Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ МУФТОВЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 187,7х25х12300-12900 ММ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО СПЛАВА МАРКИ ХН30МДБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 187,7×25×12300-12900 мм из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ, которые могут использоваться для изготовления муфт для обсадных труб размером 168,28×7,32-15,88×7000-12000 мм, применяемых для добычи газа и газового конденсата в сероводородсодержащих средах. Изобретение также может быть использовано при производстве передельных горячекатаных труб размером 340×55×4800-5000 мм на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из расточенных и обточенных центробежно-литых заготовок размером 470×115×2700±50 мм, для последующей механической обработки-расточки и обточки в передельные трубы-заготовки размером 325×40×4800-5000 мм и прокатки их на станах ХПТ в холоднодеформированные трубы размером 187,7×25×12300-12900 мм для изготовления муфт.

В трубной промышленности известен способ производства горячекатаных передельных труб из труднодеформируемых марок стали и сплавов на установках с пилигримовыми станами, включающий сверловку слитков-заготовок ЭШП на диаметр 100±5 мм, нагрев их до температуры пластичности, экспандирование в полые заготовки с вытяжкой μ=1,2-1,8 без подъема по диаметру, обтачивание и растачивание их до удаления ковочных дефектов, нагрев до температуры пластичности и прокатку на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,0 или экспандирование сверленых слитков-заготовок ЭШП в полые заготовки с вытяжкой μ=0,9-1,5, с подъемом по диаметру от 1,05 до 1,4% и прокатку на пилигримовых станах с вытяжкой μ≤5,5 (Патент РФ №2242302 от 20.12.2004, кл. В21В 21/04, бюл. №35).

Недостатком данного способа является использование в качестве передельных заготовок сверленых слитков-заготовок ЭШП, дополнительные операции по экспандированию и механической обработке передельных экспандированных трубных заготовок, повышенный расход дорогостоящего металла в стружку, что в конечном итоге приводит к значительному повышению стоимости готового изделия.

Наиболее близким техническим решением является способ производства бесшовных холоднодеформированных насосно-компрессорных труб размером 168,3×10,6×5000-10000 мм и из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ-Ш для добычи газа и газового конденсата в сероводородсодержащих средах, характеризующийся тем, что осуществляют отливку полых слитков электрошлаковым переплавом размером 470×110×2700 мм или 430×105×2700 мм, расточку и обточку слитков в слитки-заготовки размером 460×100×2700 мм и 420×95×2700 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 234/239 и 199/204 мм в передельные горячекатаные трубы размером 325×45×6400 мм и 260×30×8000 мм, разрезку труб на две трубы равной длины, расточку и обточку передельных горячекатаных труб в трубы-заготовки размером 310×30×3200 и 245×16×4000 мм, прокатку механически обработанных труб-заготовок размером 310×30×3200 мм на станах ХПТ по маршрутам 310×30 - 273×23 - 219×16 - 168,3×10,6 мм с относительными обжатиями по стенке соответственно δ_1т=23,3%, δ_2т=30,0% и δ_3т=33,8%, а труб-заготовок размером 245×16×4000 мм - по маршрутам 245×16 - 219×13 - 168,3×10,6 мм с относительными обжатиями по стенке соответственно δ_1т=12,8% и δ_2т=18,5% в холоднодеформированные насосно-компрессорные трубы размером 168,3×10,6×5000-10000 мм (Патент РФ №2545950. Опубл. 10.04.2015).

Недостатками данного способа является то, что полые слитки-заготовки ЭШП имеют повышенную стоимость, что при расходном коэффициенте металла более 2,0, приводит к значительному повышению цены на холоднодеформированные муфтовые трубы и то, что данный технологический процесс направлен на производство бесшовных холоднодеформированных насосно-компрессорных труб размером 168,3×10,6×5000-10000 мм и не решает технологические вопросы производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 187,7×25×12300-12900 мм.

Задачей предложенного способа является освоение производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 187,7×25×12300-12900 мм, производство конкурентоспособной продукции за счет использования при изготовлении передельных горячекатаных труб полых центробежно-литых заготовок, снижение расхода металла, а, следовательно, снижение стоимости муфтовых труб размером 187,7×25×12300-12900 мм.

Технический результат достигается тем, что способ производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 187,7×25 мм для изготовления муфт из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ включает отливку полых центробежно-литых заготовок размером 470×115×2700±50 мм, расточку и обточку до размеров 460×100×2700±50 мм, нагрев заготовок до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 231/237 мм в калибре 351 мм с вытяжкой μ=2,25 в передельные горячекатаные трубы размером 340×55×4800-5000 мм, правку на шестивалковой правильной машине, охлаждение, расточку и обточку до размеров 325×40×4800-5000 мм, прокатку на станах ХПТ по маршрутам 325×40×4800-5000 - 273×35×6300-6600 - 219×30×9000-9400 - 187,7×25×12300-12900 мм с относительными обжатиями по стенке δ_1m=12,5%, δ_2m=14,3%, δ_3m=16,7% и коэффициентами вытяжки μ₁=1,37, μ₂=1,47, μ₃=1,40.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что производят отливку центробежно-литых заготовок размером 470×115×2700±50 мм, расточку и обточку до размеров 460×100×2700±50 мм, нагрев заготовок до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 231/237 мм в калибре 351 мм с вытяжкой μ=2,25 в передельные горячекатаные трубы размером 340×55×4800-5000 мм, правку на шестивалковой правильной машине, охлаждение, расточку и обточку до размеров 325×40×4800-5000 мм, прокатку на станах ХПТ по маршрутам 325×40×4800-5000 - 273×35×6300-6600 - 219×30×9000-9400 - 187,7×25×12300-12900 мм с относительными обжатиями по стенке δ_1m=12,5%, δ_2m=14,3%, δ_3m=16,7% и вытяжками μ₁=1,37, μ₂=1,47, μ₃=1,40.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Сравнение заявляемого решения (способа) не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности «новизна».

Способ опробован на трубопрокатной установке с пилигримовыми станами 8-16'' и на станах ХПТ 450 и ХПТ 250 ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». В производство были заданы 5 трубных заготовок размером 325×40×4900 мм, полученные механической обработкой горячекатаных передельных труб размером 340×55×4900 мм, прокатанных на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из полых слитков ЭШП размером 480×120×2700 мм (патент РФ №2545950 - существующая технология) и 5 передельных горячекатаных механически обработанных труб - заготовок размером 325×45×4900 мм, полученных из полых центробежно-литых заготовок размером 470×115×2700 мм путем механической обработки-расточки и обточки горячекатаных труб размером 340×55×4900 мм в трубные заготовки размером 325×40×4900 мм.

По предлагаемой технологии из пяти передельных труб размером 325×40×4900 мм на станах ХПТ 450 и ХПТ 250 прокатано 5 труб размером 187,7×25×12600 мм. Сдано 63 м муфтовых труб размером 187,7×25×12600 мм общей массой 6357 кг. Суммарный расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,151.

По существующей технологии 5 горячекатаных труб размером 325×40×4900 мм были прокатаны на станах ХПТ 450 и ХПТ 250 в 5 холоднодеформированных муфтовых труб размером 187,7×25×12600 мм. Сдано 63 м труб общей массой 6357 кг. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,276.

Данные по производству холоднодеформированных труб размером 187,7×25 мм для изготовления муфт из сплава ХН30МДБ-Ш из полых слитков ЭШП размером 480×120×2700 мм (существующая технология) и из полых центробежно-литых заготовок размером 470×115×2700 мм (предлагаемая технологи) приведены в таблице 1.

Таким образом, производство труб по предлагаемому способу из полых центробежно-литых заготовок с прокаткой их на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами в передельные горячекатаные трубы для последующей механической обработки - расточки и обточки - в передельные механически обработанные трубы для последующего переката их на станах ХПТ 450 и ХПТ 250 в холоднодеформированные трубы размером 187,7×25×12300-12900 мм для изготовления муфт по сравнению с существующей технологией (патент РФ №2545950) позволяет снизить расход металла на 125 кг и их стоимость за счет снижения стоимости ЦЛЗ более чем в 1,5 раза по сравнению с полыми слитками ЭШП.

Использование предлагаемого способа производства холоднодеформированных труб размером 187,7×25×12300-12900 мм для изготовления муфт из коррозионно-стойкого сплава ХН30МДБ позволит снизить расход металла и их стоимость.