Технология гибка титановых труб

Для транспортировки нефти или газа, требуется предварительная гибка труб. Без данной процедуры не сможет обойтись строительная или промышленная сфера деятельности. Чтобы организовать прочный поворот, на практике используются надежные соединительные элементы в виде фитингов.

Технология гибка титановых трубРис 1. Гибка труб

Однако такая технология подходит не для каждой системы и зависит от материала. Если согнуть трубу, можно сохранить достойный вид, не нарушая целостности конструкции.

Технология и особенности

Создавая любую трубопроводную систему, специалисты подбирают изделия из различных металлов. Это связано с тем, что каждый обладает разными техническими характеристиками.

Чтобы изменить форму конструкции, осуществляется воздействие посредством радиальных и тангенциальных сил.  Первые необходимы для деформации сечения, а за счет вторых происходит образование складок.

Важно, чтобы после завершению всех процедур, радиус остался прежним, а внутри стенок должна отсутствовать гофра.

Технология гибка титановых трубРис 2. Как происходит гибка

В процессе производства металлических конструкций с использованием цельного материала, вместо сварки используют альтернативный вариант — гибку труб. Можно выделить несколько основных причин, объясняющих данный выбор:

  1. Материалоемкость снижается в связи с отсутствием варочных элементов.
  2. Сравнивая с системами, где присутствуют резьбовые или сварочные соединения, в данном случае показатель трудоемкости значительно меньше.
  3. Улучшается гидроаэродинамика созданного прохода.
  4. Сравнивая с проведением сварочных работ, при сгибании труб отсутствует негативное воздействие на конструкцию.
  5. Создание герметизации и высокой надежности.

Классификация

Выбор способа для гибки труб зависит от нескольких факторов:

  • Материал, из которого изготовлен трубопровод;
  • Толщина труб;
  • Какой профиль;
  • Сечение, диаметр и высота;
  • Радиус сгибаемой поверхности;
  • С какой точностью нужно сгибать трубы;
  • Какой размер деформации допускается в соответствии с нормами, установленными по ГОСТу;
  • Насколько остается прочной конструкция в местах сгиба.

Существует 4 основных вида гибки труб:

  1. Горячая.
  2. Холодная.
  3. Посредством переносных трубогибов.
  4. Станочная.

Каждый метод имеет свои приспособления для гибки.

Использование горячей гибки

Данный способ актуален, когда у специалиста отсутствует необходимый инструментарий для использования холодного метода. Это трудоемкий процесс, где осуществляется предварительный нагрев с использованием специальных наполнителей.

В данной ситуации актуально использование просеянного речного песка. Важно, чтобы он не содержал органических дополнений и измельченных фракций. В противном случае, под воздействием высоких температур песок может пригореть к стенкам конструкции.

Также важно исключить попадание влажного сырья, поскольку это создаст пар и увеличит давление.

Технология гибка титановых трубРис 3. Горячая гибка

*

Гибка труб с индукционным или горячим нагревом должна осуществляться при температурном режиме в пределах 900 градусов.

Важно следить, чтобы не произошло пережога, а также использовать только один нагрев, иначе качество конструкции может ухудшиться.

Как только все процедуры будут осуществлены, необходимо удалить песок и очистить полости от остаточных загрязнений. Заглушки также ликвидируются.

Особенности холодной гибки

Тут много преимуществ в сравнении с горячей гибкой. Данный метод обладает высокой производительностью, что позволяет снизить материальные затраты на проведение. Холодная гибка оптимально подойдет не только для черных, но и цветных материалов, обладающих высокой пластичностью. Так, например, согнуть трубу из меди или алюминия в спираль можно без воздействия высоких температур.

Технология гибка титановых трубРис 4. Холодная гибка

Гибка сказывается отрицательным образом на качестве и характеристиках металла. В результате появляются следующие дефекты, среди которых можно выделить:

  1. Толщина стенки с внешней стороны изгиба уменьшается.
  2. Появляются складки из гофры с внутренней стороны изгиба.
  3. Форма прохода начинает меняться и приобретает овальный вид.

Деформации больше всего подвержены конструкции, изготовленные из мягких металлов с тонкими стенками.

Чтобы правильно организовать процесс и не нанести механических повреждений, обязательно нужно использовать механический стабилизатор, в роли которого выступает дорн. Это специальный инструмент, располагающийся в полости на месте будущего изгиба. Основной целью является предотвращение появления деформаций. На практике применяются мягкие и жесткие конструкции.

Жесткий вид предполагает элемент направляющего вида. Его изготавливают из металла твердого типа. Торец закруглен со стороны рабочей поверхности. Заправка осуществляется с точки изгиба.

В основе гибкой конструкции лежит специальный стержень. На конце одного края располагается несколько сегментов повышенной гибкости. Визуально представлены полусферами.

Их использование необходимо для того, чтобы избежать деформации прохода.

Как только процесс подходит к концу, его выталкивают из места сгиба, а на внутренней поверхности располагаются специальные шарики. Второй вариант дорна предполагает ряд сложностей в процессе, поэтому используется автоматическая система управления.

Опираясь на специфические характеристики устройства, дорны используются только в стационарном режиме. Их производство необходимо для полуавтоматического или автоматического режима. Для обеспечения бесперебойного контроля используется система ЧПУ. С ее помощью осуществляется отслеживание выполнения всех технологических процессов.

Работа переносного трубогиба

Если нужно сгибание труб на месте создания конструкции, эксплуатация переносного инструмента является лучшим вариантом. Выделяют всего несколько видов инструментов:

  1. Рычажной. Благодаря небольшому плечу потребуется прикладывать и небольшое количество физических усилий. При использовании металлической конструкции (как правило, из нержавейки до ¾ дюйма), можно сделать изгиб до 180 градусов.
    Технология гибка титановых трубРис 5. Рычажной

    *

  2. Арбалетный. Конструкция должна располагаться с двух краев опоры, которые вращаются около собственной оси. Башмак напрямую имеет соединение со штоком. Происходит давление на часть трубы, которая располагается между опорами. Благодаря небольшому весу, можно согнуть трубу диаметром в пределах 100 мм углом до 90 градусов.

Технология гибка титановых трубРис 6. Арбалетный

Посредством штока создается давление на трубы. Он может быть гидравлическим с ручным или электрическим приводом, механическим винтовым.

Технология гибка титановых трубРис 7. Переносной трубогиб

  1. Электрический. Гибка трубы осуществляется по радиусу посредством сменных сегментов. Чтобы загнуть трубу под определенным углом, используется поворотная оправка.

Инструмент имеет ряд положительных качеств:

  • Конструкция универсальна в использовании, поскольку в комплекте предусматриваются сменные сегменты;
  • Можно добиться изгиба в 180 градусов;
  • Работа автоматизирована, что сокращает затраты на физический труд;
  • Есть обратный ход, устройство может работать в плавном режиме;
  • Не возникает деформации, где согласуют оснастку и динамику подачи;
  • Высокий уровень производительности.

Если отсутствует электросеть, то можно использовать сменный аккумулятор и продолжать эксплуатацию устройства.

Станочная гибка

*

Считается самым распространенным способом гибки труб. Используется трехроликовая конструкция с вальцевым трубогибом. Используется способ, который предполагает холодную деформацию металла. Альтернативное название – вальцовка.

Отличительной особенностью является тот факт, что его можно использовать даже для сгиба титановой трубы. Стоит отметить, что он может применяться в конструкциях с любым типом изделий: овальным или круглым, способен оперативно справиться с хромированной трубой.

Способен сгибать подготовленные элементы с квадратными, прямоугольными или треугольными сечениями.

Также допускается гибка труб из любого металла большого диаметра. Универсальное свойство обеспечивается работой вальцовки, предполагающей деформацию в определенном направлении. Для обеспечения определенного типа и размера сгиба, подбирается специальный калибр.

Отличительным достоинством данного вида является возможность сгибать трубы длиной от 5 м. В строительной сфере зачастую требуется провести подобные манипуляции. Заготовка может быть согнута в угол до 360 градусов (в кольцо).

Если предполагается работа с трубами большого диаметра, то все манипуляции выполняются посредством электрических станков. Первый конец заготовки устанавливается в специальный захват, потом идет намотка с необходимым радиусом.

Технология гибка титановых трубРис 8. Станочная гибка

Станки позволяют создать точный угол загиба. Обеспечение осуществляет классической механической работой, либо при установке определенных задач на контроллере. При этом используются высокоавтоматизированные системы.

Своими руками осуществить подобную операцию без надлежащих практических навыков будет крайне сложно. Поэтому рекомендуется доверить работу профессионалам даже в том случае, когда планируется осуществить сгиб трубы. В случае допущения ошибок в расчетах, существует вероятность быстрой деформации всей системы, возникновения протечек и в некоторых случаях создания аварийной ситуации.

Методы гибки труб

Череповецкий завод занимается производством качественных конструкций из металла на протяжении 55 лет. В процессе изготовления мы используем технологию гибки труб.

Без труб, согнутых под углом, не обходится ни один строительный проект. Изделия используются в нефтяной и химической промышленности. Гибка труб не нарушает их целостность, а также обеспечивает надежность и привлекательный внешний вид деталей.

Технология гибка титановых труб

Преимущества гибки труб перед сваркой или резьбовым соединением:

  • снижение материалоемкости;
  • снижение трудоемкости при создании конструкции;
  • отсутствие негативного воздействия на металл;
  • улучшенные показатели гидроаэродинамики;
  • лучший внешний вид конструкции;
  • улучшенная герметизация.

Технология гибки труб бывает разная. Выбор метода зависит от множества факторов:

  • материала изготовления;
  • профиля;
  • толщины изделия;
  • радиуса сгиба;
  • показателей прочности и долговечности;
  • диаметра профиля и т.д.

Особенности процесса гибки труб

В процессе гибки на трубу действуют две силы: радиальные и тангенциальные. Первые способствуют деформации сечения, а вторые – формируют складки. Идеальным результатом считается отсутствие гофр на стенках и сечение трубы, оставшееся без изменений. Процесс гибки сокращает количество швов от сварочных работ при прокладке трубопровода.

Читайте также:  Высота установки запорной арматуры от пола

Технология гибка титановых труб

Основные технологии гибки труб

Технология гибки труб бывает механическая и ручная. Существует также горячая и холодная гибка труб. Выбор оптимального метода зависит от вида материала, его габаритов и угла изгиба.

Горячая гибка труб

Горячий метод позволяет согнуть даже самые жесткие трубы. Гибка происходит как вручную, так и с применением оборудования. Технология довольно трудоемкая, она предполагает предварительную подготовку изделия (нагрев) и использование наполнителей. В качестве второго используют очищенный речной песок без органических объектов, мелких частиц и содержания влаги.

Гибка горячих труб происходит под воздействием в +900 градусов. Пережоги и дополнительные нагревы могут ухудшить качественные характеристики изделия. Размер части, которая нагревается, зависит от радиуса и размера сечения. В конце процесса убирается песок и заглушки, а затем промывается внутренняя поверхность трубы.

Ручная гибка горячим методом осуществляется с помощью наматывания на калибр и деформации на опорах.

Механическая горячая гибка труб практикуется на вальцевых трубогибах. Изделие нагребают перед подачей в оборудование.

Холодная гибка труб

Холодная гибка труб часто применяется для цветных металлов диаметром до 4 см. Вручную процедура выполняется с помощью наматывания изделия на шаблон и деформации на опорах.

Перед наматыванием на шаблон трубу наполняют песком или солью. Затем берут калибр и гнут трубу, наматывая ее вокруг оборудования. Данный способ подходит для изделий из латуни, дюраля или другого пластичного материала.

Деформация на опорах выполняется следующим образом: изделие устанавливается на две опоры, затем наносят удары в центральную точку. Под действием ударов труба начинает сгибаться.

Механическая холодная гибка труб предполагает обязательное применение дорна – стабилизатора. Его размещают в рабочем участке изделия, чтобы не допустить деформации его стенок. Дорн может быть двух видов.

Жесткий изготавливают из твердого металла с одним закругленным концом, а гибкий – имеет несколько гнущихся сегментов на конце.

Дорн позволяет сохранять формы стенок и извлекается после завершения процесса гибки.

Переносные трубогибы

Если металлоконструкции нужно согнуть на месте производства, используют технологии, которые подразумевают применение трубогибов. Они бывают:

  1. Рычажные. Гибка труб выполняется благодаря силе человека. Мастер работает при помощи длинной рукоятки и может согнуть изделие до 180 градусов.
  2. Арбалетные. Оборудование размещается на двух опорах, которые вращаются вокруг собственной оси. Арбалетные трубогибы применяются для изделий из нержавеющей стали диаметром до 10 см под углом в 90 градусов.
  3. Электрические. Оборудование позволяет осуществлять гибку труб на сегментах разного радиуса.

Технология гибка титановых труб

Достоинства электрического трубогиба:

  • возможность выставлять угол до 180 градусов;
  • универсальное применение;
  • компактность;
  • легкий вес;
  • автоматическая работа;
  • плавная смена режимов работы;
  • простая эксплуатация.

Оборудование будет работать даже без электричества, благодаря встроенному аккумулятору.

Станочная гибка труб

Станочная гибка труб – наиболее используемая технология. Она осуществляется при помощи трехроликового вальцевого трубогиба. Оборудование работает по методу холодного деформирования трубы. Трубогиб работает с абсолютно любым видом металла, подходит для изделий круглого сечения или профилей. Оборудование полностью универсально.

Применение станочной гибки труб позволяет предотвратить деформацию изделий и получить качественный результат. Технология позволяет обрабатывать трубы более 5 метров, что удобно в процессе строительства. Угол работы составляет не более 360 градусов.

Принцип станочной гибки труб: один конец захватывается и фиксируется, а затем закручивается на колодку под необходимым углом.

Способы гибки труб большого диаметра

Трубы большого диаметра (до 30 сантиметров) нагревают, сгибают с использованием электрического тока, а затем охлаждают. Технология гибки состоит из механической и электрической частей. Вторая включает в себя установку с высокой частотой. Трубы нагреваются и в таком виде деформируют. Чтобы подобрать оптимальный угол сгиба, применяют отклоняющийся ролик.

Второй способ – гибка на гибочно-растяжных машинках. Приборы растягивают и сгибают металл. В результате получаются изделия с круто согнутыми углами. Такой метод позволяет согнуть трубу до 180 градусов.

Технология гибки труб большого диаметра выполняется на специальном оборудовании. На изделие воздействуют усилия, которые в результате позволяют получить изогнутые трубы под крутым углом с недеформированной стенкой. Такие изделия подходят для автомобильной, авиационной и судостроительной сферы.

Особенности гибки труб из цветных металлов

Главное отличие цветных металлов в их пластичности. Неправильное выполнение инструкции по гибке труб из данного материала может привести к деформации и разрыву заготовки.

Технология гибка титановых труб

1. Гибка медных и латунных труб.

Для латунных и медных труб используют метод холодного и горячего деформирования. В обоих случаях в полость изделия помещают наполнитель – расплавленную канифоль (для холодного способа) и песок (для горячего).

Для начала необходимо обжечь заготовки, а затем остудить их. Температура воздействия – от +600 до +700 градусов. Охлаждают материалы разными способами: медь окунают в воду, а латунь – оставляют проветриться на открытом воздухе.

По завершению процесса наполнитель выплавляют. Чтобы не деформировать трубу, извлечение начинают с краев. Изделия из цветных металлов лучше поддаются процессу сгибания, однако проблемы остаются теми же: внутренняя стенка утолщается, а наружная – истончается. Несоблюдение инструкции сгиба может привести к изменению формы трубы.

2. Гибка алюминиевых труб.

С трубами из алюминия работают теми же методами: с использованием роликов, прокаткой, откатыванием, давлением.

Первый вариант подходит для тонких заготовок, с диаметром не более 10 см. Он позволяет получить изгиб без достаточной градусной точности. Оптимальный радиус сгиба – 5-6 диаметров.

Второй способ подходит для труб с большим сечением. Он используется для создания декоративных элементов интерьера. Для этого применяют трехроликовое гибочное оборудование.

Метод откатки позволяет получить лишь небольшой изгиб.

В способе давления используют прессы со штампами. Изделие приобретает нужный угол под воздействием давления извне.

Работать с алюминиевыми трубами просто: они прочные и пружинистые. Изделия обжигают при температуре от +350 до +400 градусов, а затем осуждают на открытом воздухе.

Вы можете заказать гибку труб в Череповецком заводе металлоконструкций. Мы занимаемся производством и обработкой изделий в собственных цехах. В нашей команде работают настоящие профессионалы с большим опытом работы.

Преимущества нашей компании:

  • кратчайшие сроки выполнения работ;
  • гарантия от 12 до 24 месяцев;
  • контроль за выполнением работы в онлайн-режиме;
  • доступная стоимость;
  • доставка в любую точку России;
  • удобные способы оплаты (наличными или картой).

Для консультации звоните по телефону 8 800 222 04 45.

Справочные материалы по титану

  • 4. Технологические свойства титана
  • Поглощение газов при повышенных температурах
  • Технологические свойства титана, как и свойства механические, определяются степенью чистоты металла и прежде всего содержанием в нем кислорода, водорода, углерода, На воздухе при нормальной

температуре +20°С титан устойчив. При температуре 320°С титан абсорбирует водород.

До температуры 600°С поверхностная пленка окисла металла защищает его от окисления. Поэтому можно на короткое время нагревать титан до 750°С. Значительного окисления при этом не будет.

С наступлением температуры аллотропического превращения (882°) начинается процесс заметного проникновения кислорода вглубь металла. Так, при температуре 926° в течение 1 часа кислород проникает в металл на глубину 0,26 мм, при температуре 1040° — на глубину 1,25 мм [5].

Окислы, нитриды и карбиды титана не могут быть удалены из металла ни одним из известных в настоящее время способов. Основ­ная задача при всех технологических операциях состоит в том, чтобы металл не насыщался газами, ибо только при этом условии можно сохранить изделиям из титана необходимые пластические и прочно­стные свойства и обеспечить надежность работы конструкции в целом.

Технически чистый титан поставляется в настоящее время про­мышленностью в виде разнообразных поковок, листов, полос, труб от 5 до 100 мм с различной толщиной стенок и т. п. При исполь­зовании титана применяются все виды холодной и горячей обработки давлением, а также обработка резанием. Титан легко поддается ковке, прокатке, штамповке и другим обычным методам горячей обработки.

Поведение титана при различных видах горячей а холодной обработки

Ковка и  горячая  штамповка

Полученные в дуговой печи слитки после обдирки на токарном станке без особых затруднений поддаются ковке при температуре 800—900°С. Слитки под ковку нагреваются в обычных муфельных газовых или электрических печах. Пламя не должно непосредственно касаться заготовки.

Окалину с пода необходимо регулярно очищать, чтобы избежать реакции титана с ней. Рекомендуется укладывать на под листы из нержавеющей стали. Атмосфера в печи должна быть нейтральной и сухой, так как пары воды вызывают появление водородной хруп­кости. Надо избегать нагрева материала выше температуры 950 С для предотвращения чрезмерного окисления.

Хотя при 700—1000°С титан поглощает также и азот, однако диффузия кислорода при этих температурах идет быстрее, чем азота, поэтому главную опасность для ковки представляет кислород. Оче­видно, ухудшение ковкости будет происходить в тонких сечениях быстрее, чем в толстых.

Поэтому гонкая проволока, покрытая слоем окислов, может разрываться при волочении даже с нагревом до 750°С. Ковку можно производить под пневматическими и паровыми молотами, гидравлическими фрикционными или кривошипными прессами. Раз­решается ковка в несколько выносов.

Титан можно штамповать в горячем и холодном состоянии. Нагрев заготовки под горячую штамповку осуществляется в тех же интервалах температур, что и под ковку, и может производиться в печах, методом электросопротивления, а также токами высокой частоты. Для обеспечения свободного течения металла штампы для титана следует изготовлять с большими радиусами закругления, чем штампы для стали.

Читайте также:  Технология прокладки медных труб

Рекомендуется [7] для изготовления деталей из титана штампы делать с уклоном на 3° больше, чем аналогичные штампы для изго­товления деталей из стали. Отделка поверхностей штампа требует большей тщательности. Особое внимание надо обращать на чистоту ручьев штампа.

Штамповку можно производить как на прессах, так и молотами. Имеются сведения [7], что штамповки, полученные на прессах, имеют более высокие пределы текучести и пределы прочности, чем штам­повки, сделанные молотами.

В качестве смазки при штамповке рекомендуется смесь графита с салом. Удаление заусениц производится так же, как на стали, в го­рячем и холодном состоянии. Кромки штамповок в обоих случаях получаются чистыми.

  1. После штамповки металл рекомендуется отжигать при 650 — 700°С.
  2. При температуре 850—900° легко происходит операция выдавли­вания титана на прессе с получением цельнотянутых труб и других изделий.
  3. Листовая штамповка, гибка, резка
  4. Технически чистый титан поддается без больших затруднений гибке, вытягиванию и другим подобным операциям.

Титан обладает такой же способностью к глубокой вытяжке, как и дюралюминий марки Д16М. Скорость вытяжки титана должна быть ниже, чем при вытяжке стали. Штампы для листовой штамповки титана следует изготовлять с большими радиусами закругления, чем штампы под алюминиевые сплавы и сталь.

Рекомендуется [7] радиус закругления матриц брать равным 87″ (/'—толщина вытягиваемого листа).

Для обеспечения листовой вытяжки рекомендуется перед штам­повкой покрыть листы лаком ХВЛ-21 (ТУ МХП 2497-51), после чего можно применять обычные смазки.

Титан обладает способностью к наклепу, поэтому холодная штамповка должна производиться в несколько переходов, при этом необходимо заготовку периодически отжигать. Операции листовой штамповки титана, в отличие от малоуглеродистых сталей, выпол­няются при более высоких давлениях и более низких скоростях пресса.

Листовой титан толщиной 0,6—3,5 мм легко гнется при ком­натной температуре. Листы толщиной 4,5 мм и прутки размерами от 12,5X12,5 до 75ХЮ0 мм необходимо гнуть в горячем состоянии.

Трубы диаметром от 12,5 до 20 мм можно гнуть в холодном состо­янии с применением тех же радиусов изгиба, которые применяются при гибке труб из отожженной нержавеющей стали.

Для горячей гибки листов, труб, прутков необходимо доводить температуру на­грева заготовок примерно до 600—700°С.

Листовой титан можно резать обычными механическими ножни­цами, предназначенными для резки стальных листов, причем кромки листов получаются чистыми и ровными. Сложные очертания получа­ются без особых затруднений на дисковых или перфораторных ножницах.

Вырубка и прокол отверстий производятся на обычных дыро­пробивных прессах.

Прокатка

В холодном состоянии титан может выдерживать обжатие до 95%. При холодной прокатке титан быстро наклёпывается, отчего для дальнейшей обработки необходимо отжигать металл.

Кратковремен­ный нагрев на воздухе до 650°С дает возможность восстановить у титана способность к удлинению, достаточную для продолжения холодной обработки давлением.

При нагревании болванок титана под прокатку в нагревательных печах при наличии большого коли­чества железной окалины на поду печи возможно загорание болванок.

Очистка и отделка

Перед горячей и холодной обработкой давлением поверхность заготовок должна быть очищена от окалины, непроплавленной губки на поверхности слитков и других дефектов. Очистку можно произ­водить механическим или химическим путем.

Если толщина окисной  пленки невелика, ее удаляют обдувкой песком, дробью или с по­мощью абразивов. Непроплавы губки удаляются абразивным кругом или обдиркой на токарном станке.

Если толщина окисной пленки большая, ее удаляют струей песка с последующим травлением.

Отжиг

При обработке давлением часто приходится производить отжиг для снятия внутренних напряжений наклепанного материала. Как следует из приведенных на рис.

18 [12] кривых, для снятия внут­ренних напряжений  необходимо производить отжиг при температуре 370—565°, а полный отжиг — при температуре около 650°С.

Время выдержки при указанных температурах должно быть примерно 30 мин. на каждые 25 мм толщины.

Если требуется межоперационный отжиг, то рекомендуется последующее медленное охлаждение.

Литье титана

В расплавленном состоянии титан активно соединяется со всеми огнеупорными материалами, обычно применяемыми в литейном деле. Этим и объясняется трудность получения отливок из титана. Поэтому заливать титан возможно только в формы, изготовленные из специ­ального формовочного материала. Формы изготовляются обычными методами по деревянным, металлическим или выплавляемым моделям. 

  • Отливки из титана в этом случае имеют удовлетворительную по­верхность.
  • По литейным качествам — способности заполнять форму, склон­ности к образованию горячих трещин, характеру кристаллизации — технически чистый титан является вполне удовлетворительным мате­риалом и близок в этом отношении к обычной углеродистой стали.
  • Свариваемость титана и соединение его пайкой Сварка

Титан хорошо сваривается. Технология сварки титана отличается от технологии сварки стали.

Главное при сварке титана — уберечь металл от соединения с кислородом, азотом и водородом. В расплавленном состоянии титан жадно поглощает эти газы, что понижает пластичность металла. Поэтому сварку титана производят в среде инертных газов — аргона или смеси аргона с гелием.

  1. При изготовлении изделий из титана применяют следующие методы сварки:
  2. 1)аргоно-дуговую сварку плавящимся электродом,
  3. 2)аргоно-дуговую сварку неплавящимся вольфрамовым элек­тродом,
  4. 3)автоматическую сварку под слоем флюса,
  5. 4)контактную стыковую сварку оплавлением,
  6. 5)контактную сварку точками и швом.
  7. Ручная аргоно-дуговая сварка, как правило, ведется обычными сварочными машинами постоянного тока при прямой полярности (минус на вольфрамовом электроде).

Обратная сторона свариваемого металла, как и зона шва, должна быть защищена от действия воздуха. При сварке тонких листов под шов устанавливают медные подкладки. Можно устанавливать и сталь­ные подкладки с канавкой под стыком шва для поддува инертным газом с обратной стороны шва.

Для более толстых листов необхо­димо подавать защитный газ не только в зону сварки, но и с обратной стороны. Подачу защитного газа можно прекратить только тогда, когда температура шва опустится ниже 400°С.

Применяется хими­чески чистый аргон, содержание всех примесей в котором не должно превышать

Проверка возможности холодной гибки труб из нержавеющих и титановых сплавов

ПРОВЕРКА ВОЗМОЖНОСТИ ХОЛОДНОЙ ГИБКИ ТРУБ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ И ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Козлов Александр Васильевич

научный руководитель, д-р техн. наук, профессор, филиал ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) в г. Златоусте

E-mail: kozlov@zb-susu. ru Бобылев Андрей Викторович канд. техн. наук, доцент, филиал ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) в г. Златоусте

E-mail: bavzlatoust@mail.ru Халиулин Евгений Велемьянович соискатель, машиностроительный факультет филиал ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ) в г. Златоусте

  • E-mail: evgen7778777@gmail.com
  • CHECK OF POSSIBILITY COLD ARE FLEXIBLE PIPES FROM CORROSION-PROOF AND TITANIC ALLOYS
  • Alexander Kozlov

research supervisor, Dr. Tech. sciences, professor, branch FGBOU of VPO «YuURGU» (NIU) in. Silver-tongued orator

Andrey Bobylev Cand. Tech. sciences, assistant professor, branch FGBOU of VPO «YuURGU» (NIU) in. Silver-tongued orator

Evgeny Haliulin competitor, machine-building faculty branch FGBOU of VPO «YuURGU» (NIU) in. Silver-tongued orator

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены проблемы возможности холодной гибки труб из нержавеющих и титановых сплавов.

Проанализированы характерные особенности холодной гибки, которые в значительной степени зависят от основных механических свойств материала изгибаемой трубы (на примере холодной гибки трубы из титанового сплава).

Выявлена и обоснована необходимость совместного использования труб из титановых и нержавеющих сплавов. На основе проведенного исследования автором предлагается выделить главное достоинство холодной гибки тонкостенной трубы из титанового сплава

— образование гофр не наблюдалось, овальность — в пределах 5 %.

ABSTRACT

This article problems of possibility cold are considered are flexible pipes from corrosion-proof and titanic alloys.

Characteristics of the cold are analysed are flexible, which substantially depend on the main mechanical properties of a material of a bent pipe (on an example of the cold pipes from a titanic alloy are flexible). Need of sharing of pipes from titanic and corrosion-proof alloys is revealed and proved.

On the basis of the carried-out research by the author it is offered to allocate the main advantage cold are flexible a thin-walled pipe from a titanic alloy — education гофр wasn't observed, ovality — within 5 %.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Читайте также:  Выставки по запорной арматуры

Ключевые слова: холодная гибка труб; предел текучести; механические свойства материала; раскатной инструмент; титановые сплавы.

Keywords: the cold is flexible pipes; fluidity limit; mechanical properties of a material; raskatny tool; titanic alloys.

Криволинейные участки трубопроводов широко применяются в народном хозяйстве в качестве пологих отводов для магистральных и локальных трубопроводов: отводы гнутые ТУ 102-488-95, отводы гнутые ТУ 51-515-91, отводы гнутые ГОСТ 24950-81 и др. Еще более часто применяются крутозагнутые отводы: отводы крутозагнутые ГОСТ 17375-2001, калачи, утки и др.

Особенно в большом объеме они используются в газовой и нефтяной промышленности, в коммунальном хозяйстве, химической промышленности, атомной промышленности, авиа- и ракетостроении, автомобиле- и тракторостроении. Технологические трубопроводы на промышленных объектах соединяют между собой технологические аппараты и машины.

Основные характеристики пологих и крутозагнутых отводов приведены в табл. 1 и на рис. 1 [2].

  1. Как показывает анализ наиболее распространенных методов гибки труб для изготовления криволинейных трубопроводов необходимо обеспечить существенное снижение изгибаемого усилия [2].
  2. Таблица 1
  3. Параметры Значение
  4. Рабочее давление PN До 32,0 МПа
  5. Наружный диаметр D 32—530 мм
  6. Температура ^ °С От -72° до +650°
  7. Угол гиба, град 15, 30, 45, 60, 90
  8. Угол поворота От 15° до 90°
  9. Радиус гиба К От 2 до 5 Ду
  10. Толщина стенки S От 6,0 до 40,0 мм
  11. Материал 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 15Х5М, 10Х17Н13М2Т
  12. Р

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рисунок 1. Отвод гнутый ТУ 51-515-91 и крутозагнутый ГОСТ 17375-2001 и

их основные характеристики

К недостаткам большинства существующих способов снижения усилий при гибке относится то, что они очень энергоемки и требуют применения сложного дорогостоящего оборудования, что снижает эффективность их применения.

Кроме того, не исключается потеря устойчивости в зоне гиба, что приводит к деформации формы поперечного сечения трубы, а в ряде случаев к ее разрушению.

В случаях, когда работы связаны с нагревом или переохлаждением трубы, снижается безопасность работ.

Технология, разработанная в ЮУрГУ, устраняет многие из перечисленных недостатков. Сущность этой технологии [4] заключается в следующем. При

вращении ю2 раскатника (рис. 2 а), заведенного в трубу с достаточно большим натягом, в каждой точке кольцевой зоны раскатывания возникает знакопеременный изгиб (рис. 2 б), при котором изгибные напряжения кратковременно достигают предела текучести ат [2].

  • I/ /^к // /Ж
  • Ж /Л
  • /
  • а) б)
  • Рисунок 2. Гибка труб, раскатываемых с большими натягами

Возможность холодной гибки описанным выше методом в значительной степени зависит от основных механических свойств материала изгибаемой трубы (табл. 2.) [3, 5].

  1. Таблица 2
  2. Пластичность металлов
  3. Металл Предел текучести, МПА Относительное удлинение б, % Временное сопротивление, МПА
  4. Сталь 10 205 31 330

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

  • Сталь 20 245 25 410
  • Сталь 45 355 16 600
  • 12Х18Н10Т 196 40 510
  • 12Х18Н9Т 196 40 540
  • ВТ1-0 340 20 345
  • ВТ1-00 240 25 295
  • ВТ3-1 955 13 1055
  • Наиболее важным параметром для холодной гибки является относительное удлинение 5.

Метод холодной гибки труб с раскатыванием [4] нашел достаточно большое распространение в отечественной промышленности.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования [2] позволили разработать конструкции станков, которые охватывают диапазон изгибаемых труб от 57 до 219 мм в диаметре, которые в основном были предназначены для гибки труб из низкоуглеродистых и качественных углеродистых сталей (сталь 10, 20, 45).

В последнее время нами был получен новый заказ для нефтехимической промышленности — изготовление теплообменного оборудования.

Наилучшим образом для этих целей подходят трубы толщиной 5—6 мм из стали 12Х18Н10Т, поскольку эта сталь обладает высокими антикоррозийными свойствами, имеет весьма длительный срок работы при температуре до 600°С и позволяет получать прочные и герметичные сварные соединения и выдерживать высокие давления [1]. При ее гибке с раскатыванием происходит значительное укатывание внутренней поверхности трубы, а, следовательно, окружные растягивающие деформации и раздача трубы по внутреннему диаметру. Это приводит к уменьшению фактического натяга и может вызвать потерю устойчивости стенок изгибаемой трубы и образование гофр. Для устранения данной проблемы пришлось увеличить натяг на 20…25 %. Вызванное этим увеличение контактных напряжений сказалось на стойкости деформирующих элементов и раскатного инструмента в целом.

В ходе контрольных экспериментов было изогнуто 65 труб диаметром 57 мм и толщиной стенки 5 мм из стали 12Х18Н10Т. Гибка осуществлялась на угол 180° (рис. 3) [2].

Рисунок 3. Изогнутые трубы 057*5 из стали 12Х18Н10Т

Вызывает интерес возможность гибки этим методом тонкостенных труб из титановых сплавов. Для проверки такой возможности была изготовлена специальная лабораторная установка (рис. 4,5), которая имеет следующую конструкцию.

Рисунок 4. Схема установки для гибки мелкоразмерных труб

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На сварной корпус 1 станка (рис. 4) установлен шпиндельный узел 2 со шпинделем 6 и борштангой 3. На конце борштанги 3 установлена раскатка 4. В качестве привода главного движения использовалась электродрель мощностью

0,95 кВт с частотой вращения п=450 об/мин. Вращение от электродрели 5

передается борштанге 3 и раскатке 4. На борштангу 3 устанавливается изгибаемая труба, для фиксации которой установлены упоры 10. Изгибаемое усилие передается рукояткой 7, вращением которой, при помощи червячной передачи 8, вращение сообщается гибочному ролику 9, по шаблону которого происходит изгиб трубы.

Рисунок 5. Установка для гибки мелкоразмерных труб

Для проверки возможности холодной гибки труб из титановых сплавов проведена серия натурных экспериментов.

Материал изгибаемой трубы — титановый сплав ВТ1-0, внутренний диаметр трубы 14 мм, наружный диаметр трубы 17 мм, частота вращения электродвигателя 450 об/мин, частота вращения рукоятки трубогиба 0,5 об/мин, натяг составил 1 мм. В качестве охлаждения применялась вода.

Таким образом, проведенные натурные эксперименты, подтвердили возможность холодной гибки тонкостенных титановых труб и трубчатых изделий.

Была осуществлена гибка на угол 30—45°, с радиусом гиба 60 мм. Образование гофр не наблюдалось, овальность — в пределах 5 %.

Для промышленного применения нового метода холодного гиба при гибки труб из нержавеющих и титановых сплавов требуется разработка специального оборудования и уточнение режимов гибки.

Список литературы:

1. Бейлард П.П. Напряжение от локальных нагрузок в цилиндрических сосудах давления // Вопросы прочности цилиндрических оболочек. М.: Оборонгиз, 1960.

2. Козлов А.В., Бобылев А.В. Технология и оборудование холодной гибки тонкостенных труб: монография. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. — 169 с.

3. Краткий справочник металлиста / С.В. Аврутин и др.; под ред. А.Н. Малова. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1972. — 768 с.

4. Лакирев С.Г., Хилькевич Я.М. Патент РФ № 818707. Способ гибки труб // Б.И. — № 13. — 1981.

5. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. / под ред.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

И.Н. Жестковой. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2001. Т. 1.

— 920 с.

Гибка титана в Москве

Существует многообразие методов обработки титана, к которым относятся резание, сварка, обработка давлением, прессование, волочение, отжиги в вакууме, глубокая вытяжка и штамповка резиной на специальных гидропрессах и др.

Однако одним из наиболее популярных методов, которые успешно деформируют материал, считается гибка титана. Она используется при профилировании титановых изделий с применением V-образного штампа, гибочного пресса или высокоточного станка.

На нашем производстве гибка титановых изделий любой сложности осуществляется на высокоточных гибочных установках с автоматизированным управлением. Они позволяют изготавливать детали из титана самых разных габаритов и конфигураций в соответствии с инженерной документацией.

Преимущества изделий из титана

Титан является одним из самых надежных и долговечных металлов, обладающих высокой прочностью, пластичностью, тугоплавкостью. При взаимодействии с кислородом на изделии из титана создается защитная пленка, наделяющая его неуязвимостью к отрицательному влиянию внешней среды.

Благодаря малому удельному весу, механической прочности и устойчивости к высоким температурам титан нашел широкое применение в металлургии, энергетике, космической индустрии, атомной промышленности и других сферах жизнедеятельности. Его используют для технологического оснащения цехов с целью интенсификации процессов производства.

В строительстве большим спросом пользуются титановые листы, крепежные детали, плиты, бесшовные трубы и проволоки, которые обладают длительным сроком эксплуатации и не загрязняются продуктами коррозии.

Титан обладает хорошей пластичностью и поддается глубокой вытяжке, что делает актуальным его применение в кровельных работах.

Он незаменим в процессе изготовления сложных архитектурных конструкций и декоративных элементов (например, водостоков).

Закажите гибку листового титана в компании «Профлазермет»

Наши специалисты имеют огромный опыт работы с титаном, поэтому Вы можете быть уверены в высоком качестве производимых работ. Изделия из титана выпускаются в различных конфигурациях, позволяя использовать нужную заготовку для решения конкретной задачи.

Мы выполняем гибку титана в Москве и области быстро и недорого. Получить более детальную информацию Вы можете по телефонам: +7 (495) 928-96-58, +7 (495) 308-82-32.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector