Технологический процесс производства стальных труб

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современное трубное производство отличает большое разнообразие высокоэффективных способов изготовления продукции, среди которых определяющее значение имеют способы обработки металлов давлением.

Выбор технологических схем и способов обработки определяются физическими свойствами обрабатываемого металла, требуемым качеством и размерами изделия, экономичностью производства, рациональной загрузкой оборудования.

Быстрое увеличение доли сварных труб в общем объеме производства, наблюдающееся в последние годы во всех промышленно развитых странах мира, объясняется значительными технико-экономическими преимуществами производства труб сваркой.

Формирование трубы связано с меньшими энергетическими затратами, благодаря чему снижается масса и мощность оборудования, сокращаются удельные капиталовложения и эксплуатационные расходы. Сварные трубы экономичнее бесшовных, а процесс их производства непрерывен, что облегчает его механизацию и автоматизацию.

Наиболее перспективными способами производства труб является разработка и внедрение более совершенных технологических процессов с более высокой степенью механизации и автоматизации, с автоматическим контролем качества труб.

Поэтому основными факторами, повышающими уровень потребления стальных труб, являются улучшение качества и расширение марочного и размерного сортамента.

1. Общая часть

1.1 Обоснование курсового проекта

При изготовлении сварных труб образуется наружный и внутренний грат, что ограничивает область их применения. Удаления грата с наружной поверхности труб не представляет трудностей и широко используется на всех трубосварочных станах. Снятие же внутреннего грата приводит к снижению производительности станов, кроме того, этот процесс нельзя контролировать визуально.

В настоящее время в ТЭСЦ-5 грат снимается гратоснимателем, у которого резец выполнен простой формы , стойкость которого составляет 2 часа.

При замене резца необходимо:

1. Остановить стан.

2. Вырезать окно в трубе.

3. Заменить резец.

В своем проекте я предлагаю заменить существующий гратосниматель на гратосниматель с вращающимся резцом. Режущим инструментом является самовращающийся резец. Вращение резца осуществляется за счет составляющих сил резание грата. Усилия резанья воспринимается верхним опорным роликом и нижним опорным роликом, снабженным винтовой пружиной.

В результате представленного мероприятия стойкость резца повышается в несколько раз, уменьшается время простоя стана, снижаются отходы по статье «брак»; «лом негабаритный».

1.2 Сортамент выпускаемой продукции, ГОСТы и ТУ

ТЭСА 114-245 ОАО «ВМЗ» выпускает обсадные трубы диаметром 114-245 мм и муфты к ним для обустройства нефтяных и газовых скважин:

Таблица 1

Нормативный документ	Наружный диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Класс прочности, марка стали
ТУ 39.0147016.40-93	139,7 146,1 168,3 177,8 219,1 244,5	7,0-7,7 6,5-10,7 7,3-10,6 5,9-10,4 7,7-10,2 7,9-10,0	С, Дс (22ГЮ) Е(22ГФ)
ТУ 39-0147016-108-2000	139,7 146,1 168,3 177,8 219,1 244,5	7,0-7,7 6,5-10,7 7,3-10,6 5,9-10,4 7,7-10,2 7,9-10,0	С, Дс (22ГЮ) Е(22ГФ)
ТУ 39.0147016.790-2003	146,1 168,3 244,5	6,5-10,7 7,3-10,6 7,9-10,0	С, Дс (22ГЮ)
ТУ 1321-005-48185807-2003	244,5	6,0-7,0	Дс
ТУ 1321-016-05757848-2005	139,7 146,1 168,3 177,8 219,1 244,5	7,0-7,7 6,5-10,7 7,3-10,6 6,9-10,4 7,7-10,2 7,9-10,0	Дс (22ГЮ, 26ХМА) Е (22ГФ)
API 5CT	114,30 139,70 168,28 177,80 219,08 244,48	5,69-6,35 6,98-7,72 7,32-10,59 6,91-10,36 6,71-10,16 7,92-10,03	H40, J55, N80

Трубы после косовалковой правильной машины должны иметь общую кривизну не более 6,0.

Контроль труб проводится каждые два часа не менее чем на двух трубах. Данные заносятся в журнал для статистики.

Трубы, имеющие кривизну более 15 мм (для труб 140-146 мм ) и более 12 мм (для труб 168-245 мм), направляются на повторную правку. Принимаются меры по настройке стана и косовалковой машины.

После окончательной приемки общая кривизна труб (целевого значения) должны быть не более 15 мм (для труб 140-146 мм) и не более 12 мм (для труб 168-245 мм)

Контроль труб производится каждые два часа не менее чем на пяти трубах. Данные заносятся в журнал для статистики. После окончания приемки общая кривизна труб должна быть не более 15 мм (для труб 140-146 мм) и не более 10 мм (для труб 168-245 мм) трубы с общей кривизной не более 0,2 % от длины трубы принимаются годными.

Муфты для электросварных обсадных труб изготавливаются из бесшовных труб группы прочности J-55(Д), поставляемых по техническим условиям. Резьба труб и муфт защищена от механических повреждений пластмассовыми предохранительными деталями. Предохранительное кольцо предназначено для предохранения резьбы трубы, а предохранительный ниппель - для предохранения резьбы муфты во время транспортировки.

Сочетание испытания каждой обсадной трубы гидравлическим давлением и ультразвуковой дефектоскопией с периодическим статистическим контролем геометрических параметров формы и размеров тела трубы, контролем геометрических параметров элементов резьбы, создают условия, обеспечивающие выпуск обсадных труб на уровне требований международных стандартов.

Разработанная и внедренная на заводе система качества производства обсадных труб аттестована и лицензирована Американским нефтяным институтом, получена лицензия на изготовление труб по стандарту АPI 5 CT.

Особенности технологического процесса обусловливают получение обсадных труб стабильной длины. Средняя длина труб составляет 11,0 метров, что на 6-8 % больше средних длин аналогичных труб, выпускаемых другими заводами СНГ. Разброс по длине труб не превышает ±200 мм.

Упаковка продукции производится в пакеты шестигранной формы по ГОСТ 10692-80 массой до 6,5 т. По требованию потребителя возможна упаковка в количестве от 7 до 19 штук - от 3,5 до 6,5 т.

Осмотр рулонов	Размотка, правка, обрезка "языка"	Сварка	Накопитель
Формовка трубной заготовки Высокочастотная сварка Снятие наружного и внутреннего грата
УЗК сварного шва Локальная термообработка Калибровка Порезка на мерные сварного шва Sizing длины	Правка
Торцовка и снятие фаски	Ротационный УЗК тела трубы	Нарезка резьбы	Контроль качества нарезки резьбы
Навертка муфт	Навертка предохранительного кольца	ГГидроиспытание	Навертка предохранительного ниппеля
Взвешивание и измерение длины	Маркировка и клеймение	Окончательная приемка	Пакетирование

1.3 Технологический процесс производства труб

Рулонная сталь поступает в цех в открытых железнодорожных вагонах или на платформах, разгрузка которых производится электромостовым краном с клещевым захватом. Складирование рулонов производится в вертикальном положении (на торец) по плавкам, маркам стали и размерам рулонной стали.

Рулоны, проверенные ОТК, со смотровой площадки подаются электромостовым краном с клещевым захватом на линию агрегата продольной резки и устанавливаются на загрузочный стеллаж, где производится взвешивание рулона на тензометрических весах, результат измерения вводится в систему сбора данных автоматически.

После взвешивания рулон транспортируется на разматыватель для размотки, а затем на правильную машину с тянущими роликами для правки рулонной полосы, заправки и подачи ее в машину продольной резки.

Из правильной машины после обрезки переднего и заднего концов рулона полоса подается тянущими роликами в агрегат продольной резки.

В агрегате продольной резки производится продольная порезка рулонной стали на несколько полос заданной ширины и обрезка боковых кромок. Боковая обрезь, образовавшаяся в результате порезки на агрегате продольной резки, направляется в боковые проводки (трубчатой формы) кромкокрошителя для непрерывной разрезки в поперечном направлении.

Штрипсы, разделенные с помощью двух электромагнитов задаются через петлевое устройство в сепаратор во избежание наложения их друг на друга и далее в моталку.

Моталка представляет барабан, состоящий из четырех сегментов сжимающихся и разжимающихся по принципу цангового зажима. Смотанные штрипсы от моталки транспортируются разгрузочной тележкой на обвязочную машину. После обвязки смотанных штрипсов и их взвешивания результат измерения вводится автоматически в систему сбора данных.

Отсортированные работниками ОТК штрипсы ремонтируются работниками АПР и задаются в производство до смены плавки. Зачистка заусенцев производится шлифмашинкой, обрезка концов штрипса - газовым резаком. При невозможности ремонта штрипсы бракуются и помещаются в изолятор брака.

Годные штрипсы, с промежуточного склада АПР, задаются в стан поплавочно электромостовым краном с клещевым захватом и устанавливаются на кантователь рулонов для кантовки с вертикального расположения оси рулона на горизонтальное и транспортируются загрузочной тележкой на загрузочный стеллаж. Загрузочная тележка разделяет штрипсы, поворачивая их при необходимости на 180^о в зависимости от направления кромки (заусенцем вверх), транспортирует по одному штрипсу к промежуточному наклонному стеллажу.

Прием штрипсов, их хранение и передача на позицию размотки осуществляется на промежуточном наклонном стеллаже. Размотка штрипса и заправка его в правильную машину производится разматывателем двухбарабанного типа. Размотка штрипса может производиться сверху и снизу. Разматыватель имеет два приводных барабана для фиксирования штрипса по внутреннему диаметру.

Правка разматываемого штрипса производится правильной машиной, которая состоит из 5 правильных валков и 2 тянущих роликов. Штрипс после правильной машины подается на стыкосварочную машину с ножницами. Для обеспечения параллельности торцов перед сваркой осуществляется отрезка ножницами с нижним резом заднего и переднего концов штрипса.

Сварка концов штрипса происходит в среде защитного газа (двуокись углерода) в автоматическом режиме одновременно двумя горелками. После окончания сварки зажимы освобождают полосу и она перемещается вперед до тянущих роликов, где производится осмотр сварного соединения. При некачественной сварке стыка, склонного к разрушению, производится вырезка сварного соединения и повторная сварка концов штрипса.

Для центровки подаваемой полосы по оси стана полоса направляется на входные и выходные боковые проводки.

Для образования запаса штрипса, необходимого для обеспечения непрерывного процесса формовки и сварки труб, при остановке на стыковку, полоса направляется в петлевое устройство, откуда полоса подается тянущими роликами через промежуточный стол, в формовочный стан со скоростью равной скорости сварки трубы.

Для непрерывной формовки в трубную заготовку штрипс задается в формовочный стан. Стан состоит из боковой проводки, задающей клети, клети предварительной формовки, четырех формующих клетей с открытым профилем калибра, трех клетей с закрытым профилем и промежуточных клетей с вертикальными валками.

Сформированная трубная заготовка из клетей закрытого профиля задается в сварочный узел. Производится настройка сварочного режима, установки снятия наружного грата и внутреннего гратоснимателя. Включается установка ультразвукового контроля шва.

Электросварщик труб контролирует прохождение начала трубной заготовки через установку ЛТО, стационарный спрейер, калибровочный стан, правильные клети до летучего отрезного станка.

Сварка непрерывно движущихся кромок сформованной трубной заготовки осуществляется на трубосварочной машине, состоящей из высокочастотного генератора, скользящих контактов, сварочной клети, установок снятия наружного и внутреннего грата.

Нагрев кромок трубной заготовки перед сваркой производится на высокочастотной установке токами частотой 220 кГц. Подвод электроэнергии производится скользящими медными контактами через кондуктор, укрепленный на трансформаторе. Для повышения эффективности нагрева и концентрации тока на кромках внутри трубы устанавливается ферритовый сердечник.

Степень обжатия трубной заготовки по периметру в сварочном узле должна составлять 1,0-2,5 мм для всех диаметров. Степень обжатия определяется разностью периметров трубной заготовки до сварочного узла и готовой трубы после сварочного узла. Сварка труб производится с использованием системы автоматического регулирования (CAP сварки).

Трубы, сваренные при настройке стана с нестабильным сварочным режимом, оператором ПУ отрезного станка выводятся в ручном режиме на газовый резак и отсортировываются в брак.

После настройки сварочного режима сварщик в ручном режиме выводит на газовый резак одну трубу для отбора образцов для проведения испытания на сплющивание.

Срезание наружного грата производится наружным гратоснимателем, состоящим из двух суппортов для резцов, гратомоталки и двух опорных роликов, установленных под сваренной трубой в плоскости резцов. Передний конец срезанного непрерывно наружного грата заправляется сварщиком вручную при помощи крюка в гратомоталку.

Удаление внутреннего грата производится внутренним гратоснимателем, состоящим из штанги, задний конец которой закреплен барабанной опорой на станине формовочной клети. На переднем конце штанги прикреплена головка гратоснимателя, на которой смонтирован резцедержатель с резцом, имеющим твердосплавную пластину.

Сварной шов каждой трубы подвергается неразрушающему контролю, трубы не прошедшие УЗК автоматически выводятся из потока, увязываются в пакеты и передаются в изолятор брака.

Трубы подвергаются локальной термообработке (нормализации) сварного шва. Нормализация осуществляется для снятия остаточных напряжений в зоне сварного шва, выравнивания структуры, улучшения механических свойств шва.

Оборудование ЛТО состоит из клетей с тянущими роликами, пяти индукционных нагревателей, рольганга, установки водяного охлаждения шва.

Локальная термообработка производится по следующей технологии:

- нагрев зоны шва индукционными нагревателями до 900±20^оС;

- охлаждение шва на воздухе при перемещении трубы до зоны водяного охлаждения;

- охлаждение шва в установке водяного охлаждения.

Трубы считаются прошедшими ЛТО, если температура нагрева сварного шва по всей их длине не выходит за пределы 900±20^оС. Если указанное условие не выполняется хотя бы на одном участке шва любой протяженности, труба признается не прошедшей ЛТО и автоматически выводится из потока на газовый резак.

Трубы после воздушного охлаждения проходят установку водяного охлаждения, предназначенную для снижения температуры сварного шва. Установка водяного охлаждения имеет водораспылительный коллектор, расположенный над трубой, в закрытом кожухе. Пар, образующийся в кожухе, вытягивается вентиляционной системой. Охлаждающая вода подается от системы охлаждения. Труба после установки водяного охлаждения должна иметь температуру не выше температуры кипения воды.

После водяного спрейера трубы поступают в калибровочный стан и правильную клеть.

После прохождения трубы через клети измеряется периметр трубы, и валки регулируются таким образом, чтобы периметр трубы после каждой клети и периметр трубы на выходе из клети соответствовали указанным в технологических картах.

Трубы, после калибровочного стана, подвергаются правке в правильной клети. Правильная клеть состоит из сварной конструкции открытого типа, в которой размещается четырехвалковая кассета. В кассете установлены четыре холостых правильных валка, имеющие свои нажимные механизмы. Кассета имеет механизм с электроприводом для перемещения ее в вертикальном и горизонтальном направлениях.

После правки труб производится маркировка индекса смены и номера партии с помощью маркировщика барабанного типа в соответствии с картами контроля.

Автоматическая порезка непрерывно движущейся бесконечной трубы на мерные длины осуществляется летучим отрезным станком, который состоит из тележки с режущей головкой, рельсов, входного и выходного зажимов, входного и выходного поддерживающих роликов и механизма для передвижения тележки.

Разрезка трубы осуществляется четырьмя режущими дисками, вращающимися вокруг трубы и имеющими одновременное радиальное перемещение. Длина труб 11 - 11,2 м, точность порезки трубы ± 5 мм. Контроль качества порезки труб производится в соответствии с картами контроля.

После отрезки первой трубы новой партии на центральный пульт автоматически передается информация о новом номере партии. На табло центрального пульта начинает высвечиваться номер новой партии и количество годных труб по мере их изготовления и количество бракованных труб. Информация по причинам брака выдается распечаткой на центральном пульте управления.

Трубы по указанию мастера участка отделки, с промежуточного склада электромостовым краном передаются на загрузочный стеллаж отрезного станка для отбора проб на сплющивание. Отрезка проб производится на отрезном станке от переднего и заднего концов каждой трубы, прошедшей ЛТО.

После порезки труб внутренний грат разрезается ножом вытяжной клети. Трубы, не прошедшие ЛТО, отбракованные УЗК, с поперечным швом, с «окнами», длиной свыше 12 м, направляются по рольгангу в автоматическом режиме на газовый резак.

Газовый резак оснащен двумя вращающимися вокруг неподвижной трубы газовыми горелками. Для отбора проб для испытаний используются две горелки, а для разрезки труб - одна горелка. На газовом резаке производится вырезка проб для проведения испытаний на сплющивание, механических испытаний, химического анализа, испытания на пластичность, металлографического анализа, а так же разрезка дефектных труб. Вырезанную пробу контролер ОТК маркирует и передает в ЦЗЛ (Центральную Заводскую Лабораторию). Результаты механических испытаний и химического анализа передаются в ОТК из ЦЗЛ по телефаксу.

Стружка внутреннего грата удаляется из трубы на автоматической установке промывки за счет напора воды при вращении трубы. Вода, оставшаяся в трубе удаляется продувкой воздухом. Вода, после удаления стружки грата, собирается в резервуар, стружка и окалина осаждаются, а вода насосом снова подается на промывку. Трубы после промывки передаются по рольгангу к косовалковой правильной машине.

Правка труб осуществляется на косовалковой правильной машине, имеющей три пары приводных валков и один холостой. Правка осуществляется знакопеременным изгибом, который получают за счет смещения средней пары валков относительно двух опорных валков в сочетании со знакопеременным сплющиванием. Холостой валок предназначен для облегчения подачи труб на выходной рольганг. Отслаивающаяся в процессе правки труб окалина смывается в бак-отстойник охлаждающей валки жидкостью. Бак-отстойник с окалиной убирается при помощи мостового крана.

Несколько труб подвергается пробной правке, в процессе которой правильная машина подстраивается путем корректировки смещения средней пары валков, величины сплющивания и угла разворота валков. Настройка правильной машины считается законченной, если труба имеет общую кривизну не более 0,2% от общей длины трубы, а также отсутствуют на наружной поверхности трубы винтовой след, отпечатки, царапины, задиры и смятие переднего конца трубы.

Измерение кривизны труб производится на стеллажах приемных карманов при отключенном транспортном оборудовании. Если кривизна труб превышает допустимые значения, производится корректировка настройки правильной машины и повторный контроль кривизны труб. Трубы с кривизной, превышающей допустимые значения, передаются электромостовым краном на стеллаж перед правильной машиной для повторной правки.

В зависимости от назначения, трубы после правильной машины направляются по транспортному рольгангу на подрезку торцов и снятие наружной и внутренней фасок. Подрезка торцов и снятие наружной и внутренней фасок труб производится на двух параллельных линиях, каждая из которых оснащена транспортными средствами и двумя станками для обработки торцов труб.

Трубы, сваренные из одного штрипса, выкладываются на одну из линий торцеподрезных станков, трубы, сваренные из следующего штрипса выкладываются на другую линию и так далее с разделением труб каждого штрипса.

При остановке стана, отсутствии труб в отделке допускается задача труб с промежуточного склада электромостовым краном на линии торцовки.

По транспортному рольгангу трубы передаются к ультразвуковому дефектоскопу с вращающимися пробниками, где производится контроль качества труб по телу трубы и по сварному шву.

Забракованные трубы автоматически отмечаются краской. Отмеченные трубы выводятся из потока на браковочный стеллаж, формируются в пакеты и электромостовым краном передаются на склад.

Годные трубы, прошедшие ультразвуковой контроль, передаются по транспортному рольгангу на нарезку резьбы. Нарезка резьбы производится на двух параллельных линия, каждая из которых оснащена транспортными средствами и двумя трубонарезными станками с числовым программным управлением. Выбор линии нарезки осуществляется на главном транспортном пульте ротационного УЗК.

Резьбонарезной станок состоит из станины, шпиндельной бабки с инструментальной головкой, приводов, механизмов подачи, центрирования и зажима трубы. Инструментальная головка состоит из четырех резцовых блоков с кассетами, в которые вставляются резьбонарезные гребенки и пластины для обточки наружной поверхности трубы, суппортов и толкателя. Нарезка резьбы производится автоматически, согласно заданной программе. Для отвода стружки применяется стружколом.

После нарезания резьбы трубы проходят визуальный контроль состояния резьбовой поверхности и качества удаления внутреннего грата в объеме 100% контролерами ОТК. Затем трубы передаются на установку нанесения треугольного знака и маркировочной полосы. Нанесение треугольного знака и маркировочной полосы производится на годные трубы.

Контроль геометрических параметров резьбы производится специальными накладными приборами и резьбовыми калибрами. Контроль качества резьбы изделий включает:

- визуальный осмотр поверхности резьбы;

- контроль длины резьбы с полным профилем;

- контроль расстояния от торца трубы до треугольного знака;

- контроль геометрических параметров резьбы (высота профиля, шаг на длине 25,4 мм резьбы с полным профилем и шаг на суммарной длине с полным профилем, конусность по внутреннему диаметру резьбы труб и ниппелей, конусность по наружному диаметру резьбы муфт и колец);

- контроль натяга резьбы;

- контроль соосности резьбы обоих концов муфт;

- контроль углов профиля резьбы труб и муфт;

- контроль сбега резьбы труб по стандарту API 5CT.

Контроль длины резьбы труб производится на каждой трубе с помощью шаблона, который подбирается в зависимости от условного диаметра труб.

Измерение расстояния до основания треугольного знака производится штангенциркулем ШЦ-1-125 ГОСТ 166 или шаблоном.

Контроль геометрических параметров и натяга резьбы производится специальными накладными приборами и резьбовыми калибрами.

Отклонение высоты профиля резьбы от эталонной определяет индикаторный высотомер.

Контроль шага резьбы производится при помощи индикаторных шагомеров. Индикаторный шагомер показывает отклонение шага резьбы изделия от установленного расстояния между двумя наконечниками прибора.

Измерение конусности резьбы производится по внутреннему диаметру резьбы индикаторным прибором. Измерение конусности производится между первой, пятой и десятой нитками резьбы, при этом расстояние между измеряемыми сечениями составляет 25.4мм.

Контроль натяга резьбы труб производится рабочими резьбовыми калибрами-кольцами, а муфт - калибрами-пробками. Величину натяга определяют как расстояние между измерительной плоскостью калибра и торцом изделия и измеряют штангенглубиномером ШГ-80 ГОСТ 162.

Сносность муфт проверяется специальным индикаторным прибором для измерения сносности муфт.

Контроль точности профиля резьбы и углов наклона боковых сторон профиля резьбы труб и муфт производится трехиндикаторным прибором.

Контроль сбега резьбы труб производится накладным прибором.

Годные трубы с нарезанной резьбой по транспортеру передаются на станок для предварительной навертки муфт, перед наверткой муфты на резьбу наносится резьбоуплотнительная смазка. Муфты для навертки поступают с участка их изготовления в специальных контейнерах.

Муфты для электросварных обсадных труб изготавливаются из бесшовных труб группы прочности J - 55 (Д), поставляемых по техническим условиям.

Муфтовые трубы со склада цеха подготовки производства перевозятся автотранспортом в пакетах весом от 5 до 10 тонн. Трубы разгружаются электромостовым краном и хранятся на складе цеха в карманах по размерам, плавкам и заводам-поставщикам.

На отрезном станке производится разрезка муфтовых труб на мерные заготовки в ручном и автоматическом режиме. Подача контейнеров с заготовками к муфтонарезным станкам производится с помощью электропогрузчиков. Разгрузка заготовок из контейнера производится автоматическим манипулятором.

Торцовка, расточка и нарезка резьбы муфт производится на специальных станках. Муфты обрабатываются на станке по принципу «неподвижная заготовка - вращающийся инструмент» способом односторонней обработки. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости используется водный раствор эмульсола. Заточка режущего инструмента производится на участке подготовки инструмента.

Годные муфты манипулятором загружаются в контейнер и электрокаром передаются на участок оцинковки муфт. Забракованные муфты укладываются оператором пульта управления вручную в контейнер с надписью «Брак». Контейнер с забракованными муфтами, по мере заполнения, передается электромостовым краном на площадку отгрузки металлоотходов.

Муфты, перед цинкованием в соответствии с требованиями договора подвергаются 100% ультразвуковому контролю. Муфты, не прошедшие ультразвуковой контроль, отсортировываются.

Специальные муфты в соответствии с требованием стандарта АНИ 5 СТ изготавливаются по требованию потребителя. Изготовление специальных муфт производится путем проточки наружного диаметра нормальных муфт. Проточка наружного диаметра производится на специальных станках с ЧПУ твердосплавным режущим инструментом по заданной программе.

Загрузка муфт в станок и разгрузка их после проточки в контейнеры производится оператором станка вручную.

Изготовление муфт с проточками под уплотнительные кольца из фторопласта производится на шестипозиционных агрегатных станках способом двухсторонней обработки. Установку уплотнительных колец в канавки муфт производит технологический рабочий на участке цинкования муфт, на отводящем рольганге, перед клеймовочной машиной или на отдельной площадке. Перед монтажом кольцу придают овальную форму, деформируя его по наружному диаметру, что обеспечивает свободное перемещение кольца в осевом направлении внутри муфты до месторасположения проточки.

После предварительной навертки на муфтонаверточном станке производится окончательная навертка муфт. Операция окончательной навертки муфт совмещена с шаблонированием труб по внутреннему диаметру.

После навертки муфт трубы поступают на кольценаверточный станок, где на свободный резьбовой конец трубы производится навертка защитного кольца.

Перед наверткой на резьбу наносится резьбоуплотнительная или антикоррозионная смазка, исключающая повреждение резьбы. Допускается ручная навертка предохранительных колец на трубы, которая производится на передающем транспортере к муфтозатяжному станку.

Трубы с навернутыми муфтами и кольцами по транспортеру поочередно поступают на промывку внутренней полости, затем проходят гидравлическое испытание внутренним давлением. Гидравлическое испытание труб внутренним давлением служит для выявления скрытых дефектов тела трубы, включая сварной шов, и обнаружения негерметичности резьбового соединения "труба-муфта".

Сначала осуществляют промывку струей воды, подаваемой во вращающуюся трубу со стороны муфтового конца. После промывки автоматически измеряют длину трубы, в соответствии с которой устанавливают заднюю уплотнительную головку пресса. Трубу перемещают на испытательную позицию пресса, осуществляя герметизацию концов трубы манжетами.

Закрывают боковые защитные створки. Трубу заполняют испытательной жидкостью, которая вытесняет воздух через дренажный клапан. в качестве испытательной жидкости применяется водный раствор эмульсола. После удаления воздуха клапан закрывают и давление автоматически повышают до заданной величины, которая регистрируется на диаграмме манометра. При достижении испытательного давления жидкости в трубе автоматически производится обстукивание ее поверхности молотком. Прессовщик визуально контролирует сварной шов труб на наличие течи и выпотевания.

По истечении 10 секунд выдержки под давлением проводят сброс давления до нулевого уровня через редукционный клапан. Разгерметизируют полость трубы путем снижения давления жидкости в камерах манжет, при этом она восстанавливает сваю первоначальную форму, освобождая стеллаж.

Трубы, не выдержавшие гидравлическое испытание (наличие течи в резьбовом соединении «труба - муфта», разрывы труб по телу и сварному шву), маркируются краской краскоотметчиком нанесением браковочной метки.

Трубы, не выдержавшие гидроиспытание, с неудовлетворительным качеством навертки муфт (трещины, вмятины, на муфтах, не выполнение длины затяжки), выводятся из потока, направляются на приемный стеллаж. После осмотра, наладчиком агрегатных и специальных станков совместно с бригадиром или контрольным мастером ОТК трубы, не подлежащие ремонту (разрывы, трещины) маркируются краской нанесением отметки «Брак» наладчиком агрегатных и специальных станков и отгружаются в изолятор брака на складе.

Забракованные трубы по течи в резьбовом соединении при гидроиспытании и качеству навертки муфт направляются с помощью мостового крана на отрезной станок для обрезки муфты.

После гидроиспытания трубы поступают на станок для навертки ниппеля в свободный конец муфты. Ниппеля служат для защиты резьбы свободного конца муфты от механических повреждений и коррозии при транспортировке и хранении. Перед наверткой на резьбу муфты производится нанесение резьбоуплотнительной или антикоррозионной смазки. Допускается ручная навертка ниппелей в муфты, которая производится на транспортере к маркировочной машине. Ниппель навертывается на всю длину резьбы и должен свинчиваться вручную.

Годные трубы направляются на установку взвешивания и измерения длины. Взвешиванию и измерению длины поочередно подвергается каждая труба. В соответствии с требованиями заказа результаты измерения печатаются системной пишущей машинкой в британской (футы, фунты) или метрической системах. Измерение длины и взвешивание каждой трубы осуществляется в автоматическом режиме. Машина выполняет расчет длины и массы труб с исключением длины и массы кольца и ниппеля.

После взвешивания трубы проходят клеймение и маркировку на клеймовочной машине автоматически. Знаки клеймения наносятся на наружную поверхность вдоль трубы на расстоянии не более 305 мм от навинченной муфты и включают в себя: номер трубы, товарный знак, наименование стандарта, масса, марка стали, способ изготовления труб.

После проведения окончательной приемки контролером ОТК дается разрешение на нанесение на годных трубах маркировки. Она наносится вручную краскораспылителем белой краской по трафарету.

После нанесения маркировки на наружную поверхность труб и муфт наносится консервационное покрытие по требованию заказчика.

Трубы в объеме пакета передаются краном на загрузочный стеллаж установки пакетирования и обвязки. Установка пакетирования и обвязки предназначена для формирования труб в количестве от 7 до 19 штук в пакеты шестигранной формы и обвязки их проволокой диаметром 6 мм в 2 нитки в четырех-шести местах по длине пакета. С двух концов пакета крепятся металлические ярлыки, которые должны содержать необходимую информацию о продукции, внешнеэкономической организации, страну назначения, товарный знак.

Погрузка труб в вагоны производится в соответствии с приказами на отгрузку, выданными ПРБ цеха. Пакеты труб выдаются с помощью мостового крана из ячеек склада. После проверки соответствия труб, подлежащих отгрузке требованиям и технических условий производят погрузку их в вагон. Каждая поставляемая отгрузочная партия труб должна сопровождаться документом (сертификатом), удостоверяющим их соответствие требованиям технических условий.

1.4 Характеристика основного технологического оборудования

труба сталь прожог наплыв калибровка

Загрузочная тележка

Тип Ход перемещения, мм Скорость перемещения, мм/мин Ход подъема, мм Угол поворота, град.	Подвесной 5500 150 500 180

Промежуточный стеллаж

Тип Число загружаемых штрипсов, шт. Масса (максимальная), т.	наклонный до 5 20

Клеть с отгибателем

Размеры прижимного ролика, мм диаметр длина Размеры гидроцилиндра, мм диаметр ход	265 650 125 210

Правильная машина

Тип Размеры валка, мм диаметр длина Цилиндр быстрого развода, мм диаметр ход	Пятивалковая 190 900 180 100

Стыкосварочная машина

Число горелок, шт Угол наклона горелки вперед, град Скорость перемещения горелок, мм/мин Диаметр проволоки, мм Скорость подачи проволоки м/мин	2 15 300-9000 1,2 3-20

Т Петлеобразователь

Ход передвижения тележки, м Скорость передвижения тележки, м/мин Размеры барабана, мм диаметр длина	110 55 2300 1000

Формовочный стан

Клеть предварительной формовки, мм диаметр верхнего валка диаметр нижнего валка Формовочные горизонтальные клети №1-№3 ход нажима сверху при замене клетей, мм скорость нажима при замене клетей, мм/мин Формовочная верхняя клеть №4 диаметр вала вертикального валка, мм ход смещения, мм скорость смещения, мм/мин Формовочная горизонтальная клеть №5 ход нажимного механизма сверху, мм скорость нажимного механизма сверху, мм/мин Формовочные вертикальные клети №6, №7 диаметр вертикального валка, мм длина хода передвижения клети №6, мм скорость передвижения, мм/мин Клети с закрытым профилем №1-№3 ход нажимного механизма, мм скорость нажима, мм/мин	180 180 210 30 205 314 62 210 30 250 284,5 62 210 30

Трубосварочная машина

Входная мощность генератора, кВт Частота рабочая, кГц Частота питающей сети, Гц Установленная мощность, кВт Максимальная скорость сварки, м/мин	900 2202,5% 502% 1800 55

Калибровочные клети №1-№3

Ход нажимного механизма, мм Скорость нажима, мм/мин	210 30

Правильные клети

Ход регулировки, мм: вертикально горизонтально Диаметр ролика, мм	150 50 300

Трубоотрезной станок

Длина труб, м Ход перемещения суппорта, м Скорость перемещения суппорта, м/мин: вперед назад Количество режущих дисков, шт Диаметр режущих дисков, мм Толщина режущих дисков, мм Ход режущих дисков, мм	9,5-13,0 7,5 55 90 4 160 6 6,5

Правильная машина

Скорость правки, м/мин Размеры валков, мм: диаметр валка в серединной вогнутой части длина валка шаг валков Диапазон регулирования угла разворота, град	60 340 560 950 305

1.5 Основные виды дефектов и способы их устранения

При той или иной технологической операции может произойти отклонение уровня качества обработанной заготовки от заданного стандартом уровня. Это вызвано возникновением каких-либо дефектов изделия.

Дефекты разделяются на внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся: прожог, наплывы.

К внутренним дефектам относятся: неметаллические включения, непровар.

Непровар - местное несплавление свариваемых кромок основного и наплавленного металла - является следствием низкой квалификации сварщика, некачественной подготовки свариваемых кромок (малый угол скоса, отсутствие зазора, большое притупление), смещение электрода к одной из кромок, быстрого перемещения электрода по шву.

Прожог - сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины прожога - большой сварочный ток, малая толщина основного металла, малое притупление свариваемых кромок и неравномерный зазор между ними по длине.

Наплывы - результат натекания наплавочного металла на непрогретую поверхность основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним. Такие дефекты могут быть при низкой квалификации сварщика, недоброкачественных электродах и несоответствии скорости сварки и сварочного тока разделки шва.

Неметаллические включения - образуются при сварке малым сварочным током, при применении недоброкачественных электродов, сварочной проволоки, флюса, загрязнённых кромок и плохой очистке шва от шлака при многослойной сварке. При неправильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений.

Непровар и неметаллические включения устраняют путём вырубки пневматическим зубилом или расчистки абразивным инструментом всего дефектного участка с последующей заваркой. Часто применяют выплавку дефектного участка резаком поверхностной кислородной или воздушно-дуговой резки.

Наплывы устраняют обработкой абразивным инструментом или с помощью пневматического зубила.

Дефектные места при прожоге должны быть зачищены и заварены.

1.6 Основные виды контроля дефектов

1.6.1 Ультразвуковой контроль

Метод ультразвуковой дефектоскопии применяется при толщине металла не менее 6 мм. Он основан на использовании ультразвуковых волн, которые представляют собой упругие колебания материальной среды с частотой колебания выше 20 кГц (выше, чем та, которую способны воспринимать слуховые органы человека).

В этом методе контроля используется способность ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. Когда при прохождении через сварной шов ультразвуковые волны встречают на своём пути дефекты, они отражаются от границы раздела металл - дефект и могут быть зафиксированы при помощи специальных ультразвуковых дефектоскопов. Данный способ является неразрушающим и применяется при испытании качества сварного шва трубы.

1.6.2 Вырезка проб

На газовом резаке производится вырезка проб для проведения испытаний на сплющивание, механических испытаний, химического анализа, металлографического анализа.

1. Испытание на сплющивание и на раздачу конусом производится на гидравлическом прессе НР-100 на участке газового резака бригадиром-настройщиком в присутствии дефектоскописта в соответствии картами контроля К 153-58-02.11-… . Результаты испытаний труб на сплющивание и на раздачу конусом фиксируются дефектоскопистом в журнале результатов технологических испытаний с указанием: даты, индекса смены, диаметра трубы, мм, марки стали (класса прочности), фактической толщины стенки, мм (по телу трубы, глубина канавки), номера партии, номера трубы, времени отбора проб, времени испытаний, результатов испытаний (на сплющивание, раздачу конусом), испытания первичные или повторные, заключения о годности, подписи дефектоскописта.

Микроструктура стали, величина твердости, стойкость к водородному растрескиванию, стойкость к сульфидному растрескиванию под напряжением, результаты испытаний на сплющивание после выдержки в H₂S- содержащей среде, стойкость к общей коррозии основного металла и сварного соединения труб должны соответствовать указанным в картах контроля К 153-58-02.12-… .

2. Химический анализ

Контроль химического состава рулонного проката из углеродистой стали (Ст3сп, Ст3пс, сталь 10, 10пс, 20, 20пс, 20-КС, 20-КСХ и т.п.) производится сортировщиком-сдатчиком и инспектором ОТК по сертификатным данным.

Контроль химического состава рулонного проката, предназначенного для изготовления труб по зарубежным стандартам (API, DIN EN, ISO, ASTM и др.) и для изготовления труб при участии независимой инспекции, производится сортировщиком-сдатчиком и инспектором ОТК по сертификатным данным, а также по результатам входного контроля, в объеме 100 % поступающих плавок.

Контроль химического состава рулонного проката из низколегированной (типа 09Г2С, 17Г1С, 17Г1С-У и т.п.) и коррозионностойкой (типа 09ГСФ, 13ХФА, 20Ф, 08ХМФЧА и т.п.) стали производится сортировщиком-сдатчиком и инспектором ОТК по сертификатным данным, а также по результатам входного контроля, в объеме не менее 5 % от поступающих плавок для каждого типоразмера рулонного проката.

3. Контроль механических свойств

Вырезанные пробы подвергаются механическим испытаниям (растяжение, ударный изгиб, загиб) и контролю твёрдости. Для контроля механических свойств сортировщик-сдатчик назначает две трубы от каждой партии и заполняет «Журнал отбора проб-заготовок для проведения механических испытаний» с указанием следующих данных:

- даты;

- индекса смены;

- номера нормативной документации (ГОСТ, ТУ);

- номера заказа;

- номера партии труб;

- номера плавки;

- диаметра труб, мм;

- толщины стенки труб, мм;

- марки стали;

- количества проб-заготовок, шт.;

- времени назначения труб на испытания, ч мин;

- времени вырезки проб-заготовок, ч мин.;

- времени выписки заказа и вызова автотранспорта, ч мин;

- времени отправки проб в ЦЗЛ, ч мин;

- подписи сортировщика-сдатчика.

2. Расчетная часть проекта

2.1 Расчет калибровки трубы основного сорта

2.1.1 Исходные данные

D_т = 139,7 мм

S_т = 7,0 мм

N = 7

N_ш = 3

? В_ф = 2,5 мм S_ш1 = 16,5 мм

? В_к = 2,5 мм S_ш2 = 11,0 мм

?В_с = 1,5 мм S_ш3 = 5,5 мм

2.1.2 Ширина исходного листа

В_л , мм, вычисляем по формуле:

В_л = р( D_т - S_т + ?В_к) + ?В_ф + ?В_с

где D_т - диаметр трубы;

S_т - толщина стенки;

?В_к - припуск на обжатие в калибровочном стане;

?В_ф - припуск на обжатие в формовочном стане;

?В_с - припуск на обжатие в сварочном стане.

В_л = 3,14(139,7- 7,0 + 2,5) + 2,5 +1,5 = 428,52.

2.1.3 Калибры 1 группы ц _i , ⁰

ц _i ? 180⁰

1. Радиус формовки нижнего валка, R_нъ , мм, вычисляем по формуле:

R_Hi = 0,5 · ;

где n - порядковый номер первой клети с разрезной шайбой;

i - порядковый номер рассматриваемой клети.

R_н1 = 0,5 · = 349,25.

R_н2 = 0,5 · = 174,62.

2. Угол формовки ц_i , ⁰ , вычисляем по формуле:

ц_i = ;

где В_л - ширина исходной ленты;

R_н - радиус формовки нижнего валка;

S_т - толщина стенки

ц₁ = · 57,3 = 71⁰

ц₂ = · 57,3 = 143,49⁰

3. Радиус формовки верхнего валка, R_въ, мм, вычисляется по формуле:

R_вi = R_нi - S_т

R_в1 = 349,25 - 7 = 342,25

R_в2 = 174,62 - 7 = 167,62

4. Ширина нижнего валка, В_нъ, мм, вычисляется по формуле:

В_нi = 2R_нi · Sin() + 20 ч 50 мм

В_н1 = 2 · 349,25 · 0,580702 + 20 = 425,62

В_н2 = 2 · 174,62 · 0,949671 + 20 = 351,66

5. Ширина верхнего валка В_вi , мм, вычисляем по формуле:

В_вi = 2R_вi · Sin( ) + 3 ч 5

где ц_i - угол формовки;

R_вi - радиус формовки верхнего валка.

В_в1 = 2 · 342,25 · 0,580702 + 4 = 401,49

В_в2 = 2 · 167,62 · 0,949671 + 4 = 322,36

2.1.4 Калибры 2 группы

180⁰ < ц < 300⁰

1. Радиус формовки нижнего валка, Rнъ, мм, вычисляем по формуле:

R_нi = 0,5 · ;

R_н3 = 0,5 · = 116,41;

R_н4 = 0,5 · = 87,31;

2. Угол формовки , ц_i, ⁰, вычисляем по формуле:

ц_i = ;

ц₃ =  ·57,3 = 217,46⁰

ц₄ = · 57,3 = 292,97⁰

3. Радиус формовки верхнего валка, R_вi, мм, вычисляем по формуле:

R_вi = R_нi - S_т ;

R_в3 = 116,41 - 7 = 109,41

R_в4 = 87,31 - 7 = 80,31

4. Ширина нижнего валка В_нi , мм, вычисляем по формуле:

В_нi = 2R_нi + 40 ч80;

В_н3 = 2· 109,41 + 40 = 258,82

В_н4 = 2 · 80,31 + 40 = 200,62

5. Ширина верхнего валка Ввi , мм, вычисляем по формуле:

В_вi = 1,9 · R_нi · Sin ( );

В_в3 = 1,9 · 109,41 · 0,977042 = 203,10

В_в4 = 1,9 · 80,31 · 0,552155 = 84,25

2.1.5 Калибровка с разрезной шайбой

1. Радиус формовки нижнего валка R_нi , мм, вычисляем по формуле:

R_нi = + 0,5 · S_т ;

R_н5 = + 0,5 · 7 = 74,36

R_н6 = + 0,5 · 7 = 73,48

R_н7 = + 0,5 · 7 = 72,61

2. Угол формовки ц_i , ⁰, вычисляем по формуле:

ц_i = · 57,3

ц₅ = · 57,3 = 346,51⁰

ц₆ = · 57,3 = 350,87⁰

ц₇ = · 57,3 = 355,29⁰

3. Ширина нижнего валка В_нi , мм, вычисляем по формуле:

В_нi = В_вi = 2 · R_нi + ( 40 ч 80)

В_н5 = В_в5 = 2 · 74,36 + 40 = 188,72

В_н6 = В_в6 = 2 · 73,48 + 40 = 186,96

В_н7 = В_в7 = 2 · 72,61 + 40 = 185,22

2.1.6 Расчет калибров энджерных валков формовочного стана

Первая группа калибров ( ц_i ? 180⁰ )

1. Радиус калибра энджерных валков R_эдi , мм вычисляем по формуле:

R_эдi =

где В_л - ширина исходной ленты;

ц_эдi - угол формовки калибров.

R_эд3-4 = = 96,29

R_эд4-5 = = 76,79

2. Угол формовки калибров ц_эдi , вычисляем по формуле :

ц_эд = 0,5 · ( ц₃ + ц₄ )

ц_эд3-4 = = 4,45

ц_эд4-5 = = 5,58

3. Вычисляем нижние реборды ( определяем положение нижних точек ленты):

h_i = h_н + R_эдъ

где h_н = 22мм;

h₁ = 22 + 92,29 = 118,29

h₂ = 22 + 76,79 = 95,79

2.2 Расчет пропускной способности оборудования

1. Производительность стыкосварочной машины А_ст.м , т/час, вычисляем по формуле:

А_ст.м =

Q_шт = S_т · 7,8 · В_л · L

где Q_шт - вес одного рулона;

Т_рез -время реза;

q -расходный коэффициент метала, равен 1,041;

S_т - толщина стенки;

В_л - ширина исходного листа;

L - длина штрипса равная 300мм;

А_ст.м = = 1584,36

Q_шт = 0,007 ·7,8 ·0,42 ·300 = 6,87

2. Производительность петлеобразователя А_петл, т/час, определяем по формуле:

А_петл =

Т_р =

где Т_р - время размотки одного рулона;

L_шт - длина штрипса равная 300 м;

V_пр - скорость правки рулона;

А_петл = = 82,44

Т_р = = 300

3. Производительность формовочного стана А_ф.с. т/час, вычисляем по формуле:

А_ф.с = 60 ·30 ·g

g = ·7,8

d = D_т - 2 · S_т

где g -масса одного метра готовой трубы;

D_т - диаметр трубы ;

d_т -внутренний диаметр трубы.

А_ф.с = 60 ·30 ·0,0227502 = 40,95

g = ) ·7,8 = 0,0227502

d = 139,7 - 2 ·7 = 125,7

4. Производительность отрезного станка А_отр.с т/час, вычисляем по формуле:

А_отр.с =

Q_тр = g · L_тр

где Q_тр -вес одной трубы;

Т_рез -время реза равная 15 секунд;

Lтр -длина готовой трубы равная 11,5;

А_отр.с = = 62,4

Q_тр = 0,0227502 · 11,5 = 0,26

2.3 Расчет времени работы оборудования

1. Баланс времени до совершенствовании технологии

Таблица №1

Приход	Дни	Часы	Расход	Дни	Часы
Дней в году	365	8760	ППР	27,5	660
			Текущий простой	87	2088
			Капитальный ремонт	14	336
			Рабочее время	236,5	5676
Итого	365	8760	Итого	365	8760

2. Баланс времени после совершенствовании технологии

Таблица №2

Приход	Дни	Часы	Расход	Дни	Часы
Дней в году	365	8760	ППР	27,5	660
			Текущий простой	82,65	1983,6
			Капитальный ремонт	14	336
			Рабочее время	236,5	5780,4
Итого	365	8760	Итого	365	8760

2.4 Баланс металла

Баланс металла до совершенствовании технологии

Таблица №3

Приход	Кол-во	%	Расход	Кол-во	%
Листовая сталь	1,016	100	Лом негабаритный	0,0020	0,19
Муфты	0,0025	100	Лом габаритный	0,0150	1,44
			Стружка дробленая	0,0010	0,09
			Брак	0,003	0,28
			Грат	0,0050	0,48
			Некондиция	0,008	0,76
			Стружка витковая	0,007	0,67
			Готовая труба	1	96,06
Итого	1,041	100	Итого	1,041	100

Баланс металла после совершенствовании технологии

Таблица №4

Приход	Кол-во	%	Расход	Кол-во	%
Листовая сталь	1,0157	100	Лом негабаритный	0,0017	0,16
Муфты	0,0025	100	Лом габаритный	0,0150	1,44
			Стружка дробленая	0,0010	0,09
			Брак	0,003	0,28
			Грат	0,0050	0,48
			Некондиция	0,008	0,76
			Стружка витковая	0,007	0,67
			Готовая труба	1	96,08
Итого	1,0407	100	Итого	1,0407	100

2.5 Расчет годового объема производства

V_год1 = А_узк · (б₁ · к₁ +б₂ · к₂ + б₃ · к₃) · N_год2 · К_вг

V_год2 = А_узк · (б₁ · к₁ +б₂ · к₂ + б₃ · к₃) · N_год2 · К_вг

V_год1 = 40,95 ·(1,749) ·5676 · = 390480,6

V_год2 = 40,95 ·(1,749) ·5780,4 · = 397441,15

Список используемых источников

1. Виноградов А.Г. Трубное производство - М.: Металлургия, 1981

2. Производство стальных труб / В.М. Друян, Ю.Г. Крупман и др. - М.: Металлургия, 1989

3. Машины и агрегаты трубного производства: Учебник для вузов / А.П. Коликов, В.П. Коликов, С.В. Самусев и др. -М.: «МИСиС», 1998

4. Матвеев Ю.М. Сварные трубы - М.: Металлургия, 1950

5. Технология и оборудование трубного производства. В.Я. Осадчий, В.Г. Вавилин и др. - М.: «Интермент инжениринг», 2001

6. Технологическая инструкция ТЭСЦ -5 ОАО «ВМЗ»

7. Технология производства труб: Учебник для вузов / И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.Н. Данченко и др. - М.: Металлургия, 1994

Размещено на Allbest.ru