SE467296B

SE467296B - Kallpilgervalsverk

Info

Publication number: SE467296B
Application number: SE8802119A
Authority: SE
Inventors: F Cellier; A B Cady
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1987-06-17
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1992-06-29
Also published as: SE8802119D0; SE8802119L; FR2616690B1; DE3818108A1; US4866968A; FR2616690A1; KR890000179A; JPS6415206A

Description

467 296 Följdaktligen existerar ett behov att öka livslängden på arbets- verktyg avsedda för pilgervalsning dvs dorn och valsar, för att förbättra produktiviteten och effektiviteten hos pilgervalsverket.

Föreliggande uppfinning avser bearbetningsverktyg av sinterkarbid för pilgerverket dvs valsar och dorn, avsedda att uppfylla de tidigare nämnda behoven. Dornen och valsarna, som är framställda av höghällfast sinterkarbid kommer att erbjuda förlängda livslängder jämfört med de dorn och valsar som framställts av höghållfast stål. Fastän dornen och valsarna framställda av sinterkarbid kräver en bättre styrd bearbetning vid sin framställning, uppväger nyttan av den förlängda livslängden bördan av denna ytterligare behandling. Dornen och valsarna av höghållfast sinterkarbid ger, beroende på deras högre elasticitetsmodul) en bättre orundhet (ovality) hos det färdiga röret medan det samtidigt anses att den nya sammansättningen kommer att tillåta en 50%-ig ökning av materialets matningshastighet genom pilgervalsverket. Dessutom, om dornen inte bryts under användning .. ett vanligt öde för dorn hitintills .. kan de omslipas och användas flera gånger än de dorn som är utförda av höghällfast stål. Det beräknas även att valsarna kan användas för att valsa ett minimum av 500 000 fot (150 000 meter) rör innan ombearbetning är nödvändig, i motsats till endast 20 000 fot (600 m) när höghållfast stål används.

Följdaktligen är föreliggande uppfinning inriktad på en uppsätt- ning bearbetningsverktyg avsedda för användning i ett kallpilgervalsverk för kallreducervalsning av tunnväggiga rör innefattande ett långsträckt stationärt dorn för uppbärande av en rörlängd i läge för kallreducervalsning, och ett par valsar placerade längst motsatta sidor av nämnda dorn och vända mot varandra för att i samverkan med dornet reducera rörets tvärsnittsstorlek. Varje vals är ringformad med en central öppning för montering av valsen på en axel och är försedd med ett kilspår intill den centrala öppningen för mottagande av en kil avsedd att säkra valsen för rörelse med axeln. Kilspåret ger också ett inställningsmärke för exakt montering av valsen på axeln. Varje vals har 2 relieffickor formade i sin omkrets, skilda från varandra i perifeririktningen av en bro som sträcker sig mellan dem, och ett rörreducerande spår format i omkretsen, vilket har en avsmalnande form och öppnar sig vid sina motsatta ändar i respektive ficka. Änden av en av fickorna är placerad radiellt ut från och i linje med kilspårets centrum för att ge en referenspunkt på valsen intill dess periferi. 467 296 Dornet och valsarna är företrädesvis framställda av ett höghâll- fast sinterkarbidmaterial, vilket är sammansatt av volframkarbid frân ca 81,5 till ca 86 vikts-% och kobolt från ca 11+ till ca 18,5 vikts-%.

Sinterkarbidmaterialet har en minimihårdhet enligt Rockwell "A" från ca 84,6 till ca 87,7, en täthet från ca 13,70 till 14,00 gram/cm3, en minimiböjbrotthållfasthet från ca 360 000 psi (2500 MPa) till ca 420 000 psi (2900 MPa), en genomsnittlig kornstorlek från 1-6 mikrometer vid l500X Mag, en elasticitetsmodul från ca 75 000 000 psi (520 000 MPa) till ca 78 000 000 psi(540 000 MPa) och en tryckhållfasthet från ca 575 000 psi (aooo MPa) uu ca soo ooo psi (4100 MPa).

Dessa och andra fördelar och framsteg hos föreliggande upp- finningen kommer att vara uppenbara för fackmannen vid läsning av följande detaljerade beskrivning tillsammans med ritningarna där en belysande ut- föringsform av uppfinningen visas och beskrivs, som ett exempel.

Figur l utgör en schematisk sidovertikalprojektion av en uppsätt- ning sinterkarbiddorn och valsar enligt föreliggande uppfinning visade i arbetsläge med avseende på ett rör som reduceras i tvärsnittsstorlek och därvid förlängs, varvid valsarna visas i genomskärning längs ett plan som sträcker sig vinkelrätt mot deras rotationsaxlar.

Figur 2 visar en förstorad sidovertikalprojektion av dornet i figur l.

Figur 3 visar en förstorad sidovertikalprojektion av en av valsarna i figur 1.

Figur 4 visar genomskärning av valsarna längs linjen 4--4 i figur 3.

Figur 5 visar en del av en sidovertikalprojektion av valsen längs linjen 5--5 i figur 4, och visar kilspâret i valsen.

Figur 6 visar en horisontalprojektion av valsen sedd längs linjen 6--6 i figur 3, och visar de 2 relieffickorna som är bildade i valsens periferi och som är skilda från varandra i perifeririktningen av en bro.

Figur 7 utgör en annan horisontalprojektion av valsen längs linjen 7--7 i figur 3, som visar den avsmalnande formen hos spåret som är format i valsens periferi.

I följande beskrivning betecknar samma hänvisningssiffra likadana eller motsvarande delar på alla ritningarna. I följande beskrivning är sådana termer som "framât", "bakät", "vänster", "höger“, "uppât", "nedåt" osv lämplighetsord och skall inte anses vara begränsade. 4-67 296 Pâ ritningarna med speciell hänvisning till figur 1, visas schema- tiskt en uppsättning arbetsverktyg för pilgervalsning allmänt betecknade 10, framställda i enlighet med principerna för föreliggande uppfinning. Bearbet- ningsverktygen 10 är användbarayi ett kallpilgervalsningsverk för kallredu- cering av tunnväggiga rör och innefattar ett långsträckt stationärt placerat dorn 14 för uppbärande av röret 12 i läge för kallreducering, och ett par övre och undre valsar 16,18 placerade längs motsatta sidor av dornet 14 och vända mot varandra för att i samverkan med dornet reducerar rörets tvärsnittsarea på känt sätt.

Som beskrivits tidigare, utgör kallpilgeringsprocessen, där dornet 14 och valsarna 16,18 används, en konventionell kallreduceringsprocess vid vilken röret 12 framflyttas över dornet 14 medan den senare förblir stationär och samtidigt sammantrycks röret med användningen av de två motsatta valsarna 16,18 vilket resulterar i en reduktion av tvärsnittsarean och en förlängning av röret. Vanligen reduceras och förlängs det ursprungliga röret till det slutliga röret-genom att låta det passera genom en följd av stationer hos kallpilgervalsverket där varje station är sammansatt av en uppsättning arbetsverktyg 10. Reduktion avses både av diametern och väggtjockleken hos tuben 12 med hjälp av den cylindriskt avsmalnande formen pâ dornet 14 och de längs valsarnas 16,18 periferi anordnade spârens 20,22 avsmalnande form, vilka omsluter röret uppifrån och underifrån dornet och rullar i en konstant cykel fram och tillbaka längs röret. Mellan varje valsrörelsecykel framflyttas röret 12 och roteras stegvis längs dornet 14 med hjälp av lämplig vanlig mekanism som inte visats. Dornet 14 förhindrar röret 12 från att kollapsa under valsarnas (16,18) tryck och bestämmer samtidigt rörets inre diameter.

Till skillnad från arbetsverktyg för pilgervalsning hitintills är dornet 14, som visas i figur 2, och valsarna 16,18 varav en visas i figur 3 till 7 framställda av höghâllfast sinterkarbidmaterial, vilket är sammansatt av volframkarbid och kobolt. Företrädesvis varierar volframkarbiden från ca 81,5 vikts-96 till 86 vikts-% och kobolt från ca 14 till ca 18,5 vikts-%.

Sinterkarbidmaterialet har dessutom en minimihårdhet enligt Rockwell "A" från ca 84,6 till ca 87,7, en täthet från ca 13,70 till 14,00 gram/cm3.

Därutöver har materialet en minimiböjbrotthållfasthet från ca 360 000 psi (2500 MPa) till ca 420 000 psi (2900 MPa), en genomsnittlig kornstorlek från l-6 mikrometer vid l500X Mag, en elasticitetsmodul från ca 75 000 000 psi (520 000 MPa) till ca 78 000 000 psi (540 000 MPa) och en tryckhållfasthet från ca 575 000 psi (4000 MPa) till ca 600 000 psi (4100 MPa). 467 296 Dornet framställs med hjälp av någon lämplig konventionell process, sådant som CNC rundslipning. Varje vals 16,18 framställs med användning av konventionella varmisostatiska pressningsprocesser. De två relieffickorna 24,26 framställs då spåren 20,22 maskinbearbetas till sin slutliga kontur med användning av konventionell elektrisk urladdningsbear- betningsmetod och/eller diamanthjulslipningsteknik följt av ett polersteg. I polersteget, tillhandahåller fickorna 24,26, vilka är separerade av en bro- struktur 28, inlopp och utlopp för pumpning av ett slipande slam genom spåren. Senare under pilgervalsningssteget, tillhandahåller fickorna 24,26 spelrum mellan valserna 16,18 och röret 12 vid slutet av varje valsrörelse- cykel vilket tillåter röret att stegvis förflyttas och vridas relativt dornet 14.

Valsen 16 (såväl som valsen 18 som inte visas i figurerna 3-7 men som är identisk med vals 16) är ringformad och försedd med ett centralt hål eller öppning 30 för montering av valsen på en axel 32 (figur l) i pilgervals- verket. Valsen 16 har också ett kilspår 34 definierat däri intilliggande den centrala öppningen 30 för mottagande av en kil (inte visad) för att säkra valsen för rörelse med axeln. Kilspåret 34 ger samtidigt ett inställningsmärke (timing mark) för exakt montering av valsen på axeln. Som nämnts tidigare, är valsen 16 försedd med två relieffickor formade i dess periferi och skilda från varandra i perifeririktningen av en bro 28 som sträcker sig mellan dem och som skiljer dem från varandra. Det avsmalnande rörreducerande spåret 20 som är format i valsens periferi öppnar sig vid sina bägge ändar mot respektive fickor 24.

När valsen 16 är monterat på pilgervalsverkets axel 32 är dess kilspår 34 inte synligt för operatören för att användas vid senare justeringar.

För att kompensera är, som kan ses i figur 3, den ene änden 36 hos en av de två relieffickorna 24A placerad radiellt utåt från och i linje med kilspårets 34 centrum för att ge en referenspunkt på valsen 16 intill dess periferi vilken kommer att vara synlig för operatören.

Förhoppningsvis kommer sinterkarbidpilgerutrustningen enligt föreliggande uppfinning och många av dess medföljande fördelar att förstås med hjälp av beskrivningen och det kommer att vara uppenbart att olika förändringar kan göras i formen, konstruktionen och anordnandet av delarna utan att avvika 'från uppfinningens tanke och omfång eller utan att försaka alla dess materiella fördelar, varvid formen som beskrivits ovan endast är en föredragen form eller en utföringsform eller ett exempel på en utföringsform.

Claims

9:a é- PATENTKRAV

1. Kallpilgervalsverk för kallreducering av tunnväggiga rör (12) k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar ett par valsar (16,18) för reducering av rörets (12) tvärsnittsstorlek, varvid varje vals (l6,l8) är ringformad med en central öppning (30) för montering av valsen (16,18) på en axel (32) och är försedd med ett kilspår (34) intill den centrala öppningen (30) för mottagandet av en kil avsedd att säkra valsen (16,18) för rörelse med axeln (32) varvid valsens (16,18) kilspår (34) även utgör ett inställningsmärke för exakt montering av valsen (16,l8) på axel (32) och att varje sådan vals (16,18) uppvisar två reliefﬁckor (24,26), formade i på Omkretsen av desamma, skilda från varandra i perifeririktningen av en bro (28) som sträcker sig mellan dessa, och med ett rörreducerande spår (20,22) format på omkretsen, vilket uppvisar en avsmalnande form och öppnar sig vid sina motsatta ändar i respektive ficka (24,26), varvid en ände (36) av en av nämnda fickor (24A) är placerad radiellt ut från och i linje med kilspârets (34) centrum för att ge en referenspunkt på valsen (l6,18) intill dess periferi, samt att varje vals är framställt av höghållfast sinterkarbidmaterial.

2. Kallpilgervalsverk enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar ett lângsträckt stationärt dorn (14) för uppbärande av en rörlängd i läge för kallreducervalsning, varvid nämnda dorn är framställt av höghållfast sinterkarbidmaterial; och varvid paret valsar (16,18) är anordnade längs motsatta sidor av nämnda dorn (14) och vända mot varandra för att i samverkan med dornet (14) reducera rörets (12) tvärsnittsstorlek.

3. Kallpilgervalsverk enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda höghållfasta sinterkarbidmaterial är sammansatt av volfram- karbid från ca 81,5 till ca 86 vikts-% och kobolt från ca 14 till ca 18,5 vikts-%.

4. Kallpilgervalsverk enligt krav 1, 2 eller 3 vidare k ä n n e - t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en minimihårdhet enligt Rockwell "A" från ca 84,6 till ca 87,7.

5. Kallpilgervalsverk enligt något eller några av kraven 1 till och med 4 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en täthet från cirka 13,70 m1 14,00 gram/Uni

6. Kallpilgervalsverk enligt något eller några av kraven 1 till och med 5 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en minimiböjbrotthållfasthet från cirka 360 000 till 420 000 psi (2500-2900 MPa). I! ; 467 296

7. Kallpilgervalsverk enligt något eller några av kraven 1 till och med 6 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en genomsnittlig kornstorlek från l-6 mikrometer vid l500X MAg.

8. Kallpilgervalsverk enligt något eller några av kraven l till och med 7 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en elasticitetsmodul från ca 75 000 000 till ca 78 000 000 psi (520 000 till 540 000 MPa)

9. Kallpilgervalsverk enligt något eller några av kraven 1 till och med 8 k ä n n e t e c k n a t av att nämnda sinterkarbidmaterial uppvisar en tryckhållfasthet från ca 575 000 till ca 600 000 psi (#000 till 4100 MPa).