UA65485A

UA65485A - Method for manufacture of multi-layer tubes

Info

Publication number: UA65485A
Application number: UA20031110650A
Authority: UA
Inventors: Foma Davydovych Davydov
Original assignee: Foma Davydovych Davydov
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2004-03-15

Abstract

The method for manufacture of multilayer tubes includes shaping of billet strip, rolling up of spiral round billet and its welding. Billet strip is moulded with formation on it of flat longitudinal stepped sections with a height equal to the thickness of the strip S, with a radius of connection R equal to the rounding radius of the edges.

Description

Винахід відноситься до трубного виробництва і може бути використаний для випуску труб великого діаметра для могутніх магістральних газопроводів і нафтової промисловості.The invention relates to pipe production and can be used for the production of large-diameter pipes for powerful main gas pipelines and the oil industry.

Відомий спосіб виготовлення труб |(1|Ї, при якому смугу подають під кутом до осі труби, що зварюється, формують, наближають попередньо сформовані крайки встик і зварюють струмами високої частоти, при цьому здійснюють попереднє формування передньої крайки за формою, заданою співвідношенням де:There is a known method of manufacturing pipes |(1|І, in which the strip is fed at an angle to the axis of the pipe being welded, shaped, the pre-formed edges are brought close to each other and welded with high-frequency currents, while the front edge is pre-formed according to the shape given by the ratio where:

Р - перемінний радіус вигину крайки;P - variable edge bending radius;

А - початковий радіус вигину крайки, що дорівнює радіусу труби; 7 - поточна умовна координата.A - the initial radius of the bend of the edge, which is equal to the radius of the pipe; 7 - the current conditional coordinate.

Основним недоліком відомого способу є залежність якості труби від нестабільності геометричних і міцнісних параметрів смуги, що приводить до необхідності доробки смуги, яка навивається, і не дозволяє виготовити без розшарувань труби з кількістю шарів більше трьох.The main drawback of the known method is the dependence of the quality of the pipe on the instability of the geometric and strength parameters of the strip, which leads to the need to complete the winding strip and does not allow the production of pipes with more than three layers without delamination.

Відомий спосіб виготовлення багатошарових зварених труб |2|, при якому трубу звертають нахлистом по гвинтовій спіралі зі смуги з безперервним радіусом кривизни по ширині, потім зварюють крайки смуги, який відрізняється тим, що з метою одержання заданих геометричних і міцнісних параметрів труб геометричні параметриємуги одержують зі співвідношення в де:There is a well-known method of manufacturing multilayer welded pipes |2|, in which the pipe is turned in a helical spiral from a strip with a continuous radius of curvature along the width, then the edges of the strip are welded, which differs in that in order to obtain the specified geometric and strength parameters of the pipes, the geometric parameters of the strips are obtained from ratio where:

О - діаметр труби;O - pipe diameter;

А - радіус кривизни смуги; б. товщина смуги; п - число шарів труби;A - radius of curvature of the strip; b. strip thickness; n - number of pipe layers;

В - ширина смуги, в а крок навивки П. використовують як компенсатор погрішностей геометричних параметрів смуги. ри ДРУМУ УМетою усунення осьових напруг зі спірального шва, ширину смуги визначають зі співвідношення 7 (1-п) де: ї - коефіцієнт тертя між шарами труби.B is the width of the strip, and the pitch of winding P. is used as a compensator for errors in the geometric parameters of the strip. ry DRUM U In order to eliminate axial stresses from the spiral seam, the width of the strip is determined from the ratio 7 (1-n) where: и is the coefficient of friction between the layers of the pipe.

Недоліком даного способу є низькі міцнісні характеристики виготовлених труб при впливі осьових напруг, навантаження від яких спрямоване нормально до звареного шва і тільки частково компенсується силами тертя між шарами смуги.The disadvantage of this method is the low strength characteristics of the manufactured pipes under the influence of axial stresses, the load from which is directed normally to the welded seam and is only partially compensated by the frictional forces between the layers of the strip.

Відомий спосіб виготовлення багатошарової труби ІЗЇ, що включає формування спіральношовної труби з заготовочної стрічки, з попереднім створенням на ній поздовжніх, паралельних крайкам смуг зі зміненою кристалічною структурою. Наявність такої смуги є бар'єром для розвитку лавинних тріщин, які виникають згодом у трубах, що знаходяться під постійним тиском робочого середовища.There is a known method of manufacturing a multilayer pipe of IZY, which includes the formation of a spiral seam pipe from a blank tape, with the preliminary creation on it of longitudinal, parallel to the edges of strips with a changed crystal structure. The presence of such a strip is a barrier to the development of avalanche cracks, which subsequently appear in pipes under constant pressure of the working environment.

Однак відомий спосіб не дозволяє одержати досить високі міцнісні характеристики труби при впливі осьових навантажень, що виникають в умовах експлуатації.However, the known method does not allow obtaining sufficiently high strength characteristics of the pipe under the influence of axial loads arising in operating conditions.

Найбільш близьким по суті і технічному результату, що досягається, є спосіб виготовлення багатошарової труби (|4), що полягає в попередньому формуванні заготовочної смуги зі створенням на її поверхні гофрованих дільниць, наступної спіральної навивки заготовки і зварювання її крайок. Наявність гофрованих дільниць збільшує міцнісні характеристики труби в умовах експлуатації.The closest in essence and the technical result that is achieved is the method of manufacturing a multilayer pipe (|4), which consists in the preliminary formation of a blank strip with the creation of corrugated sections on its surface, the subsequent spiral winding of the blank and welding of its edges. The presence of corrugated sections increases the strength characteristics of the pipe under operating conditions.

Недоліком відомого способу є низька опірність матеріалу труби до критичних тріщин, що виникають у трубах, які експлуатуються при високих постійних тисках.The disadvantage of the known method is the low resistance of the pipe material to critical cracks that occur in pipes that are operated at high constant pressures.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виробництва багатошарових труб шляхом вибору східчастої форми профілювання заготовочної смуги й оптимальних розмірів ширини і висоти кожної сходинки, що дозволить сінергетично збільшити коефіцієнт тертя між шарами смуги, що навивається, і обмежити довжину лавинних тріщин, які виникають при експлуатації, що забезпечує високі міцнісні і технологічні характеристики труби.The invention is based on the task of improving the method of production of multilayer pipes by choosing a stepped form of profiling of the blank strip and the optimal dimensions of the width and height of each step, which will allow to synergistically increase the coefficient of friction between the layers of the winding strip and limit the length of avalanche cracks that occur during operation. which ensures high strength and technological characteristics of the pipe.

Поставлена задача вирішується таким чином, що в способі виготовлення багатошарових труб, що включає формування заготовочної смуги, згортання з неї спіральної трубної заготовки і її зварювання, відповідно до винаходу, заготовочну смугу формують з утворенням плоских поздовжніх східчастих дільниць з висотою, рівною товщині смуги 5, з радіусом сполучення ПН, рівним радіусу скруглення крайок, при цьому ширину кожної дільниціThe problem is solved in such a way that in the method of manufacturing multilayer pipes, which includes forming a blank strip, rolling a spiral pipe blank from it and welding it, according to the invention, the blank strip is formed with the formation of flat longitudinal stepped sections with a height equal to the thickness of the strip 5, with a radius of connection PN equal to the radius of rounding of the edges, while the width of each section

Ви розраховують за авторською методикою:You calculate according to the author's method:

Ва - ло. сова ЦО, БП), де: ЗЛА;Wow. owl TSO, BP), where: ZLA;

О - зовнішній діаметр труби; о - кут формування;O - the outer diameter of the pipe; o - forming angle;

Пп - число східчастих дільниць.Пп - the number of stepped districts.

Застосування способу, що заявляється, забезпечує підвищення міцнісних характеристик труби, зменшення маси металу зварювального шва, можливість застосування смуг різної ширини.The application of the proposed method provides an increase in the strength characteristics of the pipe, a reduction in the weight of the weld metal, and the possibility of using strips of different widths.

Між істотними ознаками винаходу й технічним результатом, який одержується, існує причинно-наслідковий зв'язок, реалізований за допомогою вибору оптимальної геометрії смуги, що забезпечує підвищення коефіцієнта тертя між її шарами, що значно збільшує жорсткість і міцність труби, а також, термін її експлуатації. Крім того,Between the essential features of the invention and the technical result obtained, there is a cause-and-effect relationship, realized by choosing the optimal geometry of the strip, which ensures an increase in the coefficient of friction between its layers, which significantly increases the rigidity and strength of the pipe, as well as its service life . In addition,

якщо і виникають руйнівні напруги в зонах зварених швів, то довжина лавинного руйнування не перевищує довжини східчастої дільниці смуги що в п-раз менше, ніж у випадку намотування звичайної смуги.if there are destructive stresses in the zones of welded seams, then the length of the avalanche destruction does not exceed the length of the stepped section of the strip, which is n times less than in the case of winding a conventional strip.

Таким чином, застосування способу, що заявляється, дозволяє одержати багатошарову трубу, матеріал якої має малу довжину лавинного руйнування, а міцнісні характеристики якої значно перевершують аналогічні характеристики одношарових труб. Крім того, багатошарова труба може виготовлятися з більш дешевих матеріалів.Thus, the application of the claimed method makes it possible to obtain a multilayer pipe, the material of which has a short length of avalanche destruction, and the strength characteristics of which are significantly superior to the similar characteristics of single-layer pipes. In addition, a multilayer pipe can be made of cheaper materials.

Суть винаходу пояснюється зображеннями, наведеними на-фіг.1, 2.The essence of the invention is explained by the images shown in Fig. 1, 2.

Ва - 12...And - 12...

На фіг.1 показаний поперечний розріз смуги, де п ширина п-ої східчастої дільниці; 5 - товщина смуги; А - радіус скруглення крайок, на фіг.2 - поздовжній розріз багатошарової труби, де О - зовнішній діаметр труби.Fig. 1 shows a cross-section of the strip, where n is the width of the nth stepped section; 5 - strip thickness; A is the radius of rounding of the edges, in Fig. 2 is a longitudinal section of a multilayer pipe, where O is the outer diameter of the pipe.

Для здійснення способу необхідно по діаметру труби, який потребується, і припустимому тиску визначити параметри смуги, що навивається.To implement the method, it is necessary to determine the parameters of the winding strip based on the required pipe diameter and allowable pressure.

Спосіб реалізується таким чином.The method is implemented as follows.

Заготовочну смугу направляють у машину для здійснення гнуття і формують на ній поздовжні східчасті дільниці з радіусом сполучення К, висотою рівною товщині смуги 5, а ширину дільниць розраховують за авторською методикою. Потім східчасту смугу звертають у спіральну трубну заготовку і зварюють зовнішні і внутрішні шви.The blank strip is sent to the machine for bending and longitudinal stepped sections are formed on it with a radius of connection K, a height equal to the thickness of the strip 5, and the width of the sections is calculated according to the author's method. Then the stepped strip is turned into a spiral pipe blank and the external and internal seams are welded.

Приклад. Для виготовлення за пособом, який заявляється, труби діаметром 1200мм на тиск 10МПа зі сталі з припустимою напругою 97 50 а спочатку з умови міцності труби визначили товщину її стінки, що склала 20мм, а потім вибрали кількість шарів, товщину смуги і кут формування. Потім за авторською методикою розрахували кількість ступеней на смузі.Example. In order to manufacture a pipe with a diameter of 1,200 mm at a pressure of 10 MPa from steel with an allowable stress of 97 50 according to the application, first, from the condition of the strength of the pipe, the thickness of its wall was determined, which was 20 mm, and then the number of layers, the thickness of the strip and the angle of formation were selected. Then, according to the author's method, the number of steps on the strip was calculated.

При товщині стінки труби, що дорівнює 20мм, товщина смуги дорівнює 4мм. Кількість дільниць склала 5.With a pipe wall thickness of 20 mm, the strip thickness is 4 mm. The number of precincts was 5.

Експериментальні дослідження показали, що міцнісні характеристики такої труби значно перевищують міцнісні характеристики спіральних труб, що виготовляються за прийнятою технологією.Experimental studies have shown that the strength characteristics of such a pipe significantly exceed the strength characteristics of spiral pipes manufactured according to the accepted technology.

Таким чином, спосіб, який заявляється, дозволяє підвищити міцнісні характеристики труб, що виготовляються, і, відповідно, збільшити термін їх експлуатації.Thus, the proposed method allows to increase the strength characteristics of the manufactured pipes and, accordingly, to increase their service life.

Джерела інформації: 1. Авт. свід. СРСР Мо1590149, МПК? В21С17/12, 1990. 2. Авт. свід. СРСР Ме1696037, МПК? В21037/12, 1991.Sources of information: 1. Author. witness USSR Mo1590149, IPC? B21С17/12, 1990. 2. Author. witness USSR Me1696037, IPC? B21037/12, 1991.

З. Авт. свід. СРСР Ме1579598, МПК? В21С37/12, 1990. 4. Авт. свід. СРСР Ме1620172, МПК? В21037/12, 1991.Z. Auth. witness USSR Me1579598, IPC? B21С37/12, 1990. 4. Author. witness USSR Me1620172, IPC? B21037/12, 1991.

Ві Во бно Ва й тт тт ЕЕ т фр фею урі рекVi Wo bno Va y tt tt EE t fr feyu uri rec

Ї дк ж Н 9) диY dk same H 9) dy

Фіг. 1Fig. 1

ІВИВнИ щев, : т коша аа :IVIVnY shev, : t kosha aa :

ВЕН нен нинVEN nen nin

Фіг. 2Fig. 2

Claims

The method of production of multilayer pipes, which includes the formation of a blank strip, the rolling of a spiral pipe blank from it and its welding, which is characterized by the fact that the blank strip is formed with the formation of flat longitudinal stepped areas on it with a height equal to the thickness of the strip 5, with a radius of connection K , which is equal to the radius of rounding of the edges, while you calculate the width of each section according to the author's method:

Va -l.O-sovo KO, n),

where:

lk - Z4;

0 - the outer diameter of the pipe;

is - angle of formation;

n - the number of stepped sections.