Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНО-ШОВНЫХ ТРУБ ИЗ РУЛОННОГО ПРОКАТА

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 рулонного проката, содержащая связанные между собой транспортными средствами агрегаты для обработки продольных и поперечных кромок рулона, 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 продольных 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 полосы, стыкосварочная установка для сварки поперечным швом концевых участков рулонов, формовочно-сварочный стан, ультразвуковой дефектоскоп для контроля спиральных швов, установка для сварки наружных поперечных швов в трубе, дополнительно снабжена связанными между собой транспортными средствами установленными перед формовочно-сварочным агрегатом устройством - одним на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону полосы для подогрева продольных кромок рулона шириной не менее 100 мм с каждой стороны полосы перед сваркой, 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.

Технологическая линия (см. чертеж) содержит агрегат 1 для обработки поперечных кромок полосы, передвижную стыкосварочную установку 2 для сварки концевых участков рулонов, агрегат 3 для обработки продольных кромок полосы, устройство 4 одно на всю ширину полосы или по одному на каждую сторону - для предварительного подогрева продольных кромок полосы шириной не менее 100 мм с каждой стороны перед сваркой, 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 до температуры 110-150°С 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.

Рулонная полоса поступает в агрегат 1, где производят механическую обработку поперечных кромок и в передвижную сварочную установку 2, в которой концевые участки рулонов сваривают поперечным швом. Далее в агрегате 3 производится механическая обработка продольных кромок полосы для последующей сварки спиральных швов. Затем в устройстве 4 производится подогрев токами высокой частоты или иным способом продольных кромок рулона шириной не менее 100 мм с каждой стороны до температуры 100-200°С, а в формовочно-сварочном стане 5 - формовка непрерывной полосы в трубную заготовку и сварка продольных кромок технологическим и рабочими швами. Полученные спиральные швы проходят контроль при помощи ультразвукового дефектоскопа 6, при этом 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 происходит сварка наружного поперечного шва.

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

- предварительный подогрев перед сваркой продольных кромок рулонов до температуры 100-200°С, что исключает возможность образования структур промежуточного типа в околошовной зоне спиральных швов, 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 120-150°С 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 продольных кромок 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.