1. Сортамент I матеріали труб.
Зварні труби знаходять широке застосування в багатьох галузях народного господарства. Їх виготовляють таких діаметрів (в мм): 529, 630, 720, 1020, 1220, 1420, 1620. В перспективі будуть виготовляти труби діаметром 2520 мм.
Виготовляють труби довжиною 6 метрів. Зварюванням декількох труб (послідовним) одержують секції довжиною 12, 18, 24 м. Застосування секцій призводить до скорочення об’ємів робіт при зварюванні неповоротних стиків в складних монтажних умовах. Об’єм цих зварювальних монтажних робіт може складати до 40%. Більша довжина секцій обмежена умовами i правилами транспортування.
До матеріалів труб ставляться вимоги:
– відносне видовження не менше 20%;
– відношення Gt / Gb не більше 0,82;
– ударнав в’язкість при t = 400 С не менше 0,3 МДж/м2 (3 кгм/см2 );
– кут згину не менше 200.
До зварного з’єднання труб ставлять такі вимоги:
– з’єднання повинні бути герметичними, тому що нафто- i газопродукти
подаються під тиском, вони створюють небезпеку населенню;
– зварні з’єднання повинні бути рівноміцними з основним металом;
– з’єднання трубопроводів, по яких подається речовина з агресивними
властивостями повинні добре протидіяти корозійним процесам.
Матеріали, що використовуються для виготовлення труб.
Для трубопроводів, які працюють при температурі – 10...3500 С (не повинні експлуатуватися в зимових умовах) i тиску до 9 МПа використовують зварні труби з вуглецевих сталей марок: ВСт3сп, 10Г2СД, 14ХГС.
Труби, які експлуатуються при температурі – 50...3500 С i тиску до 70 МПа виготовляють з сталей: 20, ЗОХМА.
Труби, що працюють при температурі приблизно 6000 С виготовляли із сталей 12ХМ i 15ХМФА.
Для роботи в агресивних середовищах труби виготовляють з аустенітних, високолегованих сталей, а також Ti i Al сплавів.
Міцність трубопроводів оцінюють, приймаючи до уваги різні напруження, які виникають в пофздовжніх i кільцевих швах.
Розрахунок поздовжніх стиків i циліндричних поверхонь, що працюють під тиском проводять за формулою:
де р – тиск, МПа;
R – радіус, м;
S – товщина стінки, м.
А для кільцевих швів:
2. Методи виготовлення труб.
Зварні труби діаметром до 1020 мм виготовляють з одним прямим зварним швом.
Труби можуть бути зварені автоматичним дуговим зварюванням під флюсом, автоматичним зварюваюванням порошковим дротом, контактним стиковим зварюванням СВЧ, в середовищі захисних газів, аргоно-дуговим зварюванням.
Автоматичне зварювання під флюсом.
Зварювання прямошовних труб з одним швом.
Зварювання прямошовних труб з великим діаметром i з товщиною стінки 8 – 12 мм проводять з двох боків зі швидкістю 10 – 140 м / год. Причому послідовність зварювання двобічного шва може бути будь-якою: спочатку зовнішню, а потім внутрішню або навпаки.
Заготовку труби з одним швом отримують на трьох або чотирьохвалкових вальцях з попереднім підгинанням кінців заготовки.
Одержання труб з двома повздовжніми швами.
Труби з двома повздовжніми швами складаються з двох попередньо відформованих елементів, які являють собою напівциліндри. Одержання труби з двома швами відбувається в такій послідовності:
– листоукладчиком – листи подаються на роликові конвеєри;
– правлення листа – на листоправильних вальцях;
– стругання кромок – на кромкостругальних верстатах (здійснюється при
робочому pyci листа, який задається валками рольганга).
Велике число нерухомих різців, які розташовані парами i знімають припуск.
Формування листа в трубну заготовку.
Ця операція проходить в три стадії:
а) підгинання кромок – здійснюється в процесі руху листа через листозгинальний стан. На виході із стану підгинання кромок, лист захвачується ланцюговим конвейєром і подається в прес, виштовхуючи попередню заготовку.
б) попередне формування (пересування). Лист згинають пуансоном. Формування проводять до упору листа в матрицю.
в) кінцеве формування половинки труби з утворенням корита.
Складання заготовок труби.
Два відформованих корита подаються на дві нитки роликових конвеєрів складального пристрою. Кромки заготовок вирівнювальним пристроєм, встановлюють в одній горизонтальній площині i в такому положенні заготовка роликовим конвеєром податься в розкритий складальний пристрій для виконання прихваток.
Подача труби під зварювання.
За допомогою пневмоциліндра заготовка труби встановлюється в положення, коли шви розташовані вертикально i в такому положенні складена труба подається в зварювальний стан. Вона подається зі швидкістю, яка трохи перевищує швидкість зварювання, при цьому направляючий ніж стола для зварювання першого зовнішнього шва попадає в зазор між верхніми кромками заготовок, направляючи стик першого шва під зварювальну головку. Рух труби забезпечується привідними горизонтальними роликами. При цьому щілина між кромками по мірі просування заготовки зменшується за рахунок бокового тиску привідних швів i в зоні зварювання зазор відсутній. Витіканню
зварювальної ванин запобігають встановленням на рамі а мідних шдкладок.
Зварювання під флюсом ведуть двома дугами, які горять в зварювальній ванні, що при товщині 12 мм забезпечує добре формування шва зі швидкістю 170 – 190 м / год.
Зварюваннн другого шва.
Зварена першим зовнішнім швом заготовка обертається роз’ємом вверх роликовим конвеєром подається до аналогічного як перший стан для зварювання зовнішнього другого шва.
Зварювання внутрішнього шва.
До установки для зварювання внутрішнього шва труба поступає після повороту шва вниз. В такому положенні шва зварювана труба просувається на зварювальну головку, закріплену на довгій штанзі. Таким чином виконують i другий внутрішній шов.
Контроль i виправлення дефектів.
Правлення труби для забезпечення необхідної форми поперечного перерізу і допуску на діаметр виконують в гідравлічному пресі–розширювачі. Трубу поміщують в товстостінну матрицю, вводять конусні заглушки, які ущільнюють і калібрують її кінці. Внутрішнім тиском збільшують діаметр труби на 1 – 1,1% чим досягають правлення труби по всій довжині і калібрування по діаметру. Після чого тиск зменшують до випробувального і витримують близько 30 сек. Перед правленням відбувається торцювання і зняття фасок на кінцях внутрішніх швів.
Проводять суцільний ультразвуковий контроль труб.
Рисунок 11 – Процес виготовлення багатошарових труб