Технологический процесс производства труб

1.3.1 Рулоны полосы, полученные после порезки на агрегате продольной резки (АПР ТЭСЦ – 2, АПР ЛПЦ филиала ОАО «ОМК-Сталь»), складируются на промежуточном складе в положении на образующей.

1.3.2 С промежуточного склада рулоны полосы в наборке мостовым краном с С-образным крюком или передаточной тележкой подаются на крестовидную стойку для хранения рулонов.

1.3.3 Рулоны по одному в автоматическом режиме снимаются с крестовины, укладываются в карман передающей тележки, позиционируются и подаются на оправку двухпозиционного разматывателя, находящегося вне линии стана.

1.3.4 При обнаружении дефекта либо при замятии штрипса вырезку осуществляет сварщик листов и лент устройством для плазменной резки (допускается обрезка штрипса другим способом).

Рулон фиксируется на оправке путем гидравлического разжатия оправки, удерживается приводными верхним и нижним прижимными валками во время снятия обвязки и открытия.

1.3.5 С рулона вручную (оператором) срезается обвязка, вращением рулона с пульта управления открывается передний конец и подается в зажимное устройство, при необходимости конец рулона отрезается отрезным устройством.

1.3.6 После поворота разматывателя и установки оправки в ось линии конец рулона подается зажимным устройством в правильную машину.

1.3.7 Осуществляется правка конца полосы в шестивалковой листоправильной машине и подача в установку стыковки полосы.

1.3.8 Передний конец данного рулона и задний конец предыдущего рулона в автоматическом режиме позиционируются, зажимаются, обрезаются на гильотинных ножницах и свариваются дуговой сваркой в среде защитного газа.

1.3.9 Полоса подается в спиральный накопитель, где создается запас полосы, необходимый для безостановочной работы формовочно-сварочной линии при остановке подачи полосы в момент обрезки концов рулонов и сварки.

1.3.10 На полосу, с наружной стороны трубы, наносится маркировка, полоса позиционируется по оси линии в направляющем устройстве и подается в узел формовки.

1.3.11 Формовка полосы в трубную заготовку осуществляется в восьмиклетьевом формовочном стане.

1.3.12 Кромки сформованной трубной заготовки нагреваются токами высокой частоты до температуры сварки, сжимаются в сварочных валках и свариваются. Скорость стана непрерывно контролируется с выдачей информации в систему автоматического регулирования режима сварки.

1.3.13 Образовавшийся после сварки наружный грат удаляется резцом.

1.3.14 По требованию потребителя производится удаление внутреннего грата.

1.3.15 Сварной шов и тело трубы охлаждаются смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ).

1.3.16 Трубы проходят калибрование по наружному диаметру в четырехклетьвом калибровочном стане, круглые трубы правку, а профильные – профилирование

1.3.17 Осуществляется непрерывный сдаточный вихретоковый неразрушающий контроль сварного шва или сварного шва и тела трубы с выдачей сигналов в систему автоматической разбраковки труб и на краскоотметчик дефектных мест.

1.3.18 Непрерывная труба разрезается на мерные длины на летучем отрезном станке.

1.3.19 Осуществляется разбраковка труб по результатам неразрушающего контроля. Трубы, забракованные дефектоскопом, автоматически сбрасываются в специальный карман и после накопления передаются на участок ремонта. Трубы повышенной длины, предназначенные для отрезки образцов для технологических и сдаточных испытаний, передаются на специальный рольганг и после отрезки образцов накопления таких труб возвращаются в линию.

1.3.20 Годные круглые трубы по рольгангу передаются в поточную линию отделки.

1.3.21 Годные профильные трубы по рольгангу передаются в линию упаковки.

1.3.22 В поточной линии отделки производится обработка торцов труб, при необходимости испытание гидравлическим давлением на гидропрессе.

1.3.23 Трубы, не прошедшие гидроиспытание, сбрасываются в специальный карман и после накопления передаются на участок ремонта.

1.3.24 На секции отбора проб ТЭСА 40-133 производится визуальный сдаточный контроль

1.3.25 В линии упаковки осуществляется удаление стружки из полости трубы и, в соответствии с заказом, трубы укладываются в пакеты круглой, квадратной или шестигранной формы, упаковываются, взвешиваются и на пакет навешивается бирка.

1.3.26 Пакеты труб передаются на склад готовой продукции.

1.3.27 Трубы, забракованные в линии стана, или в отделке, передаются на участок ремонта, где производится ремонт или вырезка дефектных мест, повторное гидроиспытание, после чего годные трубы передаются в линию упаковки.

 

1.4 Техническая характеристика основного технологического
оборудования

Таблица 3- Техническая характеристика основного технологическогооборудования

Оборудование	Параметры
1. Тележка для подачи рулонов
Максимальный наружный диаметр рулона	2100 мм
Подъем	более 500 мм (ориентировочно)
Ход	8 м(ориентировочно)
2. Крестовина для складирования рулонов
Количество плеч для складирования рулонов, шт
Максимальная нагрузка каждого плеча, т
Общая максимальная нагрузка, т
Вращение основания осуществляется от гидравлического привода с блокировкой через каждые 90 0С.
Максимальный диаметр рулона, мм
Продолжение таблицы 3
3. Автоматизированная система для перемещения и загрузки рулонов
Наружный диаметр рулонов, мм	1200 - 2100
Внутренний диаметр рулонов, мм	550 – 750
Ширина рулонов, мм	100 - 420
Масса рулона максимальная, кг
Грузоподъемность (максимальная), т	8,4
4. Двойной разматыватель
Максимальная масса рулона, кг	9000 + 9000
Ширина штрипса максимальная, мм
Внутренний диаметр рулона, мм	550 - 750
Внешний диаметр рулона максимальный, мм
Разматывание	Приводное
Торможение	Пневматическое
Центрирование	Гидравлическое
5. Устройство правки штрипса шестивалковое
Диаметр валков, мм
6. Горизонтальный накопитель штрипса
Ширина ленты, мм	100 – 420
Толщина ленты, мм	1,0-6,0
Скорость подачи ленты максимальная, м/мин
Мощность двигателя прижимного ролика на входе, кВт
Количество приводных валков нар.роликового транспортера, шт.
Мощность двигателя валка нар.роликового транспортера, кВт	5,5
Наружный диаметр: около, м	6,0
Продолжение таблицы 3
7. Формовочный стан
Толщина ленты, мм	1,0-6,0
Диаметр формуемых труб, мм	40-133
Скорость формовки, м/мин	35-130
Диаметр рабочего вала в рабочей клети, мм
Мощность двигателя рабочей клети, кВт	30,0
Диаметр рабочего вала в вертик. клети, мм
8. Установка Weldak G-2-500/200
Номинальное напряжение питания, В	3х480
Частота, Гц	50/60
Номинальный линейный ток, А
Номинальная выходная мощность, кВт
Диапазон рабочих частот, кГц	200-350
Давление воды охлаждения, МПа (бар)	0,45-0,6 (4,5-6)
9. Охлаждающая секция (спрейер)
Длина охладительного бака, м
10. Калибровочный стан
Количество приводных клетей, шт.
Диаметр рабочего вала приводной клети, мм
Диаметр рабочего вала неприводной клети, мм
Диаметр труб, мм	40-133
Толщина стенки трубы, мм	1,0-6,0
Мощность двигателя рабочей клети, кВт	30,0
Скорость калибровки, м/мин	35-130
11. Правильное устройство
Количество одиночных турголовок, шт.
Количество правильных роликов, шт.
Продолжение таблицы 3
12. Дефектоскоп EDDYCHECK-5, мод. “advanced”
Диаметр контролируемых труб, мм	40-133
Скорость движения контролируемой трубы, м/мин	35-130
Пределы допускаемой относительной погрешности, %	±6
13. Лазерное устройство измерения диаметра трубы (ZUMBACH)
Измерительная головка ZUMBACH, двухосевая типаODAC 110 X/Y-J
Измеряемое поле, мм	150х150
Минимальный измеряемый диаметр, мм	0,5
Повторяемость (время 0,2 с), мкм	1,5
Повторяемость (время 1,0 с), мкм	0,7
Линейность, мкм	50,1%
Частота сканирования, скан./с	250-500
Контрастность ЖКД, pixels	240x128
Скорость сканируемой трубы, м/с	160-320
14. Вертикальное отрезное устройство с дисковой пилой мод. 70/120HF с двойными лезвиями
Наружный диаметр труб, мм	40-133
Толщина стенки труб, мм	1,5-6,0
Допуск по длине, мм	±1
Максимальная скорость линии, м/мин
Длина каретки, мм
Ход каретки, мм
Наружный диаметр диска, мм
Мощность двигателей каретки, кВт	2х42
Мощность двигателей вращения лезвий, кВт	2х16
Мощность двигателя вращения платформы, кВт
Продолжение таблицы 3
Мощность двигателя управляющего вертикальными направл., кВт	2х8,4
Мощность двигателей гидростанции, кВт 1х15;	2х7,5
15. Стол накопительный
Общая длина цепного транспортера, м
Тип механизма	Цепной транспортёр с устройством разделения труб
Количество цепей, шт.
Общая длина накопительного стола, м
16. Автоматическое устройство для снятия фаски и отделки торцов
Наружный диаметр труб, мм	40-133
Длина труб, м	5-12
Толщина стенки труб (максим.), мм	6,0
Количество шпинделей в барабане, шт.
17. Стенд для испытания гидравлической герметичности труб
Наружный диаметр испытываемых труб, мм	40-133
Толщина стенки труб, мм	1,0-6,0
Длина испытываемых труб, м	5-12
Допуск на отклонение длины трубы, мм	±50
Пропускная способность насоса низкого давления, л/мин
Максимальное давление наполнения, МПа (бар)	1,0 (10)
Пропускная способность насоса высокого давления, л/мин
Максимальное рабочее давление, МПа (бар)	15,0 (150)
Максимальное давление тестирования, МПа (бар)	12,5 (125)
Продолжение таблицы 3
Тип герметичной прокладки	манжет
18. Линия автоматической упаковки труб
Наружный диаметр труб, мм	40-133
Длина труб, м	4-12
Толщина стенки труб, мм	1,0-6,0
Допустимая кривизна труб, мм/м
Максимальная масса пакета, кг
Максимальные размеры пакета, мм	860х740

 

1.5 Возможные виды дефектов и способы их устранения

Дефекты поверхности основного металла труб

1) Плена (рисунок 1) - дефект поверхности, представляющий собой отслоение металла языкообразной формы, соединённое с основным металлом одной стороной, образовавшееся вследствие раскатки или расковки рванин, подрезов, следов глубокой зачистки дефектов или сильной выработки валков, а также грубых механических повреждений.

Рисунок 1 – Плена

2) Раковина от окалины (рисунок 2) - Дефект поверхности в виде отдельных углублений, частично вытянутых вдоль направления прокатки, образовавшихся при вытравлении и выпадении вкатанной окалины.

Рисунок 2 – Раковина от окалины

3) Вкатанная металлическая частица – дефект поверхности в виде приварившихся и частично закатанных кусочков металла.

4) Вдав (механический вдав, вкат посторонних предметов)- углубления различной формы и переменной глубины, единичные или множественные, произвольно расположенные на поверхности проката или трубы.

5) Расслоение(рисунок 3) – дефект поверхности в виде трещин на кромках и торцах труб, рулонного проката, образовавшихся при наличии в металле усадочных дефектов, внутренних разрывов, повышенной загрязненности неметаллическими включениями и при пережоге.

Рисунок 3 – Расслоение

6) Пузырь, вздутие - дефект поверхности в виде локализованного вспучивания металла.

7) Продир (Задир) (рисунок 4) - Нарушение целостности поверхностного слоя рулонного проката или трубы с образованием углублений произвольной длины, геометрии и глубины. Дефект может быть в виде канавки с собранным на конце металлом. Поверхность в области дефекта может быть светлой (с блеском вследствие удаления окисленного слоя) или покрытой ржавчиной.

Рисунок 4 – Продир

8) Протир(рисунок 5) – нарушение целостности поверхностного слоя проката или трубы с образованием углублений в виде выточки металла (с блеском вследствие удаления окисленного слоя) или покрытой ржавчиной.

Рисунок 5 – Протир

9) Вмятина (забоина) - дефект поверхности в виде произвольно расположенных углублений различной формы, образовавшихся вследствие повреждения и ударов поверхности при транспортировке, правке, складировании и других технологических операциях в холодном состоянии металла.

1.6 Основные способы контроля дефектов

1.6.1 Все трубы в линии стана подвергаются 100% неразрушающему контролю качества сварного шва в соответствии с картами контроля К 35-10.3-...

Неразрушающий контроль сварного шва является специальным процессом.

1.6.2 Устройство неразрушающего контроля труб вихревыми токами предназначено для контроля качества сварного шва или тела трубы.

1.6.3 В комплектацию устройства контроля входит:

· электронный блок ЕDDYСНЕСК-5 в стандартном защитном корпусе, включающий систему данных результатов тестирования, модуль Ethernet, ТСП/IР, систему вычисления амплитуды, систему избирательного тестирования, программное обеспечение EDDYTREND, онлайновую консультацию, русский язык, пульт управления и соединительный разъем;

· блок первоначальной обработки данных, включающий в себя: дифференциальный модуль ЕС – 5 5010 с одним каналом, абсолютный модуль ЕС5 5020 с одним каналом, и процессор сигнала ЕС – 5 5080;

· комплект оснастки для контроля сварного шва, состоящий из: комплекта секторных датчиков LAB 3961R, покрывающих диапазон диаметров круглых труб и все размеры профильных труб; кронштейна катушки с подставкой LAB 4709, трех комплектов полюсных штырей LAB 4712, сигнального кабеля LAB 3996, намагничивающего блока LAB 4710;

· комплект оснастки для контроля всей поверхности трубы, состоящей из: комплекта циркулярных катушек LAB 3953 LS, покрывающих диапазон размеров труб, блока Ме 170 LAB 4600 Е220, блока LAB 4719D, сигнального кабеля LAB 396, направляющих LAB 4120 и 4420;

· комплект дополнительных принадлежностей, состоящих из: сигнализации визуально акустической, размагничивающего блока, маркировщика краской.

1.6.4 Секторные датчики для контроля сварного шва и циркулярные катушки для контроля всей поверхности трубы расположены на участке после правильных клетей.

1.6.5 Подготовка прибора к работе и его эксплуатация должны производиться согласно инструкции по эксплуатации.

1.6.6 Настройка чувствительности установки неразрушающего контроля после перевалок, ППР и длительных остановок производится электромонтером службы ВЧС по стандартным образцам предприятия (СОП) с искусственным дефектом в присутствии инспектора ОТК, с отметкой в журнале настройки параметров дефектоскопа (приложение Е).

1.6.1 При нестабильной работе установки неразрушающего контроля бригадиром стана вызывается сменный инспектор ОТК и дежурный электромонтер стана. Электромонтер стана производит проверку работоспособности установки неразрушающего контроля и ее настроек, при необходимости производит перенастройку по СОП с отметкой в журнале контроля дефектоскопа (приложение Ж). Об этом ставится в известность мастера участка ВЧС.

1.6.7 В качестве стандартных образцов предприятия используются трубы соответствующего сортамента с искусственным дефектом в виде сквозного отверстия диаметром (1,2-2,7) мм плюс 0,1 мм (в зависимости от размера трубы).

Стандартные образцы предприятия изготавливаются на каждый размер из труб, прошедших неразрушающий контроль, гидроиспытание и визуальный осмотр.

Стандартные образцы предприятия ежегодно калибруются в метрологической службе. Подготовленные стандартные образцы предприятия должны быть замаркированы и храниться в специально отведенном месте.

Отбор, изготовление и контроль стандартных образцов предприятия (СОП) производится согласно инструкции И 19-200.

1.6.8 Все трубы, не прошедшие контроль качества сварного шва на установке неразрушающего контроля, отмечаются краскоотметчиком и автоматически сбрасываются в дефектный карман.

1.6.9 Трубы круглого сечения, не прошедшие по каким-либо причинам контроль качества сварного шва на установке неразрушающего контроля, подвергаются испытанию гидравлическим давлением в объёме 100%.

Трубы, не прошедшие неразрушающий контроль сварного шва, не принимаются по ГОСТ 10705 (группы А, Б, В).

1.6.10 Результаты контроля в течение смены, а также замечания по работе установки неразрушающего контроля заносятся инспектором ОТК и технологическим персоналом в журнал контроля дефектоскопа (приложение Ж), при необходимости указывая конкретно причину остановки установки.

1.6.11 Подготовка дефектоскопа к работе и его настройка производится в дни ППР, перевалок электромонтером участка высокочастотной сварки (ВЧС). Ответственный за своевременное и качественное проведение подготовки и настройки дефектоскопа - мастер участка ВЧС.

Оперативные работы по поддержанию дефектоскопа в рабочем состоянии выполняет сменный инспектор ОТК совместно с дежурным электромонтером стана.

Специальная часть

Расчёт калибровки трубы

2.1.1 Исходные данные:

Диаметр трубы Дт=57 мм;

Толщина стенки трубы S=4мм;

Ширина ленты Вл, мм, вычисляется по формуле

Bл=П•(Д + ΔВк – S) +ΔВф + ΔВс, (1)

где ΔВк – припуск на обжатие в калибровочном стане, 2,0 мм;

ΔВф – припуск на обжатие в формовочном стане, 2,5 мм;

Δ Вс – припуск на сварку сопротивлением стане, 1,5 мм.

В_л=3,14•(57-2+1,5)+2,5+1,5=173,1 мм

Количество клетей 6, три из которых с разрезной шайбой.

Калибры первой группы

2.1.2.1 Клеть первая

Радиус формовки нижнего валка Rн1, мм, вычисляется по формуле

Rн₁=0,5•(n•ДТ/i); (2)

где n – номер первой клети с разрезной шайбой

i - номер рассчитываемой клети

R_н1=0,5•(57•4)/1=114 мм;

Центральный угол калибра φ₁, град, вычисляется по формуле

φ₁=(Вл/Rн₁-0,5•S) •57,3; (3)

φ₁=173,2/(114-0.5•4)= 88,8 мм

Радиус формовки верхнего валка Rв₁, мм, вычисляется по формуле

Rв₁=Rн1-S; (4)

R_в1=114-4=110 мм

Определение ширины верхнего валка Вв₁, мм, вычисляется по формуле

Вв₁=2•Rв₁•sin (φ₁/2)+(3..5); (5)

В_в1=2•110•sin(88,8/2)+3=154,8 мм

 

 

Определение ширины нижнего валка Вн₁, мм, вычисляется по формуле

Вн₁=2•Rн₁•sin (φ₁/2)+(20..50); (6)

В_н1=2•114•sin(88,8/2)+20=177,32 мм

 

2.1.2.2 Клеть вторая

Радиус формовки нижнего валка Rн2, мм, вычисляется по формуле

R_н2=0,5•(57•4)/2=57 мм (7)

Центральный угол калибра φ2, град, вычисляется по формуле

φ₂=173,2/(57-0,5•4)=180,49 мм (8)

Радиус формовки верхнего валка Rв2, мм, вычисляется по формуле

R_в2=57-4=53 мм (9)

Определение ширины верхнего валка Вв2, мм, вычисляется по формуле

В_в2=2•53•sin(180,495/2)+3=107,94 мм (10)

Определение ширины нижнего валка Вн2, мм, вычисляется по формуле

В_н2=2•114•sin(88,8/2)+20=177,32 мм (11)

 

2.1.3 Калибры с разрезной шайбой

Радиус первого калибра с разрезной шайбой R_i1, мм, вычисляется по формуле

R_н1=(В_л+S_шi/2π)+0,5·S_т (12)

R_н5=(173,2+11)/2·3,14+0,5·4=31,3 мм

R_н6=(173,2+7)/2·3,14+0,5·74=30,6 мм

R_н7=(173,2+4)/2·3,14+0,5·4=30,2 мм

 

2.1.4 Центральный угол формовки

Угол формовки калибров φi, рад, вычисляется по формуле

φi=В_л/(R_нi-0,5·S_т

φ₅=173,2/(31,3-0,5·4)=332 мм

φ₆=173,2/(30,6-0,5·4)=348 мм

φ₇=173,2/(30,2-0,5·4)=355 мм

 

2.1.5 Ширина калибров BBi, мм

В_вi=В_нi=2R_нi+40 (13)

В_в5=В_н5=2·31,3+40=102,6 мм

В_в6=В_н6=2·30,6+40=101,2 мм

В_в7=В_н7=2·30,2+40=100,4 мм