Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ МУФТОВЫХ ТРУБ РАЗМЕРОМ 108Х18 ММ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО СПЛАВА МАРКИ ХН30МДБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 108×18 мм из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ, которые могут использоваться для изготовления муфт для насосно-компрессорных труб размером 88,9×6,45×9000-10700 мм, применяемых для добычи газа и газового конденсата в сероводородсодержащих средах. Изобретение также может быть использовано при производстве передельных горячекатаных труб размером 285×45×8000-8300 мм на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из расточенных центробежно-литых заготовок размером 450×110×2700±50 мм, порезки их на трубы-заготовки равной длины, для последующей механической обработки-расточки и обточки в передельные трубы-заготовки размером 273×30×4000-4150 мм и прокатки их на стане ХПТ 250 в холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×8000-8200 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 подьемом по диаметру от 1,05 до 1,4% и прокатку на пилигримовых станах с коэффициентом вытяжки 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 114,3×6,88×9000-10700 мм и из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ-Ш для добычи газа и газового конденсата в сероводородосодержащих средах, характеризующийся тем, что осуществляют выплавку электрошлаковым переплавом полых слитков размером 470×110×2700 мм или 430×105×2700 мм, расточку и обточку слитков в полые слитки-заготовки размером, соответственно, 460×100×2700 мм или 420×95×2700 мм, нагрев слитков-заготовок до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах в передельные горячекатаные трубы размером 290×35×9500 мм, или 260×30×8000 мм, или 310×40×7600 мм, или 288×45×4600 мм, расточку и обточку передельных горячекатаных труб в передельные трубы размером 273×25×4700 мм, или 245×16×2800 мм, или 245×16×5200 мм и прокатку на стане ХПТ в товарные насосно-компрессорные трубы размером 114,3×6,88×9000-10700 мм, причем прокатку на стане ХПТ передельных труб размером 273×25×4700 мм осуществляют по маршрутам 273×25-219×20-180×15-140×10-114,3×6,88 с относительными обжатиями по стенке δ_1т=20,0%, δ_2т=25,0%, δ_3т=33,3%, δ_4т=31,2%, а передельные трубы размером 245×16×2800 мм и 245×16×5200 мм прокатывают на стане ХПТ по маршрутам 245×16-219×13-168×11-140×9-114,3×6,88 с относительными обжатиями по стенке δ_1т=18,8%, δ_2т=15,4%, δ_3т=18,2%, δ_4т=23,6% (Патент РФ №2523398, опубл. 20.07.2014).

Одним из основных недостатков данного способа является то, что полые слитки-заготовки ЭШП имеют повышенную стоимость и при расходном коэффициенте металла более 2,0 приводит к значительному повышению цены на холоднодеформированные муфтовые трубы. Другим недостатком данного способа является то, что он направлен на технологию производства насосно-компрессорных труб размером 114,3×6,88 мм и не решает технологические вопросы производства труб размером 108×18 мм для изготовления муфт.

Задачей предложенного способа является производство конкурентно-способной продукции за счет использования при изготовлении передельных горячекатаных труб полых центробежно-литых заготовок, а следовательно, снижение расходного коэффициента металла и стоимости муфтовых труб размером 108×18 мм.

Техническим результатом предложенного способа является снижение металлоемкости способа производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 108×18 мм из коррозионно-стойкого сплава ХН30МДБ и снижение их стоимости.

Технический результат достигается новым способом производства холоднодеформированных муфтовых труб размером 108×18×8000-8200 мм из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ, включающим отливку полых центробежно-литых заготовок размером 450×120×2700±50 мм, их расточку до размеров 450×110×2700±50 мм, нагрев до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 195/201 мм в калибре 295 мм с коэффициентом вытяжки μ=3,39 в передельные горячекатаные трубы размером 285×45×8000-8300 мм, охлаждение, правку на шестивалковой правильной машине, их резку на две трубы равной длины, расточку и обточку до размеров 273×30×4000-4150 мм, прокатку их на стане ХПТ по маршрутам 273×30×4000-4150-219×27×5400-5650-168×24×7900-8100-133×21×11300-11700 мм, резку передельных холоднокатаных труб размером 133×21×11300-11700 мм на две трубы-заготовки размером 133×21×5650-5850 мм и прокатку их на стане ХПТ в товарные холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×8000-8200 мм с относительными обжатиями по стенке δ₁=10,0%,δ₂=11,1%, δ₃=12,5%, δ₄=14,3% и коэффициентами вытяжки μ₁=1,41, μ₂=1,50, μ₃=1,47, μ₄=1,45.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что производят отливку полых центробежно-литых заготовок размером 450×120×2700±50 мм, их расточку до размеров 450×110×2700±50 мм, нагрев до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 195/201 мм в калибре 295 мм с коэффициентом вытяжки μ=3,39 в передельные горячекатаные трубы размером 285×45×8000-8200 мм, охлаждение, правку на шестивалковой правильной машине, их резку на две трубы равной длины, расточку и обточку до размеров 273×30×4000-4150 мм, прокатку их на стане ХПТ по маршрутам 273×30×4000-4150-219×27×5400-5650-168×24×7900-8100-133×21×11300-11700 мм, резку передельных холоднокатаных труб размером 133×21×11300-11700 мм на две трубы-заготовки размером 133×21×5650-5850 мм и прокатку их на стане ХПТ в товарные холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×8000-8200 мм с относительными обжатиями по стенке δ₁=10,0%, δ₂=11,1%, δ₃=12,5%, δ₄=14,3% и коэффициентами вытяжки μ₁=1,41, μ₂=1,50, μ₃=1,47, μ₄=1,45.

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

Сравнение заявляемого технического 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 ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами и стане ХПТ 250 ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». По предлагаемой технологии в производство были заданы 5 центробежно-литых заготовок размером 450×120×2700 мм общей массой 13,261 т, которые были расточены в заготовки размером 450×110×2700 мм. Расточенные заготовки были нагреты до температуры пластичности и прокатаны на пилигримовом стане на конусных дорнах диаметром 195/201 мм в калибре 295 мм с коэффициентом вытяжки μ=3,39 в передельные горячекатаные трубы размером 285×45×8150 мм. После охлаждения передельные горячекатаные трубы прошли правку на шестивалковой правильной машине, а затем порезаны на две трубы равной длины. Трубы расточены и обточены до размеров 273×30×4075 мм. Механически обработанные передельные горячекатаные трубы прокатаны на стане ХПТ 250 по маршрутам 273×30×4075-219×27×5500-168×24×8000-133×21×11500 мм. Передельные холоднокатаные трубы размером 133×21×11500 мм порезаны на две трубы-заготовки размером 133×21×5750 мм и прокатаны на стане ХПТ 250 в холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×8100 мм с относительными обжатиями по стенке δ₁=10,0%, δ₂=11,1%, δ₃=12,5%, δ₄=14,3% и коэффициентами вытяжки μ₁=1,41, μ₂=1,50, μ₃=1,47, μ₄=1,45. Из десяти труб-заготовок размером 273×30×4075 мм на стане ХПТ 250 прокатано 10 муфтовых труб размером 108×18×8100 мм общей массой 6,510 т. Средний расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,037.

По существующей технологии (патент РФ №2545950) в производство были заданы 5 полых слитков ЭШП размером 470×135×2700 мм, общей массой 15,145 т, которые были расточены и обточены в слитки-заготовки размером 450×105×2700 мм, нагреты до температуры пластичности и прокатаны на пилигримовом стане в передельные горячекатаные трубы размером 285×38×9200 мм. Передельные горячекатаные трубы размером 285×38×9200 мм были порезаны на две трубы равной длины, расточены и обточены в трубные заготовки размером 273×25×4600 мм, которые были прокатаны на стане ХПТ 250 в товарные муфтовые трубы размером 108×18×7600 мм по маршрутам 273×25×4600-219×23×6000-168×21×8400-133×19,5×11400 мм. Передельные трубы размером 133×19,5×11400 мм были порезаны на две трубы равной длины и перекатаны на стане ХПТ 250 в товарные муфтовые трубы размером 108×18×7600 мм с обжатиями по стенке δ₁=8,0%, δ₂=8,7%, δ₃=7,1%, δ₄=7,7% и коэффициентами вытяжки μ₁=1,38, μ₂=1,46, μ₃=1,40, μ₄=1,37. Сдано 152 м труб размером 108×18×7600 мм общей массой 6,108 т. Расходный коэффициент металла по трубам данной партии составил 2,480. Данные по производству холоднокатаных муфтовых труб размером 108×18 мм из сплава марки ХН30МДБ-Ш из полых слитков ЭШП размером 4700×135×2700 мм (существующая технология) и из центробежно-литых заготовок размером 450×120×2700 мм (предлагаемая технология) приведены в таблице 1.

Из таблицы видно, что при производстве муфтовых труб размером 108×18 мм по предлагаемой технологии получено снижение расходного коэффициента металла на 443 кг на каждой тонне труб по сравнению с прокаткой при использовании в качестве передельных заготовок полых слитков ЭШП размером 470×135×2700 мм.

Таким образом, производство труб по предлагаемому способу из 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 стане ХПТ 250 в холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×8100 мм для изготовления муфт по сравнению с существующей технологией (патент РФ №2523398), позволяет снизить расход металла на 443 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 108×18 мм для изготовления муфт из коррозионно-стойкого сплава ХН30МДБ позволит снизить расход металла и их стоимость.