4four
4 О5 4: 4 Изобретение относитс к термической обработке изделий, изготовленных из ;, низколегированных конструкционных сталей , в частности электросварных труб большого диаметра. Обеспечение необходимого комплекса механических свойств и точньпс геометрических размеров в термоупрочненных газононефгепроводныхтрубок большого диаметра достигаетс применением различных схем термической обработки с варьированием режимов закалки и отпуска, примене нием операций правки и калибровки труб. Известен способ термической обработки электросварных труб большого. иаметр заключающийс в том, что, с целью сокра шени расхода металла и повышени комплекса механических свойств, трубы подвергают термическому упрочнению с нагре ва в газопламенйой проходной печи при их вращагельно-поступателБНом движении с закалкой от 840 - и отпуском 40О - 700°С l J , Указанный способ предусматривает тер мическую обработку электросварных труб большого диаметра из низколегированных гор чекатных сталей, марочный химический состав которых имеет значительный разброс, что обуславливает, .например, дл стали 17Г1С колебани углеродного эквивалента от 0,37 до О,46 %. Такие колебани химического состава при фиксированных посто нных режимах термоофаботки привод т к существенному разбросу механических свойств материала труб, изготовленных из планок стали с отличаксшмс (в пределах марочного) хиКГИческим составом. Невозможность корректировки режимов термообработки труб, изготовленный из одной марки стали ,, но с колебани ми химического состава при массовом поточном производстве термоупрочненных труб безуменьшени производительности процесса вл етс недостатком указанного способа, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ нагрева труб, включающий предварительный подогрев iкаждой из ,.труб в процессе непрерывного движени в соответствии с температурой и толщиной каждой из труб таким образом, чтобы в конце процесса трубы имели одинаковую темпер атуру и равномерный нагрев после предварительного подогрева, при котором трубы последовательно проход т участок нагрева с одинаковой скоростью перемещени так, чтобы на стадии нагрева одновременно нагре вались, по крайней мере, части длин движущихс последовательно труб С2 . Известный способ обеспечивает получение однородного уровн свойств -по телу трубы и достаточно высокую точность их геометрических размеров. Однако этот способ также не устран ет разброс механических свойств материала труб, так как термообработка с . одинакового нагрева даже дэух последовательно движущихс труб с отличающимс (в пределах марочного ) химическим составом неизбежно приводит к получению различных механических свойств, уровень различи которых зависит от разницы по химическому: составу . Цель изобретени - стабилизаци значений механических свойств материала труб при колебании химических элементов в пределах марочного состава. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу термической обработки труб, преимущественно большого диаметра, включающему закалку и отпуск с предварительным подогревом до заданной температуры, предварительный подогрев до заданной температуры ведут в зависиiмости от углеродного эквивалента метал- ла груб. Предварительный подогрев труб с углеродным эквивалентом 0,37 - О,39 ведут до 90 - .. Предварительный подогрев труб с углеродным эквивалентом 0,40 - 0,46 ведут до 170 - . При поточной термической обработке труб большого диаметра нагрев под закалку производ т под одному режиму независимо от конкретного химического состава плавки термообрабатываемой трубы, так как колебани химического состава в пределах марочного хот и вли ют на зака-. ливаемость и прокаливаемоеть стали, однако окончательный уровень механических свойств термоупрочненного издели целесообразно формировать в процессе отпуска. Изобретение направлено на обеспечение термообрабатьюаемым трубам из одной марки стали стабильного уровн механических свойств на стадии только одной технологической операции - в процессе отпуска. Дл этого нагрев труб под . провод т -в печи, режим нагрева которой назначаетс посто нным в зависимости от геометрических размеров из- . дели и химического состава стали, соответствующего нижним значени м содержаук основных химических элементов, отретственных за формирование структур, отпуска, а следовательно , и за формиро вание требуемого уровн механических . свойств термообрабатьгоаемых изделий. При термообработке .трубы, химический состав металла которых отличен от минимальных значений содержани основных химических элементов марочного сос тава, перед поступлением в отпускную печь подогреваютс в дополнительном нагревательном устройстве,до температур, позвол ющих после нагрева в отпускной печи с фиксированной температуры полу чить более высокую температуру и, тем самым, компенсировать повышение содержани основных химических элементов,; что обеспечивает получение требуемого уровн механических свойств, мало отл чного от значений механических свойств труб из плавок той же марки стали, но с минимальным содержанием основных химических элементов. Значени температур, до которых производ т предварительный подогрев труб,, завис т от содержани основных химических элементов (дл низколегированных . трубных сталей это прежде всего относит с к углероду и марганцу). Чем больше содержитс в стали этих элементов, тем до более высокой температуры подогревают утрубы. Химический состав стали оценивают величиной углеродного, эквивалента, определ емого поформуле . 3 , где С, Мп, V и Сг - массова дол элементов в металле, которые, вход т в определение марки стали, %. Углеродный эквивалент труб большого диаметра, изготавливаемых из низколегированных сталей,-имеет значени 0,330 ,46 (диаметром 820,, 1О20 и 1220 мм Пepeд термической обработкой с помощью химического анализа определ ют углеродный эквивалент металла труб каждой плавки. В соответствии с углеродным эквивалентом трубы всех плавок условно разбивают на три группы: 1) углеродный эквивалент 0,40-0,46; 2) углеродный э вивалент 0,37 - 0,39; 3) углеродный -эквивалент 0,33-0,36. Трубы согласно технологическому потоку , нагреваютс до одинаковых темпер тур под закалку, в охлаждающем ycTpofrстве проход т закалку и поступают в отjnycKHyio печь, перед входом которой уста новлен дополнительный индукционный подогреватель . Подогрев по предлагаемому способу перед отпуском производитс до следуки щих температур металла труб перед входом их в. отпускную печь: 9О - 240°С трубы с углеродным эквивалентом металла 0,40 - 0,46. Пример. Провод т термообработку труб размером 1О2ОХ1О,5 мм из стали 17ПС трех плавок с углеродньпл эквивалентом Э 0,43; Э 0,38 и Э 2 0,35. На всех трубах замер ют толщину стенки (колебани толитны стенки от -08 до +О,4 мм). Дл эксперимента отбирают трубы со следукщими размерами: 102О к 9,8 мм; 1020flO,4MM и 1020x10,8 мм. Контроль температуры металла труб осуществл ют путем зачеканки термопар градуировки ХК и ХА во внутреннюю и наружную стенки, а также прибором ФЭП-4 с вторичным прибором КСП-4,, . Часть Tijy6 термообрабатьшают по предлагаемому способу, т.е. с предварительным подогревом груб из плавок с Э О,43 и Э2 0,38. Подогрев осу ,щесгвл ют в KOJtbnsBoM индукторе токами высокой частотьГЮОО Гц от трёх. параллельно работающих статических :. Jтpeoбpaзoвaтeлeй частоты типа ТПЧ-630/1,0. Подогрев подбирают такой величины, чтобы на выходе от отпускной печи металл труб имел Следук цие темйературы: трубы с Э , 0,43 подогревают 680 С; трубы с Э2 0,38 - до трубы с Э 3 0,35 огаускают при 62О С без предварительного подогрева. Таких д-емператур без изменени режима работы отпускной печи удалось достичь при предварительном подогреве труб с Э « 0,43до ITOC, а с ЭА 0,38по . -....-. ,... Трубы второй группы термообрабаты- . вают по известному способу с учетом получени в них одинаковой температуры, равной 650°С (эта температура соотвегствует температуре отпуска труб 102О ,5 мм из стали 17Г1С в соответствии с технологической инструкцией). Температуру подогрева (в зависимости от толщины стенки .трубы) выбирают следующей: дл труб с толщиной стенки . iO,8 мм дл труб с толщиной стенки 10,4 мм дл труб с толщиной стенки 9,8 мм - без подогрева. После термообработки из вырезают образцы и провод т механические испытани .4 O5 4: 4 The invention relates to the heat treatment of products made from; low-alloy structural steels, in particular electric-welded pipes of large diameter. The provision of the required complex of mechanical properties and exact geometric dimensions in heat-strengthened gas-filled non-conduit pipes of large diameter is achieved by using various heat treatment schemes with varying quenching and tempering modes, using editing and calibration of pipes. The known method of heat treatment of large electric welded pipes. The diameter is that, in order to reduce metal consumption and increase the complex of mechanical properties, the pipes are subjected to thermal hardening by heating in a gas-flame continuous furnace during their rotational-translational motion with quenching from 840 - and tempering 40O - 700 ° C l J This method involves the thermal treatment of large diameter electrowelded pipes of low-alloyed hot-rolled steels, the brand chemical composition of which has a considerable variation, which causes, for example, for steel 17Г1С coal fluctuations the native equivalent of 0.37 to about 46%. Such fluctuations of chemical composition at fixed constant heat treatment conditions lead to a significant variation in the mechanical properties of the material of pipes made of steel strips with excellent (within the grade) chemical composition. The impossibility of adjusting the heat treatment of pipes made from the same steel grade, but with chemical composition fluctuations during mass production of heat-strengthened pipes without reducing the performance of the process is a disadvantage of this method. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of heating pipes including preheating with each of the pipes in the process of continuous movement in accordance with the temperature and thickness of each of the pipes so that at the end of the process the pipes have the same temperature and uniform heating after preheating, in which the pipes pass the heating section in succession with the same displacement rate so that at the heating stage at least part of the lengths of the successively moving pipes C2 are simultaneously heated . The known method provides a homogeneous level of properties along the pipe body and a sufficiently high accuracy of their geometrical dimensions. However, this method also does not eliminate the variation in the mechanical properties of the pipe material, since heat treatment is c. even deuh of successively moving pipes with different (within the brand) chemical composition inevitably leads to the same heating, resulting in different mechanical properties, the level of difference of which depends on the chemical: composition. The purpose of the invention is to stabilize the values of the mechanical properties of the pipe material when the chemical elements fluctuate within the brand composition. The goal is achieved by the fact that according to the method of heat treatment of pipes, mainly of large diameter, including quenching and tempering with preheating to a predetermined temperature, preheating to a predetermined temperature is depending on the carbon equivalent of the metal. Preheating of pipes with a carbon equivalent of 0.37 - O, 39 lead to 90 - .. Preheating of pipes with a carbon equivalent of 0.40 - 0.46 lead to 170 -. During in-line heat treatment of large-diameter pipes, heating for quenching is performed under one mode regardless of the specific chemical composition of the heat-treating pipe smelting, since the chemical composition variations within the brand although affect the order. ability to melt and harden steel, however, the final level of mechanical properties of heat-treated products is advisable to form in the process of tempering. The invention is directed to providing heat-treatable pipes of one steel grade with a stable level of mechanical properties at the stage of only one technological operation — in the tempering process. For this heating pipes under. is conducted in an oven, the heating mode of which is assigned to a constant depending on the geometric dimensions of i. and the chemical composition of the steel, the corresponding lower values of the basic chemical elements, which are detached for the formation of structures, tempering and, consequently, for the formation of the required level of mechanical. properties of thermoablative products. During heat treatment, pipes whose chemical composition is different from the minimum content of the main chemical elements of the brand composition are heated in an additional heating device before entering a tempering furnace to temperatures that allow a higher temperature to be obtained after heating in a tempering furnace at a fixed temperature. and, thereby, to compensate for the increase in the content of basic chemical elements; which ensures the obtaining of the required level of mechanical properties, which does not differ much from the values of the mechanical properties of pipes from heats of the same steel grade, but with a minimum content of basic chemical elements. The temperatures to which the pipes are preheated are dependent on the content of the main chemical elements (for low-alloyed pipe steels, this is primarily attributed to carbon and manganese). The more these elements are contained in the steel, the higher the temperature of the pipes. The chemical composition of the steel is estimated by the amount of carbon equivalent, defined by formula. 3, where C, Mn, V and Cr are the mass fraction of elements in the metal, which are included in the definition of the grade of steel,%. The carbon equivalent of large diameter pipes made of low alloy steels has values of 0.330, 46 (diameter 820 ,, 1020 and 1220 mm) The carbon equivalent of the metal of the pipes of each heat is determined by thermal analysis using a chemical analysis. conditionally divided into three groups: 1) carbon equivalent of 0.40-0.46; 2) carbon equivalent 0.37 - 0.39; 3) carbon equivalent of 0.33-0.36. The pipes, according to the process flow, are heated to the same temperature tempering for quenching, the quenching in the cooling equipment passes and is fed to the junecKyyo furnace, before which an additional induction heater is installed. Preheating of the proposed method prior to tempering is carried out before the following temperatures of the metal of the pipes before they enter. tempering furnace: 9О - 240 ° С pipes with carbon metal equivalent 0.40 - 0.46. Example. Conducted heat treatment of pipes of the size O2OX1O, 5 mm of 17PS steel, three heats with a carbon equivalent of E 0.43; E 0.38 and E 2 0.35. Wall thickness is measured on all tubes (tolit wall variations from -08 to + 0, 4 mm). Pipes with the following dimensions are selected for the experiment: 102 O to 9.8 mm; 1020flO, 4MM and 1020x10.8 mm. The temperature control of the metal of the pipes is carried out by the staking of thermocouples for calibrating XK and XA into the inner and outer walls, as well as with the FEP-4 device with the secondary device KSP-4,. A part of Tijy6 is thermoprotected by the proposed method, i.e. with preliminary heating it is rough from swimming trunks with EO, 43 and E2 0,38. The heating of the wasp is flushed into the KOJtbnsBoM inductor by high-frequency currents Hz of three. parallel running static: Intercom frequency type TFC-630 / 1.0. The heating is chosen so that at the outlet from the tempering furnace the metal of the pipes has the following temperature: pipes with E, 0.43 heat 680 C; pipes with Э2 0.38 - up to pipes with Э 3 0.35 oаuskat at 62 ° С without preheating. Such d-temperature without changing the mode of operation of the tempering furnace was achieved with preheating of pipes with E «0.43 to ITOC, and with an EA of 0.38 °. -....-. , ... Pipes of the second group thermoablative -. They are produced by a known method, taking into account that they have the same temperature equal to 650 ° C (this temperature corresponds to the tempering temperature of the pipes 102O, 5 mm from steel 17Г1С in accordance with the technological instruction). The heating temperature (depending on the wall thickness of the pipe) is chosen as follows: for pipes with wall thickness. iO, 8 mm for pipes with a wall thickness of 10.4 mm for pipes with a wall thickness of 9.8 mm - without heating. After heat treatment, the specimens are cut out and mechanical tested.
ПредпагаеPredpagay