RU2521938C1 - Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation - Google Patents
Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521938C1 RU2521938C1 RU2013103476/02A RU2013103476A RU2521938C1 RU 2521938 C1 RU2521938 C1 RU 2521938C1 RU 2013103476/02 A RU2013103476/02 A RU 2013103476/02A RU 2013103476 A RU2013103476 A RU 2013103476A RU 2521938 C1 RU2521938 C1 RU 2521938C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- mandrel
- twisting
- pipes
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Description
Настоящие изобретения относятся к области обработки металлов давлением, а именно к изготовлению труб со спиральными ребрами на наружной поверхности из конструкционных металлов и сплавов.The present invention relates to the field of metal forming, namely the manufacture of pipes with spiral ribs on the outer surface of structural metals and alloys.
Тонкостенные трубы со спиральными ребрами на наружной поверхности используются в основном в теплообменных аппаратах. Наличие спиральных ребер на наружной поверхности трубы позволяет значительно повысить КПД установки за счет улучшения отвода тепла от стенок трубы к теплоносителю, т.к. при этом создается турбулентное движение, и перемещение теплового потока происходит не только в продольном, но и в поперечном направлении.Thin-walled pipes with spiral ribs on the outer surface are mainly used in heat exchangers. The presence of spiral ribs on the outer surface of the pipe can significantly increase the efficiency of the installation by improving the heat removal from the pipe walls to the coolant, because this creates turbulent motion, and the heat flux moves not only in the longitudinal, but also in the transverse direction.
В атомной промышленности в качестве оболочек тепловыделяющих элементов атомных реакторов (ТВЭЛов) применяются гладкостенные трубы или трубы со спиральными ребрами на наружной поверхности в зависимости от типа реактора. С помощью ребер увеличивается жесткость трубы и обеспечивается необходимая дистанция между ТВЭЛами при их установке в реактор. К трубам предъявляются чрезвычайно жесткие требования по точности геометрических размеров, особенно внутреннего диаметра, прочностным характеристикам, чистоте поверхности, коррозионной стойкости, сплошности металла и т.д.In the nuclear industry, smooth-walled tubes or tubes with spiral ribs on the outer surface, depending on the type of reactor, are used as the shells of the fuel elements of atomic reactors (fuel elements). With the help of the ribs, the pipe stiffness is increased and the necessary distance between the fuel rods is provided when they are installed in the reactor. Extremely stringent requirements are imposed on pipes in terms of accuracy of geometric dimensions, especially internal diameter, strength characteristics, surface cleanliness, corrosion resistance, metal continuity, etc.
Высота ребра обычно колеблется в пределах 0,3÷1,2 мм при наружном диаметре трубы ⌀ 6÷20 мм и толщине стенки 0,3÷2,0 мм. Число ребер может колебаться от 2 до 6.The height of the ribs usually ranges from 0.3 ÷ 1.2 mm with an outer diameter of the pipe ⌀ 6 ÷ 20 mm and a wall thickness of 0.3 ÷ 2.0 mm. The number of ribs can range from 2 to 6.
Известен способ изготовления тонкостенных труб со спиральными ребрами, включающий закрутку трубы с наружными продольными ребрами при местном нагреве трубы с подачей инертного газа на наружную поверхность трубы и охлаждение ее до t≤350°C, причем 95% инертного газа подают от очага нагрева, а 5% - в сторону нагревателя, инертный газ также подают и вовнутрь трубы (RU 2434701; опубл. 27.11.2010, Бюл. №33).A known method of manufacturing thin-walled pipes with spiral ribs, including twisting the pipe with external longitudinal ribs with local heating of the pipe with the supply of inert gas to the outer surface of the pipe and cooling it to t≤350 ° C, with 95% of the inert gas being supplied from the heating source, and 5 % - towards the heater, inert gas is also supplied inside the pipe (RU 2434701; publ. 11/27/2010, Bull. No. 33).
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- нагрев трубы осуществляется с помощью индуктора, поэтому регулирование и поддержание постоянства температуры локального участка скручивания весьма проблематично;- heating of the pipe is carried out using an inductor, therefore, the regulation and maintenance of a constant temperature of the local section of twisting is very problematic;
- не исключено частичное окисление как наружной, так и внутренней поверхностей. Для удаления окисного слоя необходимо проводить дополнительную операцию травления;- partial oxidation of both the outer and inner surfaces is not ruled out. To remove the oxide layer, an additional etching operation is necessary;
- использование защитной атмосферы как при нагреве заготовки при скручивании, так и при термообработке значительно увеличивает себестоимость продукции;- the use of a protective atmosphere when heating the workpiece during twisting, and during heat treatment significantly increases the cost of production;
- сложность установки для реализации процесса.- the complexity of the installation for the implementation of the process.
Наиболее близким к заявляемому способу является известный способ скручивания труб с наружными продольными ребрами, включающий прокатку труб с прямыми продольными ребрами с последующим скручиванием их на заданный шаг спирали на оправке.Closest to the claimed method is a known method of twisting pipes with external longitudinal ribs, including rolling pipes with straight longitudinal ribs with subsequent twisting them at a given spiral pitch on the mandrel.
Основа принципа скручивания - передача крутящего момента скручиваемой трубе через ребра или задний торец вращающейся профильной втулкой в процессе ее продольного перемещения. (В.Н.Данченко, В.В.Сергеев, Э.В.Никулин. «Производство профильных труб» М.: Интермет Инжиниринг, 2003 г. Стр. 162÷463).The basis of the twisting principle is the transmission of torque to the curled pipe through the ribs or the rear end of the rotating profile sleeve in the process of its longitudinal movement. (V.N.Danchenko, V.V.Sergeev, E.V. Nikulin. “Production of profile pipes” M .: Intermet Engineering, 2003, pp. 162–463).
При скручивании на оправке при изготовлении тонкостенных труб сохраняется форма сечения и повышается устойчивость поперечного сечения трубы при скручивании. Однако при реализации данного способа сложно получить стабильно воспроизводимое качество готовых труб, в том числе по однородности механических свойств по всей длине трубы, а также по точности шага спиральных ребер.When twisting on a mandrel in the manufacture of thin-walled pipes, the cross-sectional shape is preserved and the cross-sectional stability of the pipe increases when twisting. However, when implementing this method, it is difficult to obtain a stably reproducible quality of finished pipes, including the uniformity of mechanical properties along the entire length of the pipe, as well as the accuracy of the pitch of the spiral ribs.
Известна установка для скручивания ребристых труб, включающая смонтированные на станине полоски для закрепления трубы, одна из которых установлена с возможностью вращения вокруг оси трубы и возвратно-поступательного перемещения, а другая - с возможностью перемещения в направлении оси трубы, защитную камеру и индуктор (авторское свидетельство №495120, опубл. 15.12.1975 г).A known installation for twisting ribbed pipes, including strips mounted on a bed for securing the pipe, one of which is mounted for rotation around the pipe axis and reciprocating, and the other with the ability to move in the direction of the pipe axis, a protective chamber and inductor (copyright certificate No. 495120, publ. 15.12.1975 g).
Основным недостатком известной установки является сложность конструкции и наличие дополнительных устройств, связанных с нагревом локального участка заготовки и защитной камерой, которая служит для предотвращения окисления нагретого участка трубной заготовки.The main disadvantage of the known installation is the design complexity and the presence of additional devices associated with heating the local section of the workpiece and a protective chamber, which serves to prevent oxidation of the heated section of the pipe billet.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для скручивания тонкостенных ребристых труб, включающее тянущий зажим, вращающуюся профильную втулку и длинную неподвижную оправку, которую вводят внутрь трубы. (В.Н.Данченко, В.В.Сергеев, Э.В.Никулин. «Производство профильных труб». М.: Интермет Инжиниринг, 2003 г., Стр. 162-163, рис.80 В).Closest to the claimed device is a device for twisting thin-walled ribbed pipes, including a pulling clamp, a rotating profile sleeve and a long fixed mandrel, which is introduced into the pipe. (V.N.Danchenko, V.V.Sergeev, E.V. Nikulin. “Production of profile pipes.” M.: Intermet Engineering, 2003, pp. 162-163, Fig. 80 B).
Известное устройство не позволяет получить тонкостенные трубы со стабильно воспроизводимым качеством готовых труб, в том числе по кривизне и точности шага спиральных ребер, кроме того происходит смятие боковых поверхностей ребер.The known device does not allow to obtain thin-walled pipes with a stably reproducible quality of finished pipes, including the curvature and accuracy of the pitch of the spiral ribs, in addition, the side surfaces of the ribs are crushed.
Задачей заявляемых изобретений является создание простого в осуществлении способа и устройства изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами с обеспечением высокого качества как по геометрическим размерам, особенно внутреннего диаметра, так и по прочностным характеристикам, чистоте поверхности, коррозионной стойкости, сплошности металла, отсутствия поверхностного некондиционного окисленного слоя, а также исключение повреждения поверхности ребер.The objective of the claimed inventions is to create a simple method and device for manufacturing thin-walled pipes with external spiral ribs to ensure high quality both in geometric dimensions, especially internal diameter, and in strength characteristics, surface cleanliness, corrosion resistance, metal continuity, and the absence of a substandard oxidized surface layer, as well as the exclusion of damage to the surface of the ribs.
Технический результат в способе достигается тем, что до и после проведения операции формирования продольных ребер и после скручивая трубы подвергаются вакуумной термообработке при температуре рекристаллизации, при скручивании один из концов трубы фиксируют изнутри на оправке, в то время как второй конец трубы фиксируют снаружи в зажимном приспособлении с образованием по всей длине закручиваемого участка зазора между трубой и оправкой, составляющего не более величины допуска на непрямолинейность трубы, и с возможностью поворота оправки относительно трубы, а после скручивания проводят заключительную вакуумную термообработку при температуре рекристаллизации.The technical result in the method is achieved by the fact that before and after the operation of forming longitudinal ribs and after twisting the pipes are subjected to vacuum heat treatment at a temperature of recrystallization, when twisting one of the ends of the pipe is fixed from the inside to the mandrel, while the second end of the pipe is fixed outside in the clamping device with the formation along the entire length of the twisted section of the gap between the pipe and the mandrel, amounting to no more than the tolerance on the straightness of the pipe, and with the possibility of rotation of the frames ki relative to the pipe, and after twisting, the final vacuum heat treatment is carried out at a temperature of recrystallization.
Передачу трубе крутящего момента можно осуществлять через конец трубы, фиксированный изнутри на оправке, при неподвижном втором конце.The torque can be transmitted to the pipe through the pipe end fixed internally on the mandrel with the second end stationary.
Передачу трубе крутящего момента можно осуществлять через оба конца трубы.Torque can be transmitted to the pipe through both ends of the pipe.
Предпочтительно все термические обработки проводить с вертикальным расположением труб и дистанционированием друга от друга.It is preferable to carry out all heat treatments with a vertical arrangement of pipes and spacing from each other.
Для металлов, склонных к упругому последействию, скручивание трубы производят с углом, превышающим заданный на величину угла упругого раскручивания после снятия крутящего момента и угла раскручивания при заключительной термообработке.For metals prone to elastic aftereffect, the twisting of the pipe is carried out with an angle exceeding the specified angle of elastic unwinding after removing the torque and the unwinding angle during the final heat treatment.
При необходимости перед заключительной термообработкой проводят корректирующие локальные скручивания для получения заданного угла или шага спирали, при этом корректирующие локальные скручивания производят на угол спирали с углом, превышающий заданный на величину угла раскручивания.If necessary, before the final heat treatment, corrective local twists are performed to obtain a given angle or pitch of the spiral, while corrective local twists are produced at a spiral angle with an angle exceeding the specified value by the value of the untwist angle.
Отличительными признаками заявляемого способа изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами являются следующие: до и после проведения операции формирования продольных ребер трубы подвергаются вакуумной термообработке при температуре рекристаллизации, при скручивании один из концов трубы фиксируют изнутри на оправке, в то время как второй конец трубы зафиксирован снаружи в зажимном приспособлении с образованием по всей длине закручиваемого участка зазора между трубой и оправкой, составляющего не более величины допуска на непрямолинейность трубы, и с возможностью поворота оправки относительно трубы, а после скручивания проводят заключительную вакуумную термообработку при температуре рекристаллизации.Distinctive features of the proposed method for manufacturing thin-walled pipes with external spiral ribs are the following: before and after the operation of forming longitudinal ribs, the pipes are subjected to vacuum heat treatment at a recrystallization temperature, while twisting one of the pipe ends is fixed from the inside to the mandrel, while the second end of the pipe is fixed outside in the clamping device with the formation along the entire length of the twisted section of the gap between the pipe and the mandrel, which is not more than the value of additional osk on the straightness of the pipe, and with the possibility of rotation of the mandrel relative to the pipe, and after twisting, the final vacuum heat treatment is carried out at a temperature of recrystallization.
Термообработка при температуре реклисталлизации позволяет снять внутренние напряжения в трубе, возникшие в результате деформации и скручивания, обеспечить более совершенную структуру и создать требуемый комплекс механических свойств по всей длине трубы.Heat treatment at a temperature of recrystallization allows you to remove internal stresses in the pipe resulting from deformation and twisting, to provide a more perfect structure and create the required set of mechanical properties along the entire length of the pipe.
Вертикальное расположение и дистанционирование труб друг от друга в рабочем пространстве печи способствует выравниванию температуры как по длине труб, так и по сечению всей садки, что приводит к равномерному прогреву при выходе на режим и стабилизации температуры при выдержке и, в конечном итоге, способствует формированию стабильного угла скручивания по длине трубы, а также дополнительной стабилизации механических свойств и обеспечению однородности структуры труб.The vertical arrangement and distance of the pipes from each other in the working space of the furnace helps to equalize the temperature both along the length of the pipes and along the cross section of the entire cage, which leads to uniform heating when entering the mode and stabilization of the temperature during holding and, ultimately, helps to form a stable twisting angle along the length of the pipe, as well as additional stabilization of mechanical properties and ensuring uniformity of the pipe structure.
Фиксация одного из концов трубы изнутри на оправке, а другого конца - снаружи в зажимном приспособлении с образованием при этом зазора между трубой и оправкой, составляющего не более величины допуска трубы на непрямолинейность и с возможностью поворота оправки относительно трубы, позволяют провести скручивание трубы без искривления ее оси на величину, не превышающую соответствующий допуск, в то же время обеспечивается свободное скручивание трубы, что предопределяет получение заданного угла или шага спирали с достаточно высокой точностью.Fixing one of the pipe ends from the inside on the mandrel and the other end from the outside in the clamping device with the formation of a gap between the pipe and the mandrel, which is not more than the pipe tolerance for straightness and with the possibility of turning the mandrel relative to the pipe, allows the pipe to be twisted without bending it axis by an amount not exceeding the corresponding tolerance, at the same time, free twisting of the pipe is ensured, which determines the receipt of a given angle or pitch of the spiral with a sufficiently high accuracy newt.
В процессе скручивания отсутствие дефектов на внутренней поверхности трубы обеспечивается гарантированным зазором между внутренней поверхностью скручиваемой трубы и оправкой.During twisting, the absence of defects on the inner surface of the pipe is ensured by a guaranteed gap between the inner surface of the curled pipe and the mandrel.
При необходимости корректирующие локальные скручивания проводят перед заключительной термообработкой для получения заданного угла или шага спирали готового изделия с учетом величины угла упругого раскручивания.If necessary, corrective local twisting is carried out before the final heat treatment to obtain a given angle or step of the spiral of the finished product, taking into account the value of the angle of elastic unwinding.
Для достижения названного технического результата предлагается устройство для скручивания труб с наружными спиральными ребрами, включающее длинную оправку, которую вводят в трубу, средство для передачи крутящего момента, при этом оправка выполнена с наружным диаметром на ее рабочем участке, меньшим внутреннего диаметра трубы на величину, не превышающую допуск на ее непрямолинейность, снабжена размещенным на одном из ее концов зажимом для центрирования и фиксирования трубы изнутри, при этом на противоположном конце трубы размещена промежуточная цилиндрическая втулка для образования заданного зазора между трубой и оправкой с возможностью вращения на оправке, а также охватывающее трубу зажимное приспособление, размещенное коаксиально втулке.To achieve the named technical result, a device for twisting pipes with external spiral ribs is proposed, including a long mandrel, which is inserted into the pipe, means for transmitting torque, while the mandrel is made with an outer diameter of its working section that is less than the inner diameter of the pipe by an amount not exceeding the tolerance for its straightness, it is equipped with a clamp placed on one of its ends for centering and fixing the pipe from the inside, while at the opposite end of the pipe there is a an intermediate cylindrical sleeve for the formation of a given gap between the pipe and the mandrel with the possibility of rotation on the mandrel, as well as a clamping device covering the pipe placed coaxially with the sleeve.
Устройство дополнительно содержит размещенные на трубе элементы, например шлицевые диски, для корректирующего локального скручивания с внутренним профилем, повторяющим наружный поперечный контур трубы после предварительного скручивания.The device further comprises elements placed on the pipe, for example spline disks, for corrective local twisting with an internal profile repeating the outer transverse contour of the pipe after preliminary twisting.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются следующие: оправка выполнена с наружным диаметром на ее рабочем участке, меньшим внутреннего диаметра трубы на величину не более величины допуска на ее непрямолинейность, снабжена размещенным на одном из концов зажимом для центрирования и фиксирования трубы изнутри, промежуточной цилиндрической втулкой, установленной на другом конце трубы между оправкой и трубой с образованием заданного зазора между трубой и оправкой, с возможностью поворота оправки относительно втулки и трубы, при этом устройство также содержит зажимное приспособление, охватывающее трубу и размещенное коаксиально промежуточной цилиндрической втулке. Указанные признаки в совокупности обеспечивают осуществление скручивания труб в заявляемом способе для достижения заявленного технического результата.Distinctive features of the claimed device are the following: the mandrel is made with an outer diameter less than the inner diameter of the pipe by an amount no greater than the tolerance for its directness, equipped with a clamp located at one end for centering and fixing the pipe from the inside, with an intermediate cylindrical sleeve installed at the other end of the pipe between the mandrel and the pipe with the formation of a given gap between the pipe and the mandrel, with the possibility of rotation of the mandrel relative to the sleeve and the pipe however, the device also includes a clamping device covering the pipe and placed coaxially to the intermediate cylindrical sleeve. These signs together provide the implementation of the twisting of pipes in the inventive method to achieve the claimed technical result.
Устройство дополнительно содержит размещенные на трубе элементы, например шлицевые диски, для корректирующего локального скручивания с внутренним профилем, повторяющим наружный поперечный контур трубы после предварительного скручивания.The device further comprises elements placed on the pipe, for example spline disks, for corrective local twisting with an internal profile repeating the outer transverse contour of the pipe after preliminary twisting.
Трубу на оправке размещают с установленным зазором, обеспечивающим свободное ее вращение на оправке в процессе скручивания. Установленный зазор обеспечивается размером оправки и центрированием трубы на оправке передним зажимом (цангой) изнутри и промежуточной цилиндрической втулкой, установленной на другом ее конце.The pipe on the mandrel is placed with a set gap, ensuring its free rotation on the mandrel during twisting. The set gap is ensured by the size of the mandrel and the centering of the pipe on the mandrel with a front clamp (collet) from the inside and an intermediate cylindrical sleeve mounted on its other end.
Размещенные на трубе элементы в виде шлицевых дисков с внутренним профилем, повторяющим наружный поперечный контур трубы, служат для корректировки шага трубы.Placed on the pipe elements in the form of spline disks with an internal profile repeating the external transverse contour of the pipe serve to adjust the pipe pitch.
Таким образом, вышеописанные способ и устройство в полной мере решают поставленную техническую задачу: создание простого в осуществлении способа изготовления тонкостенных труб с наружными спиральными ребрами с обеспечением высокого качества как по геометрическим размерам, особенно внутреннего диаметра, прочностным характеристикам, чистоте поверхности, коррозионной стойкости, сплошности металла, отсутствия поверхностного некондиционного окисленного слоя и т.д.Thus, the above method and device fully solve the technical problem: creation of an easy-to-implement method for manufacturing thin-walled pipes with external spiral ribs, ensuring high quality both in geometric dimensions, especially internal diameter, strength characteristics, surface cleanliness, corrosion resistance, and continuity metal, lack of surface substandard oxidized layer, etc.
Крутящий момент может передаваться трубе как через один, так и через оба ее конца.Torque can be transmitted to the pipe through either one or both ends.
На фиг.1 представлено устройство для скручивания тонкостенных труб с наружными продольными ребрами для варианта осуществления способа, предусматривающего передачу крутящего момента через один из концов трубы, фиксированный изнутри на оправке.Figure 1 shows a device for twisting thin-walled pipes with outer longitudinal ribs for an embodiment of a method involving the transmission of torque through one of the ends of the pipe, fixed from the inside to the mandrel.
Предлагаемый способ для варианта осуществления, предусматривающего передачу крутящего момента через один из концов трубы, фиксированный изнутри на оправке, и устройство реализуются следующим образом. Холоднодеформированную трубу предготового размера (до получения продольных ребер) подвергают вакуумному отжигу при температуре рекристаллизации в вертикальной печи с использованием подвески, обеспечивающей дистанционирование труб друг от друга, что позволяет получить однородную структуру и равномерность механических свойств по всей длине указанной холоднодеформированной трубы. Далее эту трубу прокатывают на стане холодной прокатки с формированием равномерно расположенных на наружной поверхности трубы продольных ребер и вновь подвергают термообработке способом, описанным выше.The proposed method for an embodiment providing for the transmission of torque through one of the ends of the pipe, fixed internally on the mandrel, and the device is implemented as follows. A cold-formed pipe of a prefabricated size (until longitudinal ribs are obtained) is subjected to vacuum annealing at a recrystallization temperature in a vertical furnace using a suspension that ensures that the pipes are spaced from each other, which makes it possible to obtain a uniform structure and uniform mechanical properties along the entire length of the specified cold-deformed pipe. Next, this pipe is rolled on a cold rolling mill with the formation of longitudinal ribs evenly located on the outer surface of the pipe and again subjected to heat treatment by the method described above.
Вовнутрь термообработанной оребренной трубы 1 перед скручиванием вставляют оправку 2, имеющую цилиндрическую рабочую часть. Один из концов оправки имеет конусный участок, заканчивающийся резьбой для жесткой фиксации оправки с трубой с помощью разрезной цанги 3 и гайки 4.Inside the heat-treated finned tube 1 before twisting insert a mandrel 2 having a cylindrical working part. One of the ends of the mandrel has a tapered section, ending with a thread for rigid fixation of the mandrel with the pipe using a split collet 3 and nut 4.
На другой конец оправки устанавливают промежуточную цилиндрическую втулку 5, которая обеспечивает заданный зазор между трубой и оправкой и свободное вращение оправки при скручивании трубы. Трубу в сборе с оправкой устанавливают в разрезные зажимные приспособления, снабженные шлицами для размещения ребер:An intermediate cylindrical sleeve 5 is installed at the other end of the mandrel, which provides a predetermined clearance between the pipe and the mandrel and free rotation of the mandrel when the pipe is twisted. The pipe assembly with the mandrel is installed in split clamping devices equipped with slots to accommodate the ribs:
6 - зажимное приспособление механизма закручивания, 7 - неподвижное зажимное приспособление. Передачу крутящего момента трубе осуществляют с помощью механизма закручивания 8.6 - clamping device of the twisting mechanism, 7 - fixed clamping device. The transmission of torque to the pipe is carried out using a twisting mechanism 8.
Режимы скручивания оребренной трубы назначают в зависимости от заданного угла или шага спирали. При этом для материалов, склонных к упругому последействию, угол закрутки должен быть увеличен на величину угла упругого раскручивания и величину угла раскручивания при заключительной термообработке, который зависит от состояния материала и геометрических размеров скручиваемой трубы и определяется экспериментальным путем.The modes of twisting of the finned tube are prescribed depending on the given angle or pitch of the spiral. In this case, for materials prone to elastic aftereffect, the twist angle should be increased by the value of the angle of elastic unwinding and the value of the unwinding angle during the final heat treatment, which depends on the state of the material and the geometric dimensions of the twisted pipe and is determined experimentally.
После скручивания, если имеет место неравномерность шага спирали по длине трубы, с помощью разъемных шлицевых дисков 9, установленных по границам участка трубы не соответствующего заданному шагу спирали, проводят корректирующие локальные скручивания. Локальные скручивания могут быть произведены съемным ручным инструментом, например, разводными ключами, снабженными шлицевыми поверхностями.After twisting, if there is an uneven pitch of the spiral along the length of the pipe, with the help of detachable spline disks 9 installed along the boundaries of the pipe section that does not correspond to the specified spiral pitch, corrective local twisting is performed. Local twisting can be done with a removable hand tool, for example, adjustable wrenches provided with slotted surfaces.
Скрученную оребренную трубу далее подвергают заключительной вакуумной термообработке при температуре рекристаллизации с последующим предъявлением их на контроль.The twisted finned tube is then subjected to a final vacuum heat treatment at a temperature of recrystallization, followed by their presentation to the control.
Пример 1Example 1
В соответствии с предлагаемым способом и устройством была выпущена партия труб ⌀ 13,8×1,5 мм со спиральными ребрами из сплава ПТ-7М.In accordance with the proposed method and device, a batch of pipes ⌀ 13.8 × 1.5 mm with spiral ribs made of PT-7M alloy was produced.
Перед формированием труб с продольными ребрами гладкие трубы предготового размера ⌀ 15,1×2,4 мм сплава ПТ-7М подвергают вакуумной термообработке на вертикальной печи типа СШВ при температуре рекристаллизации, равной Т-690÷710°C с выдержкой 1 час, с использованием подвески типа дистанционирующая решетка. Далее термообработанные трубы подвергают холодной прокатке на стане ХПТР15-30, оборудованном двухроликовой клетью и механизмом поворота, обеспечивающим кантовку заготовки на 90°. В результате прокатки получают четырехреберные трубы с наружным диаметром ⌀ 13,8 мм и толщиной стенки 1,5 мм, имеющие симметрично расположенные по наружной поверхности четыре продольных ребра высотой 0,4 мм и шириной 1,2 мм, которые подвергают термообработке аналогичным способом, указанном выше.Before the formation of pipes with longitudinal ribs, smooth pipes of the finished size ⌀ 15.1 × 2.4 mm of the PT-7M alloy are subjected to vacuum heat treatment on a vertical furnace of the СШВ type at a recrystallization temperature equal to T-690 ÷ 710 ° C with a holding time of 1 hour, using pendants such as a spacer grid. Next, the heat-treated pipes are subjected to cold rolling at the KhTPR15-30 mill, equipped with a two-roll stand and a rotation mechanism that provides 90 ° turning of the workpiece. As a result of rolling, four-rib tubes with an outer diameter of ⌀ 13.8 mm and a wall thickness of 1.5 mm are obtained, having four longitudinal ribs 0.4 mm high and 1.2 mm wide symmetrically located on the outer surface, which are subjected to heat treatment in the same way as indicated above.
Проводят скручивание полученной на стане холодной прокатки трубы ⌀ 13,8×1,5 мм. Для этого в обрабатываемую трубу 1 (фиг.1) вставляют оправку 2, имеющую цилиндрическую часть, причем зазор между трубой и оправкой составляет не более величины допуска на непрямолинейность трубы: 0,35÷0,45 мм.Spin the pipe obtained at the cold rolling mill ⌀ 13.8 × 1.5 mm. For this, a mandrel 2 having a cylindrical part is inserted into the pipe 1 being processed (Fig. 1), and the gap between the pipe and the mandrel is no more than the tolerance on the pipe straightness: 0.35 ÷ 0.45 mm.
Оправка имеет один цилиндрический и один конусный конец. На конусном конце нарезана резьба для крепления разрезной цанги 3, служащей для жесткого крепления обрабатываемой трубы 1 с оправкой 2 и передачи ей синхронного вращения вместе с трубой. Этот конец трубы крепят в зажимном приспособлении механизма закручивания 6 и всю сборку устанавливают в трехкулачковый патрон шпинделя токарного станка мод. 1Н63М - 5 при этом другой конец обрабатываемой трубы крепят в неподвижном зажимном приспособлении 7 и устанавливают в резцедержатель станка. От поворота приспособление 7 удерживается стопорным винтом.The mandrel has one cylindrical and one conical end. At the tapered end, a thread is cut for fastening a split collet 3, which serves for rigidly fastening the pipe 1 to be machined with mandrel 2 and transmitting synchronous rotation to it together with the pipe. This end of the pipe is fixed in the clamping device of the twisting mechanism 6 and the entire assembly is installed in the three-jaw chuck of the spindle of the lathe mod. 1H63M - 5 at the same time, the other end of the processed pipe is mounted in a fixed clamping device 7 and installed in the tool holder of the machine. The device 7 is kept from turning by the locking screw.
Приводят во вращение шпиндель, при этом происходит скручивание трубы крутящим моментом, передаваемым коробкой скоростей станка на деформируемую трубу.The spindle is brought into rotation, while the pipe is twisted by the torque transmitted by the gearbox of the machine to the deformable pipe.
Заданный шаг спирали обеспечивают количеством оборотов (углом закрутки) и подбирают опытным путем в зависимости от геометрических размеров и состояния материала.The given spiral pitch is provided by the number of revolutions (twist angle) and is selected empirically depending on the geometric dimensions and condition of the material.
По выбранным режимам проводят скрутку всей оставшейся партии труб. После чего трубы подвергают вакуумной термообработке с вертикальным расположением и дистанционированием их друг от друга при температуре рекристаллизации Т-690÷710°C, как описано выше.For the selected modes, the entire remaining batch of pipes is twisted. Then the pipes are subjected to vacuum heat treatment with a vertical arrangement and spacing them from each other at a recrystallization temperature of T-690 ÷ 710 ° C, as described above.
По результатам контроля изготовленные трубы соответствуют всем требованиям технических условий. При этом максимальный разброс прочностных свойств труб не превышает 10 Н/мм2, относительного удлинения - не более 1,5%. Металлографические и рентгеновские исследования показали рекристаллизованное состояние материала труб с размером зерна 10÷11 мкм и отсутствие микроискажений кристаллической решетки по всей длине готовых труб, что способствовало обеспечению стабильности шага спиральных ребер.According to the results of the control, the manufactured pipes meet all the requirements of the technical conditions. Moreover, the maximum variation in the strength properties of pipes does not exceed 10 N / mm 2 , relative elongation - not more than 1.5%. Metallographic and X-ray studies showed a recrystallized state of the pipe material with a grain size of 10 ÷ 11 μm and the absence of microdistortions of the crystal lattice along the entire length of the finished pipes, which contributed to ensuring the pitch stability of the spiral ribs.
Вариант осуществления способа с передачей крутящего момента через оба конца трубы реализуется аналогично с использованием для закручивания конца трубы, фиксированного изнутри на оправке, идентичного примеру 1 приспособления. Второй конец трубы может закручиваться любым известным предназначенным для этого средством.An embodiment of the method with the transmission of torque through both ends of the pipe is implemented similarly using for twisting the end of the pipe, fixed from the inside on the mandrel, identical to example 1 of the device. The second end of the pipe can be twisted by any known means intended for this purpose.
Таким образом, заявляемые способ и устройство позволяют получить тонкостенные трубы со спиральными ребрами со стабильно воспроизводимым качеством готовых труб.Thus, the claimed method and device allows to obtain thin-walled pipes with spiral ribs with a stably reproducible quality of the finished pipes.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013103476/02A RU2521938C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013103476/02A RU2521938C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2521938C1 true RU2521938C1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51217154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013103476/02A RU2521938C1 (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2521938C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068748A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Акционерное Общество "Чепецкий Механический Завод" (Ао Чмз) | Method for manufacturing spiral ribbed pipes |
| RU2776915C1 (en) * | 2021-09-28 | 2022-07-28 | Смоленков Вячеслав Юрьевич | Method for manufacturing thin-walled tubular screw rods |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU292391A1 (en) * | 1963-04-28 | 1973-07-25 | METHOD OF MANUFACTURING THIN-WALL PIPES WITH SPIRAL RIBS | |
| SU262067A1 (en) * | 1967-01-26 | 1973-08-22 | А. И. Дорохов, Л. М. Шлосберг , А. Б. Головатый | LIBRARY I |
| SU963594A1 (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-07 | Предприятие П/Я В-8173 | Method of producing thin-wall helical-rib tubes |
| RU2171445C1 (en) * | 2000-10-23 | 2001-07-27 | Серегин Николай Алексеевич | Method for manufacture of enelope of fragmentation ammunition |
| WO2010006930A1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Bruendermann Georg | Method of manufacture through the welding of finned tubes with cooled guide discs onto a tubular body set into rotational motion |
-
2013
- 2013-01-25 RU RU2013103476/02A patent/RU2521938C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU292391A1 (en) * | 1963-04-28 | 1973-07-25 | METHOD OF MANUFACTURING THIN-WALL PIPES WITH SPIRAL RIBS | |
| SU262067A1 (en) * | 1967-01-26 | 1973-08-22 | А. И. Дорохов, Л. М. Шлосберг , А. Б. Головатый | LIBRARY I |
| SU963594A1 (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-07 | Предприятие П/Я В-8173 | Method of producing thin-wall helical-rib tubes |
| RU2171445C1 (en) * | 2000-10-23 | 2001-07-27 | Серегин Николай Алексеевич | Method for manufacture of enelope of fragmentation ammunition |
| WO2010006930A1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Bruendermann Georg | Method of manufacture through the welding of finned tubes with cooled guide discs onto a tubular body set into rotational motion |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016068748A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Акционерное Общество "Чепецкий Механический Завод" (Ао Чмз) | Method for manufacturing spiral ribbed pipes |
| RU2776915C1 (en) * | 2021-09-28 | 2022-07-28 | Смоленков Вячеслав Юрьевич | Method for manufacturing thin-walled tubular screw rods |
| RU2818530C1 (en) * | 2023-09-19 | 2024-05-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Method of producing shells with longitudinal ribs on outer surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110877186A (en) | Manufacturing method of large-specification zirconium alloy thin-walled tube and large-specification zirconium alloy thin-walled tube | |
| EP2857119B1 (en) | Tube expanding method for manufacturing metal tube | |
| CN102489942A (en) | Manufacturing method for seamless titanium drum for cathode roller | |
| CN112453104A (en) | Large-caliber thin-wall Ti35 titanium alloy seamless pipe and preparation method thereof | |
| WO2018099403A1 (en) | Method and apparatus for stock rolling feeding, diameter reduction, alignment and derusting and product thereof | |
| EP3225319A1 (en) | Method for manufacturing rifled tube | |
| RU2521938C1 (en) | Method to manufacture thin wall pipes with external helical fins and device for its implementation | |
| CN106238500B (en) | A kind of production technology of rolling monolithic finned tube seamless steel pipe | |
| JP2019512046A (en) | Method of manufacturing bar from titanium alloy | |
| CN111889535B (en) | Preparation method of zirconium alloy bar | |
| CN109859862B (en) | Zirconium alloy fuel assembly guide pipe and preparation method thereof | |
| WO2013171935A1 (en) | Method for manufacturing seamless pipe | |
| JP4192970B2 (en) | Cold rolling method for metal tubes | |
| RU2434701C1 (en) | Method and plant of producing tubes with spiral ribs | |
| JP2009214172A (en) | Aluminum extruded tube and aluminum drawn tube | |
| CN113275494A (en) | Forging method of 1Mn18Cr18N steel retaining ring | |
| CN108544185B (en) | Thin-wall sleeve processing method | |
| JPS6155584B2 (en) | ||
| CN114082798A (en) | Production process and production device for outer wall spiral rib cladding tube | |
| KR20220023763A (en) | Manufacturing method of zirconium alloy pipe | |
| RU2529257C1 (en) | Method to produce varying cross-section pipes from non-ferrous metals of titanium subgroup and their alloys | |
| CN110814069A (en) | Production method of semi-hard copper straight pipe and drawing die thereof | |
| CN110405091B (en) | Method for determining wall thickness of core rod for hot expanding of steel pipe | |
| RU2430802C1 (en) | Method of producing tubes with spiral ribs | |
| JP6139224B2 (en) | High-strength thin-walled heat transfer tube, manufacturing method thereof, and heat transfer tube manufacturing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200126 |