SU742474A1

SU742474A1 - Method of thermal treatment of welded tubes

Info

Publication number: SU742474A1
Application number: SU772517440A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Бурняшев; Николай Вячеславович Зимин; Валерий Валентинович Челышев; Владимир Витальевич Тарасов; Валентин Васильевич Кириченко
Original assignee: Волжский Трубный Завод; Предприятие П/Я А-3602
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1980-06-25

Description

Изобретение относитс к способам термическо обработки сварных цилиндрических изделий, в частности электросварных труб большого диаметра , с применением индукционного нагрева. Известны способы термической обработки: электросварных труб с примеиением индукционного нагрева, заключанпциес в том, что трубы нагреваютс под закалку кольцевым индуктором с последующим спрейерным охлаждением, затем следует нагрев под vntycK и охлаждение на воздухе 1. Недостатком указанного способа вл етс тЬ, 410 ударна в зкость зоны сварного соединени после такой термообработки не удовлетвор ет требовани м технических условий на трубы. Известен способ термической обработки труб, который приводит к некоторому повышению 1ФОЧНОСТИ труб при сохранении их высокой пластичности и способствует в то же врем уменьшению изменени размеров труб. Этот способ вклю чает локальную нормализацию сварного шва и последующую закалку и отпуск всей трубы 2. Недостатки этого способ - отсутствие равно1ФОЧНОСТИ сварного соединени и основного металла труб, а также то, что операци локальной нормализации шва требует довольно длительного времени дл полного охлаждени щва и, следовательно , между операци ми локальной нормализации и последующей объемной термообработкой всей трубы должна быть длительна пауза дл медленного охлаждени шва и получени равновесной структуры в нем, что в современном потоке производства термоупрочненных труб нецелесообразно с точки зрени производительности и технологичности процесса. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ термообработки труб, в котором предусмотрен локальный предварительный нагрев, сварного шва до некоторой температуры, обеспечивающий при последующем нагреве кольцевым индуктором всей трубы равенство температуры щва и основного металла. При этом максимальна температура нагрева всей трубы выбираетс равной температуре аустенитизации основного металла. Дл сохранени геометрических размеров трубы в процессе термической обработки предусмотрено калибрующее устройство, одна клеть которого расположена до кольцевого ийдуктора , друга - после охлаждающего устройства 3.The invention relates to methods for heat treatment of welded cylindrical articles, in particular large diameter electric-welded pipes, using induction heating. Heat treatment methods are known: electric-welded pipes with induction heating, the idea is that the pipes are heated for quenching by an annular inductor followed by sprayer cooling, followed by heating under vntycK and air cooling 1. The disadvantage of this method is 410 toughness The weld zone after such heat treatment does not meet the requirements of the technical requirements for pipes. There is a known method of heat treatment of pipes, which leads to a slight increase in the pipe FUELINESS while maintaining their high ductility and at the same time helps to reduce the change in the dimensions of the pipes. This method includes the local normalization of the weld and the subsequent quenching and tempering of the entire pipe 2. The disadvantages of this method are the lack of equal quality of the welded joint and the base metal of the pipes, as well as the fact that the operation of local normalization of the weld requires quite a long time for the joint to completely cool and , between operations of local normalization and subsequent volumetric heat treatment of the whole pipe there should be a long pause for slow cooling of the weld and obtaining an equilibrium structure in it, which is This flow of production of heat-strengthened pipes is impractical from the point of view of productivity and processability. The closest to the present invention is a method of heat treatment of pipes, in which local preheating is provided for the weld to a certain temperature, which ensures that the temperature of the weld and the base metal is equal during the subsequent heating of the entire pipe with a ring coil. In this case, the maximum heating temperature of the entire pipe is chosen equal to the austenitization temperature of the base metal. In order to preserve the geometrical dimensions of the pipe during the heat treatment process, a calibrating device is provided, one stand of which is located before the ring inductor and the other one after the cooling device 3.

Недостатки известного способа - отсутствие равноирочности сварного соединени и основного металла труб, а также то, что дл сохранени геометрических размеров труб в процессе термообработки примен етс сложное и дорогосто щее калибрующее устройство, которое ограничивает производительность процесса термообработки труб. А так как калибровку размеров трубы производ т после закалки и отпуска в холодном состо нии, то в результате деформаций происходит снижение пластических свойств материала трубы и сварного щва.The disadvantages of this method are the lack of uniformity of the welded joint and the base metal of the pipes, as well as the fact that to maintain the geometric dimensions of the pipes during the heat treatment process, a complex and expensive calibration device is used which limits the performance of the heat treatment process of the pipes. And since the size of the pipe is calibrated after quenching and tempering in a cold state, as a result of the deformations, there is a decrease in the plastic properties of the material of the pipe and the welded joint.

Цель изобретени - обеспечение равнопрочности сварного шва и основного металла.The purpose of the invention is to ensure equal strength of the weld and base metal.

Указанна цель достигаетс тем, что первоначально производ т локальный нагрев сварного соединени до температуры 650-750°С (в зависимости от соотношени толпщны стенки трубы и глубины проникновени тока в металл), а затем сразу же осуществл ют нагрев всей трубы кольцевым индуктором до температуры аустенитизации сварного шва 920-1000°С. При этом основной металл трубы нагревают до температур в интервале между Acj и Лсз- По достижешш заданных температур производ т закалку труб и индукционный нагрев под отпуск. Вследствие разницы в толщине сварного шва и основного металла труб, последний нагреваетс до несколь ко более высоких температур отпуска.This goal is achieved by initially producing a local heating of the welded joint to a temperature of 650-750 ° C (depending on the ratio of the thickness of the pipe wall wall and the depth of current penetration into the metal), and then immediately heating the entire pipe to an austenitization temperature weld seam 920-1000 ° C. At the same time, the base metal of the pipe is heated to temperatures in the range between Acj and Ls3. Upon reaching the set temperatures, the pipes are hardened and induction heated under tempering. Due to the difference in the thickness of the weld and the base metal of the pipes, the latter heats up to somewhat higher tempering temperatures.

Полна фазова перекристаллизаци металла сварного щва и частична перекристаллизаци основного металла трубы при нагреве под закалку , а также некотора разница в темпера ра их нагрева под отпуск привод т к получению равнепрочности по периметру трубы, к доЛижению повышенной пластичности при достаточно высокой прочности всего металла, к обеспечению высокой ударной в зкости по всем зонам сварного соединени и основного металла трубы, а также к заметному снижению деформаций и 1ЮВОДОК термообработанных труб.Full phase recrystallization of the weld metal and partial recrystallization of the base metal of the pipe during heating for quenching, as well as some difference in the temperature of their heating for tempering, results in uniform strength around the perimeter of the pipe, increasing the ductility at a sufficiently high strength of the entire metal, ensuring high impact toughness in all zones of the welded joint and the base metal of the pipe, as well as to a noticeable reduction in the deformations and 1LOWS of heat-treated pipes.

Экспериментально было установлено, что если толщина стенки трубы (5) не превышает гор чей глубины проникновени тока в металл (Лрдр), т.е. если . то при посто нстве электрических параметров врем нагрева элемента сечени трубы от Т,. (Т, - температура точк Кюри) до Тдусх (Тауст температура аустенитизации металла) составл ет около 50% общего времени нагрева этого элемента Если же 6.Дро то это врем увеличиваетс до двух третей общго времени нагрева элемента сечени трубы. Исход из этого и была подобрана температура It was established experimentally that if the wall thickness of the pipe (5) does not exceed the hot depth of penetration of the current into the metal (Rfr), i.e. if a . then at constant electrical parameters, the heating time of the pipe section element from T ,. (T, is the Curie point temperature) to Tdusch (Taust metal austenitization temperature) is about 50% of the total heating time of this element. If it is 6. The time then increases to two thirds of the total heating time of the pipe section element. From this, the temperature was chosen

предварительного локального нагрева сварного шва, обеспечивающа нужное соотнощение конечных температур нагрева шва и основного металла трубы при ее объемном нагреве.preliminary local heating of the weld, ensuring the desired ratio of the final heating temperatures of the weld and the base metal of the pipe during its bulk heating.

Экспериментально также установили, что дл обеспечени равнопрочности основного металла и сварного шва трубы и получени высокой пластичности при достаточной прочности трубы, температуру нагрева основного металла (в зависимости от марки стали и сварочной проволоки , химического состава стали и соотношени толщин шва и основного металла) выбирают в интервале 770-850°С.It was also established experimentally that to ensure uniform strength of the base metal and the pipe weld and to obtain high ductility with sufficient pipe strength, the heating temperature of the base metal (depending on the steel grade and welding wire, the chemical composition of steel and the ratio of the thickness of the weld and base metal) is chosen the range of 770-850 ° C.

Установлено также, что с ростом отношени толщины шва (Зщ) к толщине стенки трубы (ом) ри посто нстве подводимой к индуктору мощности, врем нагрева элемента сечени трубы должно возрастает пропорционально квадрату разницы отношений толщины.It was also established that with an increase in the ratio of the weld thickness (Zsc) to the wall thickness of the pipe (ohm) when the power supplied to the inductor is constant, the heating time of a pipe section element should increase in proportion to the square of the difference in thickness ratios.

Пример осуществлени описываемого способа.An example of the implementation of the described method.

Согласно предлагаемому способу термическую обработку сварных труб размером 1020x9-12 мм из стали марки 17Г1С в зависимости от толщины стенки трубы провод т по режимам, приведенны в табл. 1, следующим образом. Сварное соединение спиральношовной трубы при вращательнопоступательном движении трубь сначала нагревают плоским индуктором, затем оно входит в iiкольцевой индуктор, где при посто ниой- мощности подаваемой на кольцевой индуктор и за i. счет выбора постугвтельной скорости перемещени трубы, шов и основной металл гагреваютс до разных температур закалки, затем труба входит в охлаждающее устройство, где производитс закалка как сварного шва так и основного металла до одинаковых температур.According to the proposed method, heat treatment of welded pipes with a size of 1020x9-12 mm made of steel grade 17G1S, depending on the wall thickness of the pipe, is carried out according to the modes given in Table. 1, as follows. A welded joint of a spiral-seam pipe with a rotationally accessible motion is first heated by a flat inductor, then it enters the second annular inductor, where, at constant power, supplied to the annular inductor and beyond i. by selecting the post-moving speed of the tube, the weld and the base metal are heated to different quenching temperatures, then the tube enters the cooling device, where both the weld and the base metal are hardened to the same temperature.

В табл. 2 приведены геометрические размеры и механические свойства шва и основного металла труб термообработанных по предложенному способу. Результать показывают, что по всем показател м трубы удовлетвор ют требовани м технических условий.In tab. 2 shows the geometric dimensions and mechanical properties of the seam and the base metal of heat-treated pipes according to the proposed method. The results show that in all respects the pipes meet the requirements of the technical conditions.

Использование предложенного способа позвол ет получить:Using the proposed method allows to obtain:

хорошее сочетание прочностных, пластических и в зких свойств сварного шва и основного металла труб, что повышает эксплуатационную надежность труб в целом и позвол ет использовать их на рабочее давление до 60 атм;a good combination of strength, plastic and viscous properties of the weld and the base metal of the pipes, which increases the operational reliability of the pipes as a whole and allows their use for a working pressure of up to 60 atm;

повышение производительности Щ)оцесса термообработки труб на 10-15% за счет получени на трубах точных геометрических размеров и исключени операций Доследующей калибровки и обрезки торцов труб.increase in productivity of the gas pipe heat treatment process by 10–15% due to obtaining exact geometrical dimensions on the pipes and excluding the operations of Next-Calibration and trimming the ends of the pipes.

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

Claims

Claim

Method for heat treatment of welded pipes, ⁴⁵ including local induction heating of the weld and subsequent quenching and tempering of the entire pipe from induction heating, characterized in that, in order to ensure an equal strength weld and the base ⁵ ® metal, the weld is locally heated to 650-750 ° C, and subsequent heating of the entire pipe for hardening is carried out until the seam reaches a temperature of 920-1000 ° C.