технологическая линия для изготовления спирально-шовных труб из рулонного проката

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.