RU2198052C2 - Method for making tubes with shaped outer ends - Google Patents
Method for making tubes with shaped outer ends Download PDFInfo
- Publication number
- RU2198052C2 RU2198052C2 RU2001100447/02A RU2001100447A RU2198052C2 RU 2198052 C2 RU2198052 C2 RU 2198052C2 RU 2001100447/02 A RU2001100447/02 A RU 2001100447/02A RU 2001100447 A RU2001100447 A RU 2001100447A RU 2198052 C2 RU2198052 C2 RU 2198052C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- diameter
- section
- stage
- calibrated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением и, в частности, к процессам получения теплообменных труб с профилированными внешними законцовками, используя эффект локализованного направленного пластического течения материала трубы. The invention relates to the field of metal forming and, in particular, to processes for producing heat exchange tubes with profiled external ends using the effect of localized directed plastic flow of pipe material.
Известен способ получения теплообменных труб с профилированными законцовками, включающий установку конца трубы в отверстие разъемной матрицы, имеющее кольцевые канавки, фиксацию ее от возможного перемещения и последующее формирование кольцевых выступов на внешней поверхности трубы путем приложения сжимающего усилия к внутренней ее поверхности роликами механической вальцовки (см. патент РФ на изобретение 2160174, RU, С2, МПК В 21 D 39/06, Бюл. 34 от 10.12.2000 ). A known method of producing heat exchange tubes with profiled endings, including installing the end of the pipe in the hole of a detachable matrix having annular grooves, fixing it from possible movement and the subsequent formation of annular protrusions on the outer surface of the pipe by applying compressive forces to its inner surface with mechanical rolling rollers (see RF patent for the invention 2160174, RU, C2, IPC B 21 D 39/06, Bull. 34 from 10.12.2000).
К главному недостатку известного способа получения труб с профилированными внешними законцовками следует отнести тот факт, что кольцевые выступы на внешней поверхности конца трубы выполняют за счет уменьшения толщины стенки последней. Поэтому для избежания данного недостатка перед формированием профилированной законцовки на практике осуществляют набор толщины стенки трубы, что удлиняет технологический процесс. The main disadvantage of the known method for producing pipes with profiled external ends is the fact that the annular protrusions on the outer surface of the pipe end are performed by reducing the wall thickness of the latter. Therefore, to avoid this drawback, before forming a profiled tip, in practice, a set of pipe wall thickness is carried out, which lengthens the process.
Известен также способ получения теплообменных труб с профилированными внешними законцовками, включающий размещение конца трубы в разъемной матрице, фиксацию ее от возможного перемещения и последующее формирование кольцевого выступа путем приложения осевого сжимающего усилия к торцу трубы (RU, 2160175, С2, 10.12.2000, МПК В 21 D 39/06 - прототип). There is also a method of producing heat exchange tubes with profiled external tips, including placing the end of the pipe in a detachable matrix, fixing it from possible movement and the subsequent formation of an annular protrusion by applying axial compressive force to the pipe end (RU, 2160175, C2, 10.12.2000, IPC B 21 D 39/06 - prototype).
Недостатком известного способа является необходимость использования гидравлических прессов с относительно большими номинальными усилиями, так как формирование кольцевых выступов осуществляется пластическим течением материала трубы от прикладываемого к ее торцу осевого деформирующего усилия. The disadvantage of this method is the need to use hydraulic presses with relatively large nominal forces, since the formation of annular protrusions is carried out by plastic flow of pipe material from the axial deforming force applied to its end.
Задачей изобретения является разработка такого способа получения теплообменных труб с профилированными внешними законцовками, который бы реализовывался относительно небольшими по величине деформирующими трубу усилиями. The objective of the invention is the development of such a method of producing heat exchange tubes with profiled external tips, which would be implemented relatively small in magnitude of the deforming pipe forces.
Технический результат достигается тем, что в способе получения теплообменных труб с профилированными внешними законцовками, включающем размещение конца трубы в разъемной матрице, фиксацию ее от возможного перемещения и последующее формирование кольцевого выступа путем приложения осевого сжимающего усилия к торцу трубы, согласно изобретению предварительно на конце трубы путем раздачи формируют калиброванный участок с внешним диаметром, превышающим диаметр отверстия в разъемной матрице в ее сомкнутом состоянии, после чего производят двухступенчатый обжим калиброванного участка на длине, меньшей его исходной длины, с образованием опорного участка трубы, и участка, имеющего первую ступень, расположенную на конце трубы, и вторую ступень, фиксацию трубы от возможного перемещения осуществляют путем обжима ее опорного участка приложением к нему радиального усилия, после чего производят раздачу полости участка трубы на его первой ступени до диаметра, равного диаметру полости второй ступени. The technical result is achieved by the fact that in the method for producing heat exchange pipes with profiled external tips, including placing the pipe end in a detachable matrix, fixing it from possible movement and subsequent formation of an annular protrusion by applying axial compressive force to the pipe end, according to the invention, previously at the pipe end by distributions form a calibrated section with an external diameter exceeding the diameter of the hole in the detachable matrix in its closed state, after which two-stage crimping of a calibrated section at a length shorter than its initial length, with the formation of a supporting pipe section, and a section having a first stage located at the end of the pipe, and a second stage, fixing the pipe from possible movement is carried out by crimping its supporting section by applying radial force to it after which they distribute the cavity of the pipe section in its first stage to a diameter equal to the diameter of the cavity of the second stage.
Осуществление предлагаемого способа позволяет получать теплообменные трубы с профилированными законцовками в условиях, когда не требуется использование гидравлических прессов с относительно большими по величине деформирующими усилиями. The implementation of the proposed method allows to obtain heat transfer pipes with shaped ends in conditions where the use of hydraulic presses with relatively large deforming forces is not required.
Это объясняется тем, что в предлагаемом способе получения труб с профилированными законцовками вводится операция по формированию кольцевой жесткости, впоследствии располагаемой в пределах кольцевой канавки матрицы, и предусматривается раздача трубы коническим пуансоном минимального поперечного сечения трубы. Последнее обуславливает пластический продольный изгиб образующей трубы с заполнением в основном свободного объема кольцевой канавки матрицы. Последующая калибровка кольцевого выступа трубы при ее нагружении по торцу устраняет какое-либо несоответствие геометрических размеров кольцевого выступа трубы по отношению к геометрическим размерам кольцевой канавки матрицы. This is due to the fact that in the proposed method for producing pipes with profiled endings, an operation is introduced to form annular stiffness, which is subsequently located within the annular groove of the matrix, and the pipe is distributed with a conical punch of a minimum pipe cross section. The latter causes the plastic longitudinal bending of the generatrix pipe with filling mainly the free volume of the annular groove of the matrix. Subsequent calibration of the annular protrusion of the pipe when it is loaded at the end eliminates any discrepancy in the geometric dimensions of the annular protrusion of the pipe with respect to the geometric dimensions of the annular groove of the matrix.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано исходное положение технологической оснастки и конца трубы с кольцевой жесткостью (выделена точками) перед выполнением операции по раздаче трубы конусным пуансоном, на фиг.2 - стадия раздачи трубы с образованием конического раструба, на фиг. 3 - окончание стадии раздачи трубы коническим пуансоном, на фиг. 4 - стадия калибровки кольцевого выступа осевым деформирующим усилием, прикладываемым к торцу трубы, на фиг.5 - теплообменная труба с профилированной внешней законцовкой. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the initial position of the tooling and the end of the pipe with ring stiffness (marked by dots) before performing the pipe distribution operation with a conical punch, in Fig. 2 - the pipe distribution stage with the formation of a conical socket, in Fig. 1. 3 - end of the stage of pipe distribution with a conical punch, in FIG. 4 - the calibration stage of the annular protrusion axial deforming force applied to the end of the pipe, figure 5 - heat transfer pipe with a profiled outer tip.
Вариант осуществления изобретения состоит в следующем. Теплообменная труба 1, например, из стали 10 перед профилированием внешней поверхности ее концов подвергается подготовительным операциям: правке, зачистке внешней поверхности концов до металлического блеска и резке в меру. An embodiment of the invention is as follows. The heat exchange pipe 1, for example, of steel 10, before profiling the outer surface of its ends is subjected to preparatory operations: dressing, cleaning the outer surface of the ends to a metallic sheen and cutting to the best.
Затем трубу фиксируют от возможного перемещения и, внедряя в ее отверстие пуансон с заходным коническим участком, раздают до диаметра, превышающего диаметр разъемной матрицы в ее сомкнутом состоянии, формируя калиброванный участок. Далее производят двухступенчатый каскадный обжим калиброванного участка трубы на длине меньшей, чем его исходная длина, образуя тем самым опорный участок. При этом на переходе обжатых участков трубы создается кольцевая жесткость в виде усеченного конуса (выделена точками). Then the pipe is fixed from possible movement and, introducing a punch with an inlet conical section into its hole, they are distributed to a diameter exceeding the diameter of the split matrix in its closed state, forming a calibrated section. Next, a two-stage cascade crimping of the calibrated pipe section is carried out at a length shorter than its original length, thereby forming a supporting section. In this case, at the transition of the compressed sections of the pipe, ring stiffness is created in the form of a truncated cone (marked with dots).
После чего трубу 1 устанавливают (фиг.1) профилированным концом в отверстие разъемной матрицы 2, содержащей три сегмента. В полости матрицы выполнена кольцевая канавка трапециевидного поперечного сечения. Отметим, что наибольший диаметр полости матрицы меньше, чем внешний диаметр опорного участка трубы. Контроль правильности установки трубы производится по размещению ее торца в торцовой плоскости матрицы. After which the pipe 1 is installed (Fig. 1) with its profiled end in the hole of the split matrix 2 containing three segments. An annular groove of a trapezoidal cross section is made in the cavity of the matrix. Note that the largest diameter of the cavity of the matrix is less than the outer diameter of the supporting portion of the pipe. The correct installation of the pipe is controlled by placing its end in the end plane of the matrix.
Трубу фиксируют от возможного перемещения посредством смыкания сегментов матрицы обоймой 3, сообщая при этом матрице необходимую жесткость (на фиг.1 - выделено стрелками). Смыкание сегментов матрицы приводит к уменьшению внешнего диаметра опорного участка трубы операцией обжима и объясняет появление сил осевого подпора, что позволит устранить деформацию трубы за пределами матрицы в процессе формирования кольцевого выступа. The pipe is fixed from possible movement by closing the segments of the matrix with a clip 3, while informing the matrix of the necessary stiffness (indicated in Fig. 1 by arrows). The closure of the matrix segments leads to a decrease in the outer diameter of the supporting section of the pipe by the crimping operation and explains the appearance of axial support forces, which will eliminate the pipe deformation outside the matrix during the formation of the annular projection.
В отверстие трубы вводят коническим заходным участком ступенчатый пуансон 4. Перемещая пуансон в осевом направлении, первоначально раздают конец трубы на длине в пределах от торца до кольцевой жесткости (фиг.2). Оформляется раструб с некоторым углом конусности, практически равным углу конусности заходного участка. Как показывает практика, на данной стадии можно пренебречь деформацией кольцевой жесткости в радиальном направлении. Последующее движение пуансона в осевом направлении приводит к внеконтактной деформации трубы с продольным изгибом образующей трубы относительно внутренней кромки кольцевой канавки. Последнее обуславливает заполнение кольцевой жесткостью свободного объема кольцевой канавки (фиг.3). К данному моменту большая ступень пуансона достигает торца трубы и начинается стадия калибровки кольцевого выступа, когда устраняются какие-либо отклонения геометрических размеров кольцевого выступа от геометрических размеров кольцевой канавки (фиг.4). A stepped punch 4 is introduced into the hole of the pipe with a conical inlet section. Moving the punch in the axial direction, the pipe end is initially distributed over a length ranging from the end to the ring stiffness (Fig. 2). A bell is formed with a certain taper angle, almost equal to the taper angle of the inlet section. As practice shows, at this stage, one can neglect the deformation of ring stiffness in the radial direction. The subsequent movement of the punch in the axial direction leads to non-contact deformation of the pipe with a longitudinal bend of the forming pipe relative to the inner edge of the annular groove. The latter causes the filling of the ring stiffness of the free volume of the annular groove (figure 3). At this point, a large step of the punch reaches the end of the pipe and begins the calibration stage of the annular protrusion, when any deviations of the geometric dimensions of the annular protrusion from the geometric dimensions of the annular groove are eliminated (Fig. 4).
Извлеченная из технологической оснастки труба имеет на внешней поверхности кольцевой выступ трапециевидного (или любой произвольной формы) поперечного сечения с внешним диаметром, равным диаметру обжатого калиброванного участка. Пластическое течение трубы в кольцевой канавке матрицы приводит к упрочнению обрабатываемого материала, что нашло отражение в выделении упрочненной зоны точками. Профилированная законцовка имеет и калиброванный диаметр отверстия, что очень важно на этапе закрепления трубы в отверстии трубной решетки. The pipe extracted from the tooling has on the outer surface an annular protrusion of a trapezoidal (or any arbitrary shape) cross-section with an external diameter equal to the diameter of the crimped calibrated section. The plastic flow of the pipe in the annular groove of the matrix leads to hardening of the processed material, which is reflected in the allocation of the hardened zone by points. The profiled tip also has a calibrated hole diameter, which is very important at the stage of fixing the pipe in the hole of the tube sheet.
Описанные операции выполняют на втором конце трубы. The described operations are performed at the second end of the pipe.
Опытно-промышленная проверка разработанного способа прошла при профилировании внешних поверхностей концов труб из стали 10. A pilot test of the developed method took place when profiling the outer surfaces of the ends of the pipes of steel 10.
Подготовленные к профилированию трубы с исходными геометрическими размерами поперечного сечения: 24,9•9,8 мм раздавались жестким пуансоном с коническим заходным конусом длиной, равной 10 мм, до внешнего диаметра калиброванного участка трубы - 25,4 мм. Длина калиброванного участка при этом составляла 30 мм. Pipes prepared for profiling with the initial geometric cross-sectional dimensions: 24.9 • 9.8 mm were distributed by a rigid punch with a conical inlet cone 10 mm long, up to the outer diameter of the calibrated pipe section - 25.4 mm. The length of the calibrated section was 30 mm.
Затем калиброванный участок трубы на длине в 20 мм каскадно обжимался в двухступенчатой матрице, что вызывало деформацию трубы на первой ступени до внешнего диаметра - 24,3 мм, на второй ступени до внешнего диаметра - 23,8 мм. Ширина кольцевой жесткости при этом равнялась 2 мм. Then, the calibrated pipe section over a length of 20 mm was cascaded in a two-stage matrix, which caused the pipe to deform in the first stage to an external diameter of 24.3 mm, and in the second stage to an external diameter of 23.8 mm. The width of the ring stiffness was 2 mm.
При фиксировании трубы в разъемной 3 - сегментной матрице калиброванный участок трубы обжимался с диаметра 25,4 мм до диаметра 25,3 мм. В качестве технологического оборудования использовался гидравлический горизонтальный пресс двойного действия конструкции OOO "Ремонтно-механический завод Нефтяной компании "ЮКОС". When fixing the pipe in a detachable 3 - segment matrix, the calibrated pipe section was crimped from a diameter of 25.4 mm to a diameter of 25.3 mm. A double-acting hydraulic horizontal press of the design of OOO Yukos Oil and Gas Repair and Repair Plant LLC was used as technological equipment.
Профилированные законцовки имели внешний диаметр кольцевого выступа 25,3 мм, внешний диаметр полотна трубы - 24,3 мм, диаметр отверстия во второй ступени - 18,4 мм. Высота кольцевого выступа равнялась 0,5 мм, его большое основание - 4,0 мм, малое основание - 2,0 мм. Profiled endings had an outer diameter of the annular protrusion of 25.3 mm, the outer diameter of the pipe web was 24.3 mm, the diameter of the hole in the second stage was 18.4 mm. The height of the annular protrusion was 0.5 mm, its large base was 4.0 mm, and the small base was 2.0 mm.
Технологическая оснастка изготавливалась из инструментальной стали У8А с твердостью HRC после закалки не менее 56 единиц и точностью исполнительных размеров по 9-му квалитету. Трапециевидные кольцевые канавки в матрице технологической оснастки выполняли со следующими геометрическими размерами: малым основанием - 2 мм; большим основанием - 4 мм; глубиной - 0,5 мм. The tooling was made of U8A tool steel with a hardness of HRC after hardening of at least 56 units and with precision of executive dimensions according to the 9th grade. Trapezoidal annular grooves in the tooling matrix were made with the following geometric dimensions: small base - 2 mm; large base - 4 mm; depth - 0.5 mm.
Ступенчатый пуансон имел диаметр малой ступени - 18,4 мм, диметр большой ступени - 24,3 мм. The step punch had a diameter of a small step - 18.4 mm, a diameter of a large step - 24.3 mm.
Формирование кольцевых выступов на трубе проводилось на гидравлическом горизонтальном прессе двойного действия конструкции ООО "Ремонтно-механический завод Нефтяной компании "ЮКОС" при усилиях, не превышающих 0,3 МН, что обеспечивало полное воспроизведение требуемых геометрических размеров кольцевых выступов трапециевидного поперечного сечения. The formation of annular protrusions on the pipe was carried out on a double-acting hydraulic horizontal press designed by Repair and Mechanical Plant of the Yukos Oil Company LLC at forces not exceeding 0.3 MN, which ensured full reproduction of the required geometric dimensions of the annular protrusions of the trapezoid cross section.
Установлено, что операция формирования внешних кольцевых выступов трапециевидного поперечного сечения сочетанием изгибной деформации трубы и осевого ее сжатия с операцией калибровки обеспечивает гарантированные технологической оснасткой их геометрические размеры, стабильность исполнения для любых сталей и сплавов. It has been established that the operation of forming the outer annular protrusions of the trapezoidal cross-section by combining the bending deformation of the pipe and its axial compression with the calibration operation ensures their geometric dimensions guaranteed by technological equipment, performance stability for any steels and alloys.
Изобретение применимо при изготовлении трубных пучков теплообменных аппаратов нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отраслей промышленности. The invention is applicable in the manufacture of tube bundles of heat exchangers for oil refining, petrochemical, gas and other industries.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100447/02A RU2198052C2 (en) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | Method for making tubes with shaped outer ends |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001100447/02A RU2198052C2 (en) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | Method for making tubes with shaped outer ends |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001100447A RU2001100447A (en) | 2002-12-20 |
RU2198052C2 true RU2198052C2 (en) | 2003-02-10 |
Family
ID=20244486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001100447/02A RU2198052C2 (en) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | Method for making tubes with shaped outer ends |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2198052C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445183C2 (en) * | 2010-03-11 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) | Method of producing heat exchange tubes with shaped tips |
RU185633U1 (en) * | 2018-05-03 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | DEVICE FOR RHITCHING THE APPENDIX TUBE OF THE COPPER TUBULAR CABLE TERMINAL |
-
2001
- 2001-01-05 RU RU2001100447/02A patent/RU2198052C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445183C2 (en) * | 2010-03-11 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) | Method of producing heat exchange tubes with shaped tips |
RU185633U1 (en) * | 2018-05-03 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | DEVICE FOR RHITCHING THE APPENDIX TUBE OF THE COPPER TUBULAR CABLE TERMINAL |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3509217B2 (en) | Forming method and forming apparatus for deformed cross-section pipe | |
RU2198052C2 (en) | Method for making tubes with shaped outer ends | |
RU2202431C2 (en) | Method for making heat exchange tubes with profiled ends | |
RU2196017C2 (en) | Method for making heat exchange tubes with shaped ends | |
RU2317173C2 (en) | Tubes with shaped end portions making method | |
RU2380188C1 (en) | Method for production of pipes with profiled tips | |
JP2005095983A (en) | Bellows pipe, manufacturing method therefor, and die | |
JP2018183787A (en) | Method of manufacturing steel pipe | |
RU2182055C2 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
RU2174886C2 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
RU2198051C2 (en) | Method for combination fastening of tubes in tube walls | |
RU2385199C2 (en) | Method to produce heat exchange tubes with shaped tips | |
RU2163851C1 (en) | Method for making heat exchange tubes | |
RU2164189C2 (en) | Method for fastening tube in tube plates | |
RU2397837C2 (en) | Procedure for production of heat-exchanging pipes with shaped tips | |
RU2387515C1 (en) | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends | |
RU2401174C2 (en) | Method of producing heat exchange pipes with profiled edges | |
RU2379147C1 (en) | Method of pipes receiving with profiled edge lines | |
RU2457056C1 (en) | Method of trimming long heat exchange tube ends | |
RU2234994C1 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
RU2163850C1 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
RU2430804C1 (en) | Method of producing heat exchange tubes with shaped heavy ends | |
RU2212301C2 (en) | Method for securing of pins in heat-exchange unit tubular coils | |
RU2205719C2 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
RU2238165C2 (en) | Method for securing tubes to tube plates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060106 |