Файл: Биметаллические трубы..pdf

толщину стенки и толщину плакирующего слоя. Значительная разностенность заготовок затрудняет получение биметаллических труб с постоянным соотношением слоев в требуемых допусках.

Размеры монометаллических труб рассчитывают, исходя из вы­ бранного способа производства биметаллических труб, возможностей используемого оборудования, сортамента, прочностных свойств и других характеристик готовых труб. При большинстве способов из­ готовления биметаллических труб применяют заготовки ограничен­ ной длины. Так, например, при прессовании биметаллических труб длина двухслойных заготовок находится в пределах от 250 до 700 мм.

Некоторые данные об исходных трубах, применяемых для произ­ водства биметаллических труб, приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАГОТОВОК И ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ

При производстве биметаллических труб из двухслойных и би­ металлических заготовок, а также при последующем переделе биме­ таллических труб, в подавляющем количестве случаев при устано­ вившемся процессе деформации происходит пропорциональная де­ формация металлов. Слои деформируются таким образом, что в очаге деформации сохраняется постоянным так называемый коэффициент плакирования я, представляющий собой отношение площади попереч­ ного сечения плакирующего слоя к общей площади поперечного се­ чения двухслойной (биметаллической) заготовки или передельной трубы. Это обеспечивает одинаковую осевую деформацию слоев.

20

Благодаря этому представляется возможность вести расчет размеров слоев заготовок и передельных труб по заданным размерам готовых труб, так как коэффициент плакирования для заготовки и для пере­ дельной трубы равен коэффициенту плакирования для готовой трубы.

Плакирующий слой может располагаться внутри или снаружи трубы. Соответственно этому должны определяться коэффициенты плакирования. Различают объемный п и весовой п" коэффициенты плакирования. Определение объемного коэффициента плакирования дано выше. Весовым коэффициентом плакирования называется от­ ношение веса плакирующего слоя биметаллической трубы к весу всей трубы.

Кроме этого, различают минимальный, номинальный и максималь­ ный коэффициенты плакирования. Эти коэффициенты рассчитывают соответственно по минимальной, номинальной и максимальной вели­ чине плакирующего слоя готовой трубы. При определении коэффи­ циентов плакирования в расчет принимается номинальная суммарная толщина стенки S 0 готовой трубы. Допусками по толщине стенки,' а также по наружному и внутреннему диаметрам пренебрегаем, так как их влияние относительно мало.

Способ определения коэффициентов плакирования из соотноше­ ния толщин слоев, применяемый при производстве листового биме­ талла, непригоден при изготовлении труб, так как в последнем слу­ чае необходимо учитывать значительное влияние изменяющихся радиусов кривизны.

Для написания уравнений коэффициентов плакирования при­

21

Употребление некоторых из перечисленных величин с индексами н. шах и н. min указывает на применение их в номинальном макси­

После выражения площадей через диаметры готовых и передельных труб, а также двухслойных (биметаллических) заготовок получим: при внутренней плакировке

Из уравнения (Іа) следует, что при внутренней плакировке пв растет с увеличением толщины плакирующего слоя, с уменьшением общей толщины стенки и с увеличением наружного и внутреннего диаметров трубы. В пределе, с увеличением диаметра до бесконеч­ ности, п может приближаться к значению коэффициента плакиро­ вания для листового биметалла с такой же толщиной слоя и стенки. Наоборот, пв уменьшается с увеличением S 0 и с уменьшением h и dv

Из уравнения (2а) видно, что при наружной плакировке пн также растет с увеличением толщины плакирующего слоя, с уменьшением

22

общей толщины стенки и с уменьшением наружного диаметра трубы. Наоборот, он уменьшается с увеличением 5 0 и d0 и с уменьшением hx.

Коэффициенты «в и пн могут изменяться в широких пределах (от нуля до единицы). Крайние пределы (п = 0 и п — 1) указывают, что стенка трубы однослойная. Так, например, при пв = 0 труба состоит только из основного металла, при пв = 1 — только из пла­ кирующего металла.

В отличие от изложенной методики определения коэффициентов плакирования и размеров двухслойных заготовок и передельных труб могут применяться и другие, в основу которых закладываются другие соотношения (например, соотношение сечений слоев трубы). Вид уравнений и абсолютные значения коэффициентов плакирова­ ния будут иными, результаты расчетов по ним — такими же.

Номинальные объемные коэффициенты плакирования исполь­ зуются при расчете исходных размеров труб из обоих металлов, идущих на изготовление двухслойных заготовок, а также слоев биметаллических заготовок; минимальные и максимальные — при расчете пределов толщины плакирующего слоя на передельных би­ металлических трубах и заготовках, а также при расчете номиналь­ ных групповых коэффициентов при унификации размеров заготовок.

Коэффициент плакирования (по массе) выражается так:

или

При наружной плакировке

(5)

или

(5а)

23

Уравнения (4) и (4а), а также уравнения (5) и (5а) равнозначны, и можно пользоваться любым из них.

Таким образом, коэффициент плакирования (по массе) учитывает не только сечение слоев обоих металлов, но и их плотность.

При плотности плакирующего металла, превышающей плотность основного (упл >Уо). коэффициент плакирования (по массе) больше объемного (я" > я) и, наоборот, при упл < у0 я" < я.

Соответственно этому при упл > у0 масса одного метра биметал­ лической трубы больше массы одного метра трубы из основного металла и меньше массы трубы такого же размера из плакирующего металла. Наоборот, при упл ■< у0 масса одного метра биметалличе­ ской трубы меньше массы одного метра трубы из основного металла и больше массы трубы из плакирующего металла

Номинальные коэффициенты плакирования (по массе) исполь­ зуются для расчета потребного количества труб из плакирующего металла. При этом уравнением (3) удобно пользоваться при расчете коэффициента плакирования по массе исходных труб, а уравне­ ниями (4)—(5а) — при расчете по размерам готовых труб. Размеры готовых труб, в том числе толщины слоев, указываются в техниче­ ских условиях, поэтому я легко рассчитать. Наружные и внутренние диаметры двухслойных и биметаллических заготовок и передельных биметаллических труб выбирают с учетом применяемого технологи­ ческого процесса, технической характеристики используемого обо­

£ L — D, h — p

«2 — 2

Значения h2 и ht могут быть получены и из уравнения (2а). При наружном плакировании

Dp = y D l - n H( D l - D \ )

24