технологическая линия для изготовления спиральношовных труб из отдельных листов

Формула изобретения

Технологическая линия для изготовления спиральношовных труб большого диаметра из отдельных листов, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для предварительной обработки продольных и поперечных кромок листа, стационарную и передвижную стыкосварочныс установки, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена устройством секционного типа для подогрева листа по всей его ширине, размещенным перед стационарной 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 сварных труб большого диаметра, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок листа, стационарную стыкосварочную установку для сварки двух листов поперечным швом в секцию, передвижную стыкосварочную установку для приварки поперечным швом секций к непрерывной полосе, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установку для сварки наружных поперечных швов в трубе (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 концевых участков листов, секций и непрерывной полосы перед сваркой поперечных швов и продольных кромок непрерывной полосы перед их сваркой.

Сварка холодных поперечных кромок листов, секций и непрерывной полосы и продольных кромок непрерывной полосы 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 сварных соединениях и снижают их конструкционную прочность.

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 существенно 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 для изготовления спиральношовных труб большого диаметра из листов, 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 поперечным швом в секцию, передвижная стыкосварочная установка для приварки поперечным швом секций к непрерывной полосе, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установка для сварки наружных поперечных швов в трубе, дополнительно снабжена устройством секционного типа, размещенного перед стационарной стыкосварочной установкой для подогрева листа по всей его ширине, а также установленным после ультразвукового дефектоскопа для контроля спирального шва и 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, устройство секционного типа 2 для подогрева листа по всей его ширине, стационарную стыкосварочную установку 3 для сварки поперечным швом (образующим внутренний поперечный шов в трубе) двух листов в секцию, передвижную стыкосварочную установку 4 для пристыкования секций к непрерывной полосе; агрегат 5 для обработки продольных кромок полосы; 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 до температуры 110-150°С участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны, установка 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, затем перемещают в устройство 2, где подогревают листы по всей ширине до температуры 100-200°С токами высокой частоты или иным способом и в неподвижной стыкосварочной установке 3 сваривают электродуговым способом два листа поперечным швом в секцию. Затем в передвижной сварочной установке 4 концевые участки секций и непрерывной полосы сваривают поперечным швом; а в агрегате 5 проводят механическую обработку продольных кромок непрерывной полосы для последующей сварки спиральных швов. Далее в формовочно-сварочном стане 6 производится 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 200-300 мм с каждой его стороны нагревают до 110-150°С токами высокой частоты или иным способом 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 листов по всей ширине перед сваркой до температур 100-200°С исключает возможность образования структур промежуточного типа в околошовной зоне поперечных и спиральных швов, способствует снижению содержания водорода в металле сварных соединений и получению более плавного перехода валика шва в основной металл. Это предопределяет уменьшение склонности к образованию трещин и повышение конструктивной прочности сварных соединений;

- нагрев до температуры 110-150°С поперечного шва и прилегающих к нему участков трубы после ультразвукового контроля спиральных швов 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 листов перед сваркой 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.