ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНО-ШОВНЫХ ТРУБ ИЗ РУЛОННОГО ПРОКАТА Российский патент 2007 года по МПК B21C37/12 

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для изготовления спиральношовных труб большого диаметра для внутрипромысловых и магистральных газонефтепроводов.

Наиболее близким решением из известных является технологическая линия для изготовления спиральношовных труб большого диаметра из рулонного проката, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок проката, передвижную стыкосварочную установку для сварки концевых участков рулонов поперечным швом, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе [1] (Зарицкий В.Н., Сабун Л.Б., Райчук Ю.И. и др. Спиральношовные трубы для трубопроводов тепловых и атомных электростанций. М.: Энергия, 1980. - 72 с.).

К особенностям этой линии относятся:

1. Отсутствие устройств для подогрева поперечных и продольных кромок рулонного проката перед сваркой.

Сварка холодных поперечных и продольных кромок рулонов из сталей типа 10Г2ФБЮ, Х-70, Х-80 обуславливает:

- образование в околошовной зоне структур промежуточного типа, обладающих повышенной твердостью и хрупкостью;

- ухудшение условий формирования сварного шва;

- замедление удаления водорода из сварочной ванны и остывающего сварного соединения.

При этом наличие структур с пониженной вязкостью, неплавный переход валика усиления шва в основной металл и повышенное содержание водорода снижают конструктивную прочность сварного соединения.

2. В линии не предусмотрено устройство для удаления влаги, остающейся на поверхности трубы после ультразвуковой дефектоскопии спиральных швов, при которой вода является контактной средой.

Попадание мокрой трубы в зону сварки наружных поперечных швов ведет к повышению содержания водорода в металле швов, что предопределяет снижение механических свойств и повышение склонности к образованию дефектов в сварном соединении.

Степень снижения качества поперечных швов увеличивается при применении для сварки керамических флюсов, обладающих повышенной гигроскопичностью.

Задачей данного изобретения является усовершенствование описанной линии для повышения качества поперечных и спиральных швов и, следовательно, работоспособности спиральношовных труб в целом.

Указанная цель достигается тем, что известная линия, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок полосы, передвижную стыкосварочную установку для сварки поперечным швом концевых участков рулонов, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе, дополнительно снабжена устройством для подогрева полосы по всей ее ширине, размещенным перед передвижной стыкосварочной установкой, а также установленным перед установкой для сварки наружного поперечного шва устройством для нагрева участков трубы, включающих внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны.

Предлагаемая технологическая линия схематично изображена на чертеже.

Технологическая линия содержит агрегат 1 для обработки поперечных кромок рулона, устройство 2 для подогрева рулона по всей его ширине, передвижную стыкосварочную установку 3 для сварки концов рулонов поперечным швом, агрегат 4 для обработки продольных кромок полосы, формовочно-сварочный стан 5 для формовки полосы в трубную заготовку и сварки продольных кромок, ультразвуковой дефектоскоп 6 для контроля спиральных швов, устройство 7 для нагрева участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны, установку 8 для сварки наружных поперечных швов в трубе.

Работает линия следующим способом.

Рулоны поступают в агрегат 1, где производят механическую обработку поперечных кромок полосы, затем перемещают в устройство 2, в котором подогревают токами высокой частоты или иным способом рулон по всей его ширине до температуры 100-200°С. В передвижной стыкосварочной установке 3 сваривают концевые участки рулонов поперечным швом, в установке 4 производят механическую обработку продольных кромок полосы для последующей сварки спиральных швов и в формовочно-сварочном стане 5 производят формовку непрерывной полосы в трубную заготовку и сварку продольных кромок технологическим и рабочими швами. Полученные спиральные швы проходят контроль при помощи ультразвукового дефектоскопа 6, причем контактной средой служит вода. Затем в устройстве 7 внутренний поперечный шов и участки трубы по 100-300 мм с каждой его стороны нагревают токами высокой частоты или иным способом до 110-150°С для полного удаления влаги. Сухая труба поступает в установку 8, где осуществляется сварка наружного поперечного шва.

Дополнительная установка в линии нагревательного устройства обеспечивает нагрев рулонов по всей ширине до температуры 100-200°С. Предварительный подогрев рулонов перед сваркой исключает возможность образования структур промежуточного типа в околошовной зоне поперечного шва, способствует снижению содержания водорода в металле сварного соединения и получению более плавного перехода валика шва в основной металл. Это предопределяет уменьшение склонности к образованию трещин и повышение конструктивной прочности сварных соединений.

Дополнительная установка в линии устройства для нагрева до температуры 110-150°С внутреннего поперечного шва и прилегающих к нему участков трубы предотвращает попадание влажной трубы в зону сварки наружного шва. Благодаря этому снижается содержание водорода в металле сварного соединения, что обуславливает повышение его механических свойств и сопротивления образованию холодных трещин.

Достигаемые предварительным подогревом свариваемых поперечных и продольных кромок рулонного проката и нагревом участка трубы, включающего внутренний поперечный шов, улучшение структуры металла и геометрии сварных соединений, а также снижение содержания водорода обеспечивают наиболее эффективное использование керамических сварочных флюсов, позволяющих существенно повысить вязкопластические характеристики металла сварных соединений спиральношовных труб до уровня современных и перспективных требований отечественных и зарубежных стандартов.

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для изготовления спиральношовных труб большого диаметра для внутрипромысловых и магистральных газонефтепроводов. Имеются передвижная стыкосварочная установка для сварки концевых участков рулонов поперечным швом, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установка для сварки наружных поперечных швов в трубе. Перед передвижной стыкосварочной установкой размещено устройство для подогрева полосы по всей ее ширине. Перед установкой для сварки наружных поперечных швов установлено устройство для нагрева участков трубы, включающих внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны. Повышение вязкопластических свойств и улучшение формы поперечных швов спиральношовных труб и снижение их склонности к образованию трещин повышает работоспособность и надежность спиральношовных труб. 1 ил.

Технологическая линия для изготовления спирально-шовных труб большого диаметра из рулонного проката, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок полосы, передвижную стыкосварочную установку для сварки поперечным швом концевых участков рулонов, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для подогрева полосы по всей ее ширине, размещенным перед передвижной стыкосварочной установкой, а также установленным перед установкой для сварки наружных поперечных швов устройством для нагрева участков трубы, включающих внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны.