ИТС 27-2017 Производство изделий дальнейшего передела черных металлов

     2.4.1 Производство бесшовных горячедеформированных труб

Бесшовные трубы широко применяются в нефтедобывающей промышленности, топливно-энергетическом комплексе, машиностроении. В России производство бесшовных горячедеформированных труб осуществляется в линиях трубопрокатных агрегатов (ТПА) и трубопрессовых установок различного типа, действующих на предприятиях в Северо-Западном, Южном и Уральском федеральном округах (см. таблицу 2.16).

Таблица 2.16 - Трубопрокатные агрегаты и трубопрессовые установки, действующие на предприятиях в РФ

В настоящее время на трубных предприятиях России изготавливают бесшовные трубы наружным диаметром 32,0-550,0 мм, с толщиной стенки 2,9-90,0 мм, различной длины (немерной, мерной, кратной), обычной и повышенной точности, в обычном, хладостойком и коррозионно-стойком исполнениях.

Производство труб осуществляется в соответствии с требованиями российской и зарубежной нормативно-технической документации (НТД), технических требований и спецификаций, стандартов организаций, методических указаний потребителей трубной продукции.

2.4.1.1 Производство горячекатаных труб

Современный уровень развития трубного производства в России характеризуется большим разнообразием применяемых способов и технологий производства бесшовных труб. Независимо от способа производства горячекатаных труб общая технологическая схема включает следующие группы операций [22]-[27].

1) Подготовка исходных заготовок к прокату, в процессе которой производится контроль качества исходных заготовок, порезка заготовок на мерные длины.

2) Прокат труб в линии трубопрокатного агрегата - совокупность операций получения из сплошной заготовки передельных горячекатаных гладких труб, которые включают следующие общие элементы: нагрев металла, получение полой заготовки (гильзы), получение черновой трубы (раскатка гильзы), окончательное формирование стенки и диаметра трубы (редуцирование или калибрование).

3) Высадка концов труб на горизонтальных высадочных прессах, горизонтально-ковочных машинах (при производстве бурильных, насосно-компрессорных труб с высаженными концами).

4) Термообработка труб на участках термической обработки, в составе которых помимо нагревательного оборудования и закалочных устройств (спрейер, ванна) также располагается оборудование для калибровки (калибровочные станы), правки (правильные машины) труб.

5) Приварка бурильных замков (при производстве бурильных труб), испытания.

6) Обработка труб на участках отделки, где производятся операции контроля качества поверхности и геометрических параметров труб, нарезка резьбы либо обработка торцов и изготовление фаски, свинчивание труб с муфтами (при производстве насосно-компрессорных, обсадных труб), шаблонирование, гидравлические испытания, покраска, маркировка, упаковка и сдача труб.

Все стадии технологического цикла производства трубной продукции сопровождаются контролем геометрических параметров и качества поверхности, при обработке труб на участках отделки также производится контроль тела труб на наличие несоответствий, структуры и свойств материала средствами неразрушающего и разрушающего контроля.

Схема технологического процесса производства горячекатаных труб на российских трубных предприятиях в общем виде представлена на рисунке 2.19.

Анализ структуры себестоимости горячекатаных труб показывает, что стоимость исходного металла достигает 75%-80% от себестоимости труб. Это обстоятельство накладывает определенные требования к исходному сырью.

     
Рисунок 2.19 - Общая схема технологических операций при производстве горячекатаных труб

С одной стороны, металл для труб должен быть по возможности более дешевым, с другой - качество этого металла должно быть высоким, обеспечивающим минимальную отбраковку и высокий выход годного [28].

В качестве исходных заготовок для производства горячекатаных труб в настоящее время применяют круглые деформированные (катаные и кованые) и непрерывно-литые заготовки (НЛЗ), поступающие в трубопрокатные цеха в виде штанг. Используемые ранее конические слитки круглого или многогранного сечения, полученные при выплавке стали в мартеновских печах в сочетании с разливкой стали в изложницы, в настоящее время на трубных предприятиях РФ не применяются в связи с повышенным расходом металла, низкой автоматизацией и механизацией процесса производства, ужесточением требований потребителей к качеству труб, в том числе наличием требований, исключающих использование слитков при производстве горячекатаных труб.

Наибольшее распространение в настоящее время при производстве горячекатаных труб в РФ получили непрерывно-литые заготовки круглого сечения. Их использование при производстве горячекатаных труб всего марочного и геометрического сортамента сдерживается имеющимися ограничениями: литая структура материала, наличие характерного дефекта "центральная пористость", ограниченный минимальный производимый размер (наружный диаметр не менее 150 мм).

2.4.1.1.1 Подготовка исходных заготовок

Направляемые в трубный цех заготовки в виде штанг длиной до 12,5 м поступают на склад, где их взвешивают и складируют с разделением по маркам стали, размерам, плавкам. Перед задачей в производство их подвергают контролю и при необходимости ремонту с последующим повторным контролем качества.

Разрезка исходных заготовок на мерные или кратные длины производится различными способами в холодном, теплом (перед задачей заготовок в нагревательные печи) либо горячем состояниях (в линии трубопрокатных агрегатов). Наибольшее распространение получили разрезка заготовок в холодном, теплом или горячем состояниях пресс-ножницами с профилированными сменяемыми ножами, один из которых перемещается в вертикальной плоскости, ломка заготовок в холодном состоянии на гидравлических прессах с предварительным надрезом ацетиленовым пламенем на глубину около 20 мм, резка пилами в холодном и горячем состоянии. Процесс резки исходных заготовок пилами в холодном состоянии отличается высокой точностью и наилучшим качеством получаемых торцов, строго перпендикулярных оси заготовок, однако является низкопроизводительным и приводит к дополнительным потерям металла. Для повышения производительности в линии устанавливают несколько пил, пилы снабжают двумя режущими дисками, позволяющими одновременно обрезать две заготовки, или устанавливают два диска, которые перемещаются навстречу друг другу [24], [25], [29].