Изобретения относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы и установке для его осуществления, т.е. к составу оборудования.
В трубном производстве известен способ изготовления сварных труб большого диаметра, включающий формовку трубной заготовки, сварку труб, экспандирование и объемную термическую обработку - закалку с высоким отпуском (авторское свидетельство СССР №450839, 1974 г. ).
Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает одинаковых свойств основного металла и сварного соединения, что снижает эксплуатационную надежность труб из-за недостаточного сопротивления хрупкому разрушению (низкие значения ударной вязкости) сварного шва и овализация концов при объемной термической обработке труб, а также не решает проблему предотвращения лавинных разрушений при увеличении мощности трубопроводов для транспортировки углеводородов, что в свою очередь ведет к увеличению толщины стенки труб, к увеличению массы одного погонного метра труб, а следовательно, к значительному росту их стоимости.
В трубной промышленности известен способ производства сварных труб большого диаметра, включающий формовку, сварку трубных заготовок, нагрев сварного шва до температуры АС3+(120-200)°С, раскатку сварного шва, нагрев раскатанного сварного шва и зоны термического влияния до температуры АС3+(80-100)°С с последующей закалкой в водяном спрейере со скоростью охлаждения (70-100)°С в секунду и отпуск при температуре АС1+(30-80)°С (патент РФ №2221057, кл. C21D 9/08, C21D 9/50, C21D 8/10, бюл. №1, 10.01.2004 г. ).
Данный способ повышает стабильность механических свойств (ударной вязкости) сварного соединения и зоны термического влияния, выравнивает их значения до уровня основного металла, но не решает проблему повышенной стойкости к обшей и язвенной коррозии, стойкости к сульфидному коррозионному растрескиванию, образованию водородных трещин и лавинных разрушений металла труб большого диаметра, предназначенных для строительства и эксплуатации нефтегазопроводов в условиях северной климатической зоны и морской воде, при температуре окружающей среды от минус 60° до плюс 40°С с температурой транспортируемых сред от минус 20°С до плюс 40°С. Лавинные разрушения выводят из строя трубопроводные системы, представляют серьезную опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды. Для защиты от атмосферной коррозии и морской воды применяют многослойные полиэтиленовые покрытия.
В трубном производстве известен способ изготовления труб большого и среднего диаметров из хладостойких и коррозионностойких марок стали 20ФА, 13ХФА, 09Г2С, 06Х1НФА и др. с повышенными эксплуатационными свойствами против сульфидного коррозионного растрескивания и образования водородных трещин (патент РФ №2306992, кл. В21В 21/00, В21В 21/04, бюл. №27 от 27.09.2007 г. ).
Данный способ повышает стойкость труб к общей и язвенной коррозии, к сульфидному коррозионному растрескиванию и образованию водородных трещин, но не решает проблему предотвращения лавинных разрушений при увеличении мощности трубопроводов для транспортировки углеводородов не только в сложных климатических условиях, но и в обычных. Использование данных марок стали для изготовления сварных труб большого диаметра с повышенными толщинами стенок приводит к значительному повышению металлоемкости и их стоимости.
Известен способ производства электросварных труб большого диаметра с ориентированной односторонней разностенностью для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп, включающий формовку заготовки, сварку стыкуемых кромок, экспандирование полученной трубы и обработку ее торцов, при этом в качестве заготовки используют листовой штрипс, на который предварительно накладывают и приваривают дополнительный лист, располагая его симметрично относительно продольной оси листового штрипса, имеющий длину, равную длине листового штрипса, и ширину, меньшую ширины последнего, а суммарную толщину листового штрипса и дополнительного листа выбирают из условий превышения номинальной толщины штрипса по меньшей мере в 1,5 раза (патент РФ №2057603, кл. В21С 37/08. бюл. №10 от 10.04.1996 г. ).
Недостатком данного способа является то, что он направлен на производство и использование труб для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп, не решает проблему предотвращения лавинных разрушений при увеличении мощности трубопроводов для транспортировки углеводородов не только в сложных климатических условиях, но и в обычных, т.е. не решает технические, технологические и экологические вопросы транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы под давлением на большие расстояния.
Наиболее близким техническим решением является способ производства трехслойных биметаллических центробежно-литых заготовок и биметаллических износостойких труб для транспортировки абразивных материалов и пульп на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с учетом угара пластичных слоев центробежно-литых биметаллических заготовок в процессе нагрева их под прокатку в нагревательных печах до температуры пластичности, при этом прокатку биметаллических труб производят на пилигримовых станах с обжатием по диаметру от 100 до 180 мм, а отношение толщин пластичных слоев центробежно-литых заготовок и труб принимают равным Sн/Sв=1,5-2,5, где Sн - толщина наружного пластичного слоя центробежно-литых биметаллических заготовок и труб, мм, Sв - толщина внутреннего пластичного слоя центробежно-литых биметаллических заготовок и труб, мм (патент РФ №2268796, кл. В21В 21/00, бюл. №3, 27.01.2006 г. ).
Недостатком данного способа, так же как и выше приведенного аналога, является то, что он направлен на использование труб для транспортировки абразивных сыпучих материалов и пульп и не решает технические, технологические и экологические вопросы транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы под давлением на большие расстояния в морских агрессивных средах.
Задачей предложенного способа и установки для его осуществления является производство длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра с повышенным ресурсом эксплуатации в агрессивных средах для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы на большие расстояния с повышенными давлениями, исключение образования лавинных разрушений, снижение металлоемкости трубопроводов, повышение их экологической безопасности, снижение металлоемкости и энергоемкости оборудования для их производства, а следовательно, снижение их стоимости.
Технический результат достигается тем. что в известном способе производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы, включающем поперечную сварку биметаллических труб-заготовок, отличающемся тем, что биметаллические трубы-заготовки производят намоткой на вращающийся барабан-шпулю биметаллических по длине листов-штрипсов с плакирующим наружным и/или внутренним слоями из коррозионностойких сталей, длину которых определяют из выражений: L=πn[Di-(n-1)δ]+h - общая длина листа-штрипса для производства многослойной биметаллической трубы i-го диаметра, мм; L1=1,1πDвн.+h, где Dвн.=(Di-2nδ) - длина переднего конца листа-штрипса из коррозионно-стойкой стали для образования внутреннего плакирующего слоя многослойных биметаллических труб, мм; L2=L-L1-L3 - длина средней части биметаллического листа-штрипса из углеродистой стали при производстве многослойных труб с наружным и внутренним плакирующими слоями, мм; L3=1,2πDi - длина заднего конца листа-штрипса из коррозионно-стойкой стали для образования наружного плакирующего слоя многослойных биметаллических труб, мм; L4=L-L1 - длина углеродистой части листа-штрипса для производства многослойных биметаллических труб-заготовок с внутренним плакирующим слоем из коррозионно-стойкой стали, мм; L5=L-L3 - длина углеродистой части биметаллического листа-штрипса для производства многослойных биметаллических труб-заготовок с наружным плакирующим слоем из коррозионностойкой стали, мм; n - количество слоев при изготовлении многослойных биметаллических труб-заготовок, шт.; Di - номинальный наружный диаметр многослойной биметаллической трубы-заготовки, мм; δ - номинальная толщина стенки биметаллического листа-штрипса, мм; h - длина переднего конца биметаллического листа-штрипса для заправки в паз барабана-шпули, мм, при этом после намотки листа-штрипса на барабан-шпулю производят сварку - сплавление концов слоев по радиусу, от наружной поверхности трубы-заготовки к внутренней, а после снятия многослойной биметаллической трубы-заготовки с барабана-шпули производят продольную сварку торца листа-штрипса из коррозионно-стойкой стали с наружной поверхностью трубы-заготовки и оплавление или фрезерование с последующей продольной сваркой внутренней кромки - затравочного конца листа-штрипса из коррозионно-стойкой или углеродистой стали, сварку производят под слоем флюса проволокой-электродом из стали, соответствующей стали плакирующего слоя, многослойную биметаллическую трубу-заготовку по отводному рольгангу передают в отделку и производят плазменную обработку слоев листа-штрипса с нанесением фаски под сварку, многослойные биметаллические трубы-заготовки стыкуют и сваривают в трубы-плети длиной 12-18 м, производят экспандирование, УЗК, маркировку и приемку, сварку производят электродами из сталей марок, соответствующих плакирующим слоям биметаллических труб-заготовок, перед намоткой листа-штрипса на поверхность барабана-шпули для снижения коэффициента трения при снятии многослойной биметаллической трубы-заготовки наносят смазку.
Установка для производства многослойных биметаллических труб-заготовок большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы, содержащая барабан-шпулю, участок для сборки - сварки и фрезеровки сварных швов биметаллических по длине листов-штрипсов, привод вращения барабана-шпули, шестеренную клеть, стационарный кожух, рычаг, перемещающийся по горизонтальной плоскости, винтовой привод с червячным редуктором для горизонтального перемещения рычага, крышку с упорным подшипником и механизмом крепления к стационарному кожуху, установку для радиальной и горизонтальной сварки слоев биметаллических труб-заготовок, подводящий рольганг с правильно-натяжным устройством и отводящий рольганг, при этом барабан-шпуля имеет приводную и холостую шейки, а по наружному диаметру барабана-шпули, равному внутреннему диаметру многослойной биметаллической трубы-заготовки, выполнен паз с геометрическими размерами, определяемыми из выражений L=В+Δ, l=(1,1-1,2)δ, h=(0,8-1,0)δ, где L - длина паза, мм; В - номинальная ширина биметаллических листов-штрипсов, мм; Δ - припуск на ширину биметаллических листов-штрипсов, мм; δ - номинальная толщина стенки биметаллического листа-штрипса, мм; l - ширина паза для заправки переднего конца биметаллического листа-штрипса. мм; h - глубина паза, мм, приводная шейка барабана-шпули через редуктор соединена с приводом, а холостая шейка - с крышкой, шарнирно прилегающей к стационарному кожуху, в которой установлен упорный подшипник, холостой конец приводного барабана-шпули размещен в упорном подшипнике, установленном в крышке, шарнирно прилегающей к стационарному кожуху, выполненной с возможностью закрепления механизмом-затвором в момент намотки биметаллических листов-штрипсов на барабан-шпулю, по внутреннему диаметру стационарного кожуха, равному наружному диаметру многослойной биметаллической трубы, выполнен паз для задачи в паз барабана-шпули листов-штрипсов и перемещения рычага для снятия трубы-заготовки с барабана-шпули и выдачи из стационарного кожуха, при этом ширину паза стационарного кожуха Bn определяют из выражения: Bn=В+(0,2-0,5)δ, где В - толщина упора рычага, мм; δ - номинальная толщина листа-штрипса, мм, рычаг для снятия многослойной биметаллической трубы-заготовки с барабана-шпули выполнен в виде цилиндра с упором, размеры которого определяют из выражений: Dн=Dвн.к.-(1,0-1,5)δ, Dв=Dб+(1,0-1,5)δ, В=Bn-(0,2-0,5)δ, L=(200-250) мм, где Dн - наружный диаметр цилиндра рычага, мм; Dв - внутренний диаметр цилиндра рычага, мм; Dб - наружный диаметр барабана-шпули, мм; δ - номинальная толщина листа-штрипса, мм; Dвн.к. - внутренний диаметр стационарного кожуха, мм; В - толщина упора рычага, мм; L - ширина упора рычага, мм; Bn - ширина паза стационарного кожуха, мм, сторона паза барабана-шпули по ходу вращения выполнена с шероховатостью Rz≤10 мкм, а противоположная сторона с Rz≥100 мкм.
Именно заявляемая установка для производства многослойных биметаллических труб-заготовок, размещение и компановка механизмов обеспечивают согласно способу производство качественных длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра с повышенным ресурсом эксплуатации в агрессивных средах с необходимыми (заданными) геометрическими размерами и тем самым достижение цели изобретений. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.
Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию «изобретательский уровень».
При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Так как аналогичного способа и оборудования в мировой практике не существует, то пример конкретного выполнения в данный период времени привести не представляется возможным. Вместо примера конкретного выполнения приведена технологическая последовательность операций производства длинномерных многослойных биметаллических труб размером 1020×24×12000 мм из листовых биметаллических листов-штрипсов размером 4000×3 мм сталей 08Х18Н10Т и 17ГСУ. В соответствии с п. 1 формулы изобретения определяем длину листовых биметаллических штрипсов, необходимую для производства труб-заготовок размером 1020×24×4000 мм, L=πn[Di-(n-1)δ]+h=3,14×8[1020-(8-1)×3]+3=25098 мм, L1=1,1π(Di-2nδ)+h=1,1×3,14(1020-2×8×3)+3=3416 мм, L3=1,1πDi=3,14×1,1×1020=3523 мм, длину листа из стали 17ГСУ определим из выражения 25098-3416-3523=18159 мм.
Для производства биметаллических труб-заготовок размером 1020×24×4000 мм используем биметаллические по длине листы-заготовки размером 4000×3×25098 мм, состоящие из стали 08Х18Н10Т длиной 3416 мм для внутренней плакировки, стали 17ГСУ длиной 18159 мм для формирования основной толщины стенки и стали 08Х18Н10Т длиной 3523 мм для наружной плакировки труб. Биметаллические листы сваривают и фрезеруют сварные швы на участке для сборки биметаллических листов-штрипсов.
Биметаллический лист-штрипс размером 4000×3×25098 мм укладывают на рольганг правильно-натяжного устройства, подают через паз стационарного кожуха и заправляют в паз барабана-шпули. Внутренний диаметр стационарного кожуха равен наружному диаметру многослойной биметаллической трубы. Наружный диаметр барабана-шпули равен внутреннему диаметру многослойной биметаллической трубы-заготовки, а именно 1020-2×24=972 мм. После заправки биметаллического листа-штрипса в паз барабана-шпули закрывают крышку с упорным подшипником, включают двигатель с предельным моментом привода барабана-шпули, который через шестеренную клеть (редуктор) приводит во вращение барабан-шпулю и начинает наматывать биметаллический лист-штрипс на барабан-шпулю. Процесс намотки производят до полного заполнения стационарного кожуха, т.е. до входа заднего конца биметаллического листа-штрипса в стационарный кожух. При заполнении стационарного кожуха процесс намотки приостанавливают. Открывают крышку с упорным подшипником. Для сцепления листов биметаллической трубы-заготовки установкой сварки производят сварку-сплавление концов листов по радиусу (по одной образующей) от наружной поверхности трубы-заготовки к внутренней. После выполнения данной операции рычагом, приводимым в движение двигателем через червячный редуктор и винтовой привод, начинают снимать многослойную биметаллическую трубу-заготовку с барабана-шпули и производить продольную сварку торца листа стали 08Х18Н10Т с наружной поверхностью биметаллической трубы-заготовки под слоем флюса. После снятия и выдачи трубы-заготовки на рольганг производят сварку-сплавление второго торца трубы-заготовки, аналогично первому. Биметаллическая труба-заготовка по рольгангу поступает в отделочную часть цеха, где производят оплавление или фрезерование затравочного конца листа-штрипса стали 08Х18Н10Т с последующей продольной сваркой внутренней кромки биметаллической трубы-заготовки. В отделочной части торцы труб-заготовок подвергают плазменной обработке с последующим нанесением фаски под сварку. После нанесения фаски для сцепления торцов биметаллических слоев труб-заготовок производят напыление сталью 08Х18Н10Т. Многослойные биметаллические трубы-заготовки стыкуют и сваривают в трубы плети длиной 12-18 м (в нашем случае 12 м). Затем проводят экспандирование, УЗК, маркировку, приемку, комплектацию труб в партии и отгрузку заказчику. Использование предлагаемого способа, расположение и конструкция оборудования позволят производить длинномерные многослойные биметаллические трубы большого диаметра из разных марок стали и сплавов, а применение их при прокладке трубопроводов с повышенным ресурсом эксплуатации в агрессивных средах по дну морей для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы, по сравнению с прямошовными трубами с полиэтиленовым покрытием, позволит значительно повысить срок их эксплуатации, исключить образование лавинных разрушений, значительно снизить металлоемкость трубопроводов, повысить экологическую безопасность и снизить стоимость труб. Использование данного способа и оборудования позволит впервые в мировой практике осуществить поточное производство многослойных длинномерных биметаллических труб большого диаметра с заданными геометрическими параметрами, обеспечить потребность страны в трубах данного сортамента, производить конкурентоспособную продукцию и экспортировать ее в другие страны мира. Набор оборудования для производства длинномерных многослойных биметаллических труб менее металлоемок, энергоемок и менее сложен в изготовлении. Способ производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра не требует больших капитальных вложений в строительство металлоемких и энергоемких цехов для производства широкополосных листов с толстыми стенками, как станы 5000, и установок для многослойного полиэтиленового покрытия труб, которое требует бережного отношения при транспортировке, монтаже, прокладке труб в траншеи и по дну морей на больших глубинах.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЛИННОМЕРНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2013 |
|
RU2545967C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЛИННОМЕРНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА С ПОВЫШЕННЫМ РЕСУРСОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДОВ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРЫ | 2012 |
|
RU2523407C1 |
ТРУБОПРОКАТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДЛИННОМЕРНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2013 |
|
RU2564501C2 |
БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЗАГОТОВКА ИЗ СТАЛЕЙ МАРОК (10ГН2МФА+08Х18Н10Т) И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ РАЗМЕРОМ ВН.279×36 И ВН.346×40 мм С ВНУТРЕННИМ ПЛАКИРУЮЩИМ СЛОЕМ ТОЛЩИНОЙ 7±2 мм ИЗ СТАЛИ МАРКИ 08Х18Н10Т ДЛЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ | 2013 |
|
RU2554249C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРЕХСЛОЙНЫХ ПОЛЫХ ЦЕНТРОБЕЖНО-ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ МАРОК СТАЛИ И СПЛАВОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ ПЛАСТИЧНЫМИ УГЛЕРОДИСТЫМИ МАРКАМИ СТАЛИ, И ПРОКАТКИ ИЗ НИХ НА ТРУБОПРОКАТНЫХ УСТАНОВКАХ С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ТОВАРНЫХ И ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО И СРЕДНЕГО ДИАМЕТРОВ | 2013 |
|
RU2550040C2 |
БИМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЗАГОТОВКА ИЗ СТАЛЕЙ МАРОК 10ГН2МФА И 08Х18Н10Т ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ, МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ, БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ РАЗМЕРОМ ВН.279Х36 ММ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ | 2013 |
|
RU2567420C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК С НАРУЖНЫМИ И ВНУТРЕННИМИ ПЛАКИРУЮЩИМИ СЛОЯМИ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, ПРОИЗВОДСТВА ИЗ НИХ БЕСШОВНЫХ ТРЕХСЛОЙНЫХ ГОРЯЧЕКАТАНЫХ И ХОЛОДНОКАТАНЫХ ТОВАРНЫХ И ПЕРЕДЕЛЬНЫХ ТРУБ С ПОВЫШЕННЫМ РЕСУРСОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ДЛЯ ДОБЫЧИ ГАЗА И ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ, ЕГО ТРАНСПОРТИРОВКИ И ТРУБ ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ НУЖД | 2013 |
|
RU2535151C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ МЕХАНИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ РАЗМЕРОМ ВН.279Х36 (351Х36) И ВН.346Х40 (426Х40) ММ ИЗ СТАЛИ МАРОК 10ГН2МФА+08Х18Н10Т С ВНУТРЕННИМ ПЛАКИРУЮЩИМ СЛОЕМ СТАЛЬЮ 08Х18Н10Т ТОЛЩИНОЙ 7±2 ММ | 2012 |
|
RU2516137C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ РАЗМЕРОМ ВН.279×36 (351×36) И ВН.346×40 (426×40) мм ДЛЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ИЗ СТАЛИ МАРОК 10ГН2МФА И 08Х18Н10Т С ВНУТРЕННИМ ПЛАКИРУЮЩИМ СЛОЕМ ТОЛЩИНОЙ 7 мм | 2013 |
|
RU2542129C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ РАЗМЕРОМ ВН.279×36 (351×36) мм ИЗ СТАЛЕЙ МАРОК 10ГН2МФА И 08Х18Н10Т С ВНУТРЕННИМ ПЛАКИРУЮЩИМ СЛОЕМ | 2012 |
|
RU2523382C2 |
Группа изобретений относится к области производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра. Способ включает поперечную сварку биметаллических труб-заготовок. Исключение образования лавинных разрушений, снижение металлоемкости трубопроводов, повышение экологической безопасности обеспечивается за счет того, что биметаллические трубы-заготовки производят намоткой на вращающийся барабан-шпулю биметаллических по длине листов-штрипсов с плакирующими наружным и/или внутренним слоями из коррозионностойких сталей, длина которых регламентирована математическими зависимостями, после намотки производят сварку - сплавление концов слоев по радиусу, а после снятия с барабана-шпули производят продольную сварку торца листа-штрипса с последующей продольной сваркой внутренней кромки - затравочного конца листа-штрипса. Установка содержит барабан-шпулю, участок для сборки - сварки и фрезеровки сварных швов биметаллических по длине листов-штрипсов, привод и другое необходимое оборудование, при этом по наружному диаметру барабана-шпули выполнен паз с регламентированными геометрическими размерами. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.
1. Способ производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы, включающий поперечную сварку биметаллических труб-заготовок, отличающийся тем, что биметаллические трубы-заготовки производят намоткой на вращающийся барабан-шпулю биметаллических по длине листов-штрипсов с плакирующими наружным и/или внутренним слоями из коррозионностойких сталей, длину которых определяют из выражений:
L=πn[Di-(n-1)δ]+h - общая длина листа-штрипса для производства многослойной биметаллической трубы i-го диаметра, мм;
L1=l,1πDвн.+h, где Dвн=(Di-2nδ) - длина переднего конца листа-штрипса из коррозионностойкой стали для образования внутреннего плакирующего слоя многослойных биметаллических труб, мм;
L2=L-L1-L3 - длина средней части листа-штрипса из углеродистой стали при производстве многослойных труб с наружным и внутренним плакирующими слоями, мм;
L3=1,2πDi - длина заднего конца листа-штрипса из коррозионностойкой стали для образования наружного плакирующего слоя многослойных биметаллических труб, мм;
L4=L-L1 - длина углеродистой части листа-штрипса для производства многослойных биметаллических труб-заготовок с внутренним плакирующим слоем, мм;
L5=L-L3 - длина углеродистой части биметаллического листа-штрипса для производства многослойных биметаллических труб-заготовок с наружным плакирующим слоем, мм;
n - количество слоев при изготовлении многослойных биметаллических труб-заготовок, шт.;
Di - номинальный наружный диаметр многослойной биметаллической трубы-заготовки, мм;
δ- номинальная толщина листа-штрипса, мм;
h - длина переднего конца листа-штрипса для заправки в паз барабана-шпули, мм, при этом после намотки листа-штрипса на барабан-шпулю производят сварку - сплавление концов слоев по радиусу, от наружной поверхности трубы-заготовки к внутренней, а после снятия многослойной биметаллической трубы-заготовки с барабана-шпули производят продольную сварку торца листа-штрипса из коррозионностойкой или углеродистой стали с наружной поверхностью трубы-заготовки и оплавление или фрезерование с последующей продольной сваркой внутренней кромки - затравочного конца листа-штрипса из коррозионностойкой или углеродистой стали.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сварку производят под слоем флюса проволокой-электродом из стали, соответствующей стали плакирующего слоя.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многослойную биметаллическую трубу-заготовку по отводящему рольгангу передают на отделку и производят плазменную обработку слоев листа-штрипса с нанесением фаски под сварку.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многослойные биметаллические трубы-заготовки стыкуют и сваривают в трубы-плети длиной 12-18 м, производят экспандирование, УЗК, маркировку и приемку.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что сварку производят электродами из сталей марок, соответствующих стали плакирующих слоев биметаллических труб-заготовок.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед намоткой листа-штрипса на поверхность барабана-шпули для снижения коэффициента трения при снятии многослойной биметаллической трубы-заготовки наносят смазку.
7. Установка для производства многослойных биметаллических труб-заготовок большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы, отличающаяся тем, что она содержит барабан-шпулю, участок для сборки - сварки и фрезеровки сварных швов биметаллических по длине листов-штрипсов, привод вращения барабана-шпули, шестеренную клеть, стационарный кожух, рычаг, перемещающийся по горизонтальной плоскости, винтовой привод с червячным редуктором для горизонтального перемещения рычага, крышку с упорным подшипником и механизмом крепления к стационарному кожуху, установку для радиальной и горизонтальной сварки слоев биметаллических труб-заготовок, подводящий рольганг с правильно-натяжным устройством и отводящий рольганг, при этом барабан-шпуля имеет приводную и холостую шейки, а по наружному диаметру барабана-шпули, равному внутреннему диаметру многослойной биметаллической трубы-заготовки, выполнен паз с геометрическими размерами, определяемыми из выражений:
L=B+Δ,
l=(1,1-1,2)δ,
h=(0,8-l,0)δ,
где L - длина паза, мм;
В - номинальная ширина биметаллических листов-штрипсов, мм;
Δ - припуск на ширину биметаллических листов-штрипсов, мм;
δ - номинальная толщина листа-штрипса, мм;
l - ширина паза для заправки переднего конца биметаллического листа - штрипса, мм;
h - глубина паза, мм.
8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что приводная шейка барабана-шпули через редуктор соединена с приводом, а холостая шейка - с крышкой, шарнирно прилегающей к стационарному кожуху, в которой установлен упорный подшипник.
9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что холостой конец приводного барабана-шпули размещен в упорном подшипнике, установленном в крышке, шарнирно прилегающей к стационарному кожуху, выполненной с возможностью закрепления механизмом-затвором в момент намотки биметаллических листов-штрипсов на барабан-шпулю.
10. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что по внутреннему диаметру стационарного кожуха, равному наружному диаметру многослойной биметаллической трубы, выполнен паз для задачи в паз барабана-шпули листов-штрипсов и перемещения рычага для снятия трубы-заготовки с барабана-шпули и выдачи из стационарного кожуха, при этом ширину паза стационарного кожуха Bn определяют из выражения
Bn=В+(0,2-0,5)δ,
где В - толщина упора рычага, мм;
δ - номинальная толщина листа-штрипса, мм.
11. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что рычаг для снятия многослойной биметаллической трубы-заготовки с барабана-шпули выполнен в виде цилиндра с упором, размеры которого определяют из выражений:
Dн=Dвн.к.-(1,0-1,5)δ,
Dв=Dб+(1,0-1,5)δ,
В=Bn-(0,2-0,5)δ,
L=(200-250) мм,
где Dн - наружный диаметр цилиндра рычага, мм;
Dв - внутренний диаметр цилиндра рычага, мм;
Dб - наружный диаметр барабана-шпули, мм;
δ - номинальная толщина листа-штрипса, мм;
Dвн.к. - внутренний диаметр стационарного кожуха, мм;
В - толщина упора рычага, мм;
L - ширина упора рычага, мм;
Bn - ширина паза стационарного кожуха, мм.
12. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что сторона паза барабана-шпули по ходу вращения выполнена с шероховатостью Rz≤10 мкм, а противоположная сторона - с Rz≥100 мкм.
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНУСНЫХ ДЛИННОМЕРНЫХ ПОЛЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКОЙ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2268796C2 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОЛОКИ | 1997 |
|
RU2106214C1 |
Стан для изготовления двухслойных спиральношовных труб | 1968 |
|
SU276895A1 |
DE 1527778 A1, 09.04.1970 |
Авторы
Даты
2015-04-10—Публикация
2013-07-16—Подача