RU2391162C2 - Method of fabricating thin-walled pipes - Google Patents

Method of fabricating thin-walled pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2391162C2
RU2391162C2 RU2008125283/02A RU2008125283A RU2391162C2 RU 2391162 C2 RU2391162 C2 RU 2391162C2 RU 2008125283/02 A RU2008125283/02 A RU 2008125283/02A RU 2008125283 A RU2008125283 A RU 2008125283A RU 2391162 C2 RU2391162 C2 RU 2391162C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
pipes
dimensions
mandrel
coefficient
Prior art date
Application number
RU2008125283/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008125283A (en
Inventor
Андрей Васильевич Серебряков (RU)
Андрей Васильевич Серебряков
Сергей Павлович Буркин (RU)
Сергей Павлович Буркин
Александр Васильевич Серебряков (RU)
Александр Васильевич Серебряков
Сергей Борисович Прилуков (RU)
Сергей Борисович Прилуков
Сергей Александрович Ладыгин (RU)
Сергей Александрович Ладыгин
Дмитрий Всеволодович Марков (RU)
Дмитрий Всеволодович Марков
Алексей Сергеевич Циндраков (RU)
Алексей Сергеевич Циндраков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод"
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 Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод" filed Critical Открытое акционерное общество "Первоуральский новотрубный завод"
Priority to RU2008125283/02A priority Critical patent/RU2391162C2/en
Publication of RU2008125283A publication Critical patent/RU2008125283A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391162C2 publication Critical patent/RU2391162C2/en

Links

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

FIELD: mechanics.
SUBSTANCE: invention relates to improvement of accuracy in dimensions of precision pipes sections, for instance from corrosion-resistant steels for shells of fuel elements in nuclear reactors. Method includes pipe drawing in cone draw die on fixed cylindrical mandrel. Stability of pipes dimensions and reduction of elastic and thermal deformation are provided by the fact that at first pipe billet is rolled and drawn without mandrel, and afterwards drawing of pipe is carried out in fixed cylindrical mandrel, when drawing coefficient along section of pipe λ makes 1.25≤λ≤1.48, at the same time coefficient of drawing along pipe wall λs makes 0.90λ≤λs≤0.94λ.
EFFECT: increased accuracy of precision pipes section dimensions.

Description

Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных труб из коррозионно-стойких сталей для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.The invention relates to the production of pipes and can be used in the manufacture of thin-walled pipes from corrosion-resistant steels for the shells of fuel elements of nuclear reactors.

В качестве прототипа выбран способ волочения труб на закрепленной оправке (Перлин И.Л., Ерманок М.З. «Теория волочения». М.: Металлургия, 1971, с.448), включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке.As a prototype, the method of drawing pipes on a fixed mandrel was selected (Perlin I.L., Yermanok M.Z. "The theory of drawing". M: Metallurgy, 1971, p.448), including drawing a pipe in a conical fiber on a fixed cylindrical mandrel.

Недостатком указанного способа является низкая точность размеров труб, с внеконтактными упруго-пластическими деформациями на выходе из волоки, а также связанная с упругими и тепловыми деформациями трубы после завершения волочения. Если диаметры калибрующего пояска волоки и рабочей поверхности оправки выполнены равными номинальным размерам готовой трубы, то реальные диаметры трубы оказываются меньше номинальных, а толщина стенки - больше номинальной.The disadvantage of this method is the low accuracy of the pipe dimensions, with non-contact elasto-plastic deformations at the exit from the die, as well as associated with elastic and thermal deformations of the pipe after drawing. If the diameters of the calibrating die strip and the working surface of the mandrel are made equal to the nominal dimensions of the finished pipe, then the real pipe diameters are smaller than the nominal ones, and the wall thickness is larger than the nominal ones.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение точности размеров сечения прецизионных труб.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is to increase the accuracy of cross-sectional dimensions of precision pipes.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления тонкостенных труб, включающем волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, сначала осуществляют прокатку и безоправочное волочение трубной заготовки, после чего проводят волочение на закрепленной цилиндрической оправке, при этом коэффициент вытяжки по сечению трубы λ составляет 1,25≤λ≤1,48, а коэффициент вытяжки по стенке трубы λs составляет 0,90λ≤λs≤0,94λ.This problem is solved by the fact that in the method of manufacturing thin-walled pipes, including drawing the pipe in a conical fiber on a fixed cylindrical mandrel, they first perform rolling and flawless drawing of the tube stock, and then draw on a fixed cylindrical mandrel, while the drawing coefficient over the pipe cross section λ is 1.25≤λ≤1.48, and the coefficient of drawing along the pipe wall λ s is 0.90λ≤λ s ≤0.94λ.

Прокатка и безоправочное волочение, проведенное до волочения трубы на закрепленной оправке, позволяет обеспечить стабильность размеров трубы и снизить упругую и тепловую деформацию на стадии волочения трубы на закрепленной цилиндрической оправке.Rolling and flawless drawing, carried out before drawing the pipe on a fixed mandrel, allows to ensure the dimensional stability of the pipe and reduce elastic and thermal deformation at the stage of drawing the pipe on a fixed cylindrical mandrel.

Выбор значения коэффициента вытяжки λ за проход не менее 1,25 обоснован тем, что в данном случае достигается проработка структуры металла труб. Применительно к трубам из коррозионно-стойких сталей это обеспечивает получение величины аустенитного зерна металла после последующей финишной термической обработки труб не крупнее 6 балла, а также механических свойств металла труб не ниже норм, регламентированных современными действующими техническими условиями. Верхнее значение коэффициента вытяжки за проход λ ограничено упругой и тепловой деформацией разгрузки трубы после волочения.The choice of the coefficient of extraction λ per passage of at least 1.25 is justified by the fact that in this case, the study of the structure of the pipe metal is achieved. With regard to pipes made of corrosion-resistant steels, this ensures that the austenitic grain size of the metal after subsequent heat treatment of the pipes is no more than 6 points, as well as the mechanical properties of the metal pipes are not lower than the norms regulated by current current technical conditions. The upper value of the coefficient of extraction per passage λ is limited by the elastic and thermal deformation of the pipe unloading after drawing.

Выбор λ не более 1,48 обоснован тем, что эта деформация трубы в данном случае не выводит размер ее внутреннего диаметра за нижнюю границу поля допуска. Выбор коэффициента вытяжки по стенке трубы λs=S0/S не менее 0,90λ обоснован тем, что в этом случае достигается практически полное «выглаживание» поверхности металла трубы: изменение ее топографии и снижение шероховатости, что обеспечивает получение субмикронной чистоты наружной и внутренней поверхностей трубы. Выбор λs более 0,94λ нецелесообразен из-за малого зазора между внутренней поверхностью трубы-заготовки и цилиндрической поверхностью оправки, приводящего к нагнетанию смазки в зону, прилегающую к очагу обжатия трубы, раздутию тонкостенной трубы перед входом в волоку и, в итоге, к обрыву трубы.The choice of λ no more than 1.48 is justified by the fact that this deformation of the pipe in this case does not bring the size of its inner diameter beyond the lower boundary of the tolerance field. The choice of the coefficient of extraction along the pipe wall λ s = S 0 / S of at least 0.90 λ is justified by the fact that in this case an almost complete “smoothing” of the surface of the pipe metal is achieved: a change in its topography and a decrease in roughness, which ensures submicron purity of the external and internal pipe surfaces. The choice of λ s of more than 0.94λ is impractical due to the small gap between the inner surface of the billet pipe and the cylindrical surface of the mandrel, which leads to injection of lubricant into the zone adjacent to the center of compression of the pipe, the inflation of a thin-walled pipe before entering the fiber and, ultimately, to pipe break.

Производство труб вн. 6,6×0,20 включает следующие операции:Pipe production ext. 6.6 × 0.20 includes the following operations:

Прокатка на стане ХПТ-90Rolling at the mill ХПТ-90 100×12→78×8,5100 × 12 → 78 × 8.5 Обточка, расточкаTurning, boring 78×8,5→77×778 × 8.5 → 77 × 7 Прокатка на стане ХПТ-55Rolling at the mill KhPT-55 77×7→41×3,677 × 7 → 41 × 3.6 Прокатка на стане ХПТ-32Rolling at the mill KhPT-32 41×3,6→20×1,4141 × 3.6 → 20 × 1.41 Прокатка на стане ХПТР - 15÷30Rolling at the KhTPR mill - 15 ÷ 30 20×1,41→17×0,9020 × 1.41 → 17 × 0.90 Прокатка на стане ХПТР - 15÷30Rolling at the KhTPR mill - 15 ÷ 30 17×0,90→15×0,4017 × 0.90 → 15 × 0.40 Безоправочное волочениеAugmented dragging 15×0,40→12×0,43→8,5×0,4715 × 0.40 → 12 × 0.43 → 8.5 × 0.47 Прокатка на стане ХПТЗ - 8÷15Rolling at the KhPTZ mill - 8 ÷ 15 8,5×0,47→7,52×0,268.5 × 0.47 → 7.52 × 0.26 Волочение на закрепленной оправкеDrawing on a fixed mandrel 7,52×0,26→вн. 6,6×0,207.52 × 0.26 → ext. 6.6 × 0.20

Способ осуществляется следующим образом:The method is as follows:

При изготовлении бесшовных холоднодеформированных особотонкостенных труб из коррозионно-стойкой стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 для оболочек ТВЭЛов ядерных реакторов с размерами: внутренний диаметр 6,6 мм, при толщине стенки 0,2 мм и с допусками по внутреннему диаметру ±0,020 мм по толщине стенки ±0,030 мм, использовали трубную заготовку, полученную на ХПТР 8-15 с наружным диаметром D0=7,590…7,727 мм и толщиной стенки S0=0,254…0,266 мм. Для чистового волочильного прохода на закрепленной цилиндрической оправке использовали волоку с диаметром калибрующего пояска Dвол=7,033 мм и оправку диаметром Doп=6,622 мм. Коэффициент вытяжки по сечению трубы составлял λ=1,365. В результате получены трубы в диапазоне внутренних диаметров от 6,594 мм до 6,608 мм, толщин стенок от 0,203 мм до 0,211 мм. Полученные размеры сечения труб достаточно большой партии полностью укладываются в поля допусков, регламентированные ТУ 14-159-293-2005. Трубы такой точности показывают высокую технологичность при осуществлении реакторных сборок.In the manufacture of seamless cold-formed especially thin-walled pipes from corrosion-resistant steel EI-847 according to TU 14-159-293-2005 for the cladding of fuel rods of nuclear reactors with dimensions: inner diameter 6.6 mm, with wall thickness 0.2 mm and with internal tolerances with a diameter of ± 0.020 mm and a wall thickness of ± 0.030 mm, we used a tube billet obtained with a KhTPR 8-15 with an outer diameter of D 0 = 7.590 ... 7.727 mm and a wall thickness of S 0 = 0.254 ... 0.266 mm. For finishing block the passage in the fixed cylindrical mandrel with a die diameter used sizing girdle D ox = 7.033 mm OD mandrel diameter D = 6.622 mm. The coefficient of exhaustion over the cross section of the pipe was λ = 1,365. As a result, pipes were obtained in the range of internal diameters from 6.594 mm to 6.608 mm, wall thicknesses from 0.203 mm to 0.211 mm. The obtained cross-sectional dimensions of pipes of a sufficiently large batch fully fit into the tolerance fields regulated by TU 14-159-293-2005. Pipes of such accuracy show high manufacturability in the implementation of reactor assemblies.

Особотонкостенные трубы из стали ЭИ-847 по ТУ 14-159-293-2005 с внутренним диаметром готовой трубы 11,6 мм и толщиной стенки 0,2 мм с такими же допусками как у труб вн. ⌀6,6×0,2 мм, производили короткооправочным волочением из заготовки наружным диаметром 12,796…12,905 мм и толщиной стенки 0,276…0,286 мм. Использовали волоку диаметром 12,063 мм и оправку диаметром 11,643 мм. Коэффициент вытяжки по сечению составил λ=1,410, коэффициент вытяжки по стенке λs=0,94λ. После волочения и охлаждения труб внутренний диаметр партии протянутых труб колебался в диапазоне от 11,595 мм до 11,612 мм, а толщина стенки трубы от 0,210 мм до 0,214 мм.Extra-thin-walled pipes made of steel EI-847 according to TU 14-159-293-2005 with an inner diameter of the finished pipe of 11.6 mm and a wall thickness of 0.2 mm with the same tolerances as for pipes ext. ,66.6 × 0.2 mm, was made by short-drawing drawing from the workpiece with an outer diameter of 12.796 ... 12.905 mm and a wall thickness of 0.276 ... 0.286 mm. A die with a diameter of 12.063 mm and a mandrel with a diameter of 11.643 mm were used. The coefficient of drawing along the cross section was λ = 1.410, and the coefficient of drawing along the wall was λ s = 0.94λ. After drawing and cooling the pipes, the inner diameter of the batch of elongated pipes ranged from 11.595 mm to 11.612 mm, and the wall thickness of the pipe from 0.210 mm to 0.214 mm.

Назначаемая вытяжка является наиболее статистически значимым параметром, поскольку определяет как силу волочения, от которой зависит внеконтактная вытяжка, так и деформационный разогрев труб во время волочения, а следовательно, и величины упругой и тепловой деформации труб после завершения волочения.The assigned hood is the most statistically significant parameter, since it determines both the drawing force, which determines the non-contact hood, and the deformation heating of the pipes during drawing, and, consequently, the magnitude of the elastic and thermal deformation of the pipes after drawing.

Трубы с такими же готовыми размерами, протянутые из тех же заготовок по способу-прототипу, когда размеры волок и оправок совпадали с номинальными размерами готовых труб, все без исключения по диаметру вышли за поле минусового допуска, а по толщине стенки за поле плюсового допуска.Pipes with the same finished dimensions, stretched from the same workpieces according to the prototype method, when the sizes of the dies and mandrels coincided with the nominal dimensions of the finished pipes, all without exception went beyond the minus tolerance field and the wall thickness beyond the plus tolerance field.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает более высокую точность размеров особотонкостенных труб, в частности, из коррозионно-стойких сталей для ядерных реакторов.Thus, the proposed method provides higher dimensional accuracy of especially thin-walled pipes, in particular, of corrosion-resistant steels for nuclear reactors.

Claims (1)

Способ изготовления тонкостенных труб, включающий волочение трубы в конусной волоке на закрепленной цилиндрической оправке, отличающийся тем, что осуществляют прокатку и безоправочное волочение трубной заготовки, после чего проводят волочение на закрепленной цилиндрической оправке с коэффициентом вытяжки по сечению трубы λ, составляющим 1,25≤λ≤1,48, и коэффициентом вытяжки по стенке трубы λs, составляющим 0,90λ≤λs≤0,94λ. A method of manufacturing thin-walled pipes, including drawing a pipe in a conical fiber on a fixed cylindrical mandrel, characterized in that they carry out rolling and flawless drawing of a pipe billet, after which they draw on a fixed cylindrical mandrel with an extraction coefficient over the pipe cross section λ of 1.25≤λ ≤1.48, and the coefficient of extraction along the pipe wall λ s of 0.90λ≤λ s ≤0.94λ.
RU2008125283/02A 2008-06-24 2008-06-24 Method of fabricating thin-walled pipes RU2391162C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125283/02A RU2391162C2 (en) 2008-06-24 2008-06-24 Method of fabricating thin-walled pipes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008125283/02A RU2391162C2 (en) 2008-06-24 2008-06-24 Method of fabricating thin-walled pipes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008125283A RU2008125283A (en) 2009-12-27
RU2391162C2 true RU2391162C2 (en) 2010-06-10

Family

ID=41642518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008125283/02A RU2391162C2 (en) 2008-06-24 2008-06-24 Method of fabricating thin-walled pipes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391162C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486021C1 (en) * 2011-12-26 2013-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of pipe production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЕРЛИН И.Л. и др. Теория волочения. - М.: Металлургия, 1971, с.448. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486021C1 (en) * 2011-12-26 2013-06-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method of pipe production

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008125283A (en) 2009-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102873512B (en) The manufacture method of thick-walled seamless steel pipes in used in nuclear power station heavy caliber
CN100493762C (en) Die, method of manufacturing stepped metal tube, and stepped metal tube
US7895870B2 (en) Method for producing ultra thin wall metallic tube with cold working process
WO2005068098A9 (en) Method for producing seamless pipe
KR101211780B1 (en) Manufacturing method for ultrathin seamless metal pipe utilizing floating plug
US20110271731A1 (en) Method for producing seamless metallic tube by cold rolling
EP2857119A1 (en) Expanded metal tube manufacturing method
CN101524722A (en) Method for producing ultra thin wall metallic tube with cold working process
CN114130844A (en) Method for producing a high-pressure pipe
CN105568195A (en) Preparation method for high-accuracy and high-strength titanium alloy seamless tubes
CN105665468A (en) Preparation method for high-precision large-diameter thin-walled titanium tube
RU2544333C1 (en) Manufacturing method of cold-rolled pipes from alpha- and pseudo-alpha-alloys based on titanium
Goncharuk et al. Seamless pipes manufacturing process improvement using mandreling
RU2391162C2 (en) Method of fabricating thin-walled pipes
KR101396544B1 (en) Fittings manufacturing method using irregular shaped hollow material
RU2391161C2 (en) Method of fabricating thin-walled pipes
KR20140135424A (en) Irregular shaped hollow material and its manufacturing method
JPS5856648B2 (en) Continuous rolling method for pipes
RU2391163C2 (en) Method of fabricating thin-walled pipes
JPH09103819A (en) Production for tube excellent in shape precision by using drawing and drawing tool
RU2378067C1 (en) Manufacturing method of thin-walled pipes manufacturing
KR100724231B1 (en) Die, method of manufacturing stepped metal tube, and stepped metal tube
RU2529257C1 (en) Method to produce varying cross-section pipes from non-ferrous metals of titanium subgroup and their alloys
JP2002102921A (en) Method for manufacturing hollow steel or hollow round bar
JP2011152576A (en) Method of manufacturing small-diameter thin-walled tube

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210414

Effective date: 20210414