SU579719A1 - Method of straightening electric welded straight-seamed tubes - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в трубоэлектросварочных цехах, специализирующихся на выпуске электросварных прямошовных труб большого диаметра.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in electric welding shops specializing in the production of large-diameter longitudinally welded pipes.

Правка и калибровка труб по диаметру осуществляется на гидравлических или механических прессах-расширителях (экспандерах) путем пластической раздачи трубы на 1-1,2% остаточной деформа- ¹¹ ции [1].Correction and calibration of pipes by diameter is carried out on hydraulic or mechanical expander presses (expanders) by plastic distribution of the pipe to 1-1.2% residual deformation ¹¹ [1].

Однако операция экспандирования труб как на механических, так и гидравлических прессах-расширителях приводит из-за наклепа, возникающего при холодной пластической деформации раздачи, к значительному снижению пластичности и вяз— кости металла труб.However, the operation of expanding pipes on both mechanical and hydraulic expander presses, due to the hardening that occurs during cold plastic deformation of the distribution, leads to a significant decrease in the ductility and viscosity of the pipe metal.

Особенно отрицательно эта операция влияет на величину ударной вязкости основного металла и сварного соединения труб при низких температурах испытания.This operation is especially negative for the impact strength of the base metal and the welded joint of pipes at low test temperatures.

££

Наиболее близким к описываемому изобретению пс технической сущности и достигаемому результату является способ правки электросварных прямошовных труб путем деформации их в валках правильной машины, по которому производят нагружение трубы с деформацией прилегающих к боковым валкам зон, выкатку и разгрузку [2].The closest to the described invention ps technical essence and the achieved result is a method of straightening straight-seam electrowelded pipes by deforming them in the rolls of a straightening machine, by which the pipe is loaded with deformation of the zones adjacent to the side rolls, rolling out and unloading [2].

Однако этот способ не позволяет достигнуть максимального эффекта правки, т.е. получить трубы высокою класса точности по диаметру при сохранении пластических и вязких свойств металла, так как отсутствует регламентация величины деформаций разгибки в зоне боковых, валков в зависимости от деформации, полученной металлом при гибке его в трубу.However, this method does not allow to achieve the maximum effect of editing, i.e. to obtain pipes with a high accuracy class in diameter while maintaining the plastic and viscous properties of the metal, since there is no regulation of the magnitude of the bending deformations in the side zone, rolls depending on the deformation obtained by the metal when bending it into the pipe.

Цель изобретения - повышение точности диаметра трубы при сохранении высо кого уровня пластичности и вязкости металла.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the pipe diameter while maintaining a high level of ductility and viscosity of the metal.

57975797

Поставленная цель достигается тем, что правку трубы начинают на участке, равноудаленном от сварных швов, а зоны, прилегающие к боковым валкам, деформируют в направлении разгибки. Эта дефор- ₅ мания достигает 30-40% деформации, полученной металлом при гибке его в ‘трубу.This goal is achieved in that the straightening of the pipe begins in the area equidistant from the welds, and the zones adjacent to the side rolls are deformed in the direction of bending. This deformation ₅ mania reaches 30–40% of the deformation obtained by the metal when it is bent into a pipe.

Технология способа состоит в слу— дующем. ¹⁰ The technology of the method is as follows. ¹⁰

Трубу, прошедшую оёычные операции сварки, контроля, ремонта и обрезки, т.е, полностью подготовленную к экспандированию, подают на гибочные валки. При этом ее устанавливают таким образом, чтобы гибочные валки располагались ,на основном металле примерно на равном расстоянии от продольных швов (для труб с двумя диаметрально расположенными продольными швами), либо на ²⁰ участке трубы, противоположном про- дольному сварному соединению (для труб с одним продольным швом). На этом участке путем поджатия боковых валков трубе сообщают противоизгиб, обеспечивающий деформацию в наружных волокнах металла, равную 30—40% той деформации, которая ранее получена ме_г таллом при гибке листа в трубу. При ₃θ таком расположении валков трубу прокручивают 2—3 полных оборота. Затем боковые валки разводят на расстояние, ра&ное половине начального поджатия, а трубу прокручивают еще на 2-3 оборота в ₃₅ обратном направлении. После этого боковые валки разводят в исходное положение и трубу подкручивают еще на один оборот. На этом процесс правки заканчивают и трубу выдают из валков. ₄₀ При такой правке рабочие напряжения совпадают по знаку с остаточными напряж жениями, возникающими при гибе листа в трубу, и под действием суммарных напряжений, незначительно превышающих ₄₅ предел текучести металла, развиваются незначительные пластические реформации лишь в поверхностных слоях трубы, что приводит, к благоприятному перераспределению остаточных напряжений, значитель— ₅₀ ному уменьшению их величины и, в результате, к существенному уменьшению овальности концов труб. При этом периметр трубы практически не меняется и Сколько-нибудь заметного изменения пластичности и вязкости металла труб не происходит.A pipe that has undergone common operations of welding, inspection, repair and cutting, i.e., is fully prepared for expansion, is fed to bending rolls. At the same time, it is installed in such a way that the bending rolls are located, on the base metal, at approximately the same distance from the longitudinal welds (for pipes with two diametrically located longitudinal welds), or on the ²⁰ pipe section opposite the longitudinal welded joint (for pipes with one longitudinal seam). In this station by compression of the lateral roll tube protivoizgib reported providing deformation in the outer fibers of the metal, equal to 30-40% of the deformation, which was previously obtained IU _r thallus for bending the sheet into a tube. With ₃ θ in this arrangement of the rolls, 2-3 full turns are rotated by the pipe. Then, the side rolls are bred to a distance equal to half of the initial preload, and the pipe is rotated another 2-3 turns in ₃₅ reverse directions. After that, the side rolls are bred to their original position and the pipe is twisted one more turn. On this, the dressing process is completed and the pipe is issued from the rolls. ₄₀ With such a revision operating voltages are the same sign as the residual Voltage zheniyami arising at Gibe sheet into a tube, and under the influence of the total voltage slightly above ₄₅ yield point of the metal, developed minor plastic reformation only in the surface layers of the pipe that leads to a favorable redistribution residual stresses, a significant ₅₀ % reduction in their magnitude and, as a result, a significant reduction in the ovality of the ends of the pipes. At the same time, the perimeter of the pipe practically does not change and there is no noticeable change in the ductility and viscosity of the pipe metal.

Так как трубы изготавливают из предварительно строганых на специальных θ 4 кромкострогальных станках листов, имеющих после строжки допуск по ширине + 1 мм, указанный способ правки, не приводящий к изменению исходного периметра трубы, позволяет обеспечить получение труб с более высокой точностью диаметров не только по концам, но и по всей длине.Since the pipes are made of sheets pre-planed on special θ 4 edge-cutting machines with a width tolerance of + 1 mm after gouging, this straightening method, which does not lead to a change in the initial perimeter of the pipe, makes it possible to obtain pipes with higher accuracy of diameters not only at the ends but along the entire length.

Проведенные на Новомосковском металлургическом заводе эксперименты по правке труб размером 1020x10 мм из стали марки 16Г2САФ на валках по данному способу, показали, что разброс периметров труб по всей их длине находился в пределах 5 мм, что при симметричном допуске на диаметр составляет +0,8 мм. При этом ' сравнение ударной вязкости' основного металла и металла шва труб до и после правки показало, что после правки происходит не снижение, а даже некоторое повышение этого показателя. • Последнее обстоятельство, по-видимому, связано с благоприятным распределением (по величине и знаку) остаточных напряжений в металле труб.The experiments conducted at the Novomoskovsk Metallurgical Plant to straighten pipes 1020x10 mm in size made of 16G2SAF steel on rolls by this method showed that the spread of pipe perimeters along their entire length was within 5 mm, which, with a symmetric diameter tolerance of +0.8 mm . At the same time, a “comparison of the toughness” of the base metal and the pipe weld metal before and after dressing showed that after dressing there is not a decrease, but even a slight increase in this indicator. • The latter circumstance, apparently, is associated with a favorable distribution (in magnitude and sign) of the residual stresses in the pipe metal.

Проверка остаточных напряжений в трубах до и после правки по указанному способу, определенных по методике Кала кутс кого—Давиденкова, подтвердила в первом приближении высказанное предположение.Checking the residual stresses in the pipes before and after straightening according to the indicated method, determined by the Calcuts-Davidenkov technique, confirmed, as a first approximation, the assumption made.

Так, если в трубах до правки остаточные напряжения являются растягивающими и величина их в среднем находится на уровне 14 кг/мм^, то в .этих же трубах после правки на валках величина остаточных напряжений меняет знак на ,противоположный и составляет в среднем 2 кг/мм2. Наличие в трубах остаточных сжимающих напряжений, помимо всего прочего, является положительным фактом, так как позволяет повысить агрегатную прочность трубы, работающей в магистральном трубопроводе под-действием внутреннего давления.So, if in the pipes before straightening the residual stresses are tensile and their average value is at the level of 14 kg / mm ^, then in the same pipes after straightening on the rolls, the value of the residual stresses changes its sign by, opposite and averages 2 kg / mm2. The presence of residual compressive stresses in the pipes, among other things, is a positive fact, since it allows to increase the aggregate strength of the pipe working in the main pipeline under the influence of internal pressure.

Claims (2)

Изобретение относитс  к обработке м таллов давлением и может быть исполь зовано в трубоэлектросварочных цехах, специализирующихс  на выпуске элекгросварных пр мошовных труб большого ди метра . Правка и калибровка труб по дкамет ру осушествл етс  на гидравлических или механических прессах-раса(ирител х (экспшадерах ) нутем пластической раздачи трубы на 1-1|,2% остаточной деформа ции l. OfiHaKO операци  экспандировани  труб как на механических, так и гидравлических прессах-расширител х приводит из-за наклепа, возникающего при холодной пластической деформации раздачи, к значительному снижению пластичности и в з кости металла труб. Особенно отрицательно эта операци  вли ет на величину ударной в зкости основного металла и сварного соединени  труб при низких температурах испытани . Наиболее близким к описываемому изобретент-но по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ правки электросварных пр мошовнык труб путем деформации их в валках правильной маштшыд по которому проттавод т нагрун ение трубы с деформацией прилегающих к боковым валкам зон, выкатку и разгрузку 2, Однако этот способ не позвол ет до- сттшнуть максимального эффекта правки т.е. пол чить трубы высоко х) класса точности по диаметру при сохранении Ш1аст леских и в зких свойств металла, так как отсутствует регламентаци  величины деформации разгибки в зоне боковых валков в аавистагости от деформации, полученной металлом при гибке его в, трубу. Цель изобретени  - повышение точное™ ти диаметра трубы при сохранении вътсо кого уровн  пластичнос ги R в зкости металла. Поста.влепна  цепь достигаетс  тем, что правку трубы начинают на участке, paвнoyдaлeннo от сварных швов, а зоны, прилегающие к боковым валкам, деформируют в направлении разгибки. Эта деформаци  достигает ЗО-40% де41Ормации, полученной металлом при гибке его в . трубу. Технологи  способа состоит в слу- дующем. Трубу, прошедшую обычные операции сварки, контрол , ремонта и обрезки, т.е полностью подготовленную к экспандированию , подают на гибочные валки. При этом ее устанавливают таким образом, чтобы гибочные валки располагались :На основном металле примерно на равном рассто нии от продольных швов (дл  труб с двум  диаметрально расположенными продольными швами), либо на участке трубы, противополо шом продольному сварному соедтошнию (дл  труб с одним продольным швом). На этом участке путем поджати  боковых валков трубе сообшают проттшоизгиб, обеспечивающий деформацию в наружных волокнах металла, равную той jgeформации , котора  ранее получена мe. таллом при гибке листа в трубу« При таком расположении валков трубу прокру чивают 2-3 полных оборота. Затем боковые валки развод т ira рассто ние, ра& ное половшю начального поджати , а тру бу прокручивают еше на оборота в обратном направлении. После этого боковые валки развод т в исходное попоже ние и трубу подкручивают еше на один оборот. На этом процесс правки заканчиваюти трубу выдают из валков. При такой правке рабочие напр жени  совпадают по знаку с остаточными напр  жени ми. Возникающими при гибе листа в трубу, и под действием суммарных напр гасений, незначительно превышаюших предел текучести металла, развиваютс  незначительные пластические ;1еформации лишь в поверхностных сло х трубы, что приводит, к благопри тному петрераспрепе лению остаточных напр жений, значитель ному уменьшению их величины и, в резуль тате, к существенному уменьшению овальности концов труб. При этом периметр трубы практически не мен етс  и Сколько-нибудь заметного изменени  пластин- ности и в зкости металла труб не проис ходит. Так как трубы изготавлдаают из пред варительно строганых на специальных po lкocтpoгaльныx станках листов, имеших после строжки допуск по ширине 1 мм, указанный способ правки, ке ривод щий к изменению исходного пеиметра трубы, позвол ет обеспечить получение труб с более высокой точное тью диаметров не только по концам, по и по всей длине. Проведенные на Новомосковском металлургическом заводе эксперименты по правке труб размером 1020x10 мм из стали марки 16Г2САФ на валках по данному способу, показали, что разброс периметров труб по всей их дл1ще находилс  в пределах 5 мм, что при симметричном допуске на диаметр составл ет +0,8 мм При этом сравнение ударной в зкости основного металла и металла шва труб до и после правки показало, что после правки происходит не снижение, а даже некоторое повышение этого показач ел . Последн,ее обсто тельство, по-видимому, св зано с благопри тным распределением (по величине и знаку) остаточных напр жений в металле труб Проверка остаточных напр жений в трубах до и после правки по указанному способу, определенных По методике Кала кутского-Давиденкова, подтвердила в первом приближении высказанное предположение . Так, если в трубах до правки остаточные напр жени   вл ютс  раст гивающими и величина их в среднем находитс  на уровне 14 кг/мм, то в же трубах после правки на валках величина остаточных напр жений мен ет знак на ,противоположный и составл ет в среднем 2 кг/мм2. Наличие в трубах остаточных сжимающих напр жений, помимо всего прочего,  вл етс  положительным фактом, так как позвол ет повысить агрегатную прочность трубы, работающей в магистральном трубопроводе под -действием внутреннего давлени . Формула изобретени  Способ правки элеютросварных пр мошовных труб больщого диаметра путем деформации их. в валках правильной машины , по которому производ т нагруже- ние трубы с деформацией прилегающих к боковым валкам зон, выкатку и разгрузку , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности диаметра труб при сохранении высокого уровн  5 5797 пластич юстй и в зкости металла, правку трубы начинают на участке, равноудаленном от сварных швов, а зоны, припегаюшие к боковым валкам, деформируют в направлении разгибки до величины, раь-s ной 30-40% деформации, полученной металлом при гибке его в трубу. Источники информации, прйн$ггые во внимание при экспертизе: 19 , 1. Матвеев Ю. М. и др. Проиаводстгю электросварных труб большогГ диаметра, М., Металлурги , 1968, с. 62. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in electric pipe welding shops specializing in the production of electric welding direct-flow pipes of large diameter. Editing and calibration of pipes by dacamet is carried out on hydraulic or mechanical races (rasters) with plastic pipe 1-1 |, 2% residual deformation of L. OfiHaKO expansion of pipes on both mechanical and hydraulic due to the work hardening that occurs during cold plastic deformation of the distribution, the expanding presses lead to a significant decrease in the ductility and viscosity of the metal of the pipes. This operation especially negatively affects the impact toughness of the base metal and the welded joint. pipelines at low temperatures of testing. The closest to the described invention, but to the technical essence and the achieved result, is the method of straightening electric-welded straight flow pipes by deforming them into rolls with a proper scale, which causes the pipe to be loaded with the deformation of areas adjacent to the side rolls, rolling out and unloading 2, However, this method does not allow to achieve the maximum effect of dressing, i.e., to get pipes of high accuracy class with diameter while maintaining the width and viscous properties of the metal lla, as there is no regulation of the amount of deformation in the lateral roll razgibki zone aavistagosti from deformation resulting metal during bending it into, a pipe. The purpose of the invention is to increase the exact diameter of the pipe while maintaining the high level of plasticity R viscosity of the metal. The blind chain is achieved by the fact that the straightening of the pipe begins at a site equal to the weld seams, and the zones adjacent to the side rollers are deformed in the direction of the bend. This deformation reaches ZO-40% of the deformations obtained by metal during its bending. pipe. The technology of the method is as follows. A pipe that has undergone normal welding, inspection, repair and trimming operations, that is, fully prepared for expansion, is fed to bending rolls. At the same time, it is installed in such a way that the bending rolls are located: On the base metal at approximately equal distance from the longitudinal seams (for pipes with two diametrically arranged longitudinal seams), or in the pipe section opposite to the longitudinal welded joint (for pipes with one longitudinal stitch). In this section, by pressing the side rollers, the pipe bends a protrusion, which ensures deformation in the outer fibers of the metal, which is equal to the jge formation that was previously obtained by me. the thall when bending the sheet into the pipe “With this arrangement of the rolls, the pipe is rotated 2-3 full turns. The side rollers are then diluted with ira distance, p & half of the initial preload, and the scroll rotates further by turning in the opposite direction. After that, the side rollers are diluted into the initial position and the pipe is twisted further by one turn. In this process of editing the pipe ends out of rolls. With this revision, the working stresses coincide in sign with the residual stresses. Minor plasticity arising from the bending of a sheet into a pipe, and under the action of total stresses, slightly exceeding the yield strength of the metal, only in the surface layers of the pipe, which leads to a favorable petroretention of residual stresses, a significant decrease in their size and , as a result, to a significant decrease in the ovality of the ends of the pipes. At the same time, the perimeter of the pipe practically does not change, and there is no noticeable change in the plate and the viscosity of the metal of the pipes does not occur. Since the pipes are made from pre-planed sheets on special circularly machine tools that have a glue tolerance of 1 mm after gouging, this method of editing, which leads to a change in the original pipe gauge, ensures that pipes with higher exact diameters are not only on the ends, on and on all length. Experiments on straightening 1020x10 mm pipes made of 16G2SAF steel on rollers by this method carried out at the Novomoskovsk Metallurgical Plant showed that the scatter of the perimeters of the pipes throughout their length was within 5 mm, which with a symmetrical tolerance on the diameter was +0.8 mm At the same time, a comparison of the impact strength of the base metal and the pipe seam metal before and after straightening showed that after straightening, it was not a decrease, but even a slight increase in this showed. Lastly, her circumstance seems to be related to a favorable distribution (in magnitude and sign) of residual stresses in the metal of pipes. Checking the residual stresses in pipes before and after editing according to the indicated method, determined according to the Kalutsky-Davidenkov method, confirmed in the first approximation the assumption. So, if in the upgrade pipes the residual stresses are tensile and their average value is at the level of 14 kg / mm, then in the tubes after the rollers are straightened, the residual stress value changes the sign to the opposite and averages 2 kg / mm2. The presence of residual compressive stresses in the pipes, among other things, is a positive fact, since it allows to increase the aggregate strength of the pipe operating in the main pipeline under the action of internal pressure. The invention of the Method of editing electrofusion pipelines of large diameter by deforming them. rolls of a straightening machine, on which the pipe is loaded, with deformation of the zones adjacent to the side rollers, rolling out and unloading, characterized in that, in order to increase the accuracy of the pipe diameter while maintaining a high level of 5 5797 plasticity and viscosity of the metal, The pipes begin at the site equidistant from the welds, and the zones adjacent to the side rollers are deformed in the direction of unbending to the value equal to 30–40% of the deformation produced by the metal when bending it into the pipe. Sources of information, prine $ years into account during the examination: 19, 1. Matveev Yu. M. and others. Production of electric-welded pipes of large diameter, M., Metallurgi, 1968, p. 62. 2. Технологи  химического и нсфт ного машиностроени  и новые материалы, Сери  . Обзорна  информаци  ЦИНТИ Правка цилиндрических и конических обечаек. М., 1972, с. 10, 20-22.2. Technologists of chemical and NSFT mechanical engineering and new materials, Seri. ZINTI overview information Editing of cylindrical and conical shells. M., 1972, p. 10, 20-22.