RU2474485C2 - Method of combined pipe end upsetting - Google Patents
Method of combined pipe end upsetting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474485C2 RU2474485C2 RU2011112244/02A RU2011112244A RU2474485C2 RU 2474485 C2 RU2474485 C2 RU 2474485C2 RU 2011112244/02 A RU2011112244/02 A RU 2011112244/02A RU 2011112244 A RU2011112244 A RU 2011112244A RU 2474485 C2 RU2474485 C2 RU 2474485C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- upsetting
- pipe
- upset
- production
- landing
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству, и может быть использовано, преимущественно, при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами из различных металлов и сплавов.The invention relates to the processing of metals by pressure, namely to pipe production, and can be used mainly in the production of oil and gas production pipes with upset ends from various metals and alloys.
В практике трубного производства распространен способ высадки концов труб, предусматривающий один или несколько циклов операций, в каждом из которых осуществляют нагрев конца трубы, ее перемещение к высадочному прессу, фиксацию конца трубы в разъемной матрице и его последующую высадку в полость матрицы за счет перемещения пуансона (Матвеев Ю.М., Кричевский М.Я. Отделка труб. - М.: Металлургиздат, 1954. - С.327-338 - [1]). В зависимости от течения металла в процессе деформации различают: внутреннюю высадку, которую проводят с уменьшением только внутреннего диаметра трубы, наружную высадку - с увеличением только наружного диаметра трубы и комбинированную высадку, для которой характерно течение металла в двух направлениях. Известный способ [1] при проведении комбинированной высадки предусматривает в каждой операции течение металла как внутрь, в направлении к пуансону - с уменьшением внутреннего диаметра выраженного конца трубы, так и наружу, в направлении к матрице - с увеличением наружного диаметра выраженного конца трубы.In the practice of pipe production, a method for upsetting pipe ends is widespread, involving one or more cycles of operations, in each of which the pipe end is heated, it is moved to the upsetting press, the pipe end is fixed in a split matrix and its subsequent fit into the die cavity by moving the punch ( Matveev Yu.M., Krichevsky M.Ya. Finishing pipes. - M.: Metallurgizdat, 1954. - S.327-338 - [1]). Depending on the metal flow in the deformation process, the following can be distinguished: internal upsetting, which is carried out with a decrease only in the inner diameter of the pipe, external upsetting - with an increase in only the outer diameter of the pipe and a combined upset, which is characterized by a metal flow in two directions. The known method [1] when conducting a combined upset involves in each operation a metal flow both inward, towards the punch - with a decrease in the inner diameter of the expressed end of the pipe, and outward, in the direction of the matrix - with an increase in the outer diameter of the pronounced end of the pipe.
Течение металла в первой операции высадки в направлении увеличения наружного диаметра трубы является существенным недостатком способа [1], поскольку способствует волнообразному выпучиванию металла при свободной осадке и возможной потере устойчивости высаживаемого отрезка трубы. В результате этого возникают благоприятные условия для образования на поверхности высаженного конца дефектов в виде поперечных складок и гофров (Шевченко, А.А. Исследование некоторых вопросов процесса высадки труб / А.А.Шевченко, В.И.Стрижак, И.К.Козлов // Производство труб: сборник статей по теории и практике трубного производства. - М.: Металлургия, 1971. - Вып.25. - С.171-175 - [2]). Кроме того, дефекты, возникшие в первой операции высадки, затем трансформируются на готовых трубах, в частности в дефекты «непологий переход», морщинистая поверхность высадки; «перегиб волокна». Последний является дефектом макроструктуры металла, выход которого на поверхность приводит к появлению трещин, являющихся концентраторами напряжений и источниками образования «промывов» при эксплуатации труб.The metal flow in the first upsetting operation in the direction of increasing the outer diameter of the pipe is a significant drawback of the method [1], since it contributes to the wave-like swelling of the metal during free draft and the possible loss of stability of the planted pipe section. As a result of this, favorable conditions arise for the formation of defects on the surface of the upset end in the form of transverse folds and corrugations (Shevchenko, A.A. Study of some issues of the pipe upsetting process / A.A.Shevchenko, V.I. Strizhak, I.K. Kozlov // Pipe production: a collection of articles on the theory and practice of pipe production. - M .: Metallurgy, 1971. - Issue 25. - S.171-175 - [2]). In addition, the defects that occurred in the first upsetting operation are then transformed on the finished pipes, in particular, into defects of an “inappropriate transition”, a wrinkled upsetting surface; "Kink of fiber". The latter is a defect in the macrostructure of the metal, the exit of which to the surface leads to the appearance of cracks, which are stress concentrators and sources of “leaching” during pipe operation.
Наиболее близким техническим решением является способ комбинированной высадки концов бурильных труб, принятый за прототип, согласно которому высадку проводят в три операции, причем в первой и третьей операциях проводят комбинированную высадку, а во второй - осуществляют только внутреннюю высадку (Баричко Б.В., Зинченко А.В., Фартушный Р.Н. Оценка возможности получения бурильных труб с удлиненной высадкой в условиях ТПЦ-2 ОАО «ТАГМЕТ» / Б.В.Баричко, // Труды 16 Международной научно-техниической конференции «Трубы-2008». - Челябинск: ОАО «РосНИТИ» - ООО «Полиграф-мастер». - 2008. - С.195-199 - [3]). Данный способ позволяет несколько улучшить качество высаженного конца трубы за счет применения высадки внутрь во второй операции, однако при высадке в первой операции течение металла происходит в направлении увеличения наружного диаметра трубы.The closest technical solution is the method of combined upsetting of the ends of drill pipes, adopted as a prototype, according to which the upsetting is carried out in three operations, and in the first and third operations a combined upsetting is carried out, and in the second only internal landing is performed (Barichko B.V., Zinchenko A.V., Fartushny R.N. Evaluation of the possibility of obtaining drill pipes with extended upsetting under the conditions of TPS-2 of TAGMET OJSC / B.V. Barichko, // Transactions of the 16th International Scientific and Technical Conference "Pipes-2008." Chelyabinsk: OJSC RosNITI - LLC Polygraph-master. - 2008. - S.195-199 - [3]). This method allows you to slightly improve the quality of the upset end of the pipe due to the use of upsetting in the second operation, however, when upsetting in the first operation, the metal flows in the direction of increasing the outer diameter of the pipe.
При необходимости получения удлиненной внутренней переходной зоны высадки (что является перспективным для повышения эксплуатационной стойкости бурильных труб), этот недостаток усугубляется за счет увеличения длины участка трубы, подвергаемого высадке в первой операции. А это повышает вероятность потери устойчивости отрезка трубы, находящегося в матрице, и, следовательно, появления дефектов высадки.If it is necessary to obtain an elongated inner transition zone of the upset (which is promising for increasing the operational stability of drill pipes), this disadvantage is compounded by increasing the length of the pipe section subjected to upsetting in the first operation. And this increases the likelihood of loss of stability of the pipe segment located in the matrix, and, consequently, the occurrence of upset defects.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении качества высаженных концов труб за счет снижения эффекта волнообразного выпучивания металла в первой операции высадки.The technical problem solved by the invention is to improve the quality of the upset pipe ends by reducing the effect of wave-like buckling of the metal in the first upsetting operation.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе комбинированной высадки концов труб, преимущественно с удлиненной переходной зоной, включающем деформацию на прессе нагретого конца трубы в полости разъемной матрицы за счет перемещения пуансона, осуществляемую за несколько операций, согласно изобретению, первоначально осуществляют деформацию конца трубы с уменьшением только внутреннего диаметра высадки до величины 1,03÷1,07 от его заданного значения, при этом коэффициент усадки в первой операции устанавливают из соотношенияThe problem is solved due to the fact that in the method of combined upsetting of the ends of the pipes, mainly with an elongated transition zone, including the deformation on the press of the heated end of the pipe in the cavity of the detachable matrix due to the movement of the punch, carried out in several operations, according to the invention, the pipe end is initially deformed with a decrease only in the inner diameter of the landing to a value of 1.03 ÷ 1.07 from its predetermined value, the shrinkage coefficient in the first operation is established from the ratio
где D - наружный диаметр трубы, мм; S - толщина стенки трубы, мм; lвн - длина внутренней переходной зоны высадки, мм.where D is the outer diameter of the pipe, mm; S is the wall thickness of the pipe, mm; l int - the length of the internal transition zone of the landing, mm
Проведение в предлагаемом способе первоначально деформации конца трубы с течением металла только в направлении уменьшения внутреннего диаметра высадки способствует уменьшению волнообразного выпучивания, ярко проявляющегося в известных способах [1, 3] и обеспечивает при высадке снижение вероятности появления характерных дефектов, в частности «перегиб волокна». При этом уменьшение внутреннего диаметра высадки осуществляют до величины 1,03÷1,07 от его заданного значения. Меньшее значение диаметра высадки может вызвать затруднения при вводе пуансона в полость высаживаемого конца трубы в последних (одной или нескольких) операциях высадки, а большее значение диаметра повышает вероятность появления волнообразного выпучивания при осадке и, следовательно - ухудшение качества высадки.Carrying out in the proposed method the initial deformation of the end of the pipe with the flow of metal only in the direction of decreasing the inner diameter of the upset contributes to the reduction of wave-like buckling, which is clearly manifested in the known methods [1, 3] and ensures that the upset reduces the likelihood of characteristic defects, in particular, “fiber bend”. Moreover, the reduction of the inner diameter of the landing is carried out to a value of 1.03 ÷ 1.07 from its predetermined value. A smaller value of the upsetting diameter can cause difficulties when inserting a punch into the cavity of the upsetting end of the pipe in the last (one or several) upsetting operations, and a larger value of the diameter increases the likelihood of wave-like bulging during upsetting and, consequently, a deterioration in the quality of upsetting.
Осуществление первой операции высадки с коэффициентом усадки, установленным из соотношения (1), обеспечивает гарантированную, без потери устойчивости деформацию нагретого участка трубы в полости матрицы. Зависимость (1) получена эмпирически, путем проведения экспериментальных исследований осадки образцов труб различного сечения на прессе с последующей статистической обработкой результатов.Implementation of the first upsetting operation with a shrinkage coefficient established from relation (1) provides guaranteed, without loss of stability, deformation of the heated pipe section in the matrix cavity. Dependence (1) was obtained empirically by conducting experimental studies of the upsetting of pipe samples of various sections on the press with subsequent statistical processing of the results.
Выполнение способа комбинированной высадки концов труб, в котором величина коэффициента усадки больше указанной в соотношении (1), ведет к ухудшению качества высадки за счет потери устойчивости нагретого конца трубы при высадке и появлению связанных с этим дефектов высадки «непологий переход» и «перегиб волокна» в высаженном конце трубы. Этого особенно важно избегать при высадке концов труб с удлиненной переходной зоной, которая требует существенного увеличения длины участка трубы под высадку. А выполнение способа, в котором величина коэффициента усадки меньше указанной в соотношении (1), хотя и позволяет получать высокое качество высаженного конца, связано с уменьшением степени деформации металла в первой операции и необходимостью увеличения степени деформации в последующих операциях. Это может привести к превышению допустимых силовых параметров процесса и увеличению числа общих операций высадки, а следовательно - к снижению его производительности.The implementation of the method of combined upsetting of pipe ends, in which the value of the shrinkage coefficient is greater than that specified in relation (1), leads to a deterioration in the quality of the upsetting due to the loss of stability of the heated end of the pipe during upsetting and the occurrence of the associated upset defects “non-path transition” and “fiber bend” at the upset end of the pipe. This is especially important to avoid when upsetting pipe ends with an elongated transition zone, which requires a significant increase in the length of the pipe section for upsetting. And the implementation of the method in which the value of the shrinkage coefficient is less than that indicated in relation (1), although it allows to obtain high quality of the upset end, is associated with a decrease in the degree of deformation of the metal in the first operation and the need to increase the degree of deformation in subsequent operations. This can lead to exceeding the permissible power parameters of the process and an increase in the number of general operations of the landing, and therefore to a decrease in its productivity.
Предлагаемый способ высадки реализуют следующим образом. Концевой участок трубы, длину которого определяют в зависимости от заданных геометрических параметров высадки, нагревают до установленной для данного материала трубы температуры горячей деформации и перемещают в предварительно подготовленный ручей первой (по ходу технологического цикла) матрицы, диаметр рабочей полости которой равен диаметру высаживаемой трубы в горячем состоянии. Высадку первоначально проводят пуансоном с уменьшением только внутреннего диаметра высадки до величины 1,03÷1,07 от его заданного значения, при этом диаметр пуансона в первой операции обеспечивает получение коэффициента усадки 
где D - наружный диаметр трубы, мм; S - толщина стенки трубы, мм; lвн - длина внутренней переходной зоны высадки, мм. Следующие операции высадки проводят в той же матрице, что и для первой операции, с высадкой металла трубы внутрь за счет применения в каждой последующей операции пуансона меньшего диаметра. Последнюю операцию высадки осуществляют с преимущественным течением металла трубы наружу, в сторону увеличения наружного диаметра высадки до заданной величины.where D is the outer diameter of the pipe, mm; S is the wall thickness of the pipe, mm; l int - the length of the internal transition zone of the landing, mm The following upsetting operations are carried out in the same matrix as for the first operation, with the pipe metal upsetting due to the use of a smaller diameter punch in each subsequent operation. The last operation of the landing is carried out with the predominant flow of the metal pipe outward, in the direction of increasing the outer diameter of the landing to a predetermined value.
Предлагаемый способ высадки концов труб был опробован на прессе 3000 кН ОАО «ТАГМЕТ». Трубы с наружным диаметром 127 мм и толщиной стенки 9,2 мм группы прочности Л из стали 32Г2А высаживали по двум технологическим схемам: существующей при производстве труб и предлагаемой. Параметры процесса высадки приведены в таблице.The proposed method for upsetting pipe ends was tested on a press of 3000 kN of TAGMET OJSC. Pipes with an outer diameter of 127 mm and a wall thickness of 9.2 mm of strength group L from steel 32G2A were planted according to two technological schemes: existing in the production of pipes and the proposed one. The parameters of the landing process are shown in the table.
По каждому способу осуществляли высадку 10 концов труб, причем для двух труб по каждому способу проводили только первую операцию высадки, а для остальных - полный цикл (три операции). От каждой трубы с высаженным концом изготавливали продольный темплет толщиной 10 мм, в котором исследовали макроструктуру металла.For each method, 10 pipe ends were planted, and for two pipes, for each method, only the first planting operation was performed, and for the rest, a complete cycle (three operations) was performed. A longitudinal template with a thickness of 10 mm was made from each pipe with a planted end, in which the macrostructure of the metal was examined.
Результаты исследования показали, что из восьми образцов конечной высадки по существующей технологии два образца имели резкие, меньше 90°, перегибы волокна, расположенные на расстоянии 1,5÷3 мм от наружной и внутренней поверхностей высаженного конца. При этом на обоих образцах труб, прошедших только первую операцию высадки, внутренняя поверхность высадки имела ярко выраженный волнообразный характер. А на всех образцах труб, полученных высадкой по предлагаемому способу, перегибы волокна отсутствовали, а образцы, прошедшие только первую операцию высадки, имели ровную внутреннюю поверхность.The results of the study showed that out of eight samples of final upsetting according to the existing technology, two samples had sharp, less than 90 °, fiber bends located at a distance of 1.5–3 mm from the outer and inner surfaces of the upset end. Moreover, on both pipe samples that underwent only the first upsetting operation, the inner upsetting surface had a pronounced undulating character. And on all pipe samples obtained by upsetting by the proposed method, there were no kinks in the fiber, and samples that underwent only the first upsetting operation had a flat inner surface.
Использование предлагаемого способа комбинированной высадки концов труб позволит повысить качество выраженных концов труб, снизить образование возникающих дефектов и увеличить срок эксплуатации.Using the proposed method for combined upsetting of pipe ends will improve the quality of pronounced pipe ends, reduce the formation of emerging defects and increase the service life.
Claims (1)
где D - наружный диаметр трубы, мм;
S - толщина стенки трубы, мм;
lвн - длина внутренней переходной зоны высадки, мм. A method of combined upsetting of pipe ends to obtain a predominantly elongated transition zone, comprising deforming the heated end of the pipe on a press in a cavity of a detachable die by means of a movable punch in several operations, characterized in that the pipe end is initially deformed with a reduction of only the upset diameter to 1.03 ÷ 1.07 from its predetermined value, while the shrinkage coefficient in the first deformation operation is set from the ratio:
where D is the outer diameter of the pipe, mm;
S is the wall thickness of the pipe, mm;
l int - the length of the internal transition zone of the landing, mm
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112244/02A RU2474485C2 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method of combined pipe end upsetting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112244/02A RU2474485C2 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method of combined pipe end upsetting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011112244A RU2011112244A (en) | 2012-10-10 |
| RU2474485C2 true RU2474485C2 (en) | 2013-02-10 |
Family
ID=47079080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112244/02A RU2474485C2 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method of combined pipe end upsetting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2474485C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542179C1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Combined pipe end upsetting method |
| RU2548872C2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Таганрогский металлургический завод" (ОАО "ТАГМЕТ") | Pipe end upsetting method |
| RU2599467C2 (en) * | 2014-12-03 | 2016-10-10 | Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") | Method of combined pipe end upsetting |
| RU2669961C2 (en) * | 2013-10-09 | 2018-10-17 | Хантинг Энерджи Сервисес, Инк. | Process for deposited forging of drill pipe |
| RU2686503C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "КТИАМ" | Method for combined pipe ends upsetting |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU95775A1 (en) * | 1952-06-30 | 1952-11-30 | Ф.В. Вдовин | Matrix and punch for combined upsetting of pipe ends |
| SU145207A1 (en) * | 1961-06-16 | 1961-11-30 | Б.Н. Глазырин | The method of landing at the ends of the pipes |
| SU1752473A1 (en) * | 1991-01-08 | 1992-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method of upsetting pipe ends |
| US5379625A (en) * | 1993-10-20 | 1995-01-10 | Hale; John | Method and apparatus for upsetting the ends of steel pipe |
| US5517843A (en) * | 1994-03-16 | 1996-05-21 | Shaw Industries, Ltd. | Method for making upset ends on metal pipe and resulting product |
| RU2414983C2 (en) * | 2009-03-16 | 2011-03-27 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" | Method of oilwell tubing pipe-end upsetting |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112244/02A patent/RU2474485C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU95775A1 (en) * | 1952-06-30 | 1952-11-30 | Ф.В. Вдовин | Matrix and punch for combined upsetting of pipe ends |
| SU145207A1 (en) * | 1961-06-16 | 1961-11-30 | Б.Н. Глазырин | The method of landing at the ends of the pipes |
| SU1752473A1 (en) * | 1991-01-08 | 1992-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности | Method of upsetting pipe ends |
| US5379625A (en) * | 1993-10-20 | 1995-01-10 | Hale; John | Method and apparatus for upsetting the ends of steel pipe |
| US5517843A (en) * | 1994-03-16 | 1996-05-21 | Shaw Industries, Ltd. | Method for making upset ends on metal pipe and resulting product |
| RU2414983C2 (en) * | 2009-03-16 | 2011-03-27 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" | Method of oilwell tubing pipe-end upsetting |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542179C1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Combined pipe end upsetting method |
| RU2548872C2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Таганрогский металлургический завод" (ОАО "ТАГМЕТ") | Pipe end upsetting method |
| RU2669961C2 (en) * | 2013-10-09 | 2018-10-17 | Хантинг Энерджи Сервисес, Инк. | Process for deposited forging of drill pipe |
| RU2599467C2 (en) * | 2014-12-03 | 2016-10-10 | Публичное акционерное общество "Синарский трубный завод" (ПАО "СинТЗ") | Method of combined pipe end upsetting |
| RU2686503C1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "КТИАМ" | Method for combined pipe ends upsetting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011112244A (en) | 2012-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103878203B (en) | The preparation method of a kind of composite bimetal pipe | |
| RU2474485C2 (en) | Method of combined pipe end upsetting | |
| US8141405B2 (en) | Method for producing ultra thin wall metallic tube with cold working process | |
| CN104624713B (en) | A kind of preparation method of the seamless tubule of precise determination of titanium alloy thin-wall | |
| WO2010064523A1 (en) | Manufacturing method for ultrathin seamless metal pipe utilizing floating plug | |
| EP2085159A1 (en) | Process for manufacturing metal pipe with extremely thin wall by cold rolling | |
| JPWO2010073863A1 (en) | Manufacturing method of seamless metal pipe by cold rolling | |
| CN105537474A (en) | Manufacturing method for C-shaped section ring forge pieces made from Haynes 188 alloy | |
| JP2010051990A (en) | Method of manufacturing necked elbow | |
| RU2491147C2 (en) | Method of forging large-sized half-bodies of ball valves with throat and spherical part | |
| CN103962403B (en) | Heavy caliber pipe squeezes to pull out and subtracts wall method | |
| CN107107157B (en) | It is flared the manufacturing method of metal tube | |
| JP6665643B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for expanded pipe parts | |
| RU2492010C1 (en) | Method of copper and copper alloy contact wiredrawing | |
| RU2706392C1 (en) | Method of manufacturing large-size forgings of half-cases of ball valves | |
| RU2548872C2 (en) | Pipe end upsetting method | |
| RU2461436C1 (en) | Method of producing variable cross-section thin-wall shells | |
| RU2628444C1 (en) | Manufacture method of thick-walled short-radius elbows | |
| RU2690766C1 (en) | Method of forming pipes with conical ends | |
| RU2686503C1 (en) | Method for combined pipe ends upsetting | |
| KR101906721B1 (en) | Elbow manufacturing method by extrusion | |
| CN104338782A (en) | Processing method of welded tube with wall having different thicknesses | |
| RU2320440C1 (en) | Method for shaping hollow parts with beveled branch pipes | |
| RU2528927C1 (en) | Method to fabricate unequal tees from tubular billet | |
| JP6965755B2 (en) | Manufacturing method of mouth drawing metal tube |