Файл: Биметаллические трубы..pdf

11

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Биметаллические трубы применяют как изделия со специфиче­ скими свойствами благодаря выбранной комбинации металлов или как изделия, в которых плакирующий слой играет роль коррозион­ ной защиты.

Биметаллические трубы при осуществлении многих технологиче­ ских процессов имеют значительное преимущество перед монометал­ лическими.

Например, стойкость труб из углеродистой стали в аппаратах по производству каустической соды составляет 2 месяца, а биметал-

12

лические трубы (углеродистая сталь + никель) в этих аппаратах служат 10— 15 лет.

В нашей стране и за рубежом для изготовления трубопроводов сжатого воздуха и кислорода используют биметаллические трубы с внутренним слоем из меди. Хорошо зарекомендовали себя в усло­ виях службы биметаллические трубы из нержавеющей стали и меди в конденсаторах и теплообменных аппаратах. Они обеспечивают хорошую теплопроводность и высокую коррозионную стойкость в солевых растворах и морской воде [1]. В теплообменниках приме­ няют также трубы из нержавеющей стали с наружным слоем из меди или бронзы. Наружный слой стоек в соленой охлаждающей воде, а внутренний— в среде горячих газов [2]. В этих условиях трубы в теплообменниках работают без замены более 4 лет, а трубы из не­ ржавеющей стали выходят из строя через каждые 2 года. Предпола­ гается, что срок службы биметаллических труб в теплообменниках может быть доведен до 8— 10 лет [3].

Стальные трубы, плакированные медью, используют в аммиач­ ных рефрижераторах, для транспортировки осветительных газов по подземным трубопроводам, на нефтеочистительных заводах, при производстве синтетического каучука.

Значительный эффект дает применение биметаллических труб углеродистая сталь + бронза в производстве подшипников скольже­ ния для тракторов: резко повышается ресурс работы двигателей и

вый сплав используют в аппаратах крекинга нефти, при этом резко уменьшается абразивный износ трубопроводов.

Биметаллические трубы с наружным слоем из углеродистой стали и внутренним слоем из нержавеющей стали применяют в реакторах и пароперегревателях ядерных установок [5].

СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА

В трубной промышленности разработано несколько способов производства биметаллических труб [6, 7]: горячей деформацией так называемых двухслойных и биметаллических заготовок на прес­ сах и на непрерывных, пилигримовых, прошивных и волочильных станах; холодной деформацией; термодиффузионной сваркой; цен­ тробежным литьем; сваркой взрывом; электролитическим осажде­ нием плакировочного слоя на основной; прессовой сваркой — пай­ кой двухслойных заготовок в вакууме.

Перечисленными способами, за исключением последнего, можно изготовлять товарные и передельные биметаллические трубы, прес­ совой сваркой — пайкой только передельные трубы с обязательным последующим горячим или холодным их переделом.

13

Во всех случаях, кроме центробежного литья и электролитиче­ ского осаждения, исходными заготовками являются двухслойные. Кроме того, для способов горячей и холодной деформации исходными заготовками могут быть, биметаллические отливки и заготовки, полу­ ченные прессовой сваркой-пайкой. При центробежном литье исход­ ными составляющими являются раздельно выплавленные жидкие металлы, поочередно заливаемые в центробежную машину; при электролитическом осаждении —• трубы из основного металла и соответствующие электролиты, образующие плакирующие слои.

Каждый способ имеет свои преимущества, недостатки и границы использования. Целесообразность применения того или иного спо­ соба в конкретном случае определяется сочетанием металлов, сорта­ ментом труб и требованиями к их качеству.

В настоящее время изготовляют биметаллические трубы широкого сортамента из различных по физическим свойствам металлов, удо­ влетворяющие самым разнообразным требованиям к качеству по­ верхности, прочности сварки слоев и геометрическим размерам.

При разработке способов изготовления биметаллических труб исследовали .характер деформации металла слоев, изменение их геометрических размеров, прочности и сплошности сварки, струк­ туры слоев и границы между ними, физических и химических свойств, механических и технологических характеристик труб. Были созданы методики для определения усилий совместного деформирования слоев, прочности их сварки, размеров. Теоретические исследования дали возможность получить формулы для расчета оптимальных пара­ метров процессов переработки двухслойных и биметаллических заготовок в трубы.

Ниже рассматриваются некоторые особенности и возможности основных способов изготовления биметаллических труб.

Способы горячей деформации обеспечивают пропорциональную деформацию слоев двухслойных и биметаллических заготовок. За счет высокой температуры и давления слои свариваются в очаге деформации (иногда сварка происходит уже при нагреве заготовок).

Широкое практическое применение из указанных способов полу­ чили прессование [8], прокатка на непрерывном стане и прокатка

способ, позволяющий изготовлять трубы широкого сортамента (диаметрами 38—460 мм) из многих сочетаний металлов.

Благодаря большой степени деформации, которая обусловли­ вает высокие удельные давления на контактной поверхности и зна­ чительное ее обновлейие, а также высоким скоростям деформации этот способ обеспечивает очень высокую прочность сварки слоев. Применение при прессовании технологического инструмента с круг­ лой калибровкой позволяет получать более равномерную толщину слоев.

К преимуществам этого способа надо отнести также возможность использования исходных заготовок сравнительно малой длины,

14