
книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами
..pdfОсновные требования |
по |
эксплуатации — обильное |
|||
охлаждение водой в процессе прошивки. |
|
|
|||
Износ профиля валков с винтовой калибровкой про |
|||||
исходит по вершинам выступов и основаниям |
впадин, |
||||
боковая поверхность |
нарезки |
вырабатывается |
незначи |
||
тельно. Выработка |
пар выступ—впадина |
уменьшается |
|||
по ходу прошивки и по мере выработки роль |
ведущей |
||||
пары переходит от первой ко второй и т. д. |
продольных |
||||
Износ направляющих |
валков — в виде |
канавок в зоне максимальной овалпзации гильзы. Вы работка оправок максимальна в передней части — вы рабатывается носок оправки и примыкающая к носку сферическая часть. По цилиндрическому пояску износ практически отсутствует, однако появляются трещины и сетка разгара.
Пилигримовый стан
Основной технологический инструмент—рабо чие валки и дорны, вспомогательный — дорновые коль ца, вилки шибера.
Р а б о ч и е в а л к и изготовляют литыми из марган цовистой стали следующего состава: 0,38—0,5% С; 0,9— 1,2% Мп; 0,17-0,37% Si; < 0,03% S; < 0,03% Р.
•Валки проходят термическую обработку, после кото рой твердость должна составлять не более 200 НВ. По мере износа калибр валка периодически наплавляют проволокой Св-68Х20>Н9Г7Т.
Твердость наплавленного слоя 190—205 НВ. Сложный профиль калибров валков пилиприм-овото
стана изготовляют на специальных станках, оснащен ных копировальной системой.
•Суппорты вальцетокарных станков имеют приспо собление, которое позволяет осуществлять одновремен но два вида подачи: радиальную для отработки круг лой части калибра и фланговую для обработки выпус ков.
Работа копировальной системы состоит в следующем: в кольцевом зазоре копира, повторяющем закон изме нения профиля валка по вершине калибра, ходит ролик, соединенный с суппортом и обеспечивающий синхрон ность радиального перемещения суппорта с вращением валка. Одновременно с возвратно-поступательным пере мещением суппорта осуществляется поворот его таким
образом, что при определенных углах радиальная пода ча выключается и включается фланговая, обеспечива ющая перемещение суппорта в направлении, перпенди кулярном оси резца. Благодаря этому получаются выпуски по касательной к поперечному профилю калиб ра в точке перехода.
Дорны пилигримовых станов изготовляют из стали D, химический состав которой приведен выше, и из стали ЗОХМ. Дорны подвергают закалке с отпуском, твердость поверхности после термической обработки 245—285 НВ.
Характер износа рабочих валков следующий: по пе риметру выработка растет от сечения захвата, достигая максимума примерно через 40—60° поворота валка, и да лее уменьшается до нуля в середине полирующего участ ка. Выработка поперечного профиля калибра макси мальна по вершине его.
Износ дорнов пилигрпмового стана имеет вид кольце вых канавок с плавными переходами. Максимальная вы
работка— на расстоянии 400—500 мм от |
замка. |
Воз |
||
можны продольные трещины и сетка разгара. |
|
|||
В процессе эксплуатации валки обильно охлаждают |
||||
водой, дорны охлаждаются и смазываются перед |
про |
|||
каткой в специальной ванне. |
|
|
вил |
|
Д ор н о в ы е к о л ь ц а |
изготовляют из стали D, |
|||
ки шибера (упорные плиты) — из стали 45Л. |
станов |
0,4— |
||
Нормы расхода валков ■пилигримовых |
||||
0,8 кг/т, дорнов 2,0—4,0 кг/т, дорновых колец 0,23 кг/т. |
||||
Калибровочный стан |
|
|
|
|
Основной технологический |
инструмент калиб |
|||
ровочного стана (одноклетевого и |
многоклетевого) — |
|||
рабочий валок с круглым |
калиброім, изготовляемый из |
низколегированного магниевого чугуна состава: •< 3,6%
С; 0,8-2,1% |
Si; 0,5—1,0% |
Mn; 0,4-0,8% Cr; |
0,8-1,4% |
|
Ni; < 0,03% |
P; |
0,02% |
S. |
45—55 ед. |
Твердость |
поверхности |
после обработки |
по Шору. |
в зонах перехода |
Выработка валков максимальна |
круглой части к выпускам. Нормы расхода 0,86—1,20 кг/т.
Оси валков стальные, из стали 50.
К вспомогательному инструменту относятся направ ляющие воронки из отожженной стали 25Л.
Станы горячей правки труб (эгализаторы)
Рабочие валки изготовляют из стали 40 с твердостью не менее 170 НВ, а также из стали 9Х с твер достью после термообработки 55—70 ед. по Шору. Пос ле обработки поверхности допускается радиальное бие ние рабочей поверхности не более 0,2 мм. Нормы расхо да 0,37 кг/т.
7. НАСТРОЙКА СТАНОВ И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ КАЛИБРОВОК
Технико-экономические и качественные пока затели работы пилигримовой установки зависят от ра ционального распределения деформаций между агрега тами, применения оптимальных вариантов калибровок, правильной настройки станов.
Практика эксплуатации установок, а также конструк тивные особенности оборудования определили варианты
распределения деформации. Для новой схемы |
коэффи |
||
циент суммарной вытяжки рх |
составляет: на |
прессе |
|
1,1—1,2; на |
элонгаторе 1,5—2,0; |
на пилигримовом ста |
|
не 8,0—15,0; |
на калибровочном |
стане 1,05—1,1. ■ |
Для старой схемы коэффициент суммарной вытяжки составляет на прошивном стане 1,8—2,2, на пилигримо вом стане 8,0—15,0.
Получение качественных труб и соблюдение разме ров, заданных таблицей прокатки, обеспечивается пра вильной настройкой инструмента.
На прошивном прессе основное требование к настрой ке — соблюдение соосности матрицы и пуансона, кото рое достигается путем регулирования положения матри
цы. |
приемы |
настройки п р о т и в н ы х |
||
Практические |
||||
с т а н о в и э л о нт а т о р о в определяются |
их конст |
|||
руктивными особенностями. Общее |
требование — обес |
|||
печение соосности |
при |
установке |
вводного |
желоба и |
рольганга с осью прошивки (раскатки). На прошивных станах и элоигаторах ось прошивки (раскатки) совпа дает с осью стана.
Правильная настройка рабочих валков достигается установкой одинакового расстояния от поверхности пра вого и левого валка до оси прошивки.
На прошивных станах это контролируется замерами расстояния от поверхности валка до базовых площадок на станине, а также с помощью специальных линеек,
определяющих положение подушки валка в проеме ста нины.
На элонгаторах и модернизированных прошивных станах установлены индикаторы настройки валков, пред ставляющие специальные шкалы, на которых фиксиру ется угол поворота нажимного винта. Индикаторы наст ройки показывают относительное положение валков и для точной настройки необходим периодический конт роль положения оои прошивки, а также корректировка показания индикаторов с учетом выработки вклады шей.
При правильной калибровке осп рабочих валков про шивных станов и элонтаторов должны быть параллель ны в вертикальных плоскостях, т. е. угол раскатки дол жен быть равен нулю. Допускается перекос на угол рас катки не более 1 —1,5°. Установка угла раскатки обеспе чивается с помощью нажимных винтов при рассоеди ненных муфтах или раздельной работе двигателей на жимного устройства. При этом необходимо контролиро вать симметричность установки угла для правого и лево го рабочих валков.
На станах-элонгаторах современной конструкции пре дусмотрена регулировка угла подачи в пределах 3—5°. При настройке валков необходимо, чтобы углы подачи левого и правого валка совпадали.
Направляющие валки прошивного стана устанавли вают так, чтобы расстояние между ними превышало на ружный диаметр гильзы на 10—12 мм. Установка ниж
него валка относительно |
оси прошивки обеспечивается |
|
сменными прокладками, |
установка |
верхнего валка — с |
помощью нажимных винтов. |
|
|
Положение нижней линейки на |
стане-элонгаторе не |
регулируется, поэтому в зависимости от размера гиль
зы положение |
оси прошивки изменяется на |
величину |
около 20 мм. |
Нужно отметить, что работа |
прошивных |
станов со смещением оси на 20—30 мм допустима и не оказывает существенного влияния на точность гильз. На стане-элон.гаторе вследствие раскатки полых стаканов допускается смещение оси прошивки до 50 мм.
Настройка дорнштааги производится изменением по ложения рабочих валіков и направляющего инструмен та. С помощью механизмов .подъема дорнштанги отрав на устанавливается но .центру очага деформации. Поло жение онраівкн по длине очага в соответствии с табли цей прокатки обеспечивается специальным регулировоч ным винтом.
Валки винтовой калибровки прошивного стана име ют специфическую особенность: при настройке необходи мо устанавливать угол взаимного положения валков, ко торый определяют по формуле
У = |
180°, |
(191) |
011т |
|
|
где d — расстояние между валками |
в .сечении начала |
|
нарезки; |
|
|
£— коэффициент овализацни .при прошивке; D — диаметр рабочего валка;
г|т — коэффициент тангенциального скольжения. Необходимость такой установки вызвана условиями
совпадения профиля накатки на металле со стороны пра вого il левого рабочих валков для получения качествен ной наружной поверхности.
Настройка пилигримовых станов включает:
1)совмещение оси подающего аппарата с осью про
катки;
2)параллельную установку рабочих валков в клети;
3)обеспечение осевой настройки валков;
4).правильное взаимное положение верхнего и ниж
него валков; 5) установку зазора между валками.
Совмещение оси іподающего аппарата с осью про катки в горизонтальной плоскости достигается путем ус тановки специальных прокладок пои іподушки нижнего валка. Контроль положения валка производится от базо вых площадок на станине. В вертикальной плоскости ось регулируется с помощью накладок на станине. Проверя ется уровень установки нижнего валка.
Верхний валок устанавливают при фиксированном положении нижнего. Параллельность валков обеспечи вается с помощью нажимных винтов при рассоединенной муфте.
Наиболее важный этап настрой™ — совмещение ну левых отметок верхнего и нижнего валкоів, обеспечива ющих синхронность работы профиля ручья. Расхождение нулевых отметок допускается не более 20 мм. Правиль ное взаимное положение достигается с помощью регули ровочной муфты.
После установки л алков в клети соединяют муфты нажимного устройства, устанавливают необходимую ве
личину зазора между валками и нулевое положение ин дикатора, контролирующего положение валков.
Настройка одноклетевого калибровочного стана за ключается в установке необходимых размеров калибра
п обеспечении соосности трубы, лежащей на рольганге,
сосью прокатки. Необходимо обеспечить горизонталь ное положение валков и осевую настройку калибра.
Настройка двейадцатиклетевого редукционного стана должна обеспечивать точное совпадение центров калиб ров с осью прокатки, устранение перекосов и сдвигав валков относительно друг друга, точную установку тре буемой высоты калибра по клетям, а также правильную установку вводной и выводной арматуры (воронки).
Настройку клетей стана производят на специальных стендах вне стана, а перевалку осуществляют клетями (по возможности — комплектами клетей).
Каждую клеть настраивают от базовых площадок, размеры калибра контролируют шаблоном.
Настройка косовалкового стана горячей правки вклю чает установку оои и утла подачи. Операцию выполня ют с помощью эталонной трубы, ось которой совпадает с осью правки. Валки сводят до соприкосновения поверх ностей, затем трубу удаляют из стана и дополнительно сводят валки, чтобы обеспечить качественную правку.
Действующие в настоящее время калибровки инстру ментов основных агрегатов пилигримовой установки представляют оптимальные варианты.
Для прошивного пресса на основании изучения зако
номерностей истечения |
металла, |
состояния |
поверхно |
сти и макроструктуры прошиваемых стаканов |
установ |
||
лено, что при прошивке |
слитков |
с дефектами литой |
|
структуры наиболее целесообразна |
плоская форма го |
ловки пуансона, хотя усилия прессования в этом случае выше, чем при прошивке пуансоном с калиброванной пе редней частью.
Для стана-элонгато ра лучшим вариантом 'калибровки является двухконусная калибровка со смещенным пере жимам. ,
Оптимальные результаты, с точки зрения |
качества |
|
внутренней поверхности |
при прошивке на прошивном |
|
стане достигаются при |
ступенчатой и винтовой |
калиб |
ровках валков.
Максимальная производительность при хороших ка чественных показателях на пилигримовом стане обеспе чивается при калибровке валков с углом переднего ко нуса 64° и полирующего участка 11:2°.
Лучшие условия с точки зрения универсальности и точности дает уголпрямого выпуска в полирующем участке ав=24°.
Глава VII
ТРЕБОВАНИЯ К ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ, ВИДЫ БРАКА
ИМЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМ
1.ТРЕБОВАНИЯ СТАНДАРТОВ К ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
В зависимости от условий службы к трубам предъявляют самые разнообразные требования. Постав ка труб потребителям производится только по государ ственным общесоюзным стандартам (ГОСТ). Если к трубам предъявляются специальные требования, связан ные с особыми условиями "их службы, или выпускается опытная партия, то такие трубы изготовляют по техни ческим условиям (ТУ).
В ГОСТах и ТУ оговаривается весь комплекс требо ваний к размерам, механическим свойствам и химичес кому составу, правилам испытаний, приемки, маркиров ки и упаковки труб.
Установлено несколько видов стандартов на продук цию трубной промышленности: сортаментные стандарты, стандарты на технические требования, стандарты на ме тоды испытаний и средства контроля.
На установках с пилигримовыми станами прокатыва
ют, в основном, трубы для нефтяной и газовой промыш ленности (бурильные, обсадные, нефтепроводные, муф товые, утяжеленные бурильные трубы, квадратные штан ги, котельные, толстостенные и др.) диаметром от 114 до 665 мм.
Т а б л и ц а |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика |
продукции, |
выпускаемой на |
средних |
|||||
установках с пилигримовым станом |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Размеры |
труб |
|
|
Наименование труб |
|
наружный |
|
толщина |
стен |
длина, м |
||
|
|
|
диаметр, ѵИ-и |
ки, ММ |
||||
Обсадные с нарезкой |
по |
159 |
|
7 -1 2 |
|
9 ,5 -1 3 |
||
ГОСТ 632—64 |
|
|
168 |
|
7 - 9 |
|
|
|
|
|
|
194 |
|
8 -1 2 |
|
|
|
|
|
|
219 |
|
7 -1 2 ,5 |
|
||
|
|
|
245 |
|
7 -1 2 ,5 |
|
||
|
|
|
273 |
|
9 -1 2 |
|
|
|
|
|
|
299 |
|
9—12 |
|
||
|
|
|
325 |
|
9 -1 2 |
|
|
|
Нефтепроводные |
по ГОСТ |
168 |
|
7 |
- 9 |
|
4 -1 2 ,5 |
|
8731—66 и 8732—70 |
|
219 |
|
7 |
-1 2 |
|
|
|
|
|
|
245 |
|
8 |
-11 |
|
|
|
|
|
273 |
|
8 |
-1 2 |
|
|
|
|
|
325 |
|
8 |
-1 2 |
|
|
Муфтовые |
|
|
245 |
|
12—22 |
|
4—12,5 |
|
|
|
|
325 |
|
20 |
|
|
|
Котельные |
|
|
219 |
|
45 |
|
4 -1 2 ,5 |
|
|
|
|
273 |
|
55 |
|
|
|
|
|
|
325 |
|
55 |
|
|
|
|
|
|
351 |
|
55 |
|
|
|
Утяжеленные |
бурильные |
203 |
|
51,5 |
|
4—12,5 |
||
трубы по ЧМТУ 3532—53 |
|
|
|
|
|
|
Сортамент наиболее распространенных средних уста новок приведен в табл. 6.
Стандартами предусмотрен выпуск труб обычной (ГОСТ 8732-70) и повышенной (ГОСТ 9567-60) точности.
Химический состав некоторых сталей, применяемых для производст ва труб на установках с пилигримовыми станами, %
|
m |
о о о |
ю |
\п |
»n НО |
ю ХЛ |
о |
о |
о |
||||
Q, О |
со |
ф |
о |
со |
со |
СО |
со |
со |
ф |
ф |
Ф |
||
о о |
о о |
о |
о о |
о |
о |
о |
о |
о |
|||||
е; |
о о о о |
о |
о |
о |
о о |
о |
о |
о |
о |
||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
хо |
О О О о |
ю ш |
ю |
ІО |
ю ю |
о |
О |
О |
|||||
с» |
|||||||||||||
|
|
^ |
о |
со |
со |
О"» |
со |
со |
ф |
Ф |
Ф |
||
00 |
О О О О |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
О |
О |
||||
|
о о о о |
о о |
о |
о |
о |
о о |
О |
о |
Я оо оСЧ
о
o ’
|
ю |
ю |
ю |
LO |
|
см |
см |
<м |
СМ |
|
о |
о |
о |
о |
|
V/ V/ V V |
|||
|
Ю |
LO |
LO |
LO |
U |
—■ |
СМ |
см |
<м |
и |
о " |
О |
о " |
о * |
|
V |
V |
ѵ / |
V / |
1 1 1 1
>»
QX.
s
а . |
|
ю |
1 , |
|
о |
|
см |
|
|
CU |
1 |
о |
— |
1 |
|
|
8 0 |
о |
|
X |
|
V |
00 |
|
|
|
|
0 , |
о |
I |
о |
ю Ф |
|
СМ |
- |
- О |
|
о ___ |
|
ю |
о |
ю см |
Ю ф |
-о |
см-о- |
о __ |
о |
I о
о ф
о -
|
|
|
о |
|
1 |
|
|
СГ> |
1 |
— 0 , |
7 о 1 |
о 1 |
— 0 , |
|
4 5 |
о |
о |
о |
6 0 |
00 |
со |
со |
||
0 , |
о |
о |
о |
0 , |
|
|
ю |
ю |
о |
о |
о |
о |
о |
го о |
о |
о |
о |
о |
||
|
|
со |
со |
со |
00 |
GO |
со |
— 1 |
0 0 |
со |
0 0 |
00 |
0 0 |
оо |
|
|
|
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 1 |
—« |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
— |
_ |
||
S |
|
1 |
1 |
1 |
|||||||||||
|
|
ю |
т о |
о |
но о |
о |
о |
|
о |
г-) о |
о |
о |
|||
|
|
со |
со ю |
ю |
со ю оо ю |
ю |
ю Ю |
ф |
ф |
||||||
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
о |
|
о |
о |
о |
— |
— |
|
|
м |
h - |
м |
м |
со |
о |
о |
г - |
h - |
с»- |
г - |
о |
о |
|
|
|
со |
со |
со |
со |
г - |
CN |
со |
со |
со |
со |
Г " |
п - |
||
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
о |
— о |
1 |
о " |
о |
о |
о |
о |
|
00 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
г - |
t"- |
г - |
Г - |
г - |
о |
о |
г - |
h - |
г - |
h - |
о |
о |
|
|
|
— |
—' |
— |
|
—' |
Ф |
СП |
— |
—- |
|
— |
ф |
ф |
|
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
|
о " |
о |
о |
о |
о |
|
|
ф |
см |
о |
о |
оо |
о |
ю |
ф |
ф |
LO |
ф |
CÛ |
00 |
|
|
|
|
ф |
ю |
ф |
ф |
оо |
ф |
ф |
Ф |
ф |
со |
со |
||
и |
|
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о |
о1 |
о 1 о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
о 1 |
||
|
|
м |
I'- |
см |
см |
ф |
см |
оо |
СО |
СО |
г-*- |
со |
см |
см |
|
|
|
о |
|
СО |
Ф |
со |
см |
со |
со |
со |
со |
со |
|||
|
|
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
о |
|
о |
о |
о |
о |
о |
5 = |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
г : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С в |
g |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
и |
и |
п я и |
о |
о |
Ю Ю о |
|
и |
|
|
|
а |
|
см |
см |
|||
|
С-ч |
|
|
X |
X |
U |
U |
||||||||
с о |
У |
|
|
|
|
|
U X X |
X |
X |
X |
X X |
||||
* 2 |
а |
|
|
|
|
|
со С ■> о |
|
о |
о |
о |
ю |
LO |
||
О. * |
со |
|
|
|
|
|
СО |
со |
ф |
ф |
ф |
ф |
со |
со |
Точность труб характеризуется следующими допускае мыми отклонениями, %:
|
|
Обычная |
Повышен- |
|
|
точность |
ная точ |
|
|
|
ность |
По наружному |
диаметру |
|
|
При диаметре, мм: |
± 1,0 |
± 0,8 |
|
50—2 1 9 ............................... |
|||
Более 219 ........................... |
±1,25 |
± 1,0 |
|
По толщине стенки |
|
||
При ее величине, мм: |
±12,5 |
±10 |
|
менее |
15 ........................... |
||
более |
15 |
—15,0 |
± 8 |
±12,5 |
Овальность и разностенность труб должны быть в пределах допускаемых отклонений по диаметру и тол щине стенки, а кривизна труб на участке любой длины в зависимости от толщины стенки — не более:
Толщина стенки, м м ............... |
До 20 |
20—30 |
Свыше 30 |
Кривизна, мм/м ................... |
1,5 |
2 |
4 |
Для производства труб на пилигримовых установках применяют стали марок 10, 20, 35,. 45, 36Г2С, 40ХНМ. и д.р. (табл. 7).
Обсадные трубы и муфты к ним изготовляют из ста ли с содержанием серы и фосфора не более 0,045% каж дого, мышьяка не более 0,15%- Сталь разделяют на группы прочности (табл. 8).
|
Т а б л и ц а |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Механические свойства стали по группам прочности |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительное |
удли |
Группа |
Предел прочности |
|
Предел текучести с |
, |
нение, |
% |
|||
при растяжении |
G |
, |
|
|
|||||
прочности |
Мн/м2 |
(кГ/мм*) |
|
|
|
||||
Мн/м2 |
(кГ/мм2) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
65 |
ôio |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
с |
550 |
(55) |
|
|
320 |
(32) |
|
18 |
14 |
д |
650 |
(65) |
|
|
380 |
(38) |
|
16 |
12 |
к |
700 |
(70) |
|
|
500 |
(50) |
|
12 |
10 |
Е |
750 |
(75) |
|
|
550 |
(55) |
|
12 |
10 |
Л |
800 |
(80) |
|
|
650 |
(65) |
|
12 |
10 |
М |
900 |
(90) |
|
|
750 |
(75) |
|
12 |
10 |
Р |
1100 |
(ПО) |
|
|
950 |
(95) |
|
12 |
10 |