Состояние теории и практики производства труб пилигримовых станах

Размещено на http://www.allbest.ru

I. Состояние теории и практики производства труб пилигримовых станах

1.1 Общая характеристика ОАО «Интерпайп нижнеднепровский трубопрокатный завод»

Нижнеднепровский трубопрокатный завод - крупнейший в Юго-Восточной части Европы производитель и поставщик стальных труб широкого профиля применения. Завод расположен в одном из крупнейших индустриальных и научных центров Украины - городе Днепропетровске. Производственный потенциал предприятия позволяет выпускать до 1,1 млн. тонн продукции в год и включает в себя:

пять производственных комплексов по выпуску стальных труб, имеющих в своём составе 2 установки с пилигримовыми станами, установку с трёхвалковым раскатным станом, трубопрокатный агрегат с двумя станами продольной прокатки, 5 электросварочных станов, 2 волочильных стана, станы холодной периодической прокатки (ХПТ), участок для производства труб с внутренним эмалевым покрытием, а также современные участки отделки;

колёсопрокатный и колёсобандажный цехи;

научный центр в составе 5 специализированных лабораторий;

службы обеспечения качества выпускаемой продукции, располагающие современными установками и методами контроля.

Завод производит и поставляет 1200 типоразмеров стальных труб диаметром от 12 до 377 мм, в том числе:

горячедеформированные и холоднодеформированные трубы общего назначения;

обсадные трубы и муфты к ним;

насосно-компрессорные трубы и муфты к ним;

котельные трубы;

горячедеформированные и холоднодеформированные подшипниковые трубы;

холоднотянутые трубы высокой точности для погружных электродвигателей (ПЭД), погружных электронасосов (ПЭН), погружных центробежных насосов (ПЦН) установок откачки нефти из скважин;

электросварные трубы круглого и профильного сечения;

утяжеленные бурильные трубы и квадратные штанги.

В настоящее время трубы с торговой маркой завода поставляются более чем в 50 стран мира, во все страны СНГ и эксплуатируются в различных климатических условиях от Крайнего севера до тропиков.

В 1994 году завод преобразован в акционерное общество. После тщательного анализа основных фондов и уровня технологии, правлением и наблюдательным советом акционерного общества была определена стратегия развития акционерного общества - реконструкция основных средств, обеспечение качества продукции в соответствии с требованиями мировых стандартов, необходимых для закрепления на мировом рынке металлопродукции.

С 1991 года завод полностью прекратил выпуск обсадных труб с треугольной резьбой, сосредоточившись на производстве обсадных труб с высокогерметичными соединениями типа ОТТМ, ОТТГ, "Buttress".

Инженерными службами завода разработаны и освоены новые марки сталей, позволившие обеспечить свойства труб нефтяного сортамента на уровне групп прочности N80 и Р110 по API Spec. 5CT и труб для трубопроводов на уровне требований стандартов API Spec. 5L, DIN 17121, 1629, 1630. Внедрение разработок инженерных служб завода позволило значительно расширить сортамент производимых труб на всех трубопрокатных установках. Заводом освоено производство труб диаметром от 60 до 377 мм, включая особо тонкостенные с соотношением диаметра D к толщине стенки S до 49 на пилигримовых установках и с соотношением D/S ? 23 на установках с трёхвалковым раскатным станом.

Для решения проблемы коррозионной защиты трубопроводов создан участок внутреннего эмалирования труб стеклоэмалью производительностью 7-9 тыс. тонн в год. Технология эмалирования экологически чиста и позволяет производить трубы диаметром 89-245 мм со стенками 5,0-12,0 мм. Толщина эмалевого покрытия 0,3-0,4 мм гарантирует безаварийную эксплуатацию труб в течение 25-30 лет.

Продукция завода и система управления качеством прошли международную сертификацию с выдачей сертификатов соответствия:

API на обсадные трубы и насосно-компрессорные, производимые по стандарту API Spec. 5CT и нефтепроводные трубы по стандарту API Spec. 5L;

TЩV CERT на трубы, производимые по DIN 17121, 1629,1630 и 1615;

Материального бюро земли Бранденбург на трубы для строительных целей (знак U), производимые по DIN1629, 17121;

Польского института испытаний и сертификации «Зета» знаком безопасности, производимые по DIN 16123, и PN - Н 74219.

Система управления и контроля качества сертифицирована на соответствие нормам DIN EN ISO 9002, ДСТУ ISO 9002 и API Q1.

В апреле 1999 года была проведена сертификация обсадных, бесшовных горячедеформированных, насосно-компрессорных труб по четырём ГОСТам и ТУ Российским Морским Регистром Судоходства с разрешением на применение в системе Госгортехнадзора РФ.

Котельные трубы, выпускаемые по ТУ 14-3-460-75 и водопроводные по ГОСТ 3262-75, сертифицированы в системе обязательной сертификации УкрСЕПРО.

С ноября 1998 года завод полностью отказался от реализации продукции пониженного качества и вторых сортов. Настоящее решение продиктовано заботой о престиже торговой марки завода среди потребителей продукции Украины и стран СНГ.

Завод производит более следующие основные виды стальных труб (таблица 1.1).

Таблица 1.1 Специализация производства и номенклатура трубной продукции Нижнеднепровского трубопрокатного завода

Вид труб	Стандарт или технические условия	Размеры, мм
1	2	3
Бесшовные горячедеформированные	ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78	73 х 5,5 - 14,0; 76 х 6,0 - 14,0; 83 х 8,0 - 18,0; 89 х 6,5 - 22,0; 95 х 8,0 - 24,0; 102 х 5,5 - 28,0; 108, 114, 121 х 5,0 -28,0; 127 х 5,0 - 30,0; 133 х 5,0 - 32,0; 140, 146, 152 х 5,0 - 36,0; 159 х 6,0 - 36,0; 168, 180 х 5,5 - 45,0; 194 х 6,0 - 45,0; 203 х 6,0 - 50,0; 219, 245, 273 х 6,5 - 50,0; 299, 325 х 7,5 - 65,0; 351 х 8,0 - 65,0; 377 х 9,0 - 65,0
То же	DIN 2448 / 17121, DIN 1629, DIN 1630, EN 10210	73,0 х 5,6 - 14,2; 76,1 х 6,3 - 14,2; 82,5 х 8,0 -17,5; 88,9 х 5,6 - 22,2; 101,6 х 5,6 - 25,0; 108,0, 114,3 х 5,0 - 30,0; 127,0, 133,0, 139,7 х 5,0 - 36,0;152,4 х 5,0 - 40,0; 159,0 х 6,3 - 45,0; 168,3, 177,8 х 5,6 - 45,0; 193,7, 219,1, 244,5 х 6,3 - 50,0; 273,0 х 6,3 -55,0; 323,9 х 7,1 - 55,0; 355,6 х 8,0 - 55,0
То же	API Spec. 5L	73,0 х 5,5, 6,4, 7,0, 14,0; 88,9 х 5,5, 6,4, 7,1, 7,6; 101,6 х 5,7, 6,4, 7,1, 8,1; 114,3 х 5,5, 6,0, 6,4, 7,1, 7,9, 8,6, 11,1, 13,5; 141,3 х 5,5, 6,6, 7,1, 7,9, 8,7, 9,5, 12,7, 15,9; 168,3 х 6,4, 7,1, 7,9, 8,7, 9,5, 11,0, 12,7, 14,3, 18,3, 19,1, 22,0, 22,2; 219,1 х 6,4, 7,0, 7,9, 8,2, 8,7, 9,5, 11,1, 12,7, 14,3, 15,9, 18,3, 19,1, 20,6, 22,2, 25,4; 273,1 х 7,1, 7,8, 8,7, 9,3, 11,1, 12,7, 14,3, 15,9, 18,3, 20,6, 22,2, 23,8, 25,4, 31,8; 323,9 х 7,9, 8,4, 8,7, 9,5, 10,3, 11,1, 12,7, 14,3, 15,9, 17,5, 19,1, 20,6, 22,2, 23,8, 25,4, 27,0, 28,6, 31,8; 355,6 х 9,5, 10,3, 11,1, 12,7, 14,3, 15,9, 17,5, 19,1, 20,6, 22,2, 23,8, 25,4, 27,0, 28,6, 31,8;
То же	ASTM A53	73,0 х 5,16 - 14,02; 88,9 х 5,49 - 15,24; 101,6 х 5,74 - 8,08; 114,3 х 5,56 - 13,49; 141,3 х 6,55 - 15,88; 168,3 х 7,11 -18,24; 219,1 х 6,35 - 23,01; 273,0 х 6,35 - 28,58; 323,9 х 8,38 - 33,32
То же	ASTM A106	73,0 х 5,16 - 9,52; 88,9 х 5,49 - 13,49; 101,6 х 5,74, 8,08; 114,3 х 6,02 - 13,49; 141,3 х 6,55 - 15,88; 168,3 х 7,11 - 18,24; 219,1 х 6,35 - 23,01; 273,0 х 6,35 - 28,58; 323,9 х 8,38 - 33,32
Бесшовные холоднодеформированные	ГОСТ 8733-74, ГОСТ 8734-75	38, 40,42 х 3,0 - 9,0; 45, 48 х 3,0 - 10,0; 50, 51, 53, 54, 56, 57, 60, 63, 65 х 3,0 - 12,0; 68, 70, 73, 75, 76, 80, 83, 85, 89, 90, 95 х 4,0 - 12,0; 100,102, 108, 110, 120, 130, 140 х 4,0 - 16,0;
То же	DIN 2448 / 17121, DIN 1629, DIN 1630	42,4 х 3,2 - 10,0; 44,5 х 3,2 -11,0; 48,3, 51,0, 54,0 х 3,2 - 12,5; 57,0 х 3,2 - 14,2; 60,3, 63,5 х 3,2 - 16,0; 70,0, 73,0, 76,1, 82,5, 88,9 х 4,0 -16,0; 101,6, 108,0, 114,3, 127,0, 133,0, 139,7 х 4,5 - 16,0
Холоднотянутые особовысокой точности)	ТУ 14-8-1-97	Сталь 35: 87 х 6,0; 89 х 4,0; 89 х 5,0; 103 х 8,0; 108 х 4,0; 108 х 5,0
То же	ТУ 14-3-1941-94	Сталь 35: 92 х 6,0; 103 х 5,5; 103 х 6,5; 114 х 7,5; 123 х 6,5; 130 х 6,0
Холоднотянутые высокой точности2)	ТУ 14-3-690-78	Сталь 35: 80 х 7,5; 90 х 8,5; 93 х 7,5; 105 х 8,0; 114 х 7,0; 130 х 11,0
То же	ТУ 14-3-1447-86	Сталь 35: 112 х 6,5; 114 х 7,5; 117 х 6,0
Обсадные	ГОСТ 632-80	Группа прочности Д: 146,1 х 7,7 - 10,7 Группы прочности Д, Е, Л, М: 168,3 х 8,9 - 12,1; 219,1 х 8,9 - 14,2; 244,5 х 8,9 - 15,9; 273,1 х 8,9 - 16,5; 298,5 х 9,5 - 14,5; 323,9 х 9,5 - 14,0; 340 х 9,7 - 15,4
Насосно-компрессорные	ГОСТ 633-80	Группа прочности Д: Нарезные: 73 х 5,5; 73 х 7,0; 89 х 6,5; 89 х 8,0 Без нарезки: в диапазоне наружных диаметров 73,0 - 114,3 мм
С резьбовыми соединениями	API Spec. 5CT	73,0 х 5,51; 168,3 х 8,94 - 12,06; 177,8 х 8,05 - 12,65; 244,5 х 8,94 - 11,99; 339,7 х 8,38 - 13,06
Подшипниковые	ГОСТ 800-78 горячедеформированные холоднодеформированные	Сталь ШХ15, ШХ15СГ: наружный диаметр 80 -183 наружный диаметр 37,4 - 81,2
Для котлов и трубопроводов	ТУ 14-3-460-75	Сталь 20, 15ГС, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф: 152 х 15,0 - 28,0; 159 х 16,0 - 28,0; 168 х 6,5 - 34,0; 194 х 7,0 -45,0; 219 х 7,5 - 50,0; 245, 273 х 9,0 - 50,0; 299 х 10,0 - 60,0; 325, 351, 377 х 13,0 - 60,0
То же	ТУ 14-3-190-82	42 - 89 х 5,0 -18,0
Утяжелённые бурильные	ТУ 13-3-835-79	Группы прочности Д, К (содержание серы и фосфора не более 0,045%): наружный диаметр 203 х внутренний диаметр 100
Штанги бурильные квадратные	ТУ 14-3-126-73	Группы прочности Д, К (содержание серы и фосфора не более 0,045%): 140 х140 диаметр канала 85 мм 155 х 155 диаметр канала 100 мм

Завод является крупнейшим в Украине экспортёром стальных труб. Кроме приведенного в табл. 1.1 ассортимента продукции на заводе производят цельнокатаные колёса для колёсных пар тележек грузовых и пассажирских вагонов, локомотивной тяги, немоторных вагонов электро- и дизельпоездов, а также путевых машин магистральных железных дорог; по согласованию с потребителем производится поставка заготовок крановых колёс, шестерён и других изделий типа тел вращения Ш 700 - 2500 мм для машиностроительных предприятий. Железнодорожные колёса 50 профилеразмеров Ш 840 - 1140 мм поставляются в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ, UIC, DB и др.

1.2 Общая характеристика технологии производства горячекатаных труб на пилигримовых станах ЦНГС

Трубопрокатный цех ЦНГС (ТПЦ №4). В эксплуатации с 1969 г. Основная продукция цеха - обсадные нарезные трубы и муфты к ним, бесшовные горячедеформированные трубы диаметром 168-377 мм.

Отличительной особенностью цеха №4 является постоянная модернизация оборудования и совершенствование технологии. Так, за последнее время установлены два ультразвуковых толщиномера и ультразвуковой дефектоскоп для контроля всех видов дефектов и геометрических размеров труб в технологическом производственном потоке, что значительно повысило качество продукции и снизило расходные коэффициенты металла. Проектная мощность цеха составляет 320 тыс. тонн труб в год (из них 280 тыс. тонн нарезных нефтяного сортамента). Фактически в 2012 году произведено 243,1 тыс. тонн труб.

В перспективе планируется: реконструкция участка проката; модернизация линии сортировки и ремонта труб в комплексе дефектоскопа «Трускоп»; установка дополнительной системы ультразвукового контроля труб; установка модернизированной линии покраски с автоматизированным комплексом взвешивания, измерения длины, клеймения и упаковки экспортных труб. Перечисленные мероприятия позволят повысить качество продукции и уровень ее конкурентоспособности.

Процесс производства труб в ТПЦ-4 состоит:

- Прокат труб на ТПА 5-12" (схема представлена на рис.1.2.1).

1). Подготовка металла к прокату.

Трубы производят из стальных слитков и заготовок, поставляемых мартеновским цехом завода, а также другими заводами. Поставку слитков и заготовок производят по нормативной документации, удовлетворяющей требованиям стандартов, согласно таблице прокатки.

Каждый поступивший в цех слиток имеет маркировку, включающую в себя номер плавки и марку стали.

Совместно с бригадиром склада слитков контролер ОТК производит осмотр каждого слитка и производят отсортировку слитков неудовлетворяющих по каким либо причинам требованиям нормативной документации, конкретному заказу и техническому протоколу.

2). Нагрев слитков в кольцевых печах №1 и №2 перед прошивкой

Перед посадом слитков в печи контролер ОТК взвешивает слитки на весах, оборудованных компьютерной системой слежения, в базу данных которой заноситься полная информация по каждому конкретному слитку.

Посад слитков в печь осуществляется загрузочными машинами с дистанционным управлением. Нагрев металла в печах осуществляется до температуры 1260-1300С в строгом соответствии с требованиями технологических инструкций.

3). Гидросбив окалины со слитков перед прошивкой.

С целью уменьшения износа рабочего инструмента прошивного пресса, повышения точности геометрических размеров стакана, снижения наружных плен, окалина с поверхности слитка удаляется на установке гидросбива водой высокого давления - 100 атм.

4). Прошивка слитков в стаканы на горизонтальном гидравлическом прессе усилием 2000 т.

Прошивной пресс предназначен для прошивки равномерно прогретых слитков с наружным диаметром от 332 до 570мм в толстостенные стаканы диаметром от 335 до 570мм максимальной длины 2500мм.

5) Подогрев стаканов в кольцевой печи №3 перед элонгированием.

Кольцевая печь №3 предназначена для подогрева прошитых стаканов DхS = 335-570х100-150мм, длиной 1400-2500мм и массой 900-3400 кг, а так же слитков до температуры элонгирования (1275±20°С).

Максимальная производительность печи - 100 т/час.

6). Прокатка стаканов в гильзы на стане-элонгаторе.

Стан-элонгатор предназначен для раскатки стаканов и сверленых заготовок, а в особых случаях прошивки круглых слитков.

Длина гильзы, получаемой на стане-элонгаторе 2400-4200мм

После раскатки на стане-элонгаторе гильзы передаются на участок внестановой зарядки дорнами, где из них выдувают окалину, заряжают дорном и передают для прокатки на пильгерстаны.

7). Прокатка труб на пильгерстане.

Пильгерстан предназначен для прокатки гильзы в трубу. Пилигримовая установка состоит из двух рабочих клетей, валки которых приводятся во вращение индивидуальными двигателями постоянного тока с маховиками.

Краткая техническая характеристика пильгерстана:

Тип клети - дуостан с переменным сечением калибра валков

Диаметр прокатываемых труб, мм - 168 - 380

Диаметр пильгервалков, мм - 690 - 1100

Мощность привода, кВт - 3000

Число оборотов, об/мин - 45 ч 90

Диаметр маховика, м - 8,5

Масса маховика, т - 74

Подающий аппарат - с гидропневматическим торможением.

8). Газокислородная резка труб в линии пильгерстана.

Для газокислородной резки горячих труб в линии пильгерстана служит агрегат огневой резки.

На агрегате огневой резки выполняют следующие операции:

Отрезка затравочного конца;

Отрезка пильгерголовки;

Резка труб на мерные (нормальные) длины.

Краткая техническая характеристика агрегата огневой резки:

Длина, мм - 44145

Высота, мм - 3900

Ширина, мм - 1450

Скорость движения тележки, мм/мин - 6000

Длина разрезаемой трубы, мм:

минимальная - 5000

максимальная - 13000

9). Подогрев труб в печи с шагающими балками.

Печь с шагающими балками предназначена для подогрева труб размером от 168мм до 377мм длиной 6-13м до температуры 840-1020°С, пред калибровочным станом

10). Калибрование труб на калибровочном стане.

Калибровочный стан предназначен для получения окончательного наружного диаметра и толщины стенки труб после прокатки их на пилигримовом стане.

Калибровка труб производится на одном из двух калибровочных станах расположенных параллельно друг другу.

Каждая труба выходящая из калибровочного стана маркируется путем клеймения. Маркировка содержит: номер плавки, марку стали, толщину стенки, индекс смены. Маркировка наносится на расстоянии 1500 мм от переднего конца и далее через каждые 1200мм по всей длине трубы

11). Охлаждение труб.

После калибрования трубы поступают на одну из двух секций охладительных столов.

Температура труб, поступающих на охладительные столы -750-850°С, температура труб после охладительных столов -35-65°С

- Отделка труб на участке отделки гладких труб в 3-м пролете (см схему на рис. 1.2.1.):

1). Правка труб в холодном состоянии на правильных машинах 6х1500 и 6х2000.

На правильной машине 6х1500 проходят правку трубы диаметром от 168мм до 245мм, а на правильной машине 6х2000 от 273мм до 377мм.

2). Первичный осмотр и раскрой труб.

Осмотр труб осуществляется с целью: контроля геометрических размеров и качества поверхности труб на соответствие требованиям стандартов и ТУ.

3). Обрезка концов и порезка труб на мерные длины на станках модели 9К157

Обрезка концов, порезка труб и вырезка патрубков для контроля (по разметке ОТК на первичном осмотре) производится на трубообрезных станках модели 9К157, либо с воздушно-плазменной резкой, либо механической обработкой концов труб режущим инструментом.

После обрезки трубы подаются на инспекционные стеллажи участка приемки нефтепроводных труб.

4). Осмотр труб на участке приемки нефтепроводных труб.

На стеллажах приемки нефтепроводных труб контролируют наружную и внутреннюю поверхность, наружный диаметр, длину трубы, толщину стенки, угол фаски и толщину торцевого притупления (угол фаски и толщина торцевого притупления контролируется на трубах с механической обработкой концов труб режущим инструментом).

На трубах соответствующих все требованиям стандарта, по которому производится труба, наносится либо окончательная маркировка, если обрезка концов является конечной операцией, либо технологическая маркировка ударным способом, содержащая номер плавки и номер трубы, если труба будет проходить дальнейшую обработку (термическая обработка, гидроиспытание, калибровка концов, нарезка резьбы, покраска).

Трубы, соответствующие всем требованиям стандарта на данном этапе обработки и предназначенные для дальнейшей обработки, строго поплавочно передаются на один из последующих участков, где, согласно требованиям технологического процесса и заказа должна проходить их дальнейшая обработка.

5). Термическая обработка труб.

Термическая обработка труб проводится с целью получения определенного комплекса механических свойств. Термическая обработка труб проводится в секционных печах проходного типа.

В зависимости от марки стали труб и их назначения (группы прочности), проводят термообработку следующих видов:

Нормализация

Термоупрочнение (закалка + отпуск)

Отпуск

6). После термической обработки трубы проходят правку на правильных машинах с закрытыми калибрами РВК 1600х3.

7). После правки трубы проходят ультразвуковую дефектоскопию и толщинометрию, с оформлением соответствующего акта о факте контроля каждой трубы и выявленным дефектам, если таковые имеются.

Так же ультразвуковую дефектоскопию проходят все обсадные трубы, независимо от того проводилась ли им термическая обработка или нет.

После ультразвуковой дефектоскопии все концы труб, прошедших термическую обработку подвергаются контролю магнитопорошковым дефектоскопом

На каждую трубу, прошедшую дефектоскопию наносится технологическая маркировка, содержащая номер плавки, группу прочности, толщину стенки и индекс смены

8). Трубы, прошедшие дефектоскопию, поступают на инспекционный стеллаж ОТК, где производиться контроль геометрических параметров трубы, осмотр внутренней и наружной поверхностей, намечаются образцы для контроля механических свойств и химического состава готового изделия.

По маркировке, нанесенной ударным способом на участке сдачи нефтепроводных труб, восстанавливается и наносится краской номер трубы.

После получения результатов испытаний, удовлетворяющих требованиям соответствующего стандарта, трубы передаются в дальнейшую обработку на один из участков по отделке обсадных труб.

- Производство труб нефтяного сортамента по стандарту API Spec. 5L и другой НТД.

1). Калибровка концов труб на калибровочных прессах.

2). Калибровка проводится с целью повышения точности геометрических размеров концов труб (диаметр, овальность).

3). Контроль концов труб после калибровки осуществляет прессовщик калибровочного пресса и результаты контроля фиксируются в журнале контролируемых параметров на калибровочных прессах.

4). Обработка торцов труб на трубонарезных станках с ЧПУ фирмы «HEID».

Торцы труб, изготавливаемых по стандарту API Spec. 5L имеют наружную фаску 30°-35° к линии перпендикулярной оси трубы и торцевое притупление 0,8-2,38мм, либо любые другие значения, если они оговорены для конкретного заказа. Для обеспечения точности величины торцевого притупления производиться расточка внутренней поверхности трубы с максимальной конусностью 7°-11°, в зависимости от толщины стенки обрабатываемой трубы.

5). Испытание труб гидравлическим давлением.

Каждая труба проходит испытание гидравлическим давлением, минимальное значение которого оговорено в стандарте для каждого типоразмера трубы и марки стали. Так же может производиться испытание альтернативным давлением по специальному требованию заказчика, оговоренного в конкретном заказе.

Контроль правильности выбранного давления осуществляет прессовщик и периодически контролер ОТК по диаграммам самопишущих приборов и манометрам, установленным на пульте оператора.

По каждой проконтролированной партии труб в журнале контролируемых параметров прессовщик делает запись, которая содержит - номер плавки, размер трубы, марку стали, стандарт, испытательное давление, время выдержки, количество проконтролированных труб и отбракованных.

- Контроль и сдача труб:

1). Контроль труб осуществляется с целью определения полного соответствия стандарта API Spec. 5L и другой НТД

2). Каждая труба проходит процесс взвешивания, где определяется ее соответствие требованиям стандарта API Spec. 5L. Вся информация заносится в сопроводительную ведомость

3). Контроль геометрических параметров трубы проводиться по следующим критериям:

Контроль диаметра трубы по телу

Контроль диаметра трубы по концам

Толщина стенки

Контроль качества обработки концов

Контроль качества наружной и внутренней поверхности

Измерение длины каждой трубы

Контролер ОТК проверяет соответствие технологической маркировки качеству трубы и несет личную ответственность за возможные неточности и отклонения норм от требований стандарта.

- Окраска наружной поверхности труб:

1). Окраска наружной поверхности труб производится для предохранения от коррозии во время транспортировки и хранения

2). Окраска производиться либо бесцветным лаком, либо черным, в зависимости от требований заказчика

3). Контроль качества покрытия производится визуально

Контроль толщины покрытия производится с помощью соответствующих средств измерения

- Маркировка труб:

После окраски и полного высыхания лакокрасочного материала на трубы наносится маркировка.

Содержание маркировки полностью соответствует требованиям стандарта и дополнительным требованиям заказчика.

- Предохранение торцов труб от повреждений.

Для предохранения фаски и торцевого притупления при транспортировке и хранении, на каждый конец трубы надевается предохранительный пластмассовый протектор.

Материал, из которого изготовлен протектор, гарантирует предохранение торцов труб в любых климатических условиях.

- Увязка труб в пакеты:

Трубы увязываются в пакеты весом до 5-ти тонн.

Увязка труб осуществляется металлической лентой или проволокой не менее чем в 4 местах, при этом каждый пакет снабжается двумя проволочными бандажами для погрузочно-разгрузочных работ.

Каждый пакет снабжается металлическими бирками, с информацией в соответствии с требованиями стандарта и заказчика.

металл трубный пилигримовый

1.3 Анализ технических решений направленных на снижение потерь металла при производстве труб на ТПА с пилигримовым станом

Процесс производства труб на пилигимовых установках характерен как бесспорными преимуществами, о чем свительствует то, что в мире сейчас работает более 30 таких установок, так и недостатками, из которых, прежде всего, можно выделить повышенный расход металла в обрезь и повышенную разностенность труб, снижающую их точность.

Актуальность проблемы снижения расхода металла и повышение качества труб при прокатке на пилигримовых установках значительно возросла, что обусловлено увеличением потерь металла в связи с введением ООО «МЗ ДНЕПРОСТАЛЬ», с повышенными требованиями к качеству производимых труб по зарубежным стандартам АРI 5L, АРI5СТ, DIN и других, а также возросло количество производимых мерных труб. Вопросам снижения расхода металла на пилигримовых установках посвящено значительное количество работ, из которых, опубликованных в последние годы, можно отметить следующие [1-5].

Проведя анализ научно-технической литературы в настоящей работе остановимся на основных направлениях снижения расхода металла и сокращения себестоимости труб производимых на пилигримовых установках.

1. Улучшение качества исходной заготовки.

Основным резервом улучшения качества исходной заготовки для производства труб на пилигримовых установках, кроме приведенного выше, является использование непрерывно литой заготовки (на данный момент осуществляется переход на непрерывнолитую заготовку ООО «МЗ ДНЕПРОСТАЛЬ»), что позволит экономить 16-20 % металла. Анализ качества труб из полой и сплошной непрерывно литой заготовки, проведенный д.т.н. В.В. Березовским [1] показал, что сплошная заготовка имеет преимущества в части лучшей макроструктуры, отсутствия зоны стыка фронтов кристаллизации, более высоких механических свойств.

2. Снижение технологической обрези. Высокий расходный коэффициент металла при прокатке труб нефтяного сортамента обусловлен наличием технологических отходов - затравки и пильгерголовки, которые составляют 8-10 % массы исходного слитка, при этом в затравку уходит обычно 3-4 %, а в пильгерголовку - 5-6 % (рис.1).

Рисунок 1 Вид плети после прокатки на пилигримовом стане: 1Т - мерная часть трубы; 1ПГ. -- длина пилигримов ой головки; 1з -- длина заправочного конца

3. Повышение качества труб напрямую связано с технологическими процессом. Например, применение прошивного стана вместо пресса на ОАО «ТАГМЕТ» позволило повысить выход годного на 34% в следствие уменьшение уровня разностенности и снизить РКМ на 11%.

В условиях ужесточения требований к трубам доля снижения себестоимости продукции целесообразно использование непрерывно-литого металла в качестве трубной заготовки. Современная технология электросталеплавильного производства, основанная на получении низкопримесного расплава, внепечной обработки и, при необходимости, вакуумирования стали, могут обеспечивать производство высококачественных непрерывно-литых заготовок и готовых труб. Однако существующие процессы прошивки затрудняют стабильное получение из литой заготовки высококачественной гильзы вследствие ярко выраженной литой структуры металла и наличия осевой пористости.

Трубы после пилигримовой прокатки имеют значительный разброс по толщине стенки, который обусловлен калибровкой и износом инструмента, колебаниями исходной температуры гильз, изменением температуры в процессе прокатки вследствие его продолжительности (до 200 с), отклонениями угла кантовки гильзы от 90° и другими факторами.

Разброс средней толщины стенки труб на пилигримовом стане в суммарном поле рассеяния составляет 25...30 %, причем доля продольной составляющей равна 20...25 %, а поперечной - 45...50 %.

Основными путями повышения точности труб по толщине стенки являются: использование поля суженных или минусовых допусков при пильгеровании и применение систем автоматического регулирования толщины стенки трубы в процессе прокатки.

Наибольшего эффекта прокатка на «минус» достигает тогда, когда трубы прокатывают с минусовыми допусками, а сдают по теоретической массе, что дает дополнительный прирост производства и снижает тем самым расход металла. Использование поля минусовых допусков во много раз выгоднее любых других мероприятий по увеличению производительности стана, так как затраты на металл в себестоимости труб достигают 80-85 %.

Анализ стандартов (ГОСТ 8731/8732; ГОСТ 632, АРI5СТ, АРI5L) в части регламентируемых допусков по толщине стенки труб показывает, что только ГОСТ 8731/8732 допускает превышение минусовых допусков над плюсовыми и таким образом стимулирует прокатку на «минус». Во всех других случаях реально лишь рассматривать возможность сужения поля плюсовых и минусовых допусков по толщине стенки.

Прокатка на «минус» обсадных труб часто затруднена или вообще невозможна из-за ограничений накладываемых качеством нарезки резьбы на концах труб.

Для повышения точности труб путем снижения разностенности необходимо регулировать процесс пилигримовой прокатки.

Основными факторами стабилизации поперечной разностенности являются: равномерный нагрев гильз, тщательная настройка пилигримового стана включая настройку валков и оси прокатки с осью подающего аппарата, применение рациональной калибровки прокатного инструмента и др.

Необходимо отметить, что уменьшение поперечной разностенности путем регулирования процесса пилигримовой прокатки затруднительно. Единственным параметром пригодным для управления поперечной разностенностью является величина подачи металла в валки.

На продольную разностенность в основном влияют диаметр дорна (dд), температура гильзы (Тг) и раствор валков (h) пилигримового стана. Проведенные авторами работы [8] теоретические и экспериментальные исследования позволили предложить рациональную схему адаптивного управления толщиной стенки труб на пильгерстане на базе математической модели формирования средней толщины стенки трубы в виде полинома первой степени.

4. Применение второго горячего передела труб. Особенности процесса деформации металла на пилигримовом стане, характеризующиеся повышенной продольной и поперечной разностенностью, а также наличием «бугров» вследствие нераскатанных объемов подач, позволяют признать его заготовочным, т.е. раскат после пильгерования должен подвергаться второму горячему переделу по диаметру и стенке. Существуют предложения по осуществлению этого передела: на непрерывном стане, риллингах, автоматическом стане, трехвалковом раскатном стане и др. При этом на пильгерстане прокатывают раскат с толщиной стенки на 20-35 % больше с последующей ее раскаткой на оправке за пильгерстаном. При этом может быть повышена производительность (до 70%) пильгерстана за счет увеличения подачи и повышена точность труб по толщине стенки за счет раскатки бугров и снижения разностенности. Использование в качестве второго горячего передела раскатного косовалкового стана с линейками на короткой оправке позволит кардинально решить проблему уменьшения массы затравки и пильгеровки, о чем было сказано в работе [7].

Один из вариантов второго горячего передела - это раскатка труб на универсальном стане продольной прокатки на удерживаемой оправке, что может быть реализовано на пятиклетевом калибровочном стане ТПА 5-12" ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ». Поэтому применение второго горячего передела следует признать одним из основных направлений совершенствования пилигримовой прокатки по всем показателям, как производительности установки, так и точности труб и минимального расхода металла.

В связи с возросшими требованиями к качеству обсадных труб и существующей проблемы повышенного в связи с этим расхода металла, автором настоящей работы предлагается детально исследовать технологию снижения уровня разностенности при прокатке труб в ЦНГС (ТПЦ-4) ОАО «ИНТЕРПАЙП НТЗ». Анализ данной проблемы и возможных путей ее решения в подробной степени описан в исследовательской части настоящей работы.

Выводы по разделу

Детально изучен объект исследования: завод, цех, ТПА, технология прокатки труб.

Проанализированы основные пути снижения расхода металла на пилигримовых трубопрокатных установках: улучшение качества исходной заготовки, снижение технологической обрези в затравку и пильгерголов-ку, снижение обрези при раскрое мерных труб, повышение точности труб, применение второго горячего передела труб за пильгерстаном, калибрование концов обсадных труб под нарезку.

Приведены конкретные технические решения, позволяющие решать поставленные проблемы.

Литература

1. А.А. Чернявский, В.В. Березовский, Ю.Д. Угрюмов. Экономия металла при производстве труб нефтяного сортамента. М.: Металлургия. 1987. - 304 с.

2. В.В. Березовский, Ю.Д. Угрюмов, Д.Ю. Угрюмов. Черная металлургия.Бюллетень научн. Техн. Инф. Приложение 7, 2003, - 15 с.

3. В.В. Березовский, Ю.Д. Угрюмов, Д.Ю. Угрюмов. Металлургическая и горнорудная промышленность, 2003, № 3, с. 59-64.

4. 4.Ю.Д. Угрюмов, А.В. Губинский, Д.Ю. Угрюмов. Сучаст проблеми мета-лургП, т.8, 2005, с.477-484.

5. В.А. Постный, Д.Ю. Угрюмов, А.В. Губинский, Д.Ю. Угрюмов. Сучаст проблеми металурги, т.8, 2005, с.470-474. А.с. 169049(СССР.), 1965

6. О.А. Пляцковский, Ю.Д. Угрюмов, В.М. Статников и др./ Металлургическая и горнорудная промышленность, 1982, № 1, с. 19-20.

7. Д.Ю. Угрюмов. Металл и литье Украины, № 12, 2003. с. 39-41. А.с. 837517(СССР.) , 1981.

Размещено на Allbest.ru

...