of manufacture in comparison with the prototype, as well as individual results of the study of manufactured pressure vessels are presented in table 2.

Из таблицы 2 видно, что при использовании заявляемого способа изготовления показатель пластичности материала сосудов высокого давления - относительное удлинение - увеличился в 1,7 раза, изменился в лучшую сторону характер разрушения, он стал вязким.From table 2 it can be seen that when using the inventive manufacturing method, the ductility index of the material of the pressure vessels — elongation — increased 1.7 times, the fracture pattern changed for the better, it became viscous.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена технологическая схема предлагаемого способа технологического процесса изготовления сосудов высокого давления, где а, б, в, г, д - полуфабрикаты формирования необходимого диаметра лейнера, е - полуфабрикат после глубокой вытяжки с изменением толщины стенки, ж - полуфабрикат после ротационной вытяжки, з - сформированный лейнер после закатки.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the technological scheme of the proposed method for the manufacturing process of pressure vessels, where a, b, c, d, d are the semi-finished products of the formation of the required diameter of the liner, e is the semi-finished product after deep drawing with a change in wall thickness, and g is the semi-finished product after rotational drawing, h - formed liner after seaming.

Пример. Изготовление лейнера газового баллона на давление 300 атм емкостью 7,0 л.Example. Production of a gas cylinder liner for a pressure of 300 atm with a capacity of 7.0 liters.

Из листа толщиной 6,5 мм из стали 12Х3ГНМФ5А, изготовленного по ТУ 14-105-589-95, вырубают кружки диаметром ⌀583+1,75 мм, которые затем обезжиривают и подвергают механической обработке на диаметр ⌀580 мм для удаления зоны рубки. Перед вытяжкой кружки проходят химическую обработку (травление, фосфатирование, омыливание), облегчающую проведение вытяжных операций. Далее каждый полуфабрикат подвергают отжигу и вышеперечисленным химическим операциям. Пятью вытяжными операциями без утонения стенки свертками получают полуфабрикат ⌀150 мм и высотой 590 мм с коэф. вытяжки 0,6…0,75.Circles with a diameter of ⌀583 +1.75 mm are cut out from a sheet of 6.5 mm thick made of steel 12Kh3GNMF5A, manufactured according to TU 14-105-589-95, which are then degreased and machined to a diameter of ⌀580 mm to remove the cutting area. Before drawing, the mugs undergo chemical treatment (pickling, phosphating, saponification), which facilitates the drawing process. Next, each semi-finished product is subjected to annealing and the above chemical operations. Five exhaust operations without thinning the wall with convolutions give a semi-finished product ⌀150 mm and a height of 590 mm with a coefficient. extracts 0.6 ... 0.75.

Затем полученный полуфабрикат подвергают вытяжке с утонением стенки до 4,6 мм со степенью деформации 29%, и окончательное формирование толщины стенки лейнера осуществляют ротационной вытяжкой до толщины 1,3 мм (степень деформации 72%). При этом на краю полуфабриката формируют также утолщение, необходимое для закатки горловины.Then, the obtained semi-finished product is subjected to a hood with wall thinning up to 4.6 mm with a degree of deformation of 29%, and the final formation of the liner wall thickness is carried out by rotational hood to a thickness of 1.3 mm (degree of deformation of 72%). At the same time, at the edge of the semi-finished product also form a thickening necessary for rolling the neck.

Полученную заготовку после отжига, уменьшающего напряжение, подвергают механической обработке под закатку (подрезка торца), вихретоковому контролю, местному нагреву и закатке горловины, высокому отпуску, механической обработке по горловине и донной части.The obtained billet after annealing, which reduces stress, is subjected to machining for rolling (butt trimming), eddy current control, local heating and rolling of the neck, high tempering, machining of the neck and bottom.

Полученный лейнер подвергают упрочняющей термообработке: закалка с температуры 910…940°С с охлаждением на воздухе и отпуск при температуре 490…510°С.The resulting liner is subjected to hardening heat treatment: quenching from a temperature of 910 ... 940 ° C with cooling in air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C.

Проведенные гидроиспытания лейнера давлением 102 атм показали отсутствие течи и остаточной деформации. Лейнер использовался для изготовления облегченного (5,5 кг вместо 9,5 кг) баллона со стеклопластиковым усилением на давление 300 атм, которые успешно прошли все испытания.Hydraulic tests of the liner with a pressure of 102 atm showed a lack of leakage and permanent deformation. The liner was used to make a lightweight (5.5 kg instead of 9.5 kg) container with fiberglass reinforcement at a pressure of 300 atm, which successfully passed all the tests.

Изготовленные по данному способу сосуды высокого давления обеспечивают высокую конструктивную прочность, эксплуатационную надежность и безопасность баллона при многократной цикловой нагрузке.The pressure vessels made by this method provide high structural strength, operational reliability and safety of the cylinder at multiple cyclic loads.

Таблица 1Table 1 Сравнительные характеристики использования материала прототипа и заявляемого по показателям пластичности (относительное удлинение δ и сужение ψ), ударной вязкости (KCU, KCV, КСТ), вязкости разрушения (K1C) и циклической долговечности.Comparative characteristics of the use of the material of the prototype and claimed in terms of ductility (elongation δ and narrowing ψ), impact strength (KCU, KCV, KST), fracture toughness (K 1C ) and cyclic durability. Марка стали
Показатели
steel grade
Indicators
30ХГСНВФА (ВП-30)30KHGSNVFA (VP-30) 12Х3ГНМФБА12H3GNMFBA
Режим термич. обработкиThermal Mode processing Закалка 910°СHardening 910 ° С Закалка 910°С,Hardening 910 ° С, Отпуск 350°СVacation 350 ° C Отпуск 500°СVacation 500 ° C σв, кгс/мм2 σ in , kgf / mm 2 145…165145 ... 165 122…128122 ... 128 δ5, %δ 5 ,% 8,2…9,68.2 ... 9.6 14,1…15,414.1 ... 15.4 ψ, %ψ,% 21,5…31,221.5 ... 31.2 43,9…61,043.9 ... 61.0 KCU, Дж/см2 KCU, J / cm 2 +20°С+ 20 ° С 60…6560 ... 65 140…160140 ... 160 -50°С-50 ° C 53…6053 ... 60 80…12080 ... 120 KCV, Дж/см2 KCV, J / cm 2 +20°С+ 20 ° С 22…2722 ... 27 31…4331 ... 43 -50°С-50 ° C 13…1513 ... 15 30…3930 ... 39 КСТ, Дж/см2 KST, J / cm 2 +20°С+ 20 ° С 15…1715 ... 17 12…2212 ... 22 -50°С-50 ° C 5…75 ... 7 5,2…9,75.2 ... 9.7 K1С, кгс/мм3/2 K 1C, kgf / mm 3/2 +20°С+ 20 ° С 218…242218 ... 242 311…390311 ... 390 -50°С-50 ° C 143…224143 ... 224 191…337191 ... 337 Циклическая долговечность при исп. = (0,9-0,45)σв, циклыCyclic durability at use. = (0.9-0.45) σ in , cycles 5800…1060005800 ... 106000 19300…70000019300 ... 700000

Таблица 2table 2 Заявляемый способ изготовления в сравнении с прототипомThe inventive method of manufacture in comparison with the prototype Способ изготовления, стальManufacturing method, steel Технологический регламентTechnological regulations Структурное состояниеStructural state Временное сопротивление σв, кгс/мм2 Temporary resistance σ in , kgf / mm 2 Относит. удлинение δ5, %Relates. elongation δ 5 ,% Характер разрушенияNature of destruction 1 (прототип) Сталь 30ХГСНВФА (ВП-30)1 (prototype) Steel 30HGSNVFA (VP-30) 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0.75)+2 вытяжки с утонением стенки 6-5-4 мм (степ. деф 17%+20%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + механическая обраб. + закалка с t=910°C + отпуск 340…360°С5 hoods without thinning the walls (coefficient 0.60 ... 0.75) + 2 hoods with thinning of the wall 6-5-4 mm (step def. 17% + 20%) + heating up to the roll-in + roll-in of the neck + high tempering + mechanical processing. + quenching with t = 910 ° C + tempering 340 ... 360 ° С Мартенсит отпуска + карбидыMartensite tempering + carbides 145…165145 ... 165 8,3…10,58.3 ... 10.5 ХрупкийFragile 2 Сталь 12Х3ГНМФБА2 Steel 12H3GNMFBA 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0,75) + вытяжка с утонением стенки 6,5-4,6 мм (степ. деф. 29%) + ротационная вытяжка 4,6-1,3 мм (степ. деф. 72%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + мехобработка + закалка с t=910…940°C + отпуск 490…510°С5 hoods without thinning the walls (coefficient 0.60 ... 0.75) + hood with thinning the wall 6.5-4.6 mm (step. Def. 29%) + rotational hood 4.6-1.3 mm (step def. 72%) + heating up to a setting + filing a neck + tempering high + machining + quenching with t = 910 ... 940 ° C + tempering 490 ... 510 ° С Тростито-сорбит отпуска + карбидыTrostito-sorbitol tempering + carbides 122…130122 ... 130 14,1…15.214.1 ... 15.2 ВязкийViscous 3 Сталь 12ХЗГНМФБА3 Steel 12HZGNMFBA 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0,75) + 1 ротационная вытяжка 6,5-3,25 мм (степ. деф. 50%) + II ротационная вытяжка 3,25-1,3 мм (степ.деф. 60%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + мехобработка + закалка с t=910…940°C + отпуск 490…510°С5 hoods without thinning the walls (coefficient 0.60 ... 0.75) + 1 rotational hood 6.5-3.25 mm (def. Def. 50%) + II rotational hood 3.25-1.3 mm (step .def. 60%) + heating up to the filing + filing of the neck + tempering high + machining + hardening with t = 910 ... 940 ° C + tempering 490 ... 510 ° C Тростито-сорбит отпуска + карбидыTrostito-sorbitol tempering + carbides 123…132123 ... 132 14,2…15,314.2 ... 15.3 ВязкийViscous Примечание: В технологическом регламенте не указаны промежуточные химико-термические операции.Note: Intermediate chemical-thermal operations are not indicated in the technological regulations.

Claims (1)

Способ изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающий формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэффициентом 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, отличающийся тем, что окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С. A method of manufacturing metal pressure vessels from alloy steels, including the formation of the diameter (stamping) of the case from the disk by multiple hoods (convolutions) with a coefficient of 0.6 ... 0.75, the formation of the wall by deep drawing, thermochemical treatment before each drawing operation, high-temperature roll neck , machining and heat treatment, characterized in that the final formation of the length and wall thickness of the casing is carried out in one or two operations by a rotary hood with a total degree of deformation 50 ... 80%, they use complex-alloyed steel of the type 12Kh3GNMFBA, and a finely dispersed trostitosorbite structure with impact strength KCV of at least 25 J / cm 2 is formed in the vessel material by quenching from 910 ... 940 ° C with cooling in oil or in air and tempering at a temperature of 490 ... 510 ° C.
RU2007108270/06A 2007-03-05 2007-03-05 Manufacturing method of metal high pressure vessels RU2343341C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108270/06A RU2343341C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Manufacturing method of metal high pressure vessels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108270/06A RU2343341C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Manufacturing method of metal high pressure vessels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007108270A RU2007108270A (en) 2008-09-10
RU2343341C2 true RU2343341C2 (en) 2009-01-10

Family

ID=39866665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007108270/06A RU2343341C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Manufacturing method of metal high pressure vessels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2343341C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449848C1 (en) * 2010-09-21 2012-05-10 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" Method of rotary drawing of thin-wall shells with bulges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449848C1 (en) * 2010-09-21 2012-05-10 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" Method of rotary drawing of thin-wall shells with bulges

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007108270A (en) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12000364B2 (en) Steel pipe for fuel injection pipe and fuel injection pipe using the same
US9593392B2 (en) Method for producing workpieces from lightweight steel having material properties that are adjustable across the wall thickness
US20070130772A1 (en) Method for producing a three-dimensionally formed armoring component for motor vehicle bodies
CN100500910C (en) Seamless steel pipe and method for production thereof
JP5679632B2 (en) Method for manufacturing cold-formed precision steel pipe
JP6583533B2 (en) Steel and oil well steel pipes
WO2009067773A1 (en) An axle from a seamless tube for railroad vehicles, and a process for manufacturing an axle from a seamless steel tube for railroad vehicles
Pachurin et al. Economical preparation of 40X steel for cold upsetting of bolts.
WO2006109490A1 (en) Method for producing hot-formed steel product
US20180171426A1 (en) Steel pipe for fuel injection pipe and method for producing the same
JP2008266721A (en) Method for producing high strength component and high strength component
CN102741438A (en) Steel pipe for air bag and process for producing same
CN107746916A (en) A kind of manufacture method of oil cylinder seamless steel pipe
CN102199731A (en) Composite microalloyed large-section non-quenched and tempered steel
EP3209806A1 (en) An ultra-high strength thermo-mechanically processed steel
WO2017150251A1 (en) Steel material and steel pipe for use in oil well
CN101921963A (en) JLG105 steel stage oil drillpipe and production process thereof
Rajan et al. Effect of heat treatment of preform on the mechanical properties of flow formed AISI 4130 Steel Tubes—a theoretical and experimental assessment
CN105555976B (en) The manufacture method and automobile component of high-carbon electric-resistance-welded steel pipe
RU2343341C2 (en) Manufacturing method of metal high pressure vessels
JP4495106B2 (en) Steel pipe for machine structure excellent in machinability and manufacturing method thereof
CN106048455B (en) A kind of processing method of mold materials for high intensity forging
JPH10291008A (en) Tool for hot making tube and its manufacture
CN113227423A (en) Electric resistance welded steel pipe
RU2078147C1 (en) Ferrite alloyed steel and mold for centrifugal casting of pipes manufactured of said steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090306