RU2042488C1

RU2042488C1 - Process of machining of ring welds of joints of pipes (versions)

Info

Publication number: RU2042488C1
Application number: RU93017719A
Authority: RU
Inventors: И.С. Хретинин; И.А. Борисенков; Ю.С. Бурханов; К.М. Климов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Трубосервис"
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: manufacture of pipe-lines. SUBSTANCE: heating of weld and its plastic deformation are carried out when machining ring welds of joints of pipes. In compliance with first version power action on material of weld is performed by axial turn of one pipe relative to the other one at temperature within range from 0.5 to 0.8 T_melt, where T_melt is melting temperature of material of weld. In agreement with second version weld in melted state is laterally extended up to making it thinner by 20% and power action is conducted by upsetting of pipes at temperature within range of (0,5-0,8)T_melt. EFFECT: enhanced productivity and efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к сварочной технологии и может быть использовано при получении трубопроводных сварочных соединений. The invention relates to welding technology and can be used to obtain pipeline welding joints.

Известны способы деформации материала сварного шва. Один из них заключается в силовом воздействии одной трубы на другую при предварительном подогреве свариваемых зон труб до температуры расплавления их кромочных зон (см.Попков О.С. и Хоменко В.И. Контактные установки для сварки газонефтепродуктов. М. Высшая школа 1989, с.111 р.67а). Однако, обеспечивая создание при остывании металла режима высокого отпуска и позволяя тем самым снять остаточные деформации и напряжение в соединении (за счет стабильности его неустойчивых фазоструктурных составляющих), т. е. позволяя получить в шве деформационную структуру, эквивалентную структуре металла внекромочных зон труб, способ весьма энергоемок. Known methods of deformation of the weld material. One of them consists in the force action of one pipe on another during preliminary heating of the welded zones of the pipes to the temperature of the melting of their edge zones (see Popkov OS and Khomenko V.I. Contact installations for welding oil and gas products. M. Higher School 1989, p. .111 p. 67a). However, ensuring the creation of a high tempering regime when the metal is cooling, and thereby allowing to remove residual deformations and stress in the joint (due to the stability of its unstable phase-structural components), i.e., allowing to obtain in the weld a deformation structure equivalent to the structure of the metal of the non-edge pipe zones, the method very energy intensive.

Наиболее близким техническим решением к изобретению, принятым за прототип, является способ деформации материала сварного шва, заключающийся в силовом воздействии на материал шва в его холодном или подогретом состоянии путем высокоскоростной проковки (см.Сагалович В.М. и Савельев В.Ф. Стабильность сварных соединений и конструкций. М. Машиностроение, 1986, с.198, 9.3.2). The closest technical solution to the invention adopted as a prototype is a method of deformation of a weld material, which consists in the force acting on the weld material in its cold or heated state by high-speed forging (see Sagalovich V.M. and Savelyev V.F. Stability of welded compounds and structures.M. Mechanical Engineering, 1986, p.198, 9.3.2).

Недостатком известного технического решения, характеризующегося в своем главном экономичном варианте отсутствием необходимости послесварочной термообработки сварного соединения, является, как показали исследования, появление в металле шва уровня его деформативной способности менее 20% что недостаточно для существенного снятия остаточных напряжений в соединении и превращения его литой хрупкой структуры в деформационную структуру, близкую структуре материала свариваемых элементов. A disadvantage of the known technical solution, characterized in its main economical version by the absence of the need for post-welding heat treatment of the welded joint, is, as studies have shown, the appearance in the weld metal of its deformability level of less than 20%, which is not enough to significantly remove residual stresses in the joint and turn it into a molten brittle structure into a deformation structure close to the material structure of the elements being welded.

Целью изобретения является превращение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла труб. The aim of the invention is the transformation of the cast structure of the transverse seam of two pipes into a deformation structure similar to the structure of the metal pipe.

Для достижения указанной цели в первом варианте способа деформации материала сварного шва, заключающемся в силовом воздействии на материал шва в его подогретом состоянии, силовое воздействие на материал шва осуществляют осевым поворотом одной трубы относительно другой при температуре в диапазоне 0,5-0,8 Т_пл, где Т_пл температура плавления материала шва, при этом поворот выполняют на угол, соответствующий величине окружного сдвига трубы на величину (0,5-1,0)B, где B ширина сварного шва.To achieve this goal in the first version of the method of deformation of the weld material, which consists in the force acting on the weld material in its heated state, the force on the weld material is carried out by axial rotation of one pipe relative to another at a temperature in the range of 0.5-0.8 T _pl , where T _PL is the melting temperature of the weld material, while the rotation is performed at an angle corresponding to the value of the pipe circumferential shift by the amount of (0.5-1.0) B, where B is the width of the weld.

Кроме того, силовое сдвиговое воздействие осуществляют на материал шва, имеющего толщину, уступающую на 20% толщине стенки трубы, и дополняют одновременно выполняемым осаживанием труб навстречу друг другу до достижения толщиной шва величины, равной толщине стенки труб. In addition, shear force is applied to the weld material having a thickness inferior to 20% of the pipe wall thickness and is supplemented by simultaneous upsetting of the pipes towards each other until the weld thickness reaches a value equal to the pipe wall thickness.

Для достижения той же цели во втором варианте способа деформации материала сварного шва, заключающемся в силовом воздействии материала шва в его подогретом состоянии, сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а силовое воздействия выполняют осаживанием труб при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Т_пл.To achieve the same goal in the second version of the method of deformation of the weld material, which consists in the forceful action of the weld material in its heated state, the weld in the molten state is transversely stretched to thinning by 20% and the force effect is performed by upsetting pipes at a temperature in the range (0, 5-0.8) T _pl .

Способ деформации материала сварного шва по первому варианту реализуют следующим образом. Материал сварного шва разогревают до температуры в диапазоне (0,5-0,8) Т_пл, где Т_пл температура плавления материала шва при сварке, и осуществляют осевой поворот одной трубы относительно другой на угол, соответствующий величине окружного сдвига трубы на величину (0,5-0,1) B, где B ширина сварного шва. В результате указанного поворота при указанной температуре возникает уплотнение материала шва, появляется сцепление зерен (кристаллов) структурной решетки между собой за счет взаимовлияния, идет процесс преобразования вытянутой формы зерен в более компактную объемную форму. Все это создает условия для проскальзывания зерен друг относительно друга при нагружении сварочного соединения, устраняет хрупкость, т.е. обеспечивает превращение рыхлой литой структуры шва в деформационную структуру, близкую структуре свариваемых элементов.The method of deformation of the material of the weld according to the first embodiment is implemented as follows. The weld material is heated to a temperature in the range (0.5-0.8) T _pl , where T _pl is the melting temperature of the weld material during welding, and one pipe is axially rotated relative to another by an angle corresponding to the value of the pipe circumferential shift by (0 , 5-0.1) B, where B is the width of the weld. As a result of the indicated rotation at the indicated temperature, the joint material is densified, the grains (crystals) of the structural lattice are interconnected due to mutual influence, the process of converting the elongated shape of the grains to a more compact bulk form is ongoing. All this creates the conditions for the grains to slip relative to each other during loading of the welding joint, eliminates brittleness, i.e. provides the transformation of loose cast structure of the weld into a deformation structure similar to the structure of the elements being welded.

Еще большего эффекта можно добиться, если поворотное силовое воздействие осуществить в отношение шва, имеющего толщину, уступающую на 20% толщине стенки трубы, и этот поворот совмещать с осаживанием труб навстречу друг другу до достижения толщиной шва величины, равной толщине стенки труб. An even greater effect can be achieved if the rotational force is applied to the weld having a thickness that is 20% less than the pipe wall thickness, and this rotation should be combined with upsetting of the pipes towards each other until the weld thickness reaches a value equal to the pipe wall thickness.

Наиболее эффективно способ реализуется как дополнение к процессу контактной сварки труб, поскольку специального разогрева шва не требуется, а достаточно использовать тепло остывания стыка после его плавления. Достаточно губки контактного механизма, обеспечивающие захват пристыковываемой трубы, оснастить штангами-поворачивателями, а обе свариваемые трубы расположить на ложе, соблюдающем соосность этих труб, чтобы при появлении в процессе остывания стыка указанной выше температуры легко обеспечить реализацию способа. The most effective method is implemented as an addition to the process of resistance welding of pipes, since special heating of the seam is not required, but it is enough to use the heat of cooling of the joint after its melting. It is sufficient to equip the jaws of the contact mechanism, which ensure the capture of the docked pipe, with turning rods, and place both welded pipes on a bed that follows the alignment of these pipes, so that when the joint of the temperature indicated above appears during cooling, it is easy to ensure the implementation of the method.

Таким образом, благодаря использованию для силового воздействия на металл шва осевого поворота одной трубы относительно другой при температуре равной (0,5-0,8) температуры плавления и выполнению поворота на определенный угол обеспечено создание деформации металла шва не менее, чем на 20% что в свою очередь обеспечивает превышение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла этих труб. Thus, due to the use of the axial rotation of one pipe relative to another for a force action on the weld metal at a temperature equal to (0.5-0.8) the melting temperature and the rotation through a certain angle, the deformation of the weld metal is ensured by no less than 20%, which in turn, ensures the excess cast structure of the transverse seam of two pipes in a deformation structure close to the metal structure of these pipes.

Согласно второму варианту способ деформации материала сварного шва реализуют следующим образом, причем наиболее эффективно при контактной сварке труб. Сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а затем осуществляют силовое воздействие на сварной шов осаживанием труб при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Т_пл. Практически осаживание можно выполнить сразу же после прекращения подачи электроэнергии в зону расплава.According to the second embodiment, the method of deformation of the material of the weld is implemented as follows, and most effectively in the resistance welding of pipes. The weld in the molten state is transversely stretched to thinning by 20% and then the force is applied to the weld by upsetting pipes at a temperature in the range of (0.5-0.8) T _pl . In practice, deposition can be performed immediately after the power supply to the melt zone is cut off.

Таким образом, благодаря тому, что сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а силовое воздействие выполняют осаживанием труб навстречу друг другу при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Т_пл, обеспечено создание деформации металла шва не менее, чем на 20% что в свою очередь обеспечивает превращение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла этих труб.Thus, due to the fact that the weld in the molten state is transversely stretched to thinning by 20% and the force is performed by upsetting the pipes towards each other at a temperature in the range of (0.5-0.8) T _pl , the creation of weld metal deformation is not ensured. less than 20%, which in turn ensures the transformation of the cast structure of the transverse weld of two pipes into a deformation structure similar to the metal structure of these pipes.

Claims

1. A method of processing annular welds of pipe joints, in which the metal of the weld is heated and its plastic deformation is carried out, characterized in that the weld is heated to a temperature of from 0.5 to 0.8, the melting temperature of the weld metal and plastic deformation is carried out by turning around the axis of one pipe relative to another by an angle corresponding to the value of the circumferential shift of the pipe, equal to from 0.5 to 0.8 of the width of the weld.

2. The method according to claim 1, characterized in that the plastic deformation of the weld is performed, the thickness of which is 0.2 pipe wall thickness, while further upsetting the pipe towards each other to obtain a weld thickness equal to the pipe wall thickness.

3. A method of processing annular welds of pipe joints, in which the weld metal is heated and plastic is deformed, characterized in that the weld is heated to the melting temperature and stretched in the transverse direction until thinning equal to 20% of the thickness of the weld, and then deposited pipes towards each other at a temperature of from 0.5 to 0.8, the melting point of the weld.