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

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

Наиболее близким решением из известных является технологическая линия для изготовления сварных труб большого диаметра из отдельных листов, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок листа, стационарную стыкосварочную установку для сварки двух листов в секцию поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, передвижную стыкосварочную установку для приварки секций к непрерывной полосе поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, 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 кромок рулонной полосы перед сваркой спиральных швов.

Сварка холодных продольных кромок полосы 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 увеличивают склонность к образованию трещин в спиральном шве и снижают его конструктивную прочность.

2. В линии не предусмотрено устройство для удаления влаги, остающейся на поверхности трубы после ультразвуковой дефектоскопии спиральных швов, где 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.

Вероятность снижения качества сварных швов увеличивается при применении для сварки керамических флюсов, обладающих повышенной гигроскопичностью.

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

Указанная цель достигается тем, что известная линия, в которой по ходу технологического процесса установлены связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок листа, стационарная стыкосварочная установка для сварки двух листов в секцию поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, передвижная стыкосварочная установка для приварки секций к непрерывной полосе поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установка для сварки наружных поперечных швов в трубе, согласно изобретению дополнительно снабжена устройствами для предварительного подогрева продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны полосы, установленными перед формовочно-сварочным станом: одним на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону полосы, а также установленным перед установкой для сварки наружного поперечного шва устройством для нагрева участка трубы, включающего 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 листа, стационарную стыкосварочную установку 2 для сварки поперечным швом (образующим внутренний поперечный шов в трубе) двух листов в секцию, передвижную стыкосварочную установку 3 для приварки секций к непрерывной полосе поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе; агрегат 4 для обработки продольных кромок полосы, устройство 5 для предварительного подогрева продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны полосы: одно на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону полосы перед сваркой, формовочно-сварочный стан 6 для формовки полосы в трубную заготовку и сварки продольных кромок, ультразвуковой дефектоскоп 7 для контроля спиральных швов, устройство 8 для нагрева участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны, установки 9 для сварки наружных поперечных швов в трубе.

Работает линия следующим способом.

Листы по одному поступают в агрегат 1, где производят механическую обработку поперечных кромок листа, и в стыкосварочной установке 2 сваривают электродуговым способом два листа поперечным швом в секцию. Затем в передвижной сварочной установке 3 концевые участки секции и непрерывной полосы сваривают поперечным швом, а в агрегате 4 проводят механическую обработку продольных кромок непрерывной полосы для последующей сварки спиральных швов. Далее в устройстве 5 - одном на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону - производится предварительный подогрев токами высокой частоты или иным способом продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны до температуры 100-200°С, а в формовочно-сварочном стане 6 - формовка непрерывной полосы в трубную заготовку и сварка продольных кромок технологическим и рабочими швами. Полученные спиральные швы проходят контроль при помощи ультразвукового дефектоскопа 7, при этом контактной средой служит вода. Затем в устройстве 8 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 9, где происходит сварка наружного поперечного шва.

Техническими результатами от использования предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом являются:

- предварительный подогрев полосы по всей ее ширине или только продольных кромок перед сваркой спиральных швов до температуры 100-200°С предотвращает образование структур промежуточного типа в околошовной зоне, 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 в спиральных швах и повышает конструктивную прочность сварных соединений;

- нагрев до температуры 110-150°С внутреннего поперечного шва и прилегающих к нему участков трубы после ультразвукового контроля 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 кромок непрерывной полосы 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 магистральных и внутрипромысловых газонефтепроводов. Имеются стационарная и передвижная стыкосварочные установки для сварки поперечными швами двух листов в секцию и приварки секций к непрерывной полосе, формовочно-сварочный стан и установка для сварки наружных поперечных швов в трубе. Перед формовочно-сварочным станом установлены устройства для предварительного подогрева продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны полосы: одним на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону полосы. Перед установкой для сварки наружного поперечного шва размещено устройство для нагрева участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны. Повышение вязкопластических свойств и улучшение формы спиральных швов 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 отдельных листов, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок листа, стационарную стыкосварочную установку для сварки двух листов в секцию поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, передвижную стыкосварочную установку для приварки секций к непрерывной полосе поперечным швом, образующим внутренний поперечный шов в трубе, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе, отличающаяся тем, что она снабжена устройствами для предварительного подогрева продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны полосы, установленными перед формовочно-сварочным станом: одним на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону полосы, а также установленным перед установкой для сварки наружного поперечного шва устройством для нагрева участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны.