Технологическое утонение трубопровода что такое

Киселёв А.В. Главный эксперт Центра «Механика»

Хадиев Р.З. Начальник ЛНКиД СТНУНиД ЗАО «Сибур-Химпром»

Белов Д.А. Ведущий инженер НК ЛНКиД

В 2013 году перед специалистами лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» была поставлена задача повышения качества обследования наиболее ответственного технологического оборудования и трубопроводов путем перехода от выборочных измерений к сплошному сканированию.

Было принято решение о внедрении новых систем, позволяющих выполнять сплошной высокопроизводительный контроль бесконтактным способом различных объектов: трубопроводов из магнитных и не магнитных материалов, змеевиков технологических печей, стенок сосудов и трубных пучков теплообменников.

Одним из главных требований к системе было надежное выявление коррозии, эрозии, язв, механического износа труб, а также определение остаточной толщины.

В результате предварительного анализа предложений такой аппаратуры было решено выбрать систему неразрушающего контроля TiS 8C производства компании TesTex, Inc. (США). Принцип действия прибора основан на использовании низкочастотного поля вихревых токов.

Данный способ позволяет преодолеть ограничения, присущие традиционным вихретоковым системам при контроле объектов из углеродистой стали и толстостенных аустенитных труб.

Система работает в низкочастотном диапазоне, что позволяет одновременно выявлять дефекты как на внешней, так и на внутренней поверхностях.

Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 1. Состав системы

  • Промышленный мини-компьютер
  • Электронный блок
  • Сканер

Основные преимущества системы TiS 8C:

  • Система позволяет проводить обследование как немагнитных труб, так и ферромагнитных объектов с толщиной стенки до 22 мм.
  • Бесконтактный метод. Требования по подготовке поверхности – минимальные. Возможен контроль через слой краски, ржавчину или покрытие.
  • Система компактная, управляется одним оператором. Вес системы не превышает 3 кг (включая 2 электронных блока и сканер)
  • Возможен контроль труб при доступе как с внешней, так и с внутренней стороны. При обследовании технологических трубопроводов с внешней стороны применяются многоканальные сканеры. При контроле трубных пучков теплообменников используются внутритрубные преобразователи различных диаметров.
Технологическое утонение трубопровода что такое Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 2. Многоканальные сканеры для обследования трубопроводов с внешней стороны Рис. 3. Преобразователь для контроля трубных пучков теплообменников

Сканеры и внутритрубные преобразователи системы TiS 8C изготавливаются под определенные диаметры труб. При этом сканеры могут быть перестроены для труб ближайших диаметров на 1-2 типоразмера. Например, сканер с номинальным диаметром 254 мм может быть перестроен для труб диаметром 219 и 273 мм.

Испытания системы TiS 8C

В рамках ПАО «СИБУР Холдинг» был выполнен ряд полевых демонстрационных испытаний системы TiS 8C. Обследовались действующие технологические трубопроводы, а также образцы труб с реальными эксплуатационными дефектами. Испытания проводились на территории предприятий ООО «Сибур-Кстово», ООО «Томскнефтехим», ЗАО «Сибур-Химпром».

Испытания на территории ООО «Сибур-Кстово»

Испытания проводились на действующих технологиhhhческих трубопроводах без вывода их из эксплуатации. Были обследованы следующие участки:

— Участок МЦК и ФХ (факельное хозяйство). Диаметр, толщина: 219 x 8,3 мм.

— Линия 2445. ШФЛУ из цеха №54 на ЭП-300. Диаметр, толщина: 219 x 8,5 мм.

— Линия 2049. Этилен с ЭП-300 до головных сооружений. Диаметр, толщина: 219 x 9 мм.

— Линия 2039. Бензин в резервуары парка тит. 6004. Диаметр, толщина: 219 x 7 мм.

— Линия 180б. Оборотная вода от коллектора до Т-68/12. Диаметр, толщина: 219 x 6,5 мм.

В результате контроля было обнаружено несколько утонений глубиной 10-38% от номинальной толщины стенки трубы. Обследование труб проводилось без подготовки поверхности через слой краски.

 Технологическое утонение трубопровода что такое  Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 4. Сканирование трубопровода Рис. 5. Дефектный участок трубопровода оборотной воды

Наибольшее утонение глубиной 38% (с остаточной толщиной 4 мм) на внутренней поверхности трубы было обнаружено на участке трубопровода оборотной воды. С помощью системы TiS 8C утонение было локализовано до области диаметром 40 мм. Область дефекта была очищена от краски. Результаты были подтверждены с помощью ультразвукового толщиномера.

Испытания на территории ООО «Томскнефтехим»

Испытания системы TiS 8C были проведены в апреле 2013 г. на территории лаборатории металлов ООО «Томскнефтехим».

Был обследован образец трубы печи пиролиза диаметром 89 мм, с толщиной стенки 8 мм, немагнитный, содержащий реальные эксплуатационные дефекты на внутренней поверхности — утонения различной глубины.

В результате сканирования образца были обнаружены несколько утонений. Дефекты были локализованы до области 3 – 4 см диаметром. Затем проводилась ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) для подтверждения результатов.

 Технологическое утонение трубопровода что такое  Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 6. Сканирование образца
 Технологическое утонение трубопровода что такое  Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 7. Сигналы от утонений глубиной 54%, 30% и 20% от номинальной толщины стенки трубы Рис. 8. Сигнал от утонения глубиной 50% от номинальной толщины стенки трубы

При визуальном осмотре внутренней поверхности образца наличие утонений в указанных местах было подтверждено.

Технологическое утонение трубопровода что такое
Рис. 9. Результаты визуального осмотра внутренней поверхности образца

Испытания на территории ЗАО «Сибур-Химпром»

Испытания системы TiS 8C были проведены в мае 2013 г. на производственной территории ЗАО «Сибур-Химпром». Был обследован образец, изготовленный из трубопровода печи пиролиза, содержащий естественные эксплуатационные дефекты, а также образец трубы из ферромагнитного материала с искусственными дефектами в виде проточек.

Образец №1. Отвод трубы печи пиролиза

Образец представляет собой отвод трубы печи пиролиза диаметром 140 мм с толщиной стенки 22 мм, изогнутый на 180º. Образец содержит две дефектные области: (1) – утонение и продольная трещина, (2) — язва на внутренней поверхности.

Рис. 10. Сканирование образца №1 Рис. 11. Область дефектов (1)

Ниже приведены сигналы, полученные при сканировании области дефектов (1) и (2).

Рис. 12. Сигнал от области дефектов (1) – утонение и продольная трещина Рис. 13. 3D изображение
Рис. 14. Дефект (2) (Язва на внутренней поверхности) Рис. 15. Сигнал от дефекта (2)
  • Образец №2. Участок трубопровода из ферромагнитного материала
  • Образец диаметром 114 мм с толщиной стенки 6 мм, имеет 2 искусственных дефекта глубиной 2 мм на внутренней поверхности:
  • (1) – имитация коррозионной язвы
  • (2) – продольная проточка (имитация эрозии)
Рис. 16. Сканирование образца №2 Рис. 17. Дефекты образца №2

Ниже приведены сигналы, полученные при сканировании.

Рис. 18. Сигнал от дефектов образца №2.

Таким образом, в результате полевых демонстрационных испытаний, выполненных в рамках ПАО «СИБУР Холдинг», была подтверждена возможность системы TiS 8C выявлять различные дефекты ферромагнитных и немагнитных технологических трубопроводов при их сплошном сканировании. Испытания системы были признаны успешными. В результате на предприятии ЗАО «Сибур-Химпром» было принято решение о внедрении системы.

Для обследования участков труб змеевиков с ограниченным доступом в комплектацию системы помимо стандартных сканеров был включен также специальный низкопрофильный сканер. Данный сканер позволяет проводить контроль при расстоянии между трубами 4 см и более.

Рис. 19. Специальный низкопрофильный сканер для контроля труб в условиях ограниченного доступа

Читайте также:  Ручная плазменная резка труб

Для подготовки сотрудников лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» к работе с системой были привлечены специалисты компании ООО «ПАНАТЕСТ» — официального представителя фирмы TesTex, Inc. на территории России. В течение трехдневного технического тренинга специалисты ЗАО «Сибур-Химпром» освоили систему.

Практические результаты

Первые практические результаты были получены в 2014 году. С использованием системы TiS 8C был проведен сплошной контроль змеевиков четырех печей пиролиза.

Объект контроля

Установка пиролиза смонтирована в 1973-1974 гг. На установке имеется 7 двухтопочных печей пиролиза. В работе постоянно находятся 4-6 печей. Наиболее распространенные дефекты в процессе работы печи это прогары труб и отводов из-за язвенного коррозионного износа, а также отдулины, трещины, деформация труб.

По технологическому регламенту печь пиролиза работает 1440 часов. Затем производится паровыжиг печи и закалочно-испарительных аппаратов (ЗИА-1 и ЗИА-3).

Затем печь останавливается, после чего специалисты лаборатории неразрушающего контроля и диагностики проводят обследование труб с использованием комплекса TiS 8C и подтверждение другими методами НК (УЗТ, РК).

В зависимости от результатов обследования проводится ремонт с заменой дефектных участков.

Настройка системы

Настройка системы TiS 8C заключается в выборе 2 параметров – частоты переменного электромагнитного поля и чувствительности. Для контроля ферромагнитных труб используются частоты 5-30 Гц, для немагнитных труб – 200-400 Гц.

Перед началом работы прибор настраивается по образцу, соответствующему объекту контроля по материалу, толщине стенки и диаметру. На образце с внутренней стороны стенки выполняются два сверления. Диаметр сверлений выбирается примерно равным толщине стенки трубы.

Глубина дефектов задается в зависимости от требуемого уровня фиксации и браковочного уровня (например, 20% и 50% от толщины стенки).

Рис. 20. Настройка системы перед выходом на объект

Существует также методика настройки системы непосредственно на объекте контроля без использования калибровочного блока. Параметры контроля в этом случае выбираются по значению сигнала при отрыве сканера от поверхности объекта. Чувствительность выставляется несколько завышенная и в дальнейшем корректируется при контроле по результатам УЗТ обнаруженных индикаций.

  1. Параметры настройки системы и параметры объекта контроля приведены в таблице ниже.
  2. Объем контроля: Вся поверхность труб змеевиков за исключением недоступных для ВТК зон.
  3. Результаты контроля

Сплошное сканирование труб печей пиролиза в несколько проходов является трудоемким процессом. Скорость сканирования составляет 0,1 — 0,3 метра в секунду. При этом для сплошного обследования змеевиков одной печи пиролиза общей протяженностью около 500 м требуется 1 неделя.

Необходима подготовка объекта контроля: место контроля должно быть хорошо освещено, в труднодоступных местах выстроены леса. Должен быть выделен специалист для зачистки дефектных мест и для проведения УЗТ или РК.

Рис. 21. Обследование труб печей пиролиза

За один проход сканера по трубе осуществляется контроль поверхности под ним шириной около 80 мм. При этом формируется изображение, на котором с помощью цветной кодировки отображаются дефекты.

Изображение представляет собой отклонение сигнала с каждой из катушек сканера от нулевого уровня, соответствующего бездефектному участку объекта.

Изображение позволяет оценивать форму дефектов (по форме сигнала и количеству реагирующих катушек), а также потерянную толщину (по максимальной амплитуде сигнала).

Фиксировались все дефекты с утонением толщины стенки трубы 20 % и более. Выявленные с помощью системы TiS 8C утонения исследовались и оценивались с помощью ультразвукового контроля (УЗК) остаточной толщины.

В результате обследования печи пиролиза П-001/1 были обнаружены 34 дефектных участка, из них 6 участков с остаточной толщиной ниже отбраковочной. Ниже приведены дефектограммы некоторых из них с указанием толщины стенки по результатам ультразвуковой толщинометрии.

Рис. 22. Сигнал от коррозии с подтверждением цифровой радиографией

На рис. 23 приведены сигналы, полученные в результате сканирования одного из дефектных участков трубы радиантного змеевика печи П-001/1. Данный участок был вырезан, при визуальном осмотре была обнаружена язвенная коррозия на внутренней поверхности. Остаточная толщина стенки в области язв составила 4.3-4.7 мм.

Рис. 23. Сопоставление результатов сканирования и визуального обследования

Остаточная толщина стенки в области наибольшего из обнаруженных дефекта составляет 2.8 мм.

Рис. 24. Обнаружение дефекта на трубе печи пиролиза

Участки науглероживания

При обследовании следующей печи пиролиза П-001/6, утонений обнаружено не было. Были выявлены несколько участков науглероживания.

Рис. 25. Дефектограмма науглероженного участка

Данные области характеризуются изменением электромагнитных свойств, в результате чего фиксируются сканером при контроле. Материал труб в этих областях становится магнитным, что в некоторых случаях можно проверить, поднеся к трубе постоянный магнит.

При насыщении стали углеродом изменяется структура материала. Металл становится менее пластичным, что в дальнейшем может привести к растрескиванию и образованию дефектов на внутренней поверхности стенки трубы.

Науглероживание существенно снижает срок службы змеевиков печей.

Обнаруженные науглероженные участки фиксировались в отчетах по проведению сканирования для отслеживания состояния труб при последующих инспекциях.

Заключение

Таким образом, под непосредственным началом руководителя лаборатории НКиД Хадиева Р.З. и под техническим руководством ведущего инженера НК Белова Д.А.

специалисты лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» внедрили и на высоком уровне освоили новую вихретоковую систему контроля трубопроводов TiS 8C, разработали и опробовали на практике методику сплошного сканирования змеевиков печей пиролиза.

Новый подход позволил компании ЗАО «Сибур-Химпром» сэкономить значительные средства на замене трубопроводов путем перехода к адресному ремонту, а также в короткие сроки значительно повысить эксплуатационную надежность обследованных технологических трубопроводов и дать реальную оценку их технического состояния.

В результате всестороннего тестирования системы TiS 8C на различных предприятиях и объектах ПАО «СИБУР Холдинг» было подтверждено, что система обеспечивает:

  • сплошное сканирование технологических трубопроводов с использованием бесконтактного метода;
  • контроль магнитных и немагнитных объектов без вывода их из эксплуатации;
  • выявление различных типов дефектов, как на внешней, так и на внутренней поверхности стенки трубы.

Расчет утонения стенки за счет коррозии

Процесс выработки назначенного ресурса поверхностей нагрева котла протекает на фоне развития высокотемпературной коррозии металла труб, что влечет за собой утонения стенки трубы. Этот процесс имеет место как со стороны уходящих газов, так и со стороны пара.

Зависимость глубины коррозии металла выражается формулой (1) как функция температуры и времени.

Другие параметры, влияющие на интенсивность высокотемпературной коррозии (тип металла, температура продуктов сгорания, состав золовых отложений на поверхности нагрева, состав обтекающего трубы поверхностей нагрева потока газа), считаются постоянными величинами.

Для определения текущего значения толщины стенки предложены выражения, позволяющие рассчитать глубину коррозии со стороны водяного пара и топочных газов вида:

Читайте также:  Фитинги в ппу изоляции

ln ΔS = α – βT-1 + (γ + εT)ln τ (1)

где ΔS – глубина коррозии за время τ (мм), τ — время (часы), Т- абсолютная температура металла на поверхности трубы (К), α, β, γ, ε — коэффициенты, зависящие от материала труб, вида сжигаемого топлива. Значения коэффициентов приведены в таблицах, например для природного газа.

Формулы расчета глубины коррозии сталей в продуктах сгорания природного газа

Марка сталиФормула расчетаУсловия испытаний
Температура, °С Время, ч
12Х1МФ ln ΔS = 15.07 – 18000T-1 + (0.4 + 0.143⋅10-4T)ln τ 580-650 68000
12Х2МФСР ln ΔS = 11.48 – 15700T-1 + (0.5 + 0.283⋅10-4T)ln τ 580-650 43000
12Х2МФБ ln ΔS = 8.88 – 13700T-1 + (0.5 + 0.209⋅10-4T)ln τ 580-650 21000
12Х12В2МФ ln ΔS = 9.92 – 15400T-1 + (0.5 + 0.109⋅10-4T)ln τ 28000
12Х18Н12Т ln ΔS = 7.3 – 13500T-1 + (0.5 + 0.0167⋅10-4T)ln τ 33000

Примечание: ΔS – мм; Т – К; τ — ч.

Выражение (1) описывает развитие высокотемпературной коррозии со временем только при постоянной температуре металла. Если температура является функцией времени, то глубину коррозии определяют согласно схеме, представленной на рис.1. Вводится понятие эквивалентного времени τэ.

Технологическое утонение трубопровода что такое Рис.1. Схема ступенчатого изменения температуры металла

Эквивалентным временем при данной температуре называется время, при котором суммарное утонение стенки равно той же величине, что и на предыдущих температурных режимах.

Технологическое утонение трубопровода что такое Рис.2. Схема определения эквивалентного времени

Величина эквивалентного времени на i-ом температурном уровне по определению вычисляется как:

ln τэi = [lnΔSi-1 — α + βTi-1] / [γ + εTi], (i=2,N) (2)

Конечное время i-го температурного интервала:

τi+1 = τэi + Δτi, (i=2,N) (3)

Суммарное утонение стенки за время τi+1

ln ΔSi = α – βTi-1 + (γ + εT)ln τi+1 (4)

  • В зависимости от величины коэффициентов α, β, γ, ε по выражению (4) определяется глубина коррозии, протекающей на внутренней ΔSвнi и наружной ΔSнi поверхности трубы.
  • При расчете глубины коррозии в условиях ступенчатого изменения температуры необходимо строго соблюдать последовательность ее изменения во времени.
  • Текущая толщина стенки трубы поверхности нагрева в условиях развития двусторонней высокотемпературной коррозии определяется следующим образом:

Si = S0 — ∑ΔSвнi — ∑ΔSнi (5)

где S0 – расчетная толщина стенки трубы, мм; N – количество циклов;

∑ΔSвнi — суммарная глубина коррозии с внутренней стороны трубы, мм;

∑ΔSнi — суммарная глубина коррозии с наружной стороны трубы, мм.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Причина разрушения — утонение стенки трубы СЃ наружной стороны приблизительно РЅР° 2 РјРј РёР·-Р·Р° РєРѕСЂСЂРѕР·РёРё РїСЂРё расшла-РєРѕРІРєРµ струей РІРѕРґС‹.  [16]

Причина разрушения — утонение стенки трубы СЃ наружной стороны приблизительно РЅР° 2 РјРј РёР·-Р·Р° РєРѕСЂСЂРѕР·РёРё вследствие расшлаковки струей РІРѕРґС‹. После останова котла РЅР° трубах оставались мокрый шлак Рё зола, РІ которых интенсивно протекала электрохимическая РєРѕСЂСЂРѕР·РёСЏ.  [18]

В отдельных случаях утонение стенок труб по этим причинам может быть равно износу от коррозии или даже превышать его.

Поэтому РїСЂРё определении предельной толщины стенки труб пароперегревателей необходимо пользоваться как методикой, изложенной РІ руководстве РїРѕ ремонту поверхностей нагрева паровых ротдов, так Рё методикой Р РўРњ 24.030.49 — 76, Р° для ирпари-тельных Рё РІРѕРґРѕРї адогреватель.  [20]

Сначала рассмотрим РІРѕРїСЂРѕСЃ возможного утонения стенки трубы РїРѕ всему поперечному сечению РїСЂРё наиболее неблагоприятном сочетании РґРѕРїСѓСЃРєРѕРІ.  [21]

Технологическое утонение трубопровода что такое Р�зменение сечения трубы РїСЂРё гнутье.  [22]

Чтобы компенсировать вытяжку Рё утонение стенки трубы РЅР° затылочной части гнутого отвода, для гнутья горячим СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј СЃ набивкой песком Рё холодным РЅР° станке отбирают трубы СЃ плюсовым РґРѕРїСѓСЃРєРѕРј РїРѕ толщине стенки.  [23]

РќР° СЂРёСЃ.

19 представлены расчетные утонения стенок труб, изготовленных РёР· сталей 12РҐ1РњР¤, 12РҐ2МФСР, 12РҐ2МФБ ( Р­Р�531), 1РҐ11Р’2РњР¤ ( Р­Р�756) Рё РҐ18Рќ12Рў, РІ зависимости РѕС‚ температуры Р·Р° весь проектный СЃСЂРѕРє службы парогенератора — 100 тыс. С‡ РІ случае использования РІ качестве топлива высокосернистого мазута.  [25]

Это означает, что резкое утонение стенки трубы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ непосредственно перед разрушением, причем СЃ большей скоростью, чем РїСЂРё простом растяжении.  [26]

Р’ целях компенсации вытяжки Рё утонения стенки трубы РІ затылочной части отвода для гнутья горячим СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј СЃ набивкой песком Рё холодным РЅР° станке отбирают трубы СЃ плюсовым РґРѕРїСѓСЃРєРѕРј РїРѕ толщине стенки.  [27]

Технологическое утонение трубопровода что такое Схема подключения трубопровода.  [28]

Гибка труб с гидронаполнением дает минимальное утонение стенки трубы и более высокий предел усталостной прочности.

Такую РіРёР±РєСѓ рекомендуют также, РєРѕРіРґР° Рє деталям РёР· труб предъявляют более жесткие требования РїРѕ чистоте внутренней поверхности Рё овальности поперечного сеченця.  [29]

Р�СЃС…РѕРґСЏ РёР· полученного значения СЂРЅРґ возможное утонение стенки трубы является нежелательным, так как толщина стенки принята наименьшая РїРѕ сортаменту РЅР° трубы, имеющему РЅР° практике преимущественное применение.  [30]

Страницы:      1    2    3    4    5

Проверка толщины стенки

  • Номинальная толщина стенки стальных труб согласно нормам определяется как:
  • SSR + С,
  • где
  • SR — расчетная толщина стенки. Минимальная толщина стенки, необходимая для восприятия внутреннего давления, определяется согласно нормам
  • С — суммарная прибавка к расчетной толщине стенки

Суммарная прибавка, технологическое утонение, прибавка на коррозию

  1. Суммарная прибавка C вычисляется по формуле:
  2. С = С1 + С2,
  3. где
  • С1 — производственная прибавка (технологическое утонение), принимаемая равной сумме минусового отклонения толщины стенки C11 и технологической прибавки C12. Для норм ASME задается в процентах
  • С11 — прибавка для компенсации минусового допуска. Определяется по предельному минусовому отклонению толщины стенки, установленному стандартами или техническими условиями на полуфабрикаты. Прибавка не включает в себя округление расчетной толщины до стандартной толщины листа.
  • С12 — технологическая прибавка для компенсации утонения стенки элемента трубопровода при технологических операциях — вытяжке, штамповке, гибке и т.д. Определяется технологией изготовления детали и принимается по техническим условиям на изделие.
  • С2 — эксплуатационная прибавка для компенсации коррозии и износа(эрозии), принимаемая по нормам проектирования или отраслевым нормам документам с учетом расчетного срока эксплуатации. При двухстороннем контакте с коррозионной (эрозионной) средой прибавку С2 следует увеличивать

При этом, следует иметь в виду, что номинальная толщина стенки S не должна быть меньше установленных нормами значений, а также производится округление S до ближайшей большей толщины стенки по стандартам и техническим условиям.

Проверка толщины стенки на соответствие расчетному давлению

Перед выполнением расчета (на этапе логической проверка исходных данных), СТАРТ-ПРОФ производит проверку толщины стенки на расчетное давление по формуле:

SCSR

Значения номинальной толщины стенки S и суммарной прибавки C вводятся пользователем в свойствах участков и элементов. SR — минимальная расчетная толщина стенки, вычисленная в соответствии с выбранным в общих данных нормативным документом от расчетного давления.

Для норм ASME B31.1, DL/T 5366-2014 проверка толщины стенки на давление осуществляется только для прямых труб и для гнутых отводов. Для всех остальных элементов такая проверка не производится.

Проверка толщины стенки на соответствие давлению испытаний

При величине испытательного давления на заводе-изготовителе менее требуемой должна быть гарантирована возможность доведения гидравлического испытания при строительстве до давления, вызывающего эквивалентное напряжение, равное

  • согласно СНиП 2.05.06-85 — 95 % нормативного предела текучести σ = 0.95

Технологический процесс производства труб на установках с непрерывным станом

  • Сменным оборудованием в непрерывном справочном стане явля­ются входная проводка первой клети и выводная проводка послед­ней клети, которые служат направляющими для трубы.
  • Технологические операции при производстве бесшовных труб на установках с 9-клетевым непрерывным станом  следующие:
  •  1.   Подача   пакетов   заготовок-штанг  длиной   6—12   м,   диаметром 140 мм со склада мостовым краном на качающиеся решетки сек­
  • ционных печей.

 2.   Взвешивание на автоматических весах.

 3.   Подача дозатором по одной заготовке на загрузочный рольганг секционных печей.

  1.  4.   Автоматический замер длины заготовки и передача сведений в за­ поминающий блок счетно-решающего устройства для безостаточ­
  2. ного деления штанг.

 5.   Нагрев  заготовки  в  секционных  печах до температуры   1230— 1260° С при скорости перемещения ее в печи от 1,65 до 2,9 м/мин и производительности до 40 т/ч. Каждая секционная печь имеет двухручьевые ролики. Ролики зоны выдержки имеют две скоро­ сти:   скорость  зоны   нагрева   печи  и  скорость  выдачи,  равную 12,5  м/мин.   После  отрезки  штанга   возвращается   в   печь  для

  • подогрева перед следующей выдачей.
  •  6.   Разрезка нагретых штанг на мерные длины 1320—3200 мм заго­ товок на двух делительных ножницах, имеющих общую произ­

водительность 300 резов в час. Темп выдачи 12 с.

 7.   Зацентровка заготовки пневматическим центрователем.

 8.   Передача заготовки по стеллажам в прошивной стан.

  1.  9.   Прошивка  заготовки  в  прошивном  стане  в  гильзу  диаметром 136 мм при толщине стенки 14,5—19 мм, длиной 3700—7000 мм
  2. с коэффициентом вытяжки до 2,9.

 10.   Передача гильзы на входную сторону непрерывного стана.

 11.   Введение предварительно промасленной оправки в гильзу. В ка­ честве смазки применяются фосфатные неорганические соедине­ ния вместо графита и мазута, использование которых приводит к. появлению дыма и загрязнению цеха; наносят смазку при тем­

пературе около 200° С.

 12.   Прокатка гильзы в непрерывном  стане в трубу всегда одного диаметра 108 мм с толщиной стенки 3—7,5 мм, длиной до 20,5 м. В процессе прокатки труба частично сползает с оправки. Про­ катка  происходит  практически  без  натяжения.  Длина  оправки

19,5 м. Максимальный коэффициент вытяжки 6,0.

  •  13.  Выход бесшовной трубы со стана со скоростью 6 м/с и торможение ее на выходном рольганге, вследствие чего скорость трубы снижается
  • в конце рольганга до 3,5 м/с.

 14.  Передача трубы с оправкой шлеппером на один из двух рольган­ гов сдвоенного цепного оправкоизвлекателя.

 15.  Извлечение оправки. При нормальной работе усилие извлечения 50—70 кН (5—7 тс). Оправкоизвлекатели рассчитаны на усилие

200 кН (20 тс).

 16.  Передача оправки в ванну для охлаждения с температуры 400° С до 100° С и затем в промасливающую машину.

 17.  Передача трубы по рольгангу к дисковым пилам.

 18.  Обрезка   заднего   разлохмаченного   конца   на  дисковых   пилах.

 19.  Передача  труб  на  линию  калибровочного  стана  с  подогревом трубы в индукционной печи до температуры 950—1050° С. Индук­ ционная печь состоит из 16 последовательно расположенных ин­ дукторов с напряжением 1500 В, силой тока 1000 А, общей мощ­ ностью 9 тыс. кВт. Частота тока 2,5 кГц, скорость прохождения труб через индуктор  1,25—1,8 м/с. Общая длина индукционной

печи 20 м.

 20.  Прокатка трубы в 11-клетевом калибровочном стане с увеличе­ нием длины трубы до 50 м. Калибровочный стан состоит из де­ вяти  черновых   клетей,    имеющих   дифференциально-групповой привод, и двух чистовых клетей, установленных на общей раме

и имеющих общий привод на две клети.

 21.  Разрезка труб пополам на пиле горячей резки.

 22.  Передача труб в линию редукционного стана.

 23.  Нагрев концов для стыкования в секции длиной до 35 м. На­ грев в одновитковом индукторе до температуры  1350—1400° С,

  1. мощность сварки 150—250 кВт, частота 2,5 кГц.
  2.  24.  Поступление по рольгангу секции труб ко второй стыкосварочной машине, где трубы привариваются к концу бесконечной редуци­
  3. руемой трубы.

 25.  Снятие наружного грата на трубах в гратоснимателе.

  •  26.  Прохождение  трубы  через   петлеобразователь  для  обеспечения безостановочной работы редукционного стана во время стыковки
  • труб.

 27.  Правка трубы после петлеобразователя.

 28.  Подогрев  труб  до  температуры  950—1050° С   в   индукционной подогревательной печи. Характеристика печи дана выше.

 29.  Редуцирование трубы в 19-клетевом редукционном стане с уве­ личением длины трубы до 120—150 м и выходом трубы из пос­ ледней клети со скоростью до  12 м/с.  Редукционный стан со­ стоит из трехвалковых клетей. Первые по ходу прокатки 17 чер­ новых  клетей  имеют  дифференциально-Групповой   привод.   По­

  1. следние две клети имеют общий привод на две клети.
  2.  30.  Разрезка трубы на части длиной до 24 м на летучих, ножницах (при скорости выхода до 7 м/с) или летучей пиле (при скорости
  3. выхода более 7 м/с).

 31.  Сбрасывание трубы с рольганга сбрасывающим устройством.

 32.  Выравнивание и начало охлаждения на винтовой секции холо­ дильника.

 33.  Охлаждение труб на цепной секции холодильника.

Клети непрерывного девятиклетевого стана расположены под уг­лом 45° к горизонту и 90° по отношению друг к другу. Благодаря этому труба в месте выпусков в следующей клети раскатывается в круглой части калибра.

Калибр в калибровочном и редукционных станах образуется тре­мя валками, лежащими в одной плоскости: оси валков расположены под уг1лом 120° друг относительно друга. Каждая последующая клеть повернута по отношению к предыдущей на 60° с тем, чтобы выпу­ски в смежных клетях были перекрыты.

В калибровочном стане прокатка осуществляется с очень незначи­тельным натяжением, благодаря чему толщина стенки остается неизменной и равна толщине стенки трубы, полученной в непрерывном стане.

В редукционном стане применяются максимальные натяжения с большой вытяжкой металла (от 2,5 до 7,0), благодаря чему тол­щина стенки трубы, поступившей в стан, может значительно умень­шиться (например, с 3,25 до 2,0 мм; с 4,0 до 2,5 мм и т. д.). Стан рассчитан на утонение стенки до 50%.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector