EA030732B1 - Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб - Google Patents

Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб Download PDF

Info

Publication number
EA030732B1
EA030732B1 EA201690242A EA201690242A EA030732B1 EA 030732 B1 EA030732 B1 EA 030732B1 EA 201690242 A EA201690242 A EA 201690242A EA 201690242 A EA201690242 A EA 201690242A EA 030732 B1 EA030732 B1 EA 030732B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipe
diameter
tempering
cooling
temperature
Prior art date
Application number
EA201690242A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201690242A1 (ru
Inventor
Кристоф Делхаес
Хайко Хансен
Рольф Кюммерлинг
Original Assignee
Валлоурек Дойчланд Гмбх
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 Валлоурек Дойчланд Гмбх filed Critical Валлоурек Дойчланд Гмбх
Publication of EA201690242A1 publication Critical patent/EA201690242A1/ru
Publication of EA030732B1 publication Critical patent/EA030732B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/085—Cooling or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/60—Aqueous agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/08—Diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, при котором пустотелую заготовку, нагретую до температуры формования, прокатывают на трубопрокатном стане для формирования трубы с конечным диаметром после прокатки и далее подвергают отпуску, в результате чего происходит увеличение диаметра трубы в процессе отпуска при соответствующих параметрах отпуска. С целью создания способа изготовления подвергшихся отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, который при соблюдении геометрических технических условий, установленных в отношении подвергшихся отпуску готовых труб, обеспечивает более экономичное производство таких труб, предлагается, что с учетом имеющихся данных об увеличении диаметра трубы в процессе отпуска конечный диаметр подвергающейся отпуску трубы корректируют по завершении процесса прокатки на трубопрокатном стане.

Description

Изобретение относится к способу изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, при котором пустотелую заготовку, нагретую до температуры формования, прокатывают на трубопрокатном стане для формирования трубы с конечным диаметром после прокатки и далее подвергают отпуску, в результате чего происходит увеличение диаметра трубы в процессе отпуска при соответствующих параметрах отпуска. С целью создания способа изготовления подвергшихся отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, который при соблюдении геометрических технических условий, установленных в отношении подвергшихся отпуску готовых труб, обеспечивает более экономичное производство таких труб, предлагается, что с учетом имеющихся данных об увеличении диаметра трубы в процессе отпуска конечный диаметр подвергающейся отпуску трубы корректируют по завершении процесса прокатки на трубопрокатном стане.
030732
Изобретение относится к способу изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, при котором пустотелую заготовку, нагретую до температуры формования, прокатывают на трубопрокатном стане для формования трубы с конечным диаметром после прокатки и далее подвергают отпуску, в результате чего происходит увеличение диаметра трубы в процессе отпуска при соответствующих параметрах отпуска.
С момента появления изобретения братьев Маннесман, относящегося к изготовлению толстостенной гильзы из нагретой пустотелой заготовки, были выдвинуты различные предложения по вытягиванию указанной гильзы при той же самой температуре нагрева во время последующего этапа термической обработки, на котором происходит уменьшение внешнего диаметра до конечного диаметра при прокатке на трубопрокатном стане.
Ключевые слова в отношении указанного способа включают "способ непрерывной прокатки труб", способ производства бесшовных труб с использованием реечного стана, способ прокатки труб на дисковом стане Штифеля и пилигримовая прокатка труб (Stahlrohr-Handbuch, 10th edition, published by VulkanVerlag Essen 1986, III. Herstellverfahren).
Все из вышеназванных способов являются предпочтительными при изготовлении труб различных типоразмеров и из различных материалов, при этом также имеет место определенное комбинирование способов. Для изготовления труб с диаметром в диапазоне от 5" до 18" используют способ непрерывной прокатки труб и способ прокатки труб на дисковом стане Штифеля, в то время как для изготовления труб с диаметром до 26" используют пилигримовую прокатку труб. В случае изготовления более толстостенных труб в диапазоне >30 мм способ непрерывной прокатки труб и способ прокатки труб на дисковом стане Штифеля являются менее приемлемыми, в то время как пилигримовая прокатка труб исключает возникновение каких-либо проблем, связанных с изготовлением толстостенных труб, однако указанный технологический процесс характеризуется более продолжительным производственным циклом.
В частности, в отношении труб, используемых в нефтяной или газовой промышленности, в патенте DE 3127373 A1 раскрывается способ, предусматривающий отпуск труб термообработкой после редукционной прокатки до конечного диаметра с целью достижения требуемых механических свойств, таких как прочность, долговечность и расширение. Как известно, отпуск термообработкой как таковой включает нагрев до температуры аустенизации, закалку и отжиг.
Также известно, что в процессе такого отпуска термообработкой происходит рост зерен в структуре стали, что, в свою очередь, приводит к увеличению диаметра трубы, и этот фактор необходимо учитывать в отношении требуемого конечного диаметра готовой трубы по завершении процесса отпуска.
Кроме того, в процессе нагрева происходит расширение трубы и последующее ограничение усадки после преобразования структуры стали, в том числе в процессе закалки также может оказать влияние на диаметр готовой трубы.
В отношении труб, используемых на нефтепромыслах и в трубопроводах, требования к допускам на диаметр, овальности, допускам на толщину стенок, весу на метр, концентричности труб и т.д. установлены стандартами, такими как стандарты, разработанные АИН (Американский институт нефти) в зависимости от предполагаемого использования и заданных размеров готовой трубы.
Указанные требования приводят к возникновению ситуации, при которой в целях производства заданный диаметр трубы после прокатки не во всех случаях соответствует диаметру, предварительно заданному, например, стандартом, т.к. указанный предварительно заданный диаметр является компромиссом между производственными возможностями и техническими условиями. Кроме того, диаметр трубы увеличивается в большей или меньшей степени в зависимости от используемого материала, а также в результате изменения размера зерен и ограничения усадки в процессе отпуска.
Наиболее простой и наиболее распространенный способ решения указанной проблемы, в частности в отношении диаметров, равных или превышающих 5 1/2", заключается в незначительном уменьшении диаметра при температуре отжига в процессе прокатки на калибровочном трубопрокатном стане. Указанный способ известен, например, из патентов JP 57155325 A или JP 2006307245 A. Калибровочный трубопрокатный стан указанного типа, как правило, имеет по меньшей мере три клети, при прохождении которых после процесса отпуска достигаются требуемые конечные диаметры труб.
Указанные способы характеризуются рядом недостатков. Дополнительно к капитальным и эксплуатационным затратам, связанным с калибровочным трубопрокатным станом, энергопотребление выше, т.к. требуются более высокие температуры отжига для калибровочной прокатки с целью обеспечения пластической деформации труб на калибровочном трубопрокатном стане в процессе требуемого незначительного уменьшения диаметра. При более высоких температурах отжига также существует необходимость в материале, представляющем собой сплав металлов в определенных пропорциях с целью достижения требуемых механических и технологических свойств.
В ином случае на трубопрокатном стане также могли бы быть прокатаны после процесса отпуска трубы соответствующего диаметра. Однако это могло бы привести к значительному увеличению количества прокатываемых труб определенных диаметров и, соответственно, к увеличению количества клетей.
Целью изобретения является создание способа изготовления подвергшихся отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, который обеспечивает более экономичное производство таких труб при со- 1 030732
блюдении геометрических требований, установленных в отношении подвергшихся отпуску готовых труб.
Указанная цель достигается с помощью способа изготовления, имеющего признаки п.1 формулы настоящего изобретения. Предпочтительные разработки являются предметом подчиненных пунктов формулы настоящего изобретения.
В соответствии с идеей настоящего изобретения способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, при котором пустотелую заготовку, нагретую до температуры формования, прокатывают на трубопрокатном стане для формирования трубы с конечным диаметром после прокатки и далее подвергают отпуску, в результате чего происходит увеличение диаметра трубы в процессе отпуска при соответствующих параметрах отпуска, усовершенствован в том плане, что с учетом увеличения диаметра трубы в процессе отпуска конечный диаметр подвергающейся отпуску трубы корректируется после прокатки на трубопрокатном стане. Инновационный подход настоящего изобретения заключается в том, что имеющуюся информацию о воздействии параметров отпуска на изменения диаметра трубы, обусловленные отпуском труб, имеющих различные свойства материалов и размеры (диаметр, толщина стенок), используют для задания конечного диаметра трубы при обработке на трубопрокатном стане.
Исключительно предпочтительно, чтобы регулировка параметров отпуска производилась таким образом, чтобы обеспечивалось изготовление трубы с заданным диаметром, который соответствует конечному диаметра трубы по завершении процесса отпуска в заданном диапазоне допусков. В частности, под параметрами отпуска понимаются параметры, которые оказывают воздействие на скорость охлаждения трубы, нагретой до температуры аустенизации. Закалка нагретой трубы осуществляется в соответствии с настоящим изобретением путем непрерывного поточного охлаждения ввиду того, что исключительно при данном методе охлаждения существует возможность оказывать контролируемое воздействие на скорость охлаждения и, следовательно, на изменение диаметра. Важным фактором также является проведение измерений и мониторинга оказывающих воздействие параметров охлаждения. Указанные скорости охлаждения, с одной стороны, зависят от конкретной конструкции закалочной установки (например, кольцевой распылитель или кольцевой душ), материала и соотношения диаметра/толщины, параметров продукта, и, с другой стороны, от параметров процесса закалки (с внутренним охлаждением или без него), скорости движения трубы, давления воды, объемного расхода и т.д.
Способ изготовления дополнительно упрощается за счет того, что конечный диаметр достигается по завершении процесса отпуска без проведения калибровочной прокатки. Предлагаемый способ обладает преимуществом, заключающемся в том, что способ позволяет исключить из процесса калибровочную прокатку трубы по завершении процесса отпуска таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечивалось существенное снижение производственных издержек и, с другой стороны, и исключение капиталовложений для создания дорогостоящего калибровочного трубопрокатного стана и сопутствующих затрат на эксплуатацию и электроэнергию. Кроме того, что касается материалов и их свойств, существует возможность использовать более технологичные материалы и достичь более низких температур в отжиговой печи при соответственно более низком потреблении электроэнергии. Для калибровочной прокатки требуется более высокая температура отжига, т.к. необходимо осуществить пластическую деформацию трубы и поддерживать величину упругой отдачи на низком уровне. С целью обеспечения регулирования требуемых свойств материала при более высоких температурах отжига возникает необходимость в использовании "более массивных" заготовок с более высоким содержанием компонентов сплава, чем это фактически необходимо.
Установка заданного диаметра по завершении процесса отпуска осуществляется также, как и приведено выше. Однако это не достигается путем калибровочной прокатки после отжига, а за счет сочетания конечного диаметра трубы после прокатки на трубопрокатном стане и диаметра, увеличение которого корректируется и контролируется в процессе отпуска.
Существенное упрощение способа производства может быть достигнуто в том плане, что с учетом имеющихся данных об увеличении диаметра трубы в процессе отпуска обеспечивалось определение группы типов труб с аналогичным номинальным диаметром, но с различающимися толщинами стенок, свойствами материала или спецификациями, в отношении которой один конечный диаметр подвергающихся отпуску труб корректируют по завершении процесса прокатки. Таким образом, без дорогостоящего переоборудования трубопрокатного стана могут быть прокатаны различные типы труб с одним конечным диаметром для труб, подвергающихся отпуску после прокатки, несмотря на то что указанные типы труб имеют различные заданные диаметры по завершении процесса отпуска. Существует возможность свести до минимума количество конечных диаметров подвергающихся отпуску труб после прокатки, по меньшей мере, путем соответствующего группирования типов труб и тем самым сократить до минимума частоту переоборудования трубопрокатного стана.
Исключительно предпочтительно предусмотреть, чтобы регулирование параметров отпуска осуществлялось таким образом, чтобы обеспечивалось изготовление трубы с ее заданным диаметром, начиная от одного конечного диаметра для каждого типа труб.
С целью оптимизации способа изготовления осуществляют измерение конечного диаметра трубы
- 2 030732
после прокатки и значение используют в качестве вводной переменной входной величины для проведения процесса отпуска.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом настоящего изобретения предусматривается, что процесс отпуска включает следующие стадии: нагрев в печи, последующее непрерывное поточное охлаждение в охлаждающем канале и отжиг, при этом параметры отпуска регулируют с учетом ширины полосы ранее определенных отношений между диаметром, толщиной стенок трубы, свойствами материала, параметрами отпуска и увеличением диаметра, и что далее на основе измеренного конечного диаметра прокатываемой трубы в конечном счете регулируют параметры отпуска по отношению к заданному диаметру трубы, который предусматривается достичь по завершении процесса отпуска. Указанный способ является исключительно предпочтительным и надежным с точки зрения производства, когда значения заданных диаметров подвергающихся отпуску труб, которые измеряют на трубопрокатном стане, подают на установку отпуска, и технические условия в отношении выбранных переменных значений в конечном счете корректируются на основе зависимостей увеличения диаметра от материала трубы и параметров закалки.
Исключительно предпочтительно, чтобы заданный диаметр трубы по завершении процесса отпуска корректировался путем изменения скорости охлаждения в охлаждающем канале.
При непрерывном поточном охлаждении труба, которую нагревают до температуры аустенизации и непрерывно транспортируют по роликовому конвейеру, подвергается закалке с использованием известного способа до конечной температуры, которую достигают путем непрерывного охлаждения водой. Важными переменными, влияющими на уровень скорости охлаждения, кроме того, размеров трубы, в частности, являются температура охлаждающей воды, интенсивность водяного охлаждения, выражающаяся в расходе воды на единицу времени и скорость транспортировки трубы по роликовому конвейеру.
В отношении параметров процесса закалки предпочтительно, чтобы при внешнем охлаждении расход воды, подаваемой на охлаждаемую трубу, регулировался в пределах от 50 до 300 м3/ч, температура охлаждающей воды регулировалась и устанавливалась ниже 40°C и скорость транспортировки трубы в охлаждающем канале регулировалась в диапазоне значений от 0,1 до 1 м/с.
При необходимости дополнительно к внешнему охлаждению можно проводить внутреннее охлаждение трубы, при этом расход охлаждающей воды должен составлять от 50 до 250 м3 /ч.
В то время как внешнее охлаждение предпочтительно проводить с помощью двух или нескольких кольцевых душей или кольцевых распылителей, внутреннее охлаждение предпочтительно выполнять с помощью стержневого распылителя, который можно ввести в канал трубы.
В другом случае нагрев, проводимый под закалку или для аустенизации, также проводят в печи, в которой имеются по меньшей мере две зоны по длине печи, из которых первая зона предназначена для нагрева, и вторая зона предназначена для выравнивания температур в трубе.
Также предпочтительно, чтобы нагрев под закалку или для аустенизации трубы проводили в первой печи и для выравнивания температур в трубе проводили во второй печи.
Кроме того, исключительно предпочтительно с точки зрения экономии, чтобы нагрев под закалку или для аустенизации проводили в нагревательной печи с шагающими балками с тремя зонами, при этом первая зона предназначена для предварительного нагрева, вторая зона - для нагрева и третья зона - для выравнивания температур в трубе, при этом различные зоны могут быть расположены в одной или нескольких печах.
В процессе отпуска период времени, в течение которого температура поддерживается на уровне температуры аустенизации, должен составлять по меньшей мере 3 мин, при этом время выдержки в начинается в тот момент, когда минимальная температура, достигнутая в трубе, достигает значения "требуемой температуры трубы -20°C". Таким образом, оптимальные начальные условия для гомогенизации свойств материала трубы создаются по завершении последующего процесса закалки.
Ниже приведено более детальное объяснение способа в соответствии с настоящим изобретением с помощью прилагаемых рисунков, на которых
фиг. 1 - схематическая иллюстрация факторов, влияющих на заданный диаметр после завершения процесса отпуска,
фиг. 2 - влияние диаметра трубы на увеличение диаметра при внутреннем охлаждении, фиг. 3 - влияние диаметра трубы на увеличение диаметра без внутреннего охлаждения, фиг. 4 - влияние скорости движения на увеличение диаметра без внутреннего охлаждения, фиг. 5 - влияние скорости движения на увеличение диаметра с внутренним охлаждением.
На фиг. 1 схематически проиллюстрировано применение способа в соответствии с настоящим изобретением с целью того, чтобы один конечный диаметр для трубопрокатного стана устанавливался для различных заданных диаметров, которые необходимо получить по завершении процесса отпуска трубы. Под заданным диаметром понимается требуемая переменная величина. Под конечным диаметром после прокатки или под конечным диаметром по завершении процесса отпуска понимается специфическая фактическая переменная. На фиг. 1 представлены значения диаметров или диапазоны пяти иллюстративных типов труб, которые качественно определены с использованием влияющих факторов, таких как толщина стенок W, свойства материала G и спецификация S. Под свойствами материала G понимаются в
- 3 030732
основном свойства материала, и под спецификацией S понимаются в основном размеры и допуски.
Со ссылкой на фиг. 1 дается объяснение, смогут ли различные типы труб быть прокатаны на одном трубопрокатном стане с одним конечным диаметром в соответствии с настоящим изобретением, хотя при этом последующий отпуск приводит к различному увеличению диаметра. С этой целью различные заданные диаметры по завершении процесса отпуска (см. точки, отмеченные "x" на фиг. 1) нанесены на график для пяти типов труб с одинаковым номинальным диаметром по отношению к номинальной ширине. Это обусловлено спецификацией S соответствующего типа трубы, т.к. все их размеры и допуски сохраняются. Таким же образом каждый первый и второй или третий и четвертый тип трубы с аналогичными спецификациями X или Y имеет один и тот же заданный диаметр по завершении процесса отпуска. В пределах разрешенных допусков спецификации диаметры также без проблем могут быть выбраны отличными друг от друга. На основе тестов и результатов производства минимальное и максимальное увеличение диаметра в абсолютных величинах определяется теперь для каждого типа трубы и, начиная с заданного диаметра по завершении процесса отпуска и применимо в отношении уменьшения диаметра. Минимальное увеличение диаметра наносится на график в виде участка с белым фоном с обозначением "минимальное увеличение диаметра трубы в процессе отпуска", и указанное минимальное увеличение диаметра для данного типа трубы обусловлено минимальными требуемыми параметрами отпуска, такими как, например, минимальная скорость охлаждения, с целью достижения требуемой заданной структуры в процессе отпуска. Путем изменения параметров отпуска можно вначале увеличить диапазон "минимальное увеличение диаметра трубы в процессе отпуска" при минимальном увеличении конечного диаметра, и большее увеличение диаметра может быть достигнуто соответствующим образом. Этот диапазон дополнительного увеличения диаметра представлен на графике в виде заштрихованного участка с обозначением "диапазон воздействия для увеличения диаметра". Сравнение участков "минимальное увеличение диаметра трубы в процессе отпуска" и " диапазон воздействия для увеличения диаметра" для пяти типов труб показывает, что имеется тип участка пересечения, который представлен на графике стрелкой и обозначением "допустимый диапазон для диаметра до отпуска". Диаметр до отпуска соответствует ранее описанному конечному диаметру после прокатки. "Допустимый диапазон для диаметра до отпуска" ограничен в направлении вверх наименьшим диаметром пяти участков "минимальное увеличение диаметра трубы в процессе отпуска" (см. четвертый тип трубы слева, значение между участками "минимальное увеличение диаметра трубы в процессе" и "диапазон воздействий увеличения диаметра"). "Допустимый диапазон для диаметра до отпуска" определен в направлении вниз наибольшим диаметром соответствующего более низкого предельного значения для пяти участков "диапазон воздействий увеличения диаметра" (см. первый тип трубы слева, самое низкое предельное значение "диапазон воздействий увеличения диаметра").
Исходя из вышеизложенного, конечный диаметр трубопрокатного стана корректируется до величины в пределах "допустимого участка для диаметра до отпуска" предпочтительно в середине "допустимого участка для диаметра до отпуска". Все пять типов труб могут быть равномерно прокатаны на указанном трубопрокатном стане, и заданные диаметры, отличающиеся друг от друга по завершении процесса отпуска, достигаются соответствующей регулировкой параметров отпуска. "Допустимый диапазон для диаметра до отпуска" имеет значительную ширину полосы, что также позволяет обеспечить любые производственные допуски. В отношении других групп типов труб с аналогичным номинальным диаметром может возникнуть ситуация, при которой полученный "допустимый диапазон для диаметра до отпуска" является исключительно либо отсутствует соответствующий участок пересечения. В этом случае необходимо выбрать группы другим образом, или необходимо сформировать подгруппы типов труб, для которых вновь появится "допустимый диапазон для диаметра до отпуска" с достаточной шириной полосы.
На фиг. 2-5 представлена в качестве примера зависимость увеличения диаметра трубы от параметров отпуска, в частности от параметров охлаждения. С помощью адаптированных параметров закалки, в частности скорости движения трубы, объемного расхода и при внутреннем охлаждении или без него, существует возможность в отношении идентичного конечного диаметра трубопрокатного стана, находящегося в пределах предварительно установленных допусков, например ±0,5%, достичь требуемого заданного диаметра после завершения процесса отпуска в зависимости от типа трубы.
Таким образом, на фиг. 2 представлено увеличение диаметра в процессе отпуска в зависимости от размера диаметра при постоянной толщине стенок трубы для группы материалов А из набора нефтепромысловых труб (трубные изделия нефтепромыслового сортамента).
В этом случае скорость движения трубы по охлаждающему каналу сохраняется постоянной на уровне 35% от максимального значения, также как и условия закалки на внешней стороне трубы, т.е. расход воды, количество кольцевых душей и давление воды. Кроме того, в этом случае трубы также прошли закалку с внутренней стороны при постоянном расходе воды с течением времени.
На фиг. 3 представлена зависимость, аналогичная зависимости на фиг. 2, но без дополнительного внутреннего охлаждения и при выбранной скорости транспортировки, составляющей 22% от максимального значения.
На фиг. 4 и 5 проиллюстрировано влияние выбранной скорости движения на увеличение диаметра
- 4 030732
трубы при номинальных размерах 406,4 ммх 14,6 мм из группы материалов В. В этом случае условия охлаждения внешней стороны трубы также остаются постоянными. При проведении испытаний, результаты которых проиллюстрированы на фиг. 4, работа была проведена без дополнительного внутреннего охлаждения, однако при проведении испытаний, результаты которых проиллюстрированы на фиг. 5, работа была проведена с внутренним охлаждением.
В таблицах значений на фиг. 4 и 5 минимальное и максимальное увеличение приведено в пределах практически достижимых величин параметров отпуска, таких как скорость транспортировки и "с" внутренним охлаждением или "без" внутреннего охлаждения. В отношении номинальных размеров 406,4 ммх 14,6 мм на фиг. 5 представлено минимальное увеличение диаметра на 0,9 мм и на фиг. 4 максимальное увеличение диаметра на 1,46 мм.

Claims (14)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб, в котором пустотелую заготовку, нагретую до температуры формования, прокатывают на трубопрокатном стане для формирования трубы с конечным диаметром после завершения процесса прокатки и далее подвергают отпуску, в результате чего происходит увеличение диаметра трубы в процессе отпуска при соответствующих параметрах отпуска, отличающийся тем, что с учетом имеющихся данных об увеличении диаметра трубы в процессе отпуска конечный диаметр подвергающейся отпуску трубы корректируют по завершении процесса прокатки на трубопрокатном стане, причем процесс отпуска включает следующие стадии: нагрев в печи, последующее непрерывное поточное охлаждение в охлаждающем канале и отжиг, при этом параметры отпуска регулируют с учетом ширины полосы ранее определенных отношений между диаметром, толщиной стенок трубы, свойствами материала, параметрами отпуска и увеличением диаметра и далее на основе измеренного конечного диаметра прокатываемой трубы в конечном счете регулируют параметры отпуска по отношению к заданному диаметру трубы, который предусматривается достичь по завершении процесса отпуска.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметры отпуска регулируют таким образом, чтобы обеспечивалось изготовление трубы с заданным диаметром, который соответствует конечному диаметру трубы после завершения процесса отпуска в заданном диапазоне допусков.
3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что с учетом имеющихся данных об увеличении диаметра трубы в процессе отпуска обеспечивалось определение группы типов труб с аналогичным номинальным диаметром, но с различающимися толщинами стенок, свойствами материала или спецификациями, в отношении которой отдельный конечный диаметр подвергающихся отпуску труб корректируют по завершении процесса прокатки.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что регулировку параметров отпуска осуществляют таким образом, чтобы обеспечивалось изготовление трубы с ее заданным диаметром, начиная с одного конечного диаметра для каждого типа труб в группе.
- 5 030732
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что после прокатки проводят измерение конечного диаметра трубы.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что заданный диаметр трубы после завершения отпуска корректируют путем изменения скорости охлаждения в охлаждающем канале.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в случае проведения внешнего охлаждения трубы изменение скорости охлаждения осуществляют путем изменения расхода охлаждающей воды, температуры охлаждающей воды и/или скорости движения трубы в охлаждающем канале.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что количество воды, подаваемой на охлаждаемую трубу, регулируется в пределах от 50 до 300 м3/ч, температуру охлаждающей воды регулируют и устанавливают ниже 40°C и скорость транспортировки трубы в охлаждающем канале регулируют в диапазоне значений от 0,1 до 1 м/с.
9. Способ по пп.7, 8, отличающийся тем, что дополнительно к внешнему охлаждению проводят внутреннее охлаждение трубы, при этом расход охлаждающей воды находится в пределах от 50 до 250 м3/ч.
10. Способ по пп.7-9, отличающийся тем, что для внешнего охлаждения используют два или несколько кольцевых душа или кольцевых распылителя.
11. Способ по пп.1-10, отличающийся тем, что нагрев под закалку или для аустенизации проводят в печи, в которой имеются по меньшей мере две зоны по длине печи, из которых первая зона предназначена для нагрева и вторая зона предназначена для выравнивания температур в трубе.
12. Способ по пп.1-11, отличающийся тем, что нагрев под закалку или для аустенизации трубы проводят в первой печи и для выравнивания температур в трубе проводят во второй печи.
13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что нагрев под закалку или для аустенизации осуществляют в трех зонах, при этом первая зона служит для предварительного нагрева, вторая зона - для нагрева и третья зона - для выравнивания температур в трубе, и при этом различные зоны могут быть расположены в одной или нескольких печах.
14. Способ по пп.1-13, отличающийся тем, что в процессе отпуска период времени, при котором температура поддерживается на уровне температуры аустенизации, составляет как минимум 3 мин, при котором время выдержки начинается в тот момент, когда минимальная достигнутая температура трубы достигает значения требуемой температуры трубы -20°C.
Диаметр
L Э I % ί κ ϊ г- $ Э ΐ 1____________ ί________________________ ............ί ί ? εξ: 1 Ε ___________ I
W = А W= Β W= A W= В W= A G =1 G =1 G = 2 G =2 G =1 S =Χ S =χ S =Y S =Y S =
Обозначения:
w = Толщина стенки
g = Свойство материала
s = Спецификация
X = Конечный диаметр после термообработки (закалки с высоким отпуском) [] = "Минимальное увеличение диаметра трубы в процессе отпуска"
|] = "Диапазон воздействий увеличения диаметра"
| - "Допустимый диапазон для диаметра до отпуска"
EA201690242A 2013-08-14 2014-08-11 Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб EA030732B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013108803.1A DE102013108803A1 (de) 2013-08-14 2013-08-14 Verfahren zur Herstellung eines vergüteten nahtlos warmgefertigten Stahlrohres
PCT/EP2014/067170 WO2015022294A1 (de) 2013-08-14 2014-08-11 Verfahren zur herstellung eines vergüteten nahtlos warmgefertigten stahlrohres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201690242A1 EA201690242A1 (ru) 2016-06-30
EA030732B1 true EA030732B1 (ru) 2018-09-28

Family

ID=51355521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201690242A EA030732B1 (ru) 2013-08-14 2014-08-11 Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10100384B2 (ru)
EP (1) EP3033186B1 (ru)
AR (1) AR097813A1 (ru)
BR (1) BR112016000039B1 (ru)
DE (1) DE102013108803A1 (ru)
EA (1) EA030732B1 (ru)
ES (1) ES2641572T3 (ru)
MX (1) MX2016001962A (ru)
PL (1) PL3033186T3 (ru)
UA (1) UA118966C2 (ru)
WO (1) WO2015022294A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014110980B4 (de) 2014-08-01 2017-10-26 Vallourec Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung von warmgewalzten nahtlosen Rohren mit verdickten Enden
CN109311071B (zh) * 2016-05-31 2024-03-08 瓦卢瑞克德国有限公司 用于生产由钢制成且具有多边形，尤其是方形或矩形横截面的细长中空体的方法
JP6805639B2 (ja) * 2016-08-29 2020-12-23 日本製鉄株式会社 ステンレス鋼管の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2649019A1 (de) * 1976-06-14 1977-12-15 Nippon Steel Corp Verfahren zum herstellen nahtloser rohre
US20090038358A1 (en) * 2006-03-28 2009-02-12 Hajime Osako Method of manufacturing seamless pipe and tube
CN101993991A (zh) * 2010-11-20 2011-03-30 衡阳华菱钢管有限公司 一种低碳锰钢的钢管热处理方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5818404B2 (ja) * 1975-01-24 1983-04-13 日本鋼管株式会社 ダイケイウスニクコウカンノヤキイレ ヤキモドシホウホウ
JPS57155325A (en) 1981-03-20 1982-09-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of seamless steel pipe
DE3127373C2 (de) 1981-07-09 1985-08-29 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Stahlrohren für die Erdölindustrie
JP5119574B2 (ja) 2005-04-26 2013-01-16 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｔｉ添加系低炭素鋼からなる継目無鋼管の熱処理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2649019A1 (de) * 1976-06-14 1977-12-15 Nippon Steel Corp Verfahren zum herstellen nahtloser rohre
US20090038358A1 (en) * 2006-03-28 2009-02-12 Hajime Osako Method of manufacturing seamless pipe and tube
CN101993991A (zh) * 2010-11-20 2011-03-30 衡阳华菱钢管有限公司 一种低碳锰钢的钢管热处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3033186B1 (de) 2017-07-12
PL3033186T3 (pl) 2017-12-29
EA201690242A1 (ru) 2016-06-30
DE102013108803A1 (de) 2015-02-19
EP3033186A1 (de) 2016-06-22
BR112016000039B1 (pt) 2020-10-27
AR097813A1 (es) 2016-04-20
ES2641572T3 (es) 2017-11-10
MX2016001962A (es) 2017-02-28
UA118966C2 (uk) 2019-04-10
US10100384B2 (en) 2018-10-16
WO2015022294A1 (de) 2015-02-19
US20160376677A1 (en) 2016-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5262949B2 (ja) 継目無鋼管の製造方法およびその製造設備
US20220074008A1 (en) Method and system of manufacturing coiled tubing
MX2008012240A (es) Metodo para fabricar conductos y tubos de acero sin costuras.
EA030732B1 (ru) Способ изготовления подвергнутых отпуску бесшовных горячекатаных стальных труб
CN108421839B (zh) 一种球扁钢双孔模挤压成型方法
CN106180195B (zh) 508毫米大口径无缝钢管热连轧生产方法
JP2017013102A (ja) 継目無鋼管の製造方法
KR100838624B1 (ko) 전기유도가열을 이용한 이형봉강의 열간압연 방법
US20200377988A1 (en) Method for heating blank for rolling production
EA021046B1 (ru) Трубопрокатная установка
RU2724224C2 (ru) Способ и система для изготовления бесшовной горячекатаной трубы, центробежнолитая катаная труба и применение пустотелого блока, получаемого путем центробежного литья
CN104388653A (zh) 一种热轧12Cr1MoV无缝钢管后处理工艺及其所得钢管
JP6520892B2 (ja) 継目無鋼管の製造方法および継目無鋼管製造設備
RU2497610C2 (ru) Прокатная установка для получения трубчатого продукта и способ получения трубчатого продукта (варианты)
JP2000246310A (ja) 継目無管の製造方法
SU1438868A1 (ru) Способ изготовлени холоднодеформированных труб
MX2010010436A (es) Metodo para fabricar un tubo sin costuras y metodo para determinar la longitud de un tocho para su uso en la fabricacion del tubo sin costuras.
CN114472583A (zh) 一种两端收口异形变径薄壁无缝铝管加工方法
JP2022108357A (ja) 金属材の搬送方法
JPH04107213A (ja) 空気焼入れ性シームレス鋼管のインライン軟化処理法
JPS6333106A (ja) 鋼管の圧延方法
Zhang et al. Reason analysis and solutions of low coiling temperature at tail of ZSAC1 strip during U-type cooling
JPH02270915A (ja) 継目無管用マルテンサイト系ステンレス鋼片の製造方法
JPS63295008A (ja) 連続絞り圧延機における継目無鋼管の圧延方法
JPS58110108A (ja) 継目無管の絞り圧延方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU