Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11141
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_415109.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=415109&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB415109A
[]
ПАТЕНТ ШВ ОКС /
Дата подачи заявки: ноябрь. 18, 1932. № 32,612/32. 1 09 стр. Янв. 27, 1933. № 2709/33.
г.,, Один полный слева: окт. 14, 1933.
___:__.__t ?,, Завершено. Принято: авг. 20, 1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
№ 32612, 1932 г. н.э.
Усовершенствованный метод и средства изготовления металлических трубок.
Я, Ваард Холт Бироадфилд, гражданин Аргентинской Республики, проживающий по адресу: улица Темпест,
10. Вулверхэмптон, графство Стаффордшир, настоящим заявляет, что характер данного изобретения
заключается в следующем: данное изобретение относится к способу.
и средства для производства металлических труб, и его целью является разработка усовершенствованного
метода и средств для этой цели.
В соответствии с настоящим изобретением, полосовой металл подается через печь предварительного
нагрева для повышения его температуры до уровня, достаточного для того, чтобы полоса могла быть согнута
в трубу с открытым швом с помощью формовочных роликов или инструментов, после чего материал
поступает во вторую печь или через дополнительную зону нагрева, когда его температура доводится до
уровня несколько ниже температуры сварки, и когда при этой температуре смежные кромки открытого шва
нагреваются до температуры сварки с помощью газового пламени, а шов закрывается и сваривается с
помощью давления, которое может быть приложено с помощью дополнительной пары инструментов или
роликов.
Используемое оборудование может состоять из печи предварительного нагрева и печи окончательной
обработки, при этом формовочные инструменты расположены между двумя печами, причем печь
окончательной обработки также может быть оснащена одной или несколькими подходящими
кислородно-ацетиленовыми или другими газовыми горелками для повышения температуры кромок шва, а
печь окончательной обработки может быть также снабжена инструментами или роликами для обработки или
сварки, или такие инструменты или ролики могут быть размещены снаружи печи.
Также предусмотрены средства для перемещения полосового материала через печи, а также через
формовочные и сварочные инструменты.
При необходимости рядом с местом сварки или выходной частью печи для окончательной обработки может
быть предусмотрена одна или несколько паровых форсунок для предотвращения или уменьшения окисления
и образования окалины.
Датировано 11 ноября 1932 года.
Форрестер, Кетли и Ко.
Дипломированные патентные поверенные, Центральный дом, Нью-стрит, 75, Бирмингем, и Джессел Чемберс,
Чансери Лейн, 88/90.
Лондон, W.C. 2.
35.
459 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 2709, 1933 г. н.э.
Усовершенствованный метод и средство изготовления металлических труб.
Я, Уорт Холт Бродфилд, гражданин Аргентинской Республики, проживающий по адресу: Темпест-стрит, 10,
500, Вулверхэмптон, графство Стаффордшир, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет
следующий характер:
Данное изобретение относится к способу и средствам изготовления металлических труб, и в частности
сварных стальных и железных труб, труб для подачи газа, воды и пара.
Металлические трубы до настоящего времени изготавливались преимущественно с помощью процессов,
которые классифицированы и кратко описаны ниже:
[Цена, (1) Холодные трубки FoitMED.
Труба изготавливается из холоднокатаной металлической полосы или заготовки, изогнутой в продольном
направлении для получения открытой трубчатой формы, а затем края полосы подвергаются сварке газовым
пламенем, например, кислородно-ацетиленовым. Трубы, изготовленные методом холодной формовки,
оказываются неудовлетворительными для многих целей, а пределы, в которых может использоваться такой
процесс, ограничены, особенно в отношении толщины стенок трубы, поскольку практически невозможно
должным образом изготовить трубу из полосы или куска древесины толщиной более одной восьмой дюйма.
Кроме того, скорость изготовления трубок этим методом очень низкая.
(2)
GOLD 'ORMED ELLC-lI1tC.ALL \WELDED 1TGUBES.
Эти трубы изготавливаются из цельной полосы, сформированной в виде трубы с открытым швом, края
которой впоследствии свариваются вместе с помощью электросварочного оборудования, и такие трубы
непригодны для многих целей.
Кроме того, электросварку нельзя использовать, если свариваемые кромки не идеально чистые, а для
достижения этого состояния кромки необходимо надрезать, чтобы удалить исходный край полосы, после чего
полосу травят, пескоструйно обрабатывают или шлифуют. Поэтому этот метод дорогостоящий и подходит
только для тонких труб, поскольку максимальная толщина свариваемого слоя составляет одну двенадцатую
часть наружного диаметра готовой трубы, и поэтому этот процесс не популярен в производстве паровых,
газовых и водопроводных труб.
(3)
EIOT FoiM:D TUBES.
Эти трубки изготавливаются путем предварительного нагрева заготовки до температуры сварки, затем
формирования трубки и сжатия краев полосы таким образом, чтобы они сварились между собой.
Этот процесс чаще всего используется для изготовления трубок методом муакинга. Трубки последнего класса
можно разделить на два подкласса: (а) трубки, изготовленные из отрезков полосок, каждый из которых
отдельно сформирован в трубку, и (в) трубки, изготовленные из полосок полосок, каждая из которых
сформирована в отдельную трубку. б) трубки, образованные путем подачи непрерывной полосы шпангоута в
длинную печь и нагрева шпангоута до температуры сварки в этой печи, которая нагревается до температуры
выше температуры сварки, при этом шпангоут, после выхода из печи, формируется в трубку, а затем его края
немедленно свариваются вместе, причем сварка осуществляется без дополнительного нагрева и как можно
скорее после выхода шпангоута из печи.
Третий метод изготовления труб имеет ряд серьезных недостатков, и хотя метод (3b) в некоторых отношениях
превосходит метод (3a), он также страдает от недостатков, характерных для этого класса методов
изготовления труб.
К числу упомянутых недостатков относятся: (а) из-за необходимости нагрева всей металлической полосы или
заготовки до температуры, достаточной для сварки, происходит значительное окисление металла, что
приводит к образованию большого количества отходов металла.
(b) Поскольку вся сформированная труба в момент сварки находится при температуре сварки, к трубе можно
приложить очень небольшое давление для цели сварки кромок соединительных элементов, и качество
отделки не будет таким хорошим, как хотелось бы. Кроме того, при температуре сварки, для которой
предназначен аппарат (70 °C), улучшить сварной шов, повысив температуру трубки, невозможно, поскольку
повышение температуры трубки еще больше не даст существенного эффекта, так как трубка очень быстро
разрушится.
(c) Поскольку металл необходимо нагреть до высокой температуры, этим методом можно изготавливать
только трубки очень ограниченного диапазона, например, трубки диаметром от 80 до двух 100 мм; даже в
этом случае толщина стенки таких трубок всегда вдвое меньше, чем необходимо для многих целей. Если
предпринимается попытка изготовить трубки диаметром, превышающим предельный диапазон,
обнаруживается, что стенки таких трубок разрушаются в процессе их производства.
(d) При непрерывном методе (3b) необходимо, если требуется изменить g90 размер или диапазон размеров
труб, которые будет производить завод, остановить завод на несколько часов, чтобы можно было заменить
валки и т. д. Необходимо дать печи остыть, так как если бы скэлп 95 оставался в печи при ее обычной очень
высокой температуре, скэлп был бы испорчен. (e) Также при (3b) методе производства труб, если в
изготовленных трубах возникает какой-либо дефект, он не становится очевидным до тех пор, пока не пройдет
значительное время после сварки труб, и при работе установки на высокой скорости, для которой она
рассчитана, тратится несколько тонн металла 105, прежде чем дефект можно будет обнаружить и исправить.
Также из-за высокой температуры установку нельзя остановить для осмотра трубы без повреждения стержня.
110 (f) Трубы, изготовленные методами горячей формовки (3a) и (3b), до сих пор не могли быть
удовлетворительно вытянуты. (g) Трубы из чистого железа и стали Siemens Martin большинства коммерческих
анализов до сих пор не могли быть изготовлены известными процессами горячей формовки.
(h) До настоящего времени не удавалось успешно изготовить трубу из стали 120 с высокой прочностью на
растяжение.
Целью данного изобретения является разработка усовершенствованного метода и устройства для
производства трубок, в которых вышеуказанные дефекты будут устранены или уменьшены, и с помощью
которых можно будет производить улучшенные трубки.
Согласно одному из аспектов данного изобретения, предлагается способ изготовления труб, включающий
подачу i30 415,109 415,109 для сварки сформированной трубы к сварочному аппарату при температуре ниже
той, которая необходима для сварки кромок заготовки, образующей трубу, но достаточно высокой, чтобы
указанные кромки легко подвергались нагреву при сварке, на стадии сварки. Этот сварочный нагрев может
быть, и предпочтительно, достигается с помощью газового пламени, такого как кислородное, водяное или
кислородно-ацетиленовое пламя, по мере прохождения трубки к сварочному аппарату, но также может быть
осуществлен электрическим способом.
Сама сварка может, и предпочтительно, осуществляться путем сжимания соединяемых кромок, но сварку
можно выполнить и путем растекания металла, хотя в этом случае процесс будет значительно медленнее.
Каждый из краев водоросли, т.е.
Края на противоположных сторонах открытого шва сформированной трубы могут быть подвергнуты
воздействию сварочного тепла отдельным газовым пламенем. Согласно другому аспекту данного
изобретения, перед фактической сваркой кромок трубы, образующей сформированную трубу, последняя, за
исключением свариваемых кромок, охлаждается до более высокой температуры, благодаря чему на трубу
может оказываться давление, превышающее обычное, для осуществления сварочной операции.
Охлаждение сформированной трубки может осуществляться с помощью одного или нескольких потоков пара.
Согласно еще одному аспекту изобретения, сформированная труба с открытым швом пропускается через
зону нагрева для доведения ее до требуемой высокой температуры перед сваркой. Этот отопительный
комплекс может быть сконструирован таким образом, что температура повышается ступенчато от одного
конца к другому.
Предпочтительно, перед первоначальным формированием трубы заготовку нагревают или отжигают, чтобы
облегчить обработку металла и, следовательно, уменьшить требуемую мощность, а также размер и
количество формовочных роликов, но при желании трубу можно формовать холодным способом. Согласно
еще одной особенности изобретения, сформированная труба с открытым швом направляется перед
закрытием и сваркой 55 направляющими средствами, которые могут представлять собой фланец на ролике,
выступающем в шов трубы, благодаря чему последняя не может скручиваться вокруг своей оси, а края
заготовки точно попадают под пламя или пламя сварочного аппарата.
Согласно еще одной особенности изобретения, для удаления накипи из трубки предусмотрены одна или
несколько паровых струй, причем эта струя или эти струи могут быть такими же, как и те, которые служат для
охлаждения трубки, как описано выше.
Для удаления окалины с трубы после завершения процесса сварки может быть использована дополнительная
струя или несколько струй.
Один из способов согласно данному изобретению заключается в подаче металлической полосы или заготовки
70 с катушки в сварочный аппарат таким образом, чтобы конец одной катушки можно было приварить к концу
предыдущей катушки, и этот сварочный аппарат может быть выполнен в виде обычного электросварочного
аппарата. Таким образом, 75 листов можно непрерывно подавать в формовочный аппарат.
Валок проходит от сварочного аппарата к печи для отжига или предварительному нагревателю, и между
сварочным аппаратом и предварительным нагревателем допускается большой изгиб валка, чтобы обеспечить
достаточный натяжение для продолжения операции формования валка во время кратковременной задержки
вала, пока концы двух валков свариваются вместе.
Печь для отжига нагревает заготовку до относительно низкой температуры, скажем, около 600–800 °C. Из
печи для отжига заготовка поступает в формовочные инструменты, с помощью которых нагретая заготовка
формуется в трубу с открытым швом.
Затем сформированная трубка поступает в зону нагрева с низкой температурой 95°C, при этом температура
двух или более последовательных участков трубки повышается ступенчато. Например, зона нагрева может
быть разделена по температуре на две части: одна имеет температуру около 1100 °C, причем эта часть L00
является первой, в которую входит сформированная трубка, а другая часть, в которую трубка входит второй,
имеет температуру около, скажем, 1300 °C.
Максимальная температура зоны нагрева 105 ниже температуры сварки, но достаточно высока, чтобы
позволить довести свариваемые детали до температуры сварки с помощью газового пламени, такого как
кислородно-ацетиленовое пламя, 110 даже несмотря на то, что сварочный шов проходит мимо этого пламени
с относительно высокой скоростью, скажем, например, 100 футов в минуту.
После выхода из указанной зоны нагрева труба с открытым швом проходит между 115 роликами, которые
предотвращают скручивание трубы вокруг собственной оси и, таким образом, обеспечивают правильное
совмещение шва в трубосварочном аппарате.
Труба с открытым швом поступает в сварочный аппарат вскоре после выхода из зоны нагрева, но перед
попаданием в него труба охлаждается до заданной степени, за исключением свариваемых краев. Охлаждение
трубки осуществляется методом парового обдува при температуре 125 pTeferablv dclone.
Охлаждение трубы позволяет с помощью предусмотренных для этого роликов подвергать ее относительно
высокому давлению, чтобы скрепить свариваемые кромки трубы гораздо прочнее, чем это было возможно
ранее.
Как только трубка достаточно охладится, неохлажденные края, т.е.
Для кромок, которые необходимо сварить вместе до температуры сварки с помощью газового пламени,
предпочтительно кислородно-ацетиленового, желательно использовать не менее одного пламени для
нагрева каждой кромки, а длина кромки, доведенной до температуры сварки, желательно составляет всего
несколько миллиметров за раз. Разумеется, сварка происходит в тот момент, когда края трубы нагреваются
до рабочей температуры, и именно тогда, когда оказывается давление, приложенное к трубе, происходит
сварной шов.
Нагретая труба поступает из нагревательного устройства в устройство для калибровки труб, где затем
разрезается на отрезки с помощью автоматической пилы, после чего отрезки поступают на охлаждающий
стол.
Указанные выше температуры подходят для стали, температура сварки которой составляет примерно от 1450
до 1600 °C. Предпочтительно не нагревать заготовку в зоне нагрева до температуры, превышающей
примерно 125 или 150 °C, то есть ниже температуры сварки для данного металла. В некоторых случаях печь
для отжига или предварительного нагрева может быть исключена, и труба с открытым швом может быть
сформирована из холодной заготовки. Дополнительные затраты, связанные с настройкой оборудования для
холодной формовки труб, в некоторой степени, если не полностью, компенсируются стоимостью печи для
отжига.
Описанное выше оборудование может использоваться в сочетании с оборудованием для волочения,
уменьшения или расширения труб, что позволяет изменять их размеры и толщину стенок. Это становится
возможным благодаря очень качественной сварке, которую можно выполнить с помощью оборудования для
производства труб в соответствии с данным изобретением.
Благодаря возможности вытягивать, сжимать или расширять трубу, трубопрокатный завод может производить
трубы гораздо большего диаметра, чем это было возможно ранее, без необходимости изменения размеров
различных частей оборудования. Таким образом, экономятся время, силы и средства, которые ранее были
необходимы для внесения таких изменений.
После выхода трубы из зоны нагрева ее можно подвергнуть воздействию струи пара для удаления окалины, и
аналогичная струя пара может быть использована для удаления окалины после сварочных работ.
Размер заготовки может быть более или менее обычным, с учетом обычных допусков, но предпочтительно не
снимать фаску с краев заготовки, поскольку снятие фаски может быть вредным в кислородно-ацетиленовом
пламени, а если фаска не используется, никаких вредных последствий от ее снятия не возникнет.
В соответствии с данным изобретением для изготовления труб могут использоваться сталь Biemens-Martin и
мягкая сталь Thiomas, и таким способом можно изготавливать трубы из металла, содержащего большое
количество легирующих примесей для повышения прочности, термостойкости и коррозионной стойкости!
кислотами и т. д. 75 Печь для предварительного нагрева или отжига предпочтительно должна быть длинной и
узкой и может иметь, например, длину около 35 футов и ширину около двух футов.
квадрат. Удобно, что горелки в этой печи располагались бы только на выходном конце, а оставшаяся часть
печи нагревалась бы за счет циркуляции газа.
При предварительной обработке или отжиге в печи могут быть предусмотрены свободные ролики, по которым
может прокатываться стержень, и эти ролики могут быть изготовлены из жаропрочной стали, и они могут быть
или не быть охлажденными, но, как правило, охлаждение не требуется.
Дымоход для печи предпочтительно располагать на противоположном конце от горелок, а температура,
которую необходимо достичь в печи, должна составлять около 800 °C.
Трубоформовочный аппарат может включать в себя прокатный стан, состоящий из двух 95 или более пар
валков, причем каждая пара предпочтительно установлена на отдельном стане, а приводным устройством
может быть электродвигатель или другое подходящее устройство.
При необходимости ролики формовочной машины могут охлаждаться воздухом, а трубка с открытым швом,
сформированная в этом аппарате, предпочтительно имеет продольные кромки шва на расстоянии нескольких
миллиметров друг от друга.
Зона нагрева, в которую проходит труба после формовки, предпочтительно представляет собой так
называемую двойную печь, первая часть которой имеет длину, скажем, 70 футов и умеренно нагревается,
скажем, до температуры около 1100°C. Вторая, выходная часть печи может иметь длину около футов и
нагревается сильнее, скажем, до температуры около 1300°C.
Температурные режимы и размеры используемых зон термообработки, разумеется, зависят от
обрабатываемого металла и скорости формовки труб. Поперечное сечение зоны нагрева или печи удобно
очень похоже на поперечное сечение печи отжига или предварительной жарки, а вторая часть печи
предпочтительно выполнена из карборундовых кирпичей.
Ограничение зоны с самой высокой температурой относительно небольшим участком (i25) позволяет
значительно снизить затраты на обновление.
Сформированная трубка будет перемещаться через верхнюю часть нагревательной печи 130, при этом
последняя будет снабжена 415,109, 415,109 горелками, расположенными по всей ее длине и в нижней части.
Труба может перемещаться внутри печи на приводных роликах, расположенных поперек печи.
Эти ролики могут приводиться в движение электродвигателем и охлаждаться циркуляцией воды, а также
могут обладать высокой термостойкостью.
i0 Отверстия печи предпочтительно изготавливаются из жаростойкого металла и могут охлаждаться водой.
Средство для направления и предотвращения скручивания трубы с открытым швом после выхода из зоны
нагрева может включать пару роликов, между которыми проходит труба, причем один из этих роликов
снабжен центральной перемычкой или фланцем, входящим в открытый шов тюля и, таким образом,
поддерживающим шов в выровненном положении относительно сварочного аппарата.
Сварочный аппарат может включать в себя пару сварочных роликов, свободно установленных на
вертикальных осях, и, например, две кислородно-ацетиленовые горелки и два парогенератора.
Предпочтительно, чтобы края сварочных роликов располагались на расстоянии нескольких миллиметров друг
от друга, а кислородно-ацетиленовые горелки находились немного впереди вертикальной установки,
содержащей оси этих роликов, и каждое пламя нагревало один край профиля, образующего трубу,
прилегающую к щели в последней, причем тепло распространялось на небольшую длину, составляющую,
скажем, несколько миллиметров.
Предпочтительно предусмотреть автоматический механизм регулирования давления в горелках сварочного
аппарата, при этом температура сварки, разумеется, будет регулироваться этими горелками без
необходимости регулирования температуры в двух печах.
Сварочные ролики сильно прижимают два нагретых края друг к другу, а упомянутые выше потоки пара
охлаждают трубу, за исключением краев, так что к трубе в месте шва можно приложить большее давление,
чем раньше. Эти потоки воздуха также могут служить для удаления накипи из трубки (50°).
Очевидно, что, получая частично охлажденную трубу, ролики могут оказывать на нее гораздо большее
давление, не деформируя ее, и тем самым обеспечивать сварной шов очень высокого качества, а также
позволяют изготавливать на этом оборудовании трубы большего диаметра и/или с более тонкими стенками,
чем это считалось возможным ранее при использовании оборудования данного типа. Вероятно, будет вполне
достаточно поддерживать температуру в основной печи для отбеливания ниже 1°C, чтобы не повредить
полосу или ламинарию.
Механизмы калибровки или определения размеров могут быть более или менее обычного характера, 65 а
автоматическая пила может приводиться в действие электромагнитным приводом.
Регулирование температуры в печи может осуществляться автоматически, изменяясь в зависимости от
скорости перемещения буровой колонны через аппарат, или любым другим подходящим способом.
Все валки и металлические детали аппарата могут быть хромированы для уменьшения износа и образования
точечных повреждений, возникающих в результате воздействия тепла, давления и абразивного истирания,
которым они подвергаются.
Некоторые преимущества, получаемые при использовании метода и аппарата в соответствии с данным
изобретением, заключаются в следующем: 80 (а) Меньший расход металла благодаря более низкой
температуре нагрева заготовки по сравнению с предыдущими методами.
(b) Более качественный сварной шов благодаря повышенному давлению, оказываемому на трубу во время
сварки. 85 (c) Возможно изготовление труб меньшего и/или большего диаметра, чем раньше.
(d) Установку можно модифицировать для изготовления труб другого размера гораздо быстрее, чем раньше,
потому что, помимо прочего, относительно низкая температура, до которой нагревается водоросль, не
наносит ей серьезного вреда, даже если она неподвижна.
(e) Теперь опасность дефектов в трубах значительно ниже, чем раньше, и, следовательно, снижается
вероятность потерь, а установку можно легко остановить для осмотра труб без серьезных негативных
последствий.
(f) Трубы могут быть вытянуты, уменьшены, расширены или деформированы, благодаря чему трубопрокатный
цех может без изменений использоваться для производства более широкого ассортимента труб, чем это
предусмотрено в стандарте.
(g) Чистое железо и другие металлы, которые ранее не могли быть удовлетворительно превращены в трубы
методом горячей формовки, теперь могут быть вполне удовлетворительно превращены в трубы.
(l) Теперь в производстве ламп можно будет использовать коррозионно-стойкий и термостойкий металл с
высокой прочностью на растяжение (110°).
Дата: 27 января 1933 года.
FORRESTER, KETLEY & Co., дипломированные патентные поверенные, офисы Lessel Chambers, 88/90,
Chancery Lane, Лондон, W.C. 2, и Central House, 75, New Street, Бирмингем, представляют интересы
заявителя.
a 41.5,109 ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный метод и технология B1leanS для производства афетальных труб.
1, Уорд Фолт Роудфилд, гражданин Аргентины, ранее проживавший по адресу: Темпест-стрит, 10,
Вулверхэмптон, графство Стаффордшир, а теперь в компании Forrester, Ketley & Company, по адресу:
Сентрал-Хаус, Нью-стрит, Бирмингем, графство Стаффордшир, настоящим заявляет о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к способу и средствам изготовления сварной трубы стяжного типа, в которой
труба формируется непрерывным процессом из металлической полосы неопределенной длины. Под
выражением «непрерывный процесс» следует понимать, что формирование трубки происходит без перерыва
в течение времени, которое теоретически неопределенно, но на практике зависит от поддержания
непрерывной подачи ленты, отсутствия поломок используемого оборудования и необходимости его
периодического ремонта.
До настоящего времени при подобных методах труба изготавливалась следующими способами, которые
классифицируются и кратко описываются ниже: (1) Холодная формовка, газовая сварка, при которой труба
формируется из металлической полосы или заготовки, изогнутой продольно в холодном состоянии до формы
трубы с открытым швом, при этом края полосы впоследствии подвергаются сварке газовым пламенем,
например, кислородно-ацетиленовым пламенем.
В одном из таких способов было предложено пропускать холодный открытый сварочный валик швом вверх
под одним или несколькими расположенными близко друг к другу кислородно-ацетиленовыми горелками,
приспособленными для нагрева до температуры сварки только кромок металла, одновременно сваривая
кромки в точке нагрева, пропуская их между парой горизонтальных сварочных валиков.
В таком процессе сварочные ролики поддерживаются в сравнительно холодном состоянии за счет циркуляции
через них охлаждающей жидкости, причем такое охлаждение, как утверждается, предотвращает перегрев
трубы докрасна, за исключением участков, прилегающих к ее краям.
Однако на практике сомнительно, что такое охлаждение приносит какую-либо пользу, поскольку из-за того, что
края трубы с открытым швом нагреваются только перед тем, как войти в сварочные валки, остается мало или
совсем нет времени для передачи тепла вдоль сравнительно тонкого металла к тем участкам, к которым
прикладывается сварочное давление, прежде чем эти участки покинут валки.
В любом случае, холодноформованные трубы оказались неудовлетворительными для многих целей, и
пределы, в которых может использоваться такой процесс, ограничены, особенно в отношении толщины стенок
трубы, поскольку практически невозможно должным образом изготовить трубу из полосы или куска материала
толщиной более приблизительно одной восьмой дюйма. Кроме того, скорость изготовления труб этим
методом очень низкая, а из-за большого количества газа, используемого для нагрева материала от холодного
состояния до температуры сварки, процесс чрезвычайно дорогостоящий.
(2) Трубы из стали, сваренные электросваркой холодного формования.
TtBEs.
В этом процессе полоса сгибается в холодном состоянии в трубу с открытым швом, а края последней затем
свариваются между собой с помощью электросварочного оборудования для получения готовой трубы.
Этот процесс имеет тот недостаток, что электросварка не может быть успешно использована, если
свариваемые кромки не идеально чистые, а для достижения этого состояния кромки необходимо «прорезать»,
чтобы удалить исходный край полосы, при этом полоса также должна быть подвергнута травлению,
пескоструйной обработке или шлифованию. Таким образом, этот метод также является дорогостоящим и
подходит только для тонких труб, максимальная толщина которых, которую можно успешно сварить,
составляет одну двенадцатую часть наружного диаметра готовой трубы, и поэтому этот процесс не популярен
в производстве паровых, газовых и водяных труб.
(:3) Горячая пена. ;D TI UBES.
При этом способе изготовления трубок полоса нагревается до температуры сварки путем ее продвижения
через длинный нагревательный контур, имеющий значительную температуру! При этом температура
материала значительно выше, чем при сварке, и он одновременно сгибается в форму открытого шва, в то
время как его края либо впоследствии сжимаются вместе, так что они свариваются без дополнительной
подачи тепла, либо их температура может быть несколько повышена путем направления на них потока
воздуха.
Третий метод изготовления труб TL5 имеет следующие серьезные недостатки: (а) Для получения
удовлетворительного сварного шва необходимо нагреть всю полосу металла до температуры сварки и выше,
и это происходит даже тогда, когда часть тепла подается к краям материала путем направления на них
потоков воздуха. В результате происходит значительное окисление металла, что приводит к образованию
большого количества отходов.
(b) Поскольку вся сформированная труба в момент сварки находится при температуре сварки, к ней нельзя
приложить очень небольшое давление для сварки кромок трубы, и поэтому качество сварного шва не такое,
как хотелось бы. Кроме того, при той температуре сварки, для которой предназначен аппарат, улучшить
качество сварного шва путем повышения температуры трубки невозможно, поскольку при дальнейшем
повышении температуры трубки давление на нее будет очень незначительным, так как трубка разрушится.
(c) Из-за высокой температуры, до которой необходимо нагреть металл, этим методом можно изготавливать
только трубы очень ограниченного диапазона, например, трубы диаметром до двух дюймов, причем даже в
этом случае толщина стенки таких труб всегда будет чрезмерной для многих целей. При попытке
изготовления труб диаметром, превышающим предельный диапазон, обнаруживается, что стенки таких труб
разрушаются на стадии сварки.
(d) Из-за высоких температур, используемых при производстве, если необходимо изменить размер
производимой трубы, требуется остановить работу установки на несколько часов, чтобы валки, используемые
для гибки и сварки материала, могли остыть до температуры, при которой их удобно заменить.
(e) Температура печи такова, что если по какой-либо причине необходимо остановить производство труб,
сначала нужно дать печи остыть, так как если бы материал оставался в печи при очень высокой температуре,
он немедленно испортился бы из-за окисления. Вследствие этого, остановка установки для осмотра трубы,
выходящей из сварочного цеха аппарата, становится нецелесообразной, так что любые дефекты, которые
могут возникнуть, становятся очевидными лишь спустя значительное время после сварки труб, и существует
вероятность больших потерь металла еще до этого! Дефект можно обнаружить и исправить.
(ф. Полученные трубки невозможно удовлетворительно вытянуть, расширить или сузить.
(g) Трубки из чистого железа! Сталь SiemensMartin, соответствующая большинству коммерческих
показателей, не может быть изготовлена этим методом.
(h) Кроме того, при таком методе сложно регулировать температуру сварки, которая полностью зависит от
температуры печи и скорости продвижения полосы.
Наконец, ни в одном из вышеописанных процессов до настоящего времени не удалось успешно выполнить
сварку труб, изготовленных из стали с высокой прочностью на растяжение. C75. Основная цель данного
изобретения — предложить усовершенствованный способ изготовления сварных труб, в котором
вышеуказанные дефекты будут устранены или уменьшены, и который позволит использовать необычно
высокую температуру сварки и давление, благодаря чему можно будет производить трубы улучшенного
качества.
Согласно настоящему изобретению, предлагается способ изготовления 85 сварных труб, который включает в
себя продвижение через окружающую нагревательную среду металлической полосы неопределенной длины
и последующее формирование полосы в полностью закрытую трубу 90, характеризующуюся поддержанием
достаточно высокой максимальной температуры среды с учетом скорости перемещения полосы, чтобы
нагреть последнюю по всему ее поперечному сечению, повышением температуры 95 краев полосы по
меньшей мере до температуры сварочного нагрева и сваркой их вместе путем приложения давления,
одновременно прикладывая к поверхности оставшейся части поперечного сечения металла или его части и до
и/или в момент приложения сварочной жидкости, например пара, имеющей температуру значительно ниже
температуры сварочного нагрева, благодаря чему охлажденные участки 105 металла во время сварки будут
иметь достаточно низкую температуру, чтобы выдерживать сварочное давление без деформации, и будет
поддерживаться требуемая конфигурация трубы.
110 Согласно еще одной особенности данного изобретения, максимальная температура окружающей
нагревательной среды может поддерживаться достаточно высокой, чтобы повысить температуру кромок
полосы до такого значения, которое позволит впоследствии легко довести их до температуры сварки при
нагревании указанных кромок от дополнительной нагревательной среды, и они могут быть нагреты до
температуры сварки, существенно превышающей минимальную температуру, при которой металл будет
свариваться.
Согласно еще одной особенности данного изобретения, труба после сварки и охлаждения до температуры,
значительно меньшей, чем температура сварки, может быть откалибрована таким образом, чтобы получить
готовую трубу, имеющую внешнюю конфигурацию, практически постоянную по всей ее длине.
Согласно еще одному дополнительному пункту изобретения 130, трубка может быть изготовлена из холодной
металлической полосы неопределенной длины, которая может перемещаться через окружающее ее
миниатюрное нагревательное устройство, при этом может поддерживаться достаточная скорость теплового
потока к металлу для нагрева последней по всему ее поперечному сечению до температуры, при которой ее
впоследствии можно легко согнуть в трубу с швом, образующимся в печи.
Согласно еще одной особенности данного изобретения, нагретые кромки полосы после нагрева последней по
всему ее поперечному сечению могут быть доведены до температуры сварки путем последующего
воздействия на них тепла от двух рядов газовых пламен, каждый ряд которых включает множество пламен,
предназначенных для постепенного нагрева до высокой температуры сварки одной из двух смежных кромок
полосы.
Охлаждение материала до или во время сварки путем применения жидкости позволяет существенно
повысить как температуру, так и давление сварки по сравнению с ранее использовавшимися, без риска
значительного окисления материала, разрушения стенок трубы или их деформации во время сварки. При
этом использование таких более высоких температур и давлений позволяет получить исключительно прочный
и безупречный сварной шов.
Еще одной целью данного изобретения является создание усовершенствованного аппарата для изготовления
сварных труб, который особенно подходит для практического применения любого изобретения.
Соответственно, еще одной особенностью данного изобретения является создание аппарата для
изготовления сварных труб из металлической полосы, который включает в себя печь удлиненной формы,
приспособленную для нагрева полосы по всему ее поперечному сечению и повышения температуры ее
кромок до такой величины, которая позволяет впоследствии легко довести их до температуры сварки,
средства для непрерывного продвижения металлической полосы неопределенной длины через указанную
печь, средства для сглаживания полосы до формы открытого шва, средства для нагрева кромок металла до
температуры сварки и для их сварки путем приложения давления, и средства, расположенные рядом со
сварочным аппаратом, для подачи на оставшуюся часть поперечного сечения металла или его часть
охлаждающей жидкости, чтобы указанная часть или ее часть могла выдерживать сварочное давление и
сохранять свою форму.
Мне известно, что при изготовлении ободов для колес, в которых загнутые края привариваются
электросваркой к плоской внутренней части обода, предлагалось пропускать плоскую часть вместе с
Соседние файлы в папке патенты