RU98102839A - Способ непрерывной безокислительной термообработки длинномерных особотонкостенных труб и устройство для его осуществления - Google Patents

Claims (1)

1. Способ непрерывной безокислительной термообработки длинномерных особотонкостенных труб из нержавеющих, преимущественно хромоникелевых, сталей и сплавов, включающий ввод защитного газа, подачу трубы в транспортный канал, нагрев трубы, совершающей поступательно-вращательное движение, потоком сфокусированной лучистой энергии до необходимой температуры термообработки и ее охлаждение, отличающийся тем, что труба в процессе термообработки движется вдоль и вращается вокруг своей оси со скоростями:
продольного перемещения V_пр ≥ V_н•L/ΔT
вращения V ≥ nV_н/ΔT
где V_н - скорость нагрева трубы, ^oC/с;
L - длина зоны нагрева, м;
ΔT - разность между температурами до и после нагрева, ^oC;
n - количество ступеней неравномерности подвода лучистой энергии,
проходя последовательно зоны нагрева и охлаждения, при этом скорость нагрева составляет не менее 30^oC/с, а скорость охлаждения от температуры термообработки до температуры, при которой завершается формирование микроструктуры металла - не менее 25^oC/с; ввод защитного газа осуществляется таким образом, что в любой фазе прохождения трубы по транспортному каналу обеспечиваются условия:
V_ЗГ = Const
P_АТМ < P_ЗГ = Const
l ≥ d_ТР/4
где V_ЗГ - скорость защитного газа в зазоре между поверхностью термообрабатываемой трубы и стенками транспортного канала в зоне нагрева, м/с;
R_АТМ, P_ЗГ - атмосферное давление и давление защитного газа в транспортном канале, Па;
l - расстояние между двумя следующими друг за другом трубами, м;
d_ТР - наружный диаметр обрабатываемой трубы, м.

2. Устройство для осуществления способа непрерывной безокислительной термообработки особотонкостенных труб по п. 1, содержащее транспортный канал, по ходу которого расположены нагревательный блок, представляющий собой водоохлаждаемый рефлектор, внутренняя зеркальная поверхность которого образована эллиптическими цилиндрами, имеющими один общий фокус с установленной в нем кварцевой трубкой, ось которой совмещена с осью транспортного канала, а в других фокусах установлены цилиндрические излучатели, холодильник, вводы защитного газа, транспортные модули, расположенные перед входом и после выхода из транспортного канала, отличающееся тем, что нагревательный блок выполнен из отдельных секций, установленных со смещением больших осей эллипсов от секции к секции, а на зеркальной поверхности рефлекторов, охватывающей каждый излучатель, выполнены каналы для подачи охлаждающего воздуха к поверхности излучателей, холодильник состоит из двух элементов, первый из которых представляет собой заложенный снаружи цилиндрический канал, а второй - два расположенных друг на другом ряда охлаждаемых роликов, каждая вертикальная пара которых в поперечном сечении образует канал того же диаметра, что и цилиндрический канал первого элемента, транспортные модули снабжены устройством, обеспечивающим регулировку скорости вращения и продольного перемещения обрабатываемой трубы, на выходе из последней секции нагревательного блока установлена термопарная батарея, состоящая из расположенных по периметру транспортного канала на одинаковом расстоянии друг от друга термопар, термоэлектроды которых соединены последовательно, и устройство для центровки обрабатываемой трубы, на входе и выходе из транспортного канала установлены лабиринтные уплотнения, состоящие из набора колец с центральным отверстием и цилиндрической частью, охватывающей поверхность обрабатываемой трубы, вводы защитного газа в транспортный канал расположены непосредственно возле термопарной батареи, до и после нее.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внутренний диаметр захоложенного цилиндрического канала первого холодильного элемента составляет
d_x = (1.1...1.2)^*d_ТР,
где d_x - внутренний диаметр холодильника;
d_ТР - наружный диаметр обрабатываемой трубы
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что количество термопар в термопарной батарее выбирается из условия соответствия показаний термопарной батареи реальной температуре трубы на выходе из блока нагрева.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что кольцевые элементы лабиринтного уплотнения выполнены из термостойкого материала с низким коэффициентом трения.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что устройство для центровки обрабатываемой трубы в термопарной батарее представляет собой систему роликов, оси вращения которых перпендикулярны оси обрабатываемой трубы, а наружные поверхности образуют канал для прохода трубы диаметром
d_К = (1.05...1.1)^*d_ТР.