Файл: Биметаллические трубы..pdf

В табл. 7 и 8 приведены данные расчета толщины плакирующего слоя при внутренней и наружной плакировке труб с наружным диа­ метром 57 мм и толщиной стенки до 9 мм и двухслойных или биметал­ лических заготовок с наружным диаметром 82 мм и толщиной стенки от 9 до 18 мм при изменении коэффициента плакирования в пределах от 0 до 1. По данным таблиц построена номограмма для трубы и заготовки (рис. 2).

При внутренней плакировке

Рис. 2 перпендикуляром, восстановленным к оси абсцисс в точке, соответствующей толщине стенки 9 мм, делится на две части. Кривые, расположенные слева, относятся к биметаллическим трубам с на­ ружным диаметром 57 мм, а справа — к биметаллическим или двух­ слойным заготовкам (трубам) с наружным диаметром 82 мм. Трубы с наружным диаметром 57 мм могут быть горячекатаными или холод­ нокатаными, передельными или готовыми. Биметаллические трубы или двухслойные заготовки с наружным диаметром 82 мм чаще всего являются исходными заготовками при изготовлении биметалличе-

ских труб прокаткой на непрерывных станах и термодиффузионной сваркой.

При выборе толщины стенки заготовки для прокатки на непре­ рывном стане следует учитывать, что отношение толщины стенки за­ готовки к толщине стенки трубы должно быть не менее 2. Нельзя применять на действующих семиклетевых непрерывных станах заготовки с толщиной стенки менее 12 мм. С увеличением толщины

стенки прокатываемой трубы необходимо увеличивать и толщину стенки заготовки до 18—22 мм. При прокатке труб больших размеров увеличивается наружный диаметр заготовки, а одновременно может быть повышена и толщина ее стенки. Максимальная толщина стенки заготовки, а также максимальная и минимальная толщины стенки трубы ограничены техническими возможностями стана.

Расположение кривых для трубы и заготовки на одной номограмме позволяет легко определить толщину плакирующего слоя двухслой­ ной (биметаллической) заготовки и его допустимые пределы в пере­ дельной или готовой биметаллической трубе.

36

Порядок пользования номограммой следующий. На оси абсцисс находят точку, соответствующую значению номинальной суммарной толщины стенки двухслойной (биметаллической) заготовки S 2. От этой точки поднимаются по вертикали до встречи с кривой, отве­ чающей п„' г при наружной или внутренней плакировке соответ­ ственно. Ордината точки пересечения вертикали и кривой будет соответствовать толщине плакирующего слоя в двухслойной или биметаллической заготовке. Переходя из правой части номограммы в левую по данной кривой равных коэффициентов плакирования и одновременно от точки на оси абсцисс, отвечающей заданной толщине стенки или S 0 биметаллической передельной или готовой трубы, по вертикали находим точку их пересечения, ордината которой будет соответствовать номинальной толщине плакирующего слоя.

Минимальные и максимальные значения толщины плакирующего •слоя находят путем отыскания значений ординат точек пересечения перпендикуляра к абсциссе в точке S lt с кривыми, отвечающими соответственно минимальному и максимальному коэффициентам пла­ кирования.

Если птІп, ин г или nmax при выбранном масштабе не попадают на нанесенную кривую, то для пт[п и пн г следует принимать бли­ жайшую кривую большего значения коэффициента плакирования, а для птах— меньшего значения.

Как видно из табл. 7 и 8 и номограммы рис. 2, кривые изменения толщины плакирующего слоя равных значений коэффициента пла­ кирования с изменением номинальной толщины стенки мало отли­ чаются от прямых. Поэтому при построении кривых равных значе­ ний коэффициентов плакирования вполне, возможна замена их пря­ мыми. При такой замене погрешность будет нарастать с увеличением толщины стенки трубы 5 Хили S 0. Например, при увеличении тол­ щины стенки трубы с 4,5 до 9 мм и при п — 0,400 максимальная погрешность составит 0,059 мм, или 1,5%.

Если же учесть, что толщина стенки прокатываемых биметалли­ ческих труб находится в относительно узких пределах (от 4,5 до 7 мм), то при замене кривых прямыми, соединяющими значения ординат плакирующего слоя для этих толщин стенки, ошибка будет еще меньше. Более того, ошибку при такой замене можноеще умень­ шить, если прямые строить по ординатам для двух средних значений толщины стенки, т. е. для толщин стенок, находящихся в интервале 4,5—7 мм.

Значения толщины плакирующего слоя при наружной плакировке можно определить по номограмме, построенной для толщины плаки­ рующего слоя при внутренней плакировке. В этом случае отрезок ординаты между осью абсцисс и заданной кривой п соответствует

и наоборот.

При двусторонней плакировке расчет h2 и h3 ведут независимо одно от другого, т. е. при расчете одного из них пренебрегают вторым.

37

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ТРУБ

При промышленном производстве биметаллических труб для изготовления двухслойных заготовок используют горячекатаные или холоднокатаные трубы после их предварительной обработки.

Изготовление труб из сплошных заготовок механической обра­ боткой из-за больших потерь металла и высокой стоимости механи­ ческих операций допускается как исключение (для малых партий).

Горячекатаные толстостенные трубы из углеродистых и легиро­ ванных сталей после разрезки на мерные длины и обычного травле­

сжатия (рис. 3). Первый способ применяется при раздаче тонко­ стенных труб, второй — при раздаче толстостенных труб.

При калибровке изменяются все размеры трубы. Точность разме­ ров калиброванных труб зависит от исходного состояния материала, его подготовки, геометрии исходной заготовки, степени деформации, упругих деформаций инструмента, угла конусности оправки и со­ стояния ее поверхности и пр. Эти же факторы влияют и на усилие раздачи, знание которого необходимо для выбора мощности обору­ дования.

Определенный интерес представляют исследования процесса калибровки, проведенные на трубах из стали 10 размерами 81,Ох

X 11,0, 9 9 ,0 X 2 0 , 2 7 5 x 4 0 , 2 7 5 x 4 5 , 3 2 7 x 4 5 , 3 7 9 x 4 5 , 2 9 8 x 5 5 , 2 7 5 x 6 0 мм и длиной 300—350 мм. Были изучены основные факторы процесса раздачи: влияние угла образующей конуса оправки (а = = 2, 3, 6, 9 и 12°), геометрии исходной заготовки и величины остаточ­ ной деформации (1,5— 10,5 мм) на усилия раздачи и изменение^раз-

38

меров трубы. Средние значения усилий раздачи Ру приведены в табл. 9, а изменение овальности на рис. 4.

Овальность внутренней полости трубы при раздаче практически не зависит от диаметра и толщины стенки заготовки, величины раз­ дачи (при достижении остаточной пластической деформации) и угла образующей конуса оправки. Калибровка обеспечивает получение одинакового внутреннего диаметра труб и является эффективным средством уменьшения их овальности. Независимо от исходной ве­ личины овальность при раздаче резко уменьшается. Практика пока­ зывает, что более чем у 90% труб она не превышает 0,3 мм. Наиболь-

шую равномерность внутреннего диаметра по длине трубы обеспе­ чивает калибровка на оправках с малыми углами образующей ко­ нуса (до 6°).

Конусность оправки также существенно влияет на усилие раздачи труб. При раздаче толстостенных труб уменьшение конусности опра­ вок приводит к снижению усилия. Объясняется это уменьшением величины внеконтактной деформации, а также работы на изгиб воло­ кон. Это согласуется с данными исследований [18—20].

Таким образом, для особотолстостенных труб нужно применять оправки с углом наклона образующей конуса а = 3°, для труб со средней толщиной стенки (в исследованном случае трубы размером 81 X 11,0 и 298x20 мм) — 6° и для тонкостенных труб 9— 12°.

Для расчета усилий раздачи имеются формулы [21—23]. Формулы в работе [21] выведены без учета внеконтактных деформаций. Рас­ считанные по ним усилия раздачи толстостенных труб дают занижен­ ные значения по сравнению с фактическими иногда более чем в 2 раза.

В других формулах внеконтактная деформация учтена, но только для определения усилий раздачи относительно тонкостенных труб — с S J D n^ 0,1 (5П, Dn — толщина стенки и наружный диаметр моно­ металлической трубы до раздачи). В то же время известно, что с повы­ шением этого отношения внеконтактная деформация значительно возрастает, соответственно повышаются и усилия раздачи. Расчеты

39

40