PL89849B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób hartowania powierzchniowego rur o dowolnej dlugosci, zwlaszcza rur do budowy rurociagów podsadzkowych, umozliwiajacy uzyskanie wysokiej twardosci wewnetrznej czesci scianki rury i zabezpieczajacy przed zahartowaniem scianki rury na wskros.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto urzadzenie do hartowania powierzchniowego rur o dowolnej dlugosci, zwlaszcza rur do budowy rurociagów podsadzkowych.

Rury podsadzkowe nie moga byc hartowane na wskros. Uzyskana podczas hartowania struktura martenzy- tyczna jest twarda i odporna na scieranie, jednak stosunkowo krucha i dlatego rury zahartowane na wskros moglyby pekac podczas eksploatacji powodujac awarie niedopuszczalne w procesie podsadzania. Rury podsadz¬ kowe powinny byc wewnatrz utwardzone dla zwiekszenia odpornosci na scieranie, natomiast zewnetrzna czesc scianki rury musi pozostac nie zahartowana w celu zabezpieczenia przed pekaniem w trudnych warunkach eksploatacji.

Wymagane wlasnosci rur mozna w zasadzie uzyskac przez znane, tradycyjne, powierzchniowe, posuwowe hartowanie indukcyjne lub plomieniowe, które polega na posuwowym nagrzaniu do temperatury hartowania tylko wewnetrznej czesci przekroju scianki rury i nastepnie szybkim ochlodzeniu. Hartowanie tradycyjne moze byc jednak korzystnie stosowane tylko podczas hartowania krótkich odcinków rur, natomiast w miare zwiekszania dlugosci rur, napotyka na duze trudnosci techniczne przy wprowadzaniu w glab rury nagrzewajace¬ go ja indukcyjnie wzbudnika lub palnika gazowego i równoczesnie natrysku wodnego.

Do hartowania rur podsadzkowych mozna stosowac hartowanie na wskros waskich pasków biegnacych wzdluz obwodu rury. Zahartowane, twarde paski sa poprzedzielane nie zahartowanymi, miekkimi paskami, co zmniejsza niebezpieczenstwo pekania rur w czasie eksploatacji. Hartowanie w paski nie zabezpiecza jednak calkowicie przed pekaniem rury i jest równiez uciazliwe z punktu widzenia technologii obróbki cieplnej.

W celu uzyskania rur odpornych na zuzycie i zabezpieczonych przed pekaniem, stosuje sie równiez wykonywanie rur z dwóch gatunków materialu. Warstwe wewnetrzna wykonuje sie ze stali do ulepszania2 89 849 cieplnego i hartuje sie ja na wysoka twardosc, natomiast warstwe zewnetrzna wykonuje sie z miekkiej stali niskoweglowej.

Z polskiego opisu patentowego nr 85661 znane jest rozwiazanie dotyczace hartowania powierzchni dwustronnej tulei, polegajace na tym, ze tuleje ze stali konstrukcyjnej do ulepszania cieplnego podaje sie obróbce termicznej, zapewniajacej uzyskanie w materiale struktury martenzytycznej na wskros, po czym tuleje te, nadajac jej ruch obrotowy i zarazem postepowy, poddaje sie z zewnatrz ogrzewaniu powierzchniowemu, korzystnie indukcyjnemu przy jednoczesnym chlodzeniu jej powierzchni wewnetrznej.

Opisane wyzej rozwiazanie polega na hartowaniu rury na wskros, a nastepnie grzaniu tylko warstwy zewnetrznej w celu uzyskania odpuszczonej warstwy posredniej o obnizonej twardosci oraz zahartowanej warstwy zewnetrznej. Uzyskanie niezbednej warstwy o obnizonej twardosci wymaga w tym przypadku dwóch kolejnych operacji obróbki cieplnej, co byloby w przypadku rur do podsadzki, zwlaszcza rur o duzej dlugosci, technologicznie uciazliwe oraz nieekonomiczne.

Przedmiotem wynalazku jest sposób hartowania powierzchniowego rur o dowolnej dlugosci, zwlaszcza rur do budowy rurociagów podsadzkowych polegajacy na tym, ze rure przesuwa sie ruchem jednostajnym lub jednostajno-obrotowym w stosunku do nieruchomego urzadzenia grzejnego i chlodzacego, przy czym przesuwaja¬ ca sie rure nagrzewa sie najpierw od zewnatrz na wskros, korzystnie za pomoca palnika pierscieniowego lub wzbudnika indukcyjnego, a nastepnie chlodzi sie od wewnatrz na obszarze pokrywajacym sie tylko z koncowym obszarem nagrzewania.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto urzadzenie co hartowania powierzchniowego rur do budowy rurociagów podsadzkowych, skladajace sie z nieruchomego urzadzenia grzejnego i chlodzacego oraz elementów do przesuwania rury ruchem jednostajnym lub jednostajno-obrotowym, przy czym urzadzenie chlodzace stanowi natryskiwacz, usytuowany we wnetrzu rury, majacy jeden lub wiecej rzedów otworów wyplywowych dla cieczy chlodzacej, a urzadzenie grzejne stanowi palnik pierscieniowy albo wzbudnik jedno lub wielozwojowy. Natryski¬ wacz jest tak usytuowany w stosunku do urzadzenia grzejnego, ze pokrywa sie tylko z jego czescia koncowa.

Czesciowe zachodzenie na siebie strefy grzania i strefy chlodzenia, a wiec przyspieszone, intensywne chlodzenie wewnetrznej czesci przekroju scianki rury powoduje uzyskanie tam struktury martenzytycznej o wysokiej twardosci. Zachodzenie stref zabezpiecza poza tym przed zahartowaniem scianki rury na wskros, wskutek hamowania predkosci obnizania temperatury zewnetrznej warstwy scianki rury przez czasowe doprowa¬ dzanie do tej warstwy dodatkowej ilosci ciepla, kompensujacej ubytki ciepla powodowane chlodzeniem.

Zwolnione stygniecie zewnetrznej warstwy scianki rury powoduje, zaleznie od zastosowanego materialu i parametrów procesu, powstawanie miekkiej struktury perlitycznej lub struktur bainitycznych o twardosci przejsciowej.

Podczas hartowania, rury moga byc ustawione pod róznymi katami, od pozycji pionowej do poziomej, jednak korzystne jest ustawienie w pozycji pionowej, ulatwiajace odprowadzanie wody chlodzacej. Korzystne jest tez obracanie rury wokól osi podczas hartowania, co zwieksza równomiernosc nagrzewania i chlodzenia.

Uzyskana wysoka twardosc wewnetrznej scianki rury zapewnia dobra odporno:c na zuzycie przez tarcie, a obnizona twardosc po stronie zewnetrznej scianki rury zapewnia odpowiednia ciagliwosc materialu niezbedna w warunkach eksploatacji.

Rozwiazanie wedlug wynalazku jest przedstawione przykladowo na rysunku schematycznym. Rura 1 przesuwa sie ruchem jednostajnym w kierunku oznaczonym strzalka 2, pomiedzy wzbudnikiem 3 i natryskiwa- czem 4. Wzbudnik 3 obejmuje hartowana rure pierscieniowo i nagrzewa ja na wysokosci H. Natryskiwacz 4 zalewa rure chlodziwem wzdluz calego obwodu, przy czym poczatek chlodzenia jest przesuniety wzgledem wzbudnika na odleglosc h.

Wzajemny uklad nagrzewania i chlodzenia rury powoduje, ze nagrzewa sie ona do temperatury hartowania w strefie 5. Strefa nagrzana przechodzi posuwowo pod natrysk chlodzacy 6, co powoduje szybkie ochlodzenie i zahartowanie wewnetrznej strony 7 scianki rury. Przemiana martenzytyczna zaszlaby na calej grubosci scianki rury, gdyby nie to, ze w niezbednym czasie, który dla stali weglowych wynosi pare sekund, straty ciepla wskutek chlodzenia sa uzupelniane w zewnetrznej czesci scianki rury przez cieplo dostarczane od urzadzenia grzejnego. Opóznienie chlodzenia powoduje powstanie perlitu i bainitu o nizszej twardosci ale zwiekszonej ciagliwosci, niezbednej do zabezpieczenia przed pekaniem rur w warunkach eksploatacji.

Rozwiazanie wedlug wynalazku moze byc stosowane nie tylko do hartowania rur do podsadzki, ale takze do hartowania rur i tulei przeznaczonych do innych zastosowan, które wymagaja utwardzania powierzchni wewnetrznej przy zachowaniu obnizonej twardosci powierzchni zewnetrznej.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób hartowania powierzchniowego rur o dowolnej dlugosci, zwlaszcza rur do budowy rurociagów podsadzkowych, polegajacy na przesuwaniu rury ruchem jednostajnym lub jednostajno-obrotowym w stosunku89849 3 do nieruchomego urzadzenia grzejnego i chlodzacego, znamienny tym, ze przesuwajaca sie rure (1) nagrzewa sie najpierw od zewnatrz na wskros, korzystnie za pomoca palnika pierscieniowego lub wzbudnika indukcyjnego, a nastepnie chlodzi sie ja od wewnatrz na obszarze pokrywajacym sie tylko z koncowym obszarem nagrzewania.

2. Urzadzenie do hartowania powierzchniowego rur o dowolnej dlugosci, zwlaszcza rur do budowy rurociagów podsadzkowych, skladajace sie z nieruchomego urzadzenia grzejnego i chlodzacego oraz elementów do przesuwania rury ruchem jednostajnym lub jednostajno-obrotowym, znamienne tym, ze urzadzenie chlodzace stanowi natryskiwacz (4) usytuowany we wnetrzu rury (1), majacy jeden lub wiecej rzadów otworów wyplywowych dla cieczy chlodzacej, a urzadzenie grzejne stanowi palnik pierscieniowy albo wzbudnik (3) jedno lub wielozwojowy, przy czym palnik lub wzbudnik (3) otacza rure (1) na wysokosci (H), natomiast natryskiwacz (4) jest przesuniety wzgledem krawedzi urzadzenia grzejnego na odleglosc (h).