Способ термомеханической обработки трубы

Авторы патента:

C21D1/40 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

B21J5/04 - с использованием непосредственного воздействия давления пневмо-гидравлической среды или энергии взрыва

Владельцы патента RU 2500821:

Иванов Кирилл Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления и ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ). Для обеспечения высокого комплекса прочностных свойств и мелкозернистой однородной структуры концы труб нагревают до Ас₃+(180÷230)°C, затем фиксируют трубу одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы. Высадку каждого конца трубы проводят за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации от 20 до 67% и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. После охлаждения трубу подвергают отпуску путем электроконтактного нагрева всего объема трубы до 200-300°C. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления, а также для ремонта насосно-компрессорных труб (НКТ), в частности для высадки труб имеющих разнотолщинность стенки в сечении, обусловленную эксплуатацией трубы в агрессивных средах и механическим износом.

Известен способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов трубы, высадку в гидравлическом прессе, извлечение трубы из пресса и охлаждение концов. (RU 2414983 С2, B21J 13/02, 27.03.2011).

Известен способ изготовления насосно-компрессорной трубы, включающий высадку концов мерных труб на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), нагрев высаженных труб в печи до 950-1050°С, закалку путем охлаждения в воде, отпуск, теплую правку и окончательное охлаждение (SU 992601 A, C21D 9/08, 30.01.1983).

Наиболее близким аналогом является способ обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов мерных труб до Ас₃+(230÷360)°С, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине со степенью деформации 57,2%, нагрев под отпуск до заданной температуры путем пропускания электрического тока по всему объему трубы с выдержкой. (RU 2418078 C1, C21D 9/08, 10.05.2011).

Задачей изобретения является создание более эффективного способа высадки концов насосно-компрессорных труб.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность получения насосно-компрессорных труб с высоким комплексом прочностных свойств, мелкозернистой однородной структурой по их длине и сечению, а также возможность производить высадку труб обладающих разнотолщинностью стенки по их длине и сечению, обусловленную в частности естественным износом труб в процессе эксплуатации.

Для достижения технического результата в способе термомеханической обработки насосно-компрессорной трубы, включающем нагрев концов труб, фиксацию трубы одновременно в двух местах: в матрице и с помощью зажима на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы за один проход пуансона на горизонтально-ковочной машине, охлаждение, электроконтактный нагрев всего объема трубы под отпуск, нагрев концов трубы осуществляют до Ас₃+(180÷230)°С, фиксацию трубы ведут с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы, высадку проводят со степенью деформации от 20 до 67%, а нагрев под отпуск ведут до 200-300°С.

Для предотвращения осевого перемещения трубы во время высадки в классических вариантах технологии применяется жесткий упор торца трубы неподвергающегося высадке. Недостатком этого приема является то, что при этом для труб достаточной длины возникает изгибающий момент и нарушается соосность в цепочке матрица - заготовка - пуансон, вследствие чего не могут быть обеспечены требуемые параметры высаженной части трубы.

Для устранения указанных недостатков предлагается закреплять трубу с помощью зажима.

Зажим располагается на расстоянии 500÷4500 мм от торца высаживаемого конца трубы. Жесткость установки зажима должна исключать его перемещение от действия усилия высадочного ползуна ГКМ.

Пример реализации способа.

Обработке подвергают иасосно-компрессорную трубу (ГОСТ 633-80), группы прочности «Д» диаметром 73 мм, внутренним диаметром от 62 до 62,9 мм, минимальной толщиной стенки как по длине, так и по сечению трубы, равной 4,6 мм, длиной 9,2 м из стали 45, исходной структурой имеющей размер зерна 7-8 баллов. Предварительно концы труб длиной 150 мм нагревают в щелевой газовой печи до температуры ковки 1000°С, затем трубу фиксируют одновременно в матрице и на расстоянии 2000 мм от нагретого конца, например гидравлическим зажимом, затем производят высадку за один проход пуансона со степенью деформации до 47%, где формируют высаженный конец длиной 150 мм с наружным диаметром 78,6 мм, внутренним диаметром в плоскости торца трубы 62 мм, толщиной стенки 8,3 мм. Трубу с высаженными концами после ковки охлаждают на воздухе до комнатной температуры 20°С. После остывания трубу подвергают электроконтактному нагреву до температуры отпуска (200÷300)°С, после чего трубу охлаждают до комнатной температуры.

После опиловки заусенца трубы подвергают контролю по геометрическим характеристикам, дефектам наружной и внутренней поверхности и общей изогнутости трубы на соответствие требованиям ГОСТ633-80, ГОСТ Р 52203-2004.

Результаты проверки качества микроструктуры и механических свойств труб представлены в таблице.

№ образ- ца	Участок отбора образцов	Временное сопротивление σ_в, МПа	Предел текучести σ_т, МПа	Относительное удлинение δ, %	Твердость, HRC	Величина зерна, №
1.1	Высаженная часть	738	435	19.5	16	6
732	420	19.0
1.2	Переходная зона	730	441	18.5	16	6
724	427	19,0
1.3	Тело заготовки	750	442	21,0	15	7
745	451	21,0
Требование ГОСТ 633-80, Группа прочности Д. Исполнение А.	не менее 655	не менее 379	не менее 14,3
не более 552

Способ термомеханической обработки насосно-компрессорной трубы, включающий нагрев концов труб, фиксацию трубы одновременно в матрице и с помощью зажима на заданном расстоянии от высаживаемого конца трубы, высадку каждого конца трубы на горизонтально-ковочной машине, охлаждение и электроконтактный нагрев всего объема трубы под отпуск, отличающийся тем, что нагрев концов трубы под высадку осуществляют до температуры Ас₃+(150÷250)°C, фиксацию трубы ведут с помощью зажима на расстоянии 500÷4500 мм от высаживаемого конца трубы, при этом высадку проводят со степенью деформации от 20 до 67%, а нагрев под отпуск - до 200÷300°C.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термической обработке деталей с использованием индукционного нагрева. Для предохранения от окисления и улучшения качества внутренней поверхности детали осуществляют закалку детали с нагрева токами высокой частоты при одновременной подаче охлаждающей жидкости на внутреннюю и наружную поверхности трубных деталей в стенде, который содержит стойку, гидравлический подъемник, приспособление, состоящее из верхнего центра, корпуса и пружины сжатия, нижнего центра, индуктора, узла управления подачи охлаждающей жидкости, при этом в верхнем центре выполнены каналы с определенными сечением и углом для подачи и равномерного распределения охлаждающей жидкости на внутренней поверхности трубной детали.

Высокопрочная бесшовная стальная труба, обладающая очень высокой стойкостью к сульфидному растрескиванию под напряжением для нефтяных скважин и способ ее изготовления // 2493268

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой стойкости труб для нефтяных скважин к сульфидному растрескиванию под напряжением (СРН-стойкость) бесшовная стальная труба содержит, мас.%: от 0,15 до 0,50 С, от 0,1 до 1,0 Si, от 0,3 до 1,0 Mn, 0,015 или менее P, 0,005 или менее S, от 0,01 до 0,1 Al, 0,01 или менее N, от 0,1 до 1,7% Cr, от 0,4 до 1,1% Мо, от 0,01 до 0,12 V, от 0,01 до 0,08 Nb, от 0,0005 до 0,003 В или дополнительно содержит от 0,03 до 1,0 мас.% Cu и имеет микроструктуру, которая содержит 0,40% или более растворенного Mo и фазу отпущенного мартенсита, которая является главной фазой и которая имеет зерна первичного аустенита с размером зерна 8,5 или более и 0,06 мас.% или более диспергированного осадка M2C-типа, имеющего по существу зернистую форму.

Устройство для термоправки одногофровых сильфонов // 2490338

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для термоправки сильфонов. .

Способ термической обработки сварных труб // 2484149

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных труб различного назначения. .

Способ термообработки лифтовых труб типа "труба в трубе" // 2479647

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении.

Способ термической обработки лифтовых труб типа "труба в трубе" // 2478125

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства.

Нефтегазопромысловая бесшовная труба из мартенситной нержавеющей стали и способ ее изготовления // 2468112

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению нефтегазопромысловой бесшовной трубы из мартенситной нержавеющей стали, обладающей прочностью с пределом текучести YS на уровне 95 кфунт/кв.дюйм (665-758 МПа) и повышенной низкотемпературной ударной прочностью.

Способ термической обработки лифтовых труб малого диаметра типа "труба в трубе" // 2467077

Изобретение относится к области термической обработки лифтовых труб малого диаметра типа «труба в трубе» диаметром от 60 до 80 мм, требующих вакуумирования межтрубного пространства.

Способ изготовления трубы для технологических нужд нефтяных скважин // 2464327

Изобретение относится к области металлургии и нефтяного машиностроения и может быть использовано для изготовления насосно-компрессорных труб с высаженными наружу концами (НКТ-В) и бурильных труб из легированных конструкционных сталей.

Способ термической обработки холоднодеформированных труб // 2464326

Изобретение относится к области термической обработки холоднодеформированных труб, используемых при производстве парогенераторов энергоблоков с реакторами БН-600, БН-800.

Пресс для закалки дисков в водоохлаждаемых штампах // 2499841

Изобретение относится к устройствам для термической обработки стали и может быть использовано в тракторо- и автомобилестроении, преимущественно при восстановлении или ремонте фрикционных дисков коробок передач.

Способ удлинения сваи // 2499655

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, закладываемым в грунты с вечной мерзлотой. Способ включает разделку торцов элементов сваи.

Способ охлаждения горячей полосы, наматываемой в рулон горячей полосы, устройство для охлаждения рулона горячей полосы, устройство управления и/или регулирования и полоса металла // 2499644

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения контролируемого равномерного охлаждения рулона горячей полосы и получения однородных свойств рулон (1) горячей полосы (2) размещают в устройстве промежуточного хранения, при этом рулон опирают и вращают (100) посредством контакта его боковой поверхности (5) с, по меньшей мере, одним элементом для охлаждения в виде ролика (3, 7).

Способ производства толстолистовой стали // 2499059

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения листовой стали на толстолистовых реверсивных станах. Для повышения производительности процесса способ включает нагрев слябов, черновую прокатку в раскат промежуточной толщины, охлаждение раската и последующую его многопроходную чистовую прокатку с регламентированной температурой начала и конца прокатки в лист конечной толщины, при этом охлаждение раската осуществляют путем возвратно-поступательного перемещения по водоохлаждаемым роликам, внутренняя полость бочки которых предварительно заполнена шариками из теплопроводящего материала.

Стенд для закалки валов и трубных деталей // 2499058

Ствол автоматического стрелкового оружия, изготовленный методом холодного радиального обжатия, и способ его местной закалки // 2498185

Группа изобретений относится к области военной техники и может быть использована при создании автоматического стрелкового оружия, например стволов единых пулеметов, изготовленных методом холодного радиального обжатия.

Закаленная мартенситная сталь с низким содержанием кобальта, способ получения детали из этой стали и деталь, полученная этим способом // 2497974

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению закаленной мартенситной стали, используемой для изготовления различных конструкционных и приводных деталей.

Способ получения арматурной проволоки из высокоуглеродистой стали // 2496888

Изобретение относится к металлургии, в частности к метизному производству, и может быть использовано при производстве из высокоуглеродистой стали проволоки больших диаметров, преимущественно 9-12 мм, предназначенной для изготовления, например, высокопрочной арматуры для железобетонных шпал.

Охлаждающая ванна для рельсов // 2496886

Группа изобретений относится к области термической обработки головки рельсов в охлаждающей ванне. Охлаждающая ванна содержит по меньшей мере один продольный отсек (1), включающий центральную емкость (31) для погружения в нее обрабатываемой головки рельса, подающий коллектор (2) для подачи текучей среды, две вторичные емкости (32), расположенные по бокам от центральной емкости (31) для сбора охлаждающей текучей среды, когда она переливается через верхний край первичной центральной емкости (31).

Печь для термообработки изделий // 2496885

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве мелких изделий машиностроения под закалку, нормализацию, отпуск и цементацию.

Способ изготовления трубы для технологических нужд нефтяных скважин // 2464327