RU2380188C1 - Method for production of pipes with profiled tips - Google Patents
Method for production of pipes with profiled tips Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380188C1 RU2380188C1 RU2008118598/02A RU2008118598A RU2380188C1 RU 2380188 C1 RU2380188 C1 RU 2380188C1 RU 2008118598/02 A RU2008118598/02 A RU 2008118598/02A RU 2008118598 A RU2008118598 A RU 2008118598A RU 2380188 C1 RU2380188 C1 RU 2380188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- matrix
- engraving
- carried out
- preliminary
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к процессам получения теплообменных труб с профилированными законцовками, полученными с использованием эффекта локализованного направленного пластического деформирования материала трубы.The invention relates to the field of metal forming, in particular, to processes for producing heat exchange tubes with shaped ends obtained using the effect of localized directed plastic deformation of the pipe material.
Известен способ получения труб с профилированными 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, МПК В21D 39/06).A known method of producing pipes with profiled endings, 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 No. 2160175, C2, IPC B21D 39/06).
К недостаткам известного способа относятся необходимость использования гидравлических прессов с большими номинальными усилиями, так как формирование кольцевых выступов осуществляется пластическим течением материала трубы от прикладываемого к ее торцу осевого усилия.The disadvantages of this method include the need to use hydraulic presses with high nominal forces, since the formation of annular protrusions is carried out by plastic flow of pipe material from the axial force applied to its end.
Известен также способ получения теплообменных труб с профилированными законцовками, включающий выполнение подготовительных операций на трубах (правка, резка в меру, зачистка внешней поверхности концов), раздачу - калибровку конца трубы жестким пуансоном, радиальный обжим в пределах части длины калиброванного участка сегментами разъемной матрицы, содержащей гравюру в виде кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения, и последующее формирование кольцевого выступа дорнованием полости обжатого калиброванного участка с заполнением гравюры матрицы материалом трубы (RU 2202431 С2 20.04.2003, В21D 53/08, 41/00, бюл. №11 - прототип).There is also known a method of producing heat exchange pipes with profiled endings, including preparatory operations on the pipes (straightening, cutting in moderation, cleaning the outer surface of the ends), distribution - calibration of the pipe end with a rigid punch, radial crimping within a portion of the length of the calibrated section by segments of a split matrix containing engraving in the form of an annular groove of a trapezoidal cross section, and the subsequent formation of an annular protrusion by the burning of a cavity of a compressed calibrated section with filling pipe of a matrix material engravings (RU 2202431 C2 20.04.2003, V21D 53/08, 41/00, Bulletin №11 -. prototype).
К недостатку известного способа следует отнести некоторую ограниченность его применения. Так для теплообменных труб из сталей 10 и 20, Х18Н10Т с поперечными сечениями ⌀ 20×2,5 мм, ⌀ 20×2,0 мм из-за относительно малого внешнего диаметра не реализуется главное условие, а именно превышение сил трения между поверхностью разъемной матрицы и внешней поверхностью конца трубы деформирующего усилия при дорновании полости конца трубы. Другими словами, усилие дорнования вызывает осевое смещение трубы и ее деформирование за пределами разъемной матрицы.The disadvantage of this method should include some limitations of its application. So for heat transfer pipes made of steels 10 and 20, Kh18N10T with cross sections ⌀ 20 × 2.5 mm, ⌀ 20 × 2.0 mm, due to the relatively small external diameter, the main condition is not realized, namely the excess of the friction forces between the surface of the split matrix and the outer surface of the pipe end of the deforming force when the cavity of the pipe end is burned. In other words, the force of the burning out causes axial displacement of the pipe and its deformation outside the split matrix.
Задачей изобретения является разработка такого способа получения теплообменных труб с профилированными законцовками, который бы не зависел от геометрических размеров труб в поперечном направлении и марок обрабатываемых материалов.The objective of the invention is to develop such a method for producing heat exchange pipes with shaped ends, which would not depend on the geometric dimensions of the pipes in the transverse direction and grades of processed materials.
Технический результат достигается тем, что в способе получения труб с профилированными законцовками, включающем выполнение подготовительных операций на трубах (правка, резка в меру, зачистка внешней поверхности концов), раздачу - калибровку конца трубы жестким пуансоном, радиальный обжим в пределах части длины калиброванного участка сегментами разъемной матрицы, содержащей чистовую гравюру в виде кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения, и предварительную гравюру в виде кольцевой выемки, и последующее формирование кольцевого выступа дорнованием полости обжатого калиброванного участка с заполнением чистовой гравюры матрицы материалом трубы, согласно изобретению формирование кольцевого выступа осуществляют в два этапа: предварительным и окончательным заполнением объема чистовой гравюры матрицы материалом трубы, для чего радиальным обжимом части длины калиброванного участка трубы образуют цилиндрический участок выпучивания, ограниченный внешним и внутренним коническими участками, установку конца трубы в полость разъемной матрицы осуществляют с размещением внешнего конического участка напротив чистовой гравюры разъемной матрицы, в полость конца трубы вводят малую ступень дорна и, прикладывая радиальное усилие сжатия к сегментам разъемной матрицы, выполняют предварительное формирование кольцевого выступа локальным кольцевым пережимом цилиндрического участка выпучивания за чистовой гравюрой разъемной матрицы; причем операцию дорнования осуществляют перемещением дорна до внутренней кромки чистовой гравюры разъемной матрицы; а также операцию дорнования осуществляют перемещением дорна за внутреннюю кромку чистовой гравюры разъемной матрицы.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing pipes with profiled endings, including preparatory operations on the pipes (straightening, cutting to the extent, cleaning the outer surface of the ends), distribution - calibration of the pipe end with a rigid punch, radial crimping within a part of the length of the calibrated section by segments a detachable matrix containing a final engraving in the form of an annular groove of a trapezoidal cross section, and a preliminary engraving in the form of an annular recess, and the subsequent formation of rings according to the invention, the formation of an annular protrusion is carried out in two stages: preliminary and final filling of the volume of the final engraving of the matrix with pipe material, for which a cylindrical buckling section is formed by radial crimping of the length of the calibrated pipe section, limited by the external and internal conical sections, the installation of the end of the pipe into the cavity of the split matrix is carried out with p By placing an external conical section opposite the final engraving of the split matrix, a small step of the mandrel is introduced into the cavity of the end of the pipe and, applying a radial compressive force to the segments of the split matrix, preliminary formation of the annular protrusion is performed by the local ring clamping of the cylindrical buckling section behind the fine engraving of the split matrix; moreover, the burnishing operation is carried out by moving the mandrel to the inner edge of the fine engraving of the split matrix; and also the operation of burnishing is carried out by moving the mandrel beyond the inner edge of the final engraving of the split matrix.
Осуществление предлагаемого способа получения труб с профилированными законцовками позволяет получать качественные кольцевые выступы на всех типоразмерах теплообменных труб вне зависимости от марок обрабатываемых материалов.Implementation of the proposed method for producing pipes with shaped ends allows you to get high-quality annular protrusions on all sizes of heat transfer pipes, regardless of the grades of the processed materials.
Это объясняется тем, что используют эффективную конструкцию предварительно профилированной законцовки, в результате чего стало возможным применение операции локального кольцевого пережима трубы, достигая:This is due to the fact that they use the effective design of the pre-shaped ending, as a result of which it became possible to use the operation of the local ring clamping of the pipe, reaching:
- эффективное ограничение очага деформации местоположением внутренней кромки гравюры разъемной матрицы;- effective limitation of the deformation zone by the location of the inner edge of the engraving of the split matrix;
- частичное заполнение объема гравюры матрицы внешним коническим участком упомянутой выше законцовки;- partial filling of the volume of the engraving of the matrix with an external conical section of the aforementioned ending;
- перевода обрабатываемого материала трубы в пластическое состояние осевой изгибной деформации ее полотна.- transfer of the processed pipe material to the plastic state of axial bending deformation of its web.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - положение сегмента матрицы и калиброванного участка теплообменной трубы перед выполнением операции локального радиального обжима; на фиг.2 - стадия окончания локального радиального обжима; на фиг.3 - технологическая оснастка, включающая дорн 4, и предварительно профилированная законцовка трубы перед выполнением операции локального пережима; на фиг.4 - то же, после операции локального пережима; на фиг.5 - стадия окончания формирования кольцевого выступа операцией дорнования; на фиг.6 - профилированная законцовка для закрепления в трубной решетке ремонтного варианта; на фиг.7 - профилированная законцовка для закрепления в новой трубной решетке; на фиг.8 - сборка соединяемых элементов перед предварительным закреплением в трубной решетке ремонтного варианта; на фиг.9 - то же, в новой трубной решетке.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 is the position of the matrix segment and the calibrated portion of the heat exchange pipe before performing the operation of local radial crimping; figure 2 - stage of completion of local radial crimping; figure 3 - tooling, including the mandrel 4, and pre-profiled end of the pipe before performing the operation of local pinch; figure 4 is the same after the operation of the local pinch; figure 5 is the stage of completion of the formation of the annular protrusion by the operation of burnishing; figure 6 - profiled ending for fixing in the tube sheet repair option; Fig.7 - profiled ending for fastening in a new tube sheet; on Fig - Assembly of the connected elements before preliminary fixing in the tube sheet repair option; figure 9 is the same in the new tube sheet.
Вариант осуществления изобретения состоит в следующем.An embodiment of the invention is as follows.
На теплообменной трубе 1 выполняют операции с целью подготовки внешней поверхности ее концов к профилированию: правка труб в косовалковой машине, отрезка мерной длины и зачистка поверхности концов до металлического блеска.On the
Далее осуществляют предварительное профилирование концов трубы, для чего трубу фиксируют от возможных перемещений и посредством жесткого пуансона производят раздачу - калибровку ее конца.Next, preliminary profiling of the pipe ends is carried out, for which the pipe is fixed from possible movements and, through a rigid punch, distribution is performed - calibration of its end.
Трубу, ее калиброванным участком, устанавливают в полость разъемной матрицы 2, состоящей из трех сегментов и содержащей чистовую гравюру в виде кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения и предварительную гравюру в виде кольцевой выемки. При этом торец трубы располагают в плоскости, лежащей по внутренней кромке чистовой гравюры разъемной матрицы (фиг.1).The pipe, its calibrated section, is installed in the cavity of the
В полость трубы вводят малую ступень дорна 3.A small step of the
Осуществляют фиксирование трубы от возможных перемещений за пределами технологической оснастки (показано стрелкой).The pipe is fixed from possible movements outside the technological equipment (shown by arrow).
После чего производят смыкание сегментов матрицы, вызывая радиальный обжим калиброванного конца трубы цилиндрическим пояском, разделяющим чистовую и предварительную гравюры (фиг.2).Then make the closing of the segments of the matrix, causing a radial crimp of the calibrated end of the pipe with a cylindrical girdle separating the finishing and preliminary engravings (figure 2).
Подчеркнем, что радиальный обжим претерпевает и калиброванный участок трубы, находящийся в предварительной гравюре.We emphasize that the calibrated section of the pipe located in the preliminary engraving also undergoes radial crimping.
Сегменты матрицы раскрывают и перемещают трубу вместе с дорном в осевом направлении, располагая торец трубы в плоскости торца разъемной матрицы (фиг.3).The segments of the matrix open and move the pipe along with the mandrel in the axial direction, placing the pipe end in the plane of the end face of the split matrix (figure 3).
Затем, прикладывая радиальное сжимающее усилие к сегментам матрицы, осуществляют операцию локального кольцевого пережима цилиндрического участка выпучивания (фиг.4). В результате чего посредством пластического шарнира труба фиксируется на внутренней кромке чистовой гравюры матрицы, что предопределяет качественное ограничение очага деформации. Граница внешнего конического участка полностью входит в объем чистовой гравюры матрицы. Материал трубы, находящийся в чистовой гравюре, переходит в пластическое состояние. На данном этапе завершается предварительное заполнение чистовой гравюры разъемной матрицы.Then, applying a radial compressive force to the segments of the matrix, carry out the operation of the local annular pinch of the cylindrical section of buckling (figure 4). As a result, by means of a plastic hinge, the pipe is fixed on the inner edge of the final engraving of the matrix, which determines the qualitative limitation of the deformation zone. The boundary of the outer conical section is fully included in the volume of the final engraving of the matrix. The material of the pipe, which is in fine engraving, goes into a plastic state. At this stage, the preliminary completion of the final engraving of the split matrix is completed.
Окончательное формирование кольцевого выступа осуществляют операцией дорнования.The final formation of the annular protrusion is carried out by the operation of burnishing.
Профилированная законцовка предусмотрена для закрепления в трубных решетках, содержащих, как правило, две кольцевые канавки.A profiled tip is provided for fastening in tube sheets containing, as a rule, two annular grooves.
При этом внешняя кольцевая канавка трубного отверстия заполняется кольцевым выступом, а внутренняя кольцевая канавка может заполняться или внеконтактной изгибной деформацией полотна профилированной законцовки, или поперечной сдвиговой деформацией.In this case, the outer annular groove of the pipe hole is filled with an annular protrusion, and the inner annular groove can be filled with either non-contact bending deformation of the sheet of the profiled tip or transverse shear deformation.
Предпочтение первого варианта - меньшее деформирующее усилие, что рекомендуется для трубных решеток ремонтного варианта.The preference of the first option is a lower deforming force, which is recommended for pipe grids of the repair option.
Сильная сторона второго варианта - обеспечение повышенных служебных характеристик, но при больших деформирующих усилиях.The strength of the second option is to provide increased service characteristics, but with large deforming efforts.
Итак, для получения профилированной законцовки трубы, предназначенной для ее закрепления в трубной решетке ремонтного варианта, при операции дорнования дорн перемещают до внутренней кромки чистовой гравюры (фиг.5).So, to obtain a profiled end of the pipe, intended for its fastening in the tube sheet of the repair option, during the operation, the mandrels are moved to the inner edge of the final engraving (figure 5).
Для получения профилированной законцовки, предназначенной для закрепления в новой трубной решетке, операцию дорнования выполняют с выдавливанием материала трубы в предварительную гравюру матрицы с формированием утолщения в полотне.To obtain a profiled ending intended for fastening in a new tube sheet, the burnishing operation is performed by extruding the pipe material into a preliminary engraving of the matrix with the formation of a thickening in the canvas.
Стадии закрепления по упомянутым вариантам представлены на фиг.6-9.The fixing stages of the above options are presented in Fig.6-9.
Сборка соединяемых элементов перед предварительным закреплением в трубной решетке ремонтного варианта (фиг.8) имеет такую особенность, как расположение кольцевого выступа профилированной законцовки напротив гравюры внешней кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения, а напротив гравюры внутренней кольцевой канавки размещается часть длины калиброванного участка профилированной законцовки. Прикладывая локальное радиальное усилие к утолщению, выполненному на внутренней поверхности профилированной законцовки, приводят к заполнению гравюры внутренней кольцевой канавки внеконтактной изгибной деформацией калиброванного участка профилированной законцовки. Гравюра внешней кольцевой канавки заполняется простым введением кольцевого выступа в свободный объем кольцевой канавки. Окончательное закрепление осуществляется посредством поперечных сдвигов на кромках гравюры кольцевой канавки.The assembly of the connected elements before preliminary fixing in the tube sheet of the repair option (Fig. 8) has such a feature as the location of the annular protrusion of the profiled tip opposite the engraving of the outer annular groove of the trapezoidal cross section, and opposite to the engraving of the inner annular groove, a part of the length of the calibrated section of the profiled ending is placed. Applying a local radial force to a bulge made on the inner surface of the profiled tip, the engraving of the inner annular groove is filled with non-contact bending deformation of the calibrated portion of the profiled tip. The engraving of the outer annular groove is filled by simply introducing the annular protrusion into the free volume of the annular groove. The final fastening is carried out by means of transverse shifts on the edges of the engraving of the annular groove.
Отличительной особенностью сборки соединяемых элементов перед предварительным закреплением в новой трубной решетке (фиг.9) является то, что заполнение гравюры внутренней кольцевой канавки трапециевидного поперечного сечения производится за счет поперечных сдвиговых деформаций.A distinctive feature of the assembly of the connected elements before preliminary fixing in a new tube sheet (Fig. 9) is that the engraving of the inner annular groove of the trapezoidal cross section is completed due to transverse shear deformations.
Аналогичные операции производят на ответном конце трубы.Similar operations are performed at the mating end of the pipe.
Опытно-промышленная проверка разработанного способа прошла при получении профилированных законцовок на трубах из стали 18ХН10Т концов труб с поперечным сечением ⌀ 20×2,0 мм, предназначенных для изготовления трубных пучков.A pilot test of the developed method was carried out upon receipt of shaped ends on pipes made of 18XH10T steel pipe ends with a cross section of ⌀ 20 × 2.0 mm, intended for the manufacture of tube bundles.
Внешние поверхности концов труб предварительно профилировались в технологической оснастке гидравлического пресса двойного действия, развивающего максимальное усилие 0,6 МН. Внешний диаметр калиброванного участка составлял ⌀ 20,5 мм, внутренний диаметр калиброванного участка ⌀ 16,62 мм. Локально обжатый участок конца трубы имел размеры ⌀ 19,3×16,62 мм. Ширина переходных конических участков составляла 2 мм. Дорнование полостей законцовок осуществляли ступенчатым дорном с диаметром рабочего зуба ⌀ 17 мм.The outer surfaces of the ends of the pipes were previously profiled in the technological equipment of a double-acting hydraulic press, developing a maximum force of 0.6 MN. The outer diameter of the calibrated section was ⌀ 20.5 mm; the inner diameter of the calibrated section was ⌀ 16.62 mm. The locally compressed section of the pipe end had dimensions имел 19.3 × 16.62 mm. The width of the transition conical sections was 2 mm. Ending of the ending cavities was carried out by a stepped mandrel with a working tooth diameter of ⌀ 17 mm.
Технологическая оснастка для получения профилированных законцовок изготавливалась из закаленной стали У8 с точностью по 9-му квалитету и твердостью HRC после закалки не менее 56 единиц.The technological equipment for obtaining profiled endings was made of hardened steel U8 with an accuracy of 9th grade and HRC hardness after hardening of at least 56 units.
Установлено, что предварительное профилирование концов трубы с образованием цилиндрического участка выпучивания и его последующим локальным пережимом обеспечивает предварительное заполнение гравюры матрицы материалом трубы и переводит материал в пластическое состояние операцией дорнования полости конца трубы, что гарантирует воспроизведение кольцевых выступов с размерами с заданными исполнительными размерами штамповой оснастки.It was established that the preliminary profiling of the pipe ends with the formation of a cylindrical buckling section and its subsequent local clamping ensures the preliminary engraving of the matrix engraving with the pipe material and transfers the material to the plastic state by the operation of burning the pipe end cavity, which guarantees the reproduction of annular protrusions with dimensions with the given executive dimensions of the die tool.
Изобретение применимо при изготовлении трубных пучков теплообменных аппаратов нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и другими отраслями промышленности.The invention is applicable in the manufacture of tube bundles of heat exchangers for oil refining, petrochemical, gas and other industries.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118598/02A RU2380188C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method for production of pipes with profiled tips |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118598/02A RU2380188C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method for production of pipes with profiled tips |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008118598A RU2008118598A (en) | 2009-11-20 |
| RU2380188C1 true RU2380188C1 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=41477502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008118598/02A RU2380188C1 (en) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | Method for production of pipes with profiled tips |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2380188C1 (en) |
-
2008
- 2008-05-12 RU RU2008118598/02A patent/RU2380188C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008118598A (en) | 2009-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3509217B2 (en) | Forming method and forming apparatus for deformed cross-section pipe | |
| RU2505370C1 (en) | Method and device for manufacturing of pipes with butt weld made from metal sheets | |
| EP2285507B1 (en) | Method for producing a large steel tube | |
| JP5191613B2 (en) | Manufacturing method of wheel rim for vehicle | |
| CN109500333A (en) | A kind of large ring reaming forging forming method with inward flange | |
| KR20080073772A (en) | Method and device for the coreless forming of hollow profiles | |
| EP2883627A1 (en) | Method for manufacturing steel pipe | |
| EP3006133B1 (en) | Method for producing steel pipe | |
| RU2380188C1 (en) | Method for production of pipes with profiled tips | |
| US4373365A (en) | Up-set shrinker for producing thick wall steel pipe | |
| RU2387515C1 (en) | Method for obtaining heat-exchange tubes with shaped ends | |
| RU2198052C2 (en) | Method for making tubes with shaped outer ends | |
| RU2317173C2 (en) | Tubes with shaped end portions making method | |
| RU2202431C2 (en) | Method for making heat exchange tubes with profiled ends | |
| RU2397837C2 (en) | Procedure for production of heat-exchanging pipes with shaped tips | |
| RU2182055C2 (en) | Method for securing tubes to tube plates | |
| RU2379147C1 (en) | Method of pipes receiving with profiled edge lines | |
| RU2457056C1 (en) | Method of trimming long heat exchange tube ends | |
| RU2385199C2 (en) | Method to produce heat exchange tubes with shaped tips | |
| RU2401174C2 (en) | Method of producing heat exchange pipes with profiled edges | |
| RU2395362C1 (en) | Procedure for production of pipes with profiled edge lines | |
| RU2628444C1 (en) | Manufacture method of thick-walled short-radius elbows | |
| RU2686503C1 (en) | Method for combined pipe ends upsetting | |
| RU2430804C1 (en) | Method of producing heat exchange tubes with shaped heavy ends | |
| RU2445183C2 (en) | Method of producing heat exchange tubes with shaped tips |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100513 |