Технология производства спиральношовных труб

Производство труб со спиральным швом

Трубы со спиральным швом изготавливают диаметром от 159 мм до 2500 мм с толщиной стенки от 4 мм до 28 мм. Для изготовления труб используют полосу в рулонах из углеродистой или низколегированной стали. Трубы предназначены для строительства трубопроводов газа, нефти, нефтепродуктов, водопроводов, а также для сборных металлоконструкций.

Преимущества производства труб со спиральным швом следующие:

  • возможность изготовления труб больших диаметров и любой длины из узкой, а значит, более дешевой рулонной полосы;
  • возможность изготовления особо тонкостенных труб с отношением диаметра к толщине стенки свыше 100;
  • повышенная конструкционная прочность труб, так как вследствие спирального расположения шва последний нагружен меньшими растягивающими напряжениями;
  • высокая точность размеров труб по диаметру;
  • простота оборудования и меньшие капитальные затраты, возможность максимального приближения производства труб к местам их потребления.

Недостаток способа — большая протяженность сварного шва.

На отечественных предприятиях установлены ТЭСА для производства спиралешовных труб диаметром 650, 1020, 1220, 1420, 1650…2500 мм.

1. Технологический процесс и состав оборудования

Технологический процесс производства спиралешовных труб состоит из следующих операций: разматывание рулона, правка полосы, обрезка концов рулонов, стыковка концов рулонов, образование петли для обеспечения непрерывности процесса, обрезка кромок, очистка кромок, снятие фасок на кромках полосы, формовка трубной заготовки, сварка наружного и внутреннего швов, резка трубы на заданные длины с последующей отделкой.

Схема расположения основного оборудования представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема расположения основного оборудования: 1 — консольный кран; 2 — разматыватель рулона; 3 — правильная машина; 4 — ножницы поперечной резки; 5 — стыкосварочная машина; 6 — гратосниматель; 7 — тянущие (подающие) ролики; 8 — петлеообразователь; 9 — дисковые ножницы; 10 — подающие ролики; 11 — формующее устройство; 12 — подвижное отрезное устройство

Подготовительная линия от консольного крана (1) до подающих роликов (10) располагается стационарно, а формовочно-сварочная линия может изменять свое положение в зависимости от угла формовки α. Формовочная машина (11) смонтирована на поворотном круге, к которому прикреплен одним концом перемещающийся на катках по криволинейному пути (рельсам) регулируемый по высоте поворотный мост. На этом мосту установлены механизмы выходной стороны стана. Угол формовки находится в диапазоне α = 40÷66 о, что соответствует отношению ширины полосы к диаметру трубы в пределах 2,35÷1,25.

Известно несколько типов формующих устройств: втулочного, полувтулочного, роликового, валкового. Формующее устройство втулочного типа является жестким и обеспечивает получение трубы с высокой точностью; полувтулочного типа требует меньшего усилия формовки; роликового типа обладает меньшей жесткостью; валкового типа обеспечивает минимальное усилие формовки.

2. Формовочная машина валково-оправочного типа

На рис. 2 показана формовочная машина валково-оправочного типа ТЭСА 650. Формовка трубы осуществляется изгибом ленты тремя валками (1), расположенными один за другим, по вкладышам (3), установленным на неподвижной оправке (2). Вкладыши изготовлены из твердого сплава и отшлифованы. Подача ленты в формующую машину производится сверху валками (4). Точное направление ленты в формовочную машину обеспечивается роликовой проводкой (5).

Рис. 2. Формовочная машина валково-оправочного типа: 1 — трехвалковый калибр; 2 — неподвижная оправка; 3 — вкладыш; 4 — валки подающей машины; 5 — роликовая проводка; 6 — готовая труба

Радиус сгиба ленты в формовочном калибре должен быть меньше, чем радиус готовой трубы (6), так как первый свободный виток пружинит и после формовки немного расходится. Поэтому первая сварочная головка производит сварку шва на втором витке в точке А. Вторая сварочная головка осуществляет частичную переварку первого шва с формированием валика усиления — через шаг спирали в точке Б. Из-за трудности размещения сварочной головки внутри трубы диаметром 250÷650 мм внутренний шов не сваривается.

На ТЭСА 1020 и 1420 применяется трехслойная сварка спирального шва. В месте схождения кромок ленты и первого витка трубы накладывается первый внутренний технологический шов, назначение которого — устранить возможность смещения кромок при наложении рабочих швов. Через полвитка после технологического шва накладывается наружный рабочий шов и через шаг спирали от первого внутреннего шва — второй внутренний рабочий шов, полностью переваривающий технологический шов. Сварка внутреннего шва осуществляется сварочным автоматом, состоящим из двух головок. Первая головка сваривает технологический шов (технологическая головка), а вторая головка сваривает внутренний рабочий шов (рабочая головка).

3. Формовочная машина втулочно-роликового типа

На рис. 3 показана формовочная машина втулочно-роликового типа. Полоса (1) роликами (2) по фиксатору уровня (7) подается во втулку (3) и изгибается по спирали, опираясь на шлифованные направляющие пояски (4) и ролики (5), (6). Фиксатор (7) и направляющие пояски наплавлены твердым сплавом и отшлифованы. При схождении кромок полосы — образовании первого витка трубы (точка А внизу трубы) — осуществляется сварка внутренних кромок первым технологическим швом с целью обеспечения устойчивости спирали при дальнейшем наложении рабочих швов. Через полвитка от точки А накладывается первый наружный рабочий шов (точка Б), а еще через полвитка — второй внутренний рабочий шов (точка В), при этом полностью переваривается первый внутренний технологический шов.

Рис. 3. Схема формовки спиральной заготовки трубы во втулочно-роликовой машине: 1 — полоса; 2, 5, 6 — ролики; 3 — шлифованные направляющие пояски; 7 — фиксатор уровня; 8 — труба; 9 — плазмотрон

Дуговая сварка под слоем флюса осуществляется сварочным автоматом при применении электродной проволоки диаметром 3…5 мм и сварочного тока 350…2000 А при напряжении 20…56 В; источник питания — сварочный трансформатор. Сварка внутренних швов осуществляется сварочными головками, установленными на штанге, вводимой внутрь трубы.

4. Качество спиралешовных сварных труб

Качество спиралешовных сварных труб во многом определяется стабильностью процесса формовки трубной заготовки, что обеспечивается созданием условий, при которых свариваемые кромки трубных заготовок совмещаются без зазора и смещения одной относительно другой, а диаметр формуемых витков заготовки остается постоянным в пределах минимально допустимых отклонений. Это обеспечивается конструкцией формующих устройств и регулированием процесса формовки с использованиемсредств автоматическогоконтроляпараметров формуемой полосы (заготовки). Для контроля качества спиралешовных труб производится 100 %-й контроль спиральных и поперечных швов с помощью ультразвуковых дефектоскопов и рентгенотелевизионных приборов.

При производстве спиралешовных труб имеют место следующие дефекты сварного шва: термические трещины, несквозные поры, газовые пузыри и неметаллические включения. После обнаружения дефектов их заваривают. Если это не помогает устранить дефект, то дефектное место отрезают так, чтобы оставшаяся часть трубы была не короче 6–7 м. При формовке и сварке труб основными видами брака являются: превышение кромок, задиры и вмятины, непровары, прожоги, смещение шва.

5. Определение рационального угла формовки

Формовка трубной заготовки осуществляется путем пластического изгиба полосы в плоскости, расположенной под углом α к продольной оси листа (рис. 74). Угол α называют углом формовки. Из полосы шириной b можно получить трубы различного диаметра, свертывая ее в спираль под различными углами α.

Как видно из рис. 74, ширина полосы b, свернутой в спираль с шагом h под углом α, связана с диаметром спиралешовной трубы d:

Если α = 0 о, то d = dП. Если α = 60 о, то d = 2dП. То есть из полосы шириной b при угле формовки α = 60 о можно изготовить спиралешовную трубу диаметром в два раза больше, чем диаметр прямошовной трубы. Влияние угла формовки на напряжение в сварочном шве. Рассмотрим трубу в условиях ее эксплуатации. В тонкостенных трубах под действием внутреннего давления p возникают σθ окружные и σx продольные напряжения, причем

При двухосном напряженном состоянии элемента трубы (рис. 4) нормальное напряжение в шве σα будет равно

где D, S — диаметр и толщина стенки трубы; α — угол формовки.

Как видно, напряжение в спиральном шве меньше, чем в продольном, и зависит от угла формовки. Зависимость от угла формовки показана на рис. 5.

Рис. 4. Схема напряжений в элементе и сварочном шве трубы

Рис. 5. Зависимость σα/σθ от угла формовки

Увеличение угла формовки снижает напряжение в сварочном шве, позволяет иметь большее давление p при такой же толщине стенки S, как в трубах с продольным швом.

Однако чем больше угол формовки, тем ниже скорость выхода трубы из стана: VСП =VПcos(α) , а значит, ниже производительность агрегата (рис. 6).

Рис. 6. Зависимость VСП/VП от угла формовки

Выбор рационального угла формовки. Качество спиралешовных труб во многом зависит от величины ребровой кривизны листа (серповидности). При постоянном значении ширины полосы диаметр трубы и шаг спирали зависят от угла формовки α. Угол формовки изменяется в зависимости от величины серповидности листа. Из-за серповидности полосы угол α в процессе формовки варьируется.

При варьировании угла формовки (при b = const) изменяется диаметр D и шаг спирали h. Рациональным значением угла α считают такое, при котором относительные изменения шага спирали и диаметра будут соизмеримыми. На рис. 7 показано соотношение между этими приращениями в зависимости от угла формовки. Как видно, соизмеримость достигается при α = 56 о. Если принять, что допустимые изменения ΔD и Δh не должны более чем в двое превышать свои значения при α = 56 о, то рациональные углы формовки будут равны 40 о…66 о. Этот диапазон изменения угла формовки принят в отечественных станах при производстве спиралешовных труб. При этих углах формовки отношение ширины полосы b к диаметру D составляет 2,35…1,25 а напряжение σα в сварном шве будет иметь значения (0,76…0,4) σθ.

Читайте также  Расшифровать марку стали 12х18н10т

Рис. 7. Определение рационального угла формовки

Способ изготовления спиральношовных труб

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНОШОВНЫХ ТРУБ, при котором полосу формуют в трубную заготовку, смежные кромки, сформованные встык, разогревают до температуры сварк.и, а затем к ним прикладывают усилие осадка и при нарушении стабильности процесса изменяют их взаимное положение , отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества труб, постоянно определяют объем вьщавленного при осадке в грат металла и поддерживают его в заданном интервале путем изменения положения кромок. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем вьщавлен§ ного в грат металла определяют, из (О меряя площадь поперечного сечения металла, выступающего над поверхностью трубы после формирования сварного шва.

РЕСПУБЛИН (19) (I!) (51)4 В 21 С 37 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

l1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3730997/25-27 (22) 21.04.84 (46) 30.10.85. Бюл. ¹ 40 (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (72) В.А.Вердеревский, В.А.Иванов, В.А.Заикин, А.Г.Иванов и В.Н.Абраменков (53) 621.774.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 277704, кл. В 21 С 37/12, 1970.

Авторское свидетельство СССР по заявке № 1131572/25-27, кл. В 21 С 37/12, 25 ноября 1983. (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СПИРАЛЬНОШОВНЫХ ТРУБ, при котором полосу формуют в трубную заготовку, смежные кромки, сформованные встык, разогревают до температуры сварки, а затем к ним прикладывают усилие осадка и при нарушении стабильности процесса изменяют их взаимное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения качества труб, постоянно определяют объем выдавленного при осадке в грат металла и поддерживают его в заданном интервале путем изменения положения кромок.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что объем выдавлен- а ного в грат металла определяют, измеряя площадь поперечного сечения металла, выступающего над поверхностью трубы после формирования сварно- С го шва.

Изобретение относится к производству труб и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении спиральношовных сварных труб.

Цель изобретения — повышение про- 5 изводительности трубных станов путем сокращения числа их вынужденных простоев при расформовке трубной заготовки и улучшение качества изготавливаемых спиральношовных труб, свариваемых высокочастотной сваркой.

Сущность изобретения состоит в том, что в процессе изготовления труб, в непосредственной близости от точки сварки (за точкой сварки 15 по направлению движения полосы) постоянно замеряют объем выдавленного в грат металла и при отклонении его от номинального значения, вызванного, например, появлением у по- 20 лосы серповидности или разноширинности изменяют положение смежных кромок так, чтобы объем выдавленного в грат металла оставался в пределах допуска. Объем выдавленного в 35 грат металла при осадке кромок наиболее полно характеризует качество сварного шва, так как является функцией температуры„ давления и взаимного положения кромок в зоне осадки, а также толщины полосы и скорости сварки, т.е. является функцией совокупности параметров, определяющих качество соединения и, таким образом, является наиболее обощающим объектив35 ным критерием оценки качества сварного шва. Учитывая характер распределения выдавленного при осадке в грат металла (60-807 выдавливается над поверхностью трубы и 20-403 внутрь трубы) в зависимости от условий формирования шва, а также весьма незначительное его перераспределение при изменении параметров формовки и сварки, а в качестве эквивалента объема металла, выдавленного в грат, измерение которого на данном этапе усложняет конструкцию датчика, может быть принята площадь поперечного се»ения металла, выдавленного над Поверхностью трубы в сечении, перпендикулярном сварному швуa

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предлагаемо- у го способа изготовления спиральношовных труб; на фиг. 2 разрез A-А на фиг. i.

Полосу 1 задающей машиной 2 подают в формующее устройство 3, где ее изгибают по спирали в трубную заготовку 4. Смежные кромки 5 и 6 разогревают токами высокой частоты (ТВЧ) сварочным устройством (не показано) и сваривают встык путем их осадки. Сварочное давление на кромках создают путем переформовки полосы в зоне схождения кромок с.изменением направления ее давления. Для исключения возможного смещения кромок в зоне сварки, и плоскости, перпендикулярной их движению, смонтированы внутренний 7 и наружный 8 кромкоудерживающие ролики. В процессе формовки и сварки труб 9 датчиком 10 в сечении за точкой сварки С на расстоянии по шву 30-150 мм контролируют величину выдавленного наружного грата 1.1, например, методом световых сечений (как площадь поперечного сечения металла, выдавленного в грат над поверхностью трубы).

При изменении условий формовки и сварки, вызванных, например, появлением у полосы серповидности или разноширинности, изменяется площадь поперечного сечения выдавленного над наружной поверхностью трубы в грат металла. Сигнал об изменении величины выдавленного в грат металла с датчика 10 поступает в блок 12 управления, который выдает коман! ду на привод 13 перемещения роликов 14, изменяющих взаимное положение кромок 5 и 6 в зоне их осадки до восстановления номинального значения площади поперечного сечения выдавленного при сварке в грат металла. Так, при уменьшении площади поперечного сечения выдавленного грата ролики 14 поднимают, а при увеличении — опускают.

Для получения качественного сварного шва, при изготовлении труб

325 мм из полосы толщиной 4,0 мм площадь поперечного сечения металла, выдавленного в грат над поверхностью трубы при осадке кромок, находится в пределах 3,0-4,0 мм ° При увеличении площади поперечного сечения выдавленного в грат металла на

1,0 мм изменяют взаимное положение кромок путем уменьшения угла схождео ния кромок на 0 0 2 поворотом роликов 14 (фиг. 2) на 0 04 (ролики 14 опускают). При уменьшении площади

Техред А.Ач Корректор С.Черни

Заказ 6584/9 Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

1 поперечного сечения вьдавленного в грат металла на 1,0 мм увеличивают о угол схождения кромок на 0 0 2 при этом ролики 14 поднимают.

Учитывая, что при изготовлении спиральношовных труб изменение параметров формовки и сварки происходит постепенно во времени, а измерение величины выдавленного в грат металла осуществляют в непосредственной близости от зоны формирования сварного шва.предлагаемый способ, обладая незначительной инерционностью, позволяет поддерживать стабильное рысокое качество сварного шва путем регулирования площади поперечного

87902 4 сечения металла, вьдавленного в грат над поверхностью трубы.

Выполнение способа изготовления спиральношовных труб указанным образом позволяет повысить качество изготавливаемых труб путем обеспече- ния стабильного высокого качества сварного шва, сокращаются простои оборудования из-за расформовок труб10 ной заготовки, на 15-20Х уменьшается количество труб, требующих ремонта, и на 1,0-1 5Х повышается выход годного. Использование изобретения возможно как при вновь проектируемых трубосварочных станах, так и на уже действующих.

Будь умным!

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-30

«> «>Лекция 66 Агрегаты для производства спирально-шовных труб
«> За последние годы все большее распространение получает способ производства труб большого диаметра путем свертывания под углом рулонной полосы в цилиндрическую трубную заготовку с одновременным наложением сварного спирально расположенного шва. Технология производства труб со спиральным швом выгодно отличается от прямошовной тем, что при изготовлении труб одного и того же диаметра применяют менее широкий рулонный лист.
Кроме того, специальный шов при одинаковом рабочем давлении в трубопровде имеет меньшею удельную нагрузку, чем прямой, а труба в целом имеет большую продольную жесткость. Наличие специального шва за счет повышения конструктивной прочности трубы позволяет применять относительно меньшую толщину стенки при равных эксплуатационных условиях.
Трубы со спиральным швом производят диаметром 159-2500 мм и толщиной стенки 4-25 мм при длине до 18 м из углеродистых и низколегированных хорошо свариваемых сталей (до 0,4%С и до 1,65% М » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>n «>). Спиральной сваркой могут быть изготовлены трубы с отношением » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>D «> ̞/ » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>s «> = 100 и более.
К недостаткам этого метода следует отнести большую, чем у прямошовных труб, протяженность сварного шва и несколько меньшей скорости сварки.
Для сварки спирального шва применяют токи высокой (радиотехнической) частоты.
Сварка токами высокой частоты обладает рядом преимуществ перед дуговой сваркой под флюсом. Главными из этих преимуществ являются: более высокие скорсти сварки и, следовательно, более высокая производительность установок, отсутствия сварочных материалов (флюс и электродная проволока); лучшие условия труда при отсутствии выделений вредных газов от флюса.
Способ производства труб большого диаметра со спиральным швом, сваренных токами высокой частоты, весьма перспективен. Технологический процесс производства спиральношовных труб автоматической дуговой сваркой под слоем флюса состоит из следующих операций: разматывание рулона, правка полосы, обрезка концов рулонов, стыковка концов рулонов, образование петли для обеспечения непрерывности процесса, обрезка кромок, очистка кромок, снятие фазок на кромках полосы, формовка трубной заготовки, сварка наружного и внутреннего швов, разрезка «бесконечной» трубы на заданные длины с последующей отделкой.
Формовку трубной заготовки осуществляют путем пластического изгиба полосы в плоскости, расположенной под некоторым углом α к продольной оси листа.
Ширина полосы в зависимости от диаметра цилиндрической заготовки (рис. » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>XIV «>.30)
» xml_lang=»-none-» lang=»-none-«> » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>
Выбор угла формовки при производстве спиральношовных труб оказывает существенное влияние на прочностные свойства трубы и технико-экономические показатели.
Оптимальные углы формовки находятся в диапозоне 40-60°. Этот диапозон изменения угла формовки и принят в отечественных странах при производстве спиральношовных труб.
При производстве труб со спиральным швом применяют две схемы формовки:
— с верхней (рис. » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>XIV » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>.31, а) задачей полосы
— с нижней (рис. » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>XIV » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>. 31, б) задачей полосы
Формовка с верхней задачей полосы осуществляется в формовочной машине » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>валково-оправочного типа; формовка с нижней задачей производится в формовочных машинах нескольких типов отличающихся конструкцией гибочных элементов. Подача полосы снизу, как показала практика, имеет ряд технологических и эксплуатационных преимуществ, вследствие чего такая схема получила наибольшее распространение.
Технологический процесс производства спиральношовных труб может осуществляться по двум схемам:
— по непрерывной схеме, когда передний конец последующей полосы приваривают к заднему концу предыдущей полосы безостановок процеса сварки
— по прерывистой схеме, когда стыковку концов двух полос производят прит орстановке стана.
При работе по первой схеме в линии стана устанавливают петлеобразователь, что усложняет конструкцию. Однако при этом производиттельность стана примерно на 20% выше, чем у стана, работающего по второй схеме. На станах отечественной конструкции процесс осуществляют по первой схеме.
Технологический процесс и оборудование для производства труб со спиральным швом рассмотрим на примере стана 1020 (рис. » xml_lang=»en-US» lang=»en-US»>XIV » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>. 32).
» xml_lang=»-none-» lang=»-none-«> » xml_lang=»-none-» lang=»-none-«>При двухсторонней схеме сварки труб диаметром 1020 мм со стенкой толщиной 12 мм скорость сварки 0,8-1,1 м/мин, при этом не устраняется возможность возникновения горячих трещин во внутреннем шве. На стане 1020 применена трехслойная схема сварки спирального под флюсом.
В местах схождения кромок полосы и первого сформованного витка трубы накладывается первый внутренний технологический шов, через полвитка спирали шва – наружный рабочий, а затем через шаг спирали от первого внутреннего – второй внутренний рабочий шов. Назначение технологического шва – обеспечение соединения сходящихся при формовке кромок и устранение возможности их взаимного перемещения при наложении рабочих швов.
Внутренние швы накладывают сварочным аппаратом, представляющим собой самоходную тележку. На длинной штанге которой смонтированы две внутренние сварочные головки. На тележке установлены бункер для флюса. Флюсоаппараты и катушки с электродной проволокой. Тележка перемещается на катках по направляющим кронштейна поворотной рамы стана.
Передвижением тележки внутренние сварочные головки заводят внутрь формовочной машины и устанавливают там в рабочем положении. Подачаь флюса к головкам осуществляется расположенными внутри штанги ленточными транспортерами.
Наружный шов выполняют сварочным аппаратом, установленным на стойке и закрепленным на поворотной раме стана.
Выходящая из формовочной машины труба совершает вращательно-поступательное движение и попадает на цилиндрические ролики отводящего рольганга, оси которых развернуты под углом, обеспречивающим перекатыванеи трубы пр ним без скольжения.
Непрерывно выходящую из стана трубу разрезают на мерные длины (12-189 м) летучим отрезным устройством газо-кислородной либо плазменной резки. «>

Читайте также  Торцовочная пила как выбрать?

Узнать стоимость написания работы —>

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе

Сварные трубы – технология, применение, достоинства

ХХI век – это век трубопроводов. Труб для нефте- и газотранспортных артерий требуется много, и одними только бесшовными изделиями не обойдешься. Бесшовные трубы при всех своих многочисленных достоинствах обладают еще и одним очень существенным с точки зрения потребителя недостатком – они дороги в производстве. Между тем, главное достоинство бесшовных труб – способность выдерживать огромные давления – востребована далеко не всегда. Во многих трубопроводных сетях давление в трубах никогда не достигает тех сотен атмосфер, которые делают необходимым использование бесшовных труб. Опять же – технологии обработки металлов не стоят на месте и прочность сварных швов в наше время позволяет сварным трубам держать давление в разы большее, чем тридцать-сорок лет назад.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что сварные трубы сохраняют свои позиции и кое-где даже выигрывают в конкуренции с бесшовными. Во всяком случае, сейчас до половины труб больших диаметров являются сварными. Этого уже достаточно для того, чтобы дополнительно разобраться с тем, какими бывают сварные трубы, какие технологии применяются при их производстве и в каких отраслях экономики их можно использовать наиболее успешно.

Прямо или по спирали?

Как ни странно, но сварные трубы – это довольно «молодой» вид металлических изделий. Первые образцы сварных (точнее даже – кованых) труб появились менее 200 лет назад – в 1824. И только в начале ХХ века для изготовления труб начали применять т.н. «печную» сварку, при которой скрепление раскаленных краев трубы происходит за счет их обжатия валками.

И только с появлением электросварки шовные трубы и делятся на прямошовные и спиралешовные.

Название «прямошовные» говорит само за себя: такой метод изготовления труб связан с тем, что стальную полосу – штрипс – разогревают до придания металлу пластичности и пропускают через два ряда валков, которые сворачивают металл «в трубочку» — так что остается только соединить его края электросваркой.

Это довольно простая и дешевая технология, но при ее использовании возникают некоторые проблемы, а именно:

— для изготовления труб разного диаметра будут необходимы заготовки-штрипсы разной ширины.

— переход на выпуск труб другого диаметра будет требовать переоснащения новыми деталями (прежде всего – валками) всей производственной линии.

— при остывании заготовки в сварном шве будут возникать напряжения, которые существенно снизят его прочность.

— если такая труба все же не выдержит подаваемого по ней давления, то ее разрыв произойдет именно по шву и на всю длину отрезка трубы, что будет создавать дополнительные проблемы при ликвидации аварии.

Другой вариант производства сварных труб – это соединение стальных полос при помощи спиралевидного шва. При таком технологическом варианте сам шов получается гораздо длиннее, чем при прямошовном соединении, но зато появляется целый ряд преимуществ:

— при изготовлении спиралешовной трубы нет необходимости пользоваться заготовками-штрипсами четко определенных размеров; трубу можно сварить из металлической ленты любой ширины

— изменение диаметра выпускаемых труб может быть произведено при помощи простой переналадки производственной линии; достаточно будет просто поменять угол подачи ленты.

— при сварке трубы из металлической ленты не требуется сильно разогревать всю металлическую полосу; это снижает возможность изменения свойств металла при нагреве-охлаждении и уменьшает возможность внутренние напряжения в нем.

— при спиралевидной сварке образовавшийся шов сам по себе становится элементом, придающим дополнительную прочность конструкции

— если такой шов все же не выдерживает и расходится, то расходится не «вдоль», а «наискось», что уменьшает размеры того отрезка трубы, который придется заменить.

Плюсы и минусы сварных или электросварных труб

Разумеется, что все технологические проблемы и энергозатраты при производстве прямо- и спиралешовных труб не идут ни в какое сравнение с теми усилиями, которые производитель должен затратить на производство бесшовных труб. Отсюда и главное достоинство этого вида стального проката – относительная дешевизна.

Другим несомненным достоинством сварных труб является их большой диаметр, который может в 100 и более раз превышать толщину стенок. Это делает трубы более легкими, а значит и удобными при транспортировке. Кроме того, именно большой диаметр сварных труб делает их незаменимыми при строительстве магистральных нефте- и газопроводов.

Технология изготовления прямошовных труб позволяет формировать не только круглые, но и профильные трубы (прежде всего квадратные и прямоугольные).

Эти достоинства в условиях рыночной экономики перевешивают все минусы, но эти минусы все-таки есть. В чем же они состоят?

Во-первых – сварные трубы выдерживают давление на порядок меньшее, чем бесшовные. Об этом можно судить даже по нормам ГОСТов. Если от бесшовных труб с минимальной толщиной стенок ГОСТ требует выдерживать давление в 20 мегапаскалей (то есть около 200 атмосфер), то ГОСТ-10705 предельно допустимым для сварных труб давление в 16 мегапаскалей (160 атмосфер). То есть шовные трубы на 25% менее устойчивы к таким нагрузкам.

Во-вторых – сварные трубы, в отличие от бесшовных, не поддаются изгибанию. Если надо изменить направление газо- или водопровода, собранного из сварных труб, то обязательно придется пользоваться фитингами.

В-третьих – сама технология производства сварных труб требует использования таких сортов стали, которые хорошо поддаются сварке – то есть должны изготавливаться из низколегированных углеродистых сталей, сравнительно мало устойчивых к коррозии. Таких, как стали марок 17Г1с и 09Г2С.

Это обстоятельство заставляет производителей сварныхтруб использовать различные способы предотвращения коррозии, к которым относятся:

— оцинковка внутренних и внешних поверхностей (для сталей ст3 и ст20)

— покрытие внешних поверхностей гидроизоляцией

— покрытие внешних поверхностей тепло и гидро-изоляцией

Области применения и ГОСТы

Поскольку главным достоинством (кроме дешевизны) сварных труб является большой диаметр при тонких стенках, то они применяются в бытовых водопроводах, различных металлоконструкциях – но больше всего используются прежде всего в крупных строительных проектах.

Способность сварных труб выдерживать высокое давление жидкости дает возможность использования их для прокладки как магистральных, так и локальных коммуникаций, распределительных веток, местных технических водоводов и в сфере ЖКХ.

Соответственно и стандарты, определяющие их параметры настроены соответственно:

ГОСТ, наименование

ГОСТ 10705-80

ГОСТ 10706-76

ГОСТ 20295-80

Трубы стальные электросварные

Трубы стальные электросварные прямошовные

Трубы стальные электросварные для магистральных нефтегазопроводов

Марки стали

Качественные 08, 10, 20

Качественные 10, 20

Низколегированные 09Г2, 09Г2С, 17ГС, 17Г1С

Выбор марки стали обусловлен классом прочности К34-К60

Размеры (наружный диаметр)

от 10 мм. до 530 мм.

от 478 мм. до 1420 мм.

от 159 мм. до 820 мм.

Области применения электросварных труб

Сооружение трубопроводов общего назначения для холодной и горячей воды, бытового газа

Сооружение трубопроводов подачи воды и теплотрасс

Сооружение магистральных трубопроводов – нефтепроводов и газопроводов высокого давления

Читайте также  Гальваника золотом в домашних условиях

Соответственно, правила реализации сварных труб тоже будут зависеть не только от желаний клиента, но и от параметров самих изделий. Внешний диаметр труб варьируется в пределах до1620 мм, а толщина стенок в соответствии с диаметром — до 20 мм.

Классифицируются трубы по внешним геометрическим показателям следующим образом:

1-трубы диаметром менее 70 мм при толщине стенки не менее 3 мм;

2-трубы диаметром от 70 до 219 мм при толщине стенки не менее 4 мм;

3-трубы диаметром более 219 мм при толщине стенки не менее 5 мм.

Сейчас почти все сварные трубы изготавливаются стандартной мерной длины:

— 6 м до 76 диаметра

-11,7 и 12 метров для всех диаметров более 76.

Наиболее востребованными являются стальные электросварные трубы для производства водопроводов, а также электросварная труба ГОСТ 10704 91, используемая для строительства металлических конструкций.

Сварные трубы достаточно универсальны и доступны по цене, но при их выборе нужно быть особенно внимательным в расчетах гидравлической нагрузки.

Видео по теме:

Методическая разработка урока по предмету ОП 07. Основы металлургического производства на тему: » Производство спиральношовных труб»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Технология производства сварных труб на Волжском трубном заводе. Производство электросварных спиральношовных труб в ТЭСЦ (трубоэлектросварочном цехе) на ОАО «ВТЗ».

Трубоэлектросварочное производство труб диаметром 530-1420 мм пущено в эксплуатацию в 1970г. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: · девять трубосварочных станов для автоматической сварки спиральношовных труб под флюсом; · участки объемной термообработки труб (печь для нагрева труб под закалку, отпускная печь); · линия отделки труб; · приборы контроля (установки для УЗК кромок полосы, тела трубы и концов труб, рентгенографические установки для контроля сварного шва); · оборудование для испытаний образцов труб для определения предела прочности, предела текучести, удлинения, твердости, ударной вязкости, коррозионной стойкости, испытаний падающим грузом.

Трубоэлектросварочное производство труб диаметром 1420-2520 мм пущено в эксплуатацию в 1980г. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ: · трубосварочныЙ стан для автоматической сварки спиральношовных труб под флюсом; · линия отделки труб; · приборы контроля (рентгенографические установки для контроля сварного шва); · оборудование для испытаний образцов труб для определения предела прочности, предела текучести, удлинения, твердости, ударной вязкости, коррозионной стойкости, испытаний падающим грузом.

Сварные спиральношовные трубы большого диаметра изготавливаются из рулонного и листового проката. Трубы предназначены для строительства магистральных нефте- и газопроводов, трубопроводов общего назначения, трубопроводов для тепловых сетей и атомных станций.

На трубы могут наносится наружные защитные антикоррозионные покрытия.

Схема сварки труб диаметром 530-1420 мм из рулонного проката.

1.Правка рулонов, обрезка концов рулона. Марки сталей: Ст3сп, Ст3пс, Ст3ск, 20, 17 Г1С, 17 Г2СФ Предельные размеры полосовой стали: Ширина 800-1850 мм Толщина 4-14 мм Вес рулона не более 35 тонн

2.Сварка концов рулонов. Омеднённая или неомедненная сварочная проволока диаметром 3-4 мм марки СВ08ГА, СВ08Г2С

3.УЗК полосы по всей ширине листа.

4.Обрезка кромок полосы(снятие фаски на кромках полосы).

5.Сварка трубы (наложение внутреннего и наружного швов). Формовка трубной заготовки. Сварка под флюсом АН60 Диаметр 530-820мм – двухслойная Диаметр 1029-1420 мм — трёхслойная

6.Плазменная резка труб на мерные длины. Ширина обрезаемого кольца -10 мм («зуба «быть не должно) Длина труб после обрезки плазмотроном 11,5-11,9 м

7.Рентгеновский контроль сварочного шва.

9.Рентгеновский контроль сварочного шва после ремонта.

10.Нагрев под закалку.

11.Закалка труб (нагрев до Т 920*- 980*С, выдержка и охлаждение в воздушно – водяном спреере).

12.Отпуск труб (нагрев до Т 480 – 680 *С).

13.Охлаждение в воздушно – водяном спреере.

14.Снятие фаски на торцах.

16.Рентгенотелевизионный контроль концов швов.

17.Ультрозвуковой контроль швов концов труб и фаски, рентгенотелевизионный контроль поперечного шва.

18.Измерение геометрических параметров, маркировка, клеймение, складирование.

Укладка тру на складе готовой продукции идёт в зависимости от диаметра в соответствии правил безопасности

Диаметр 530 мм – в шесть рядов Диаметр 820 – в четыре ряда Диаметр 1020-1220 – в три ряда Диаметр 1420 – в два ряда

Погрузка труб в вагоны и жд платформы по разработанным технологическим картам погрузки для каждого размера труб

Схема сварки труб диаметром 1420-2520 мм из листовой стали.

Производство труб большого диаметра на стане «2520» немецкой фирмы Маннесман из листовой стали.

1.Подача листа на приемный рольганг стана.

2.Фрезерование передней и задней кромок листа.

3.Сварка листов попарно.

4.Сварка сдвоенных листов в непрерывную полосу.

5.Фрезерование боковых кромок полосы.

6.Сварка трубы (наложение внутреннего и наружного швов).

7.Плазменная резка труб на мерные длины.

8.Предварительный контроль. Рентгеновский контроль сварного шва.

10.Сварка наружного поперечного шва, вырезка проб для механических испытаний.

11.Рентгеновский контроль сварного шва после ремонта.

13.Плазменная отрезка дефектных участков по концам труб.

14.Снятие усиления внутреннего шва по концам труб.

15.Промывка и гидроиспытание труб.

16.Обрезка торцев труб.

17.Рентгеновский контроль концов труб. Окончательный контроль.

18Измерение геометрических параметров, маркировка, клеймение, складирование.

Практические занятия 0 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

Практические занятия 1 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

Практические занятия 2 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

Практические занятия 3 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

Практические занятия 4 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

Практические занятия 5 Составить маршрут технологии изготовления спиральношовных сварных труб

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

  • Сехно Сергей ВладимировичНаписать 982 18.06.2018

Номер материала: ДБ-1706378

  • Другое
  • Презентации
    18.06.2018 419
    18.06.2018 211
    18.06.2018 492
    18.06.2018 555
    18.06.2018 440
    18.06.2018 106
    18.06.2018 477
    18.06.2018 145

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Минобрнауки дополнительно обсудит рекомендации по вакцинации студентов

Время чтения: 2 минуты

В Петербурге создали программу для защиты детей в интернете

Время чтения: 3 минуты

Молодым россиянам начислят по 3000 рублей на культурное просвещение

Время чтения: 1 минута

В электронной школе могут разместить лекции серии «Моя страна — моя Россия»

Время чтения: 1 минута

В Минобрнауки дали пояснения к рекомендациям для вузов

Время чтения: 2 минуты

Минобрнауки не требует обязательной вакцинации студентов от коронавируса

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: