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

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для изготовления спирально-шовных труб большого диаметра для внутрипромысловых и магистральных газонефтепроводов.

Наиболее близким решением из известных является 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 рулонов, 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. Спирально-шовные трубы для трубопроводов тепловых и атомных электростанций. М., Энергия, 1980. - 72 с.).

К особенностям этой линии относятся:

1. Отсутствие устройств для подогрева концевых участков рулонов перед сваркой поперечных швов.

Сварка холодных поперечных 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 поперечном шве, подвергающемуся значительным деформациям при формовке спирально-шовных труб из непрерывной полосы.

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 швов и, следовательно, работоспособности спирально-шовных 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, передвижная 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 установленными перед передвижной стыкосварочной установкой устройством для подогрева перед сваркой концевых участков рулонов длиной 150-200 мм, которое кинематически связано со стыкосварочной установкой, 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.

Предлагаемая технологическая линия схематично изображена на чертеже.

Технологическая линия содержит агрегат 1 для обработки поперечных кромок полосы, устройство 2 для подогрева концов рулонов перед сваркой, передвижную стыкосварочную установку 3 для сварки поперечным швом концевых участков рулонов, причем устройство 2 и установка 3 кинематически связаны между собой; 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 до температуры 110-150°С с участка трубы, включающего внутренний поперечный шов плюс 100-300 мм с каждой его стороны, установка 8 для сварки наружных поперечных швов в трубе.

Работает линия следующим способом.

Рулонная полоса поступает в агрегат 1, где производят механическую обработку поперечных кромок, затем в устройство 2, где подогревают токами высокой частоты или иным способом концевые участки рулонов на длине 150-200 мм до температуры 100-200°С, и в передвижной сварочной установке 3 сваривают поперечным швом. Затем в агрегате 4 производят механическую обработку продольных кромок полосы для последующей сварки спиральных швов. Далее в формовочно-сварочном стане 5 производится 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 являются:

- предварительный подогрев перед сваркой поперечных кромок рулонов до температуры 100-200°С, что предотвращает образование 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 в поперечном шве при формовке труб;

- нагрев до температуры 110-150°С поперечного шва и прилегающих к нему участков трубы после ультразвуковой дефектоскопии 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 свариваемых поперечных кромок рулонов 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 вязко-пластические характеристики металла сварных соединений спирально-шовных труб до уровня современных и перспективных требований отечественных и зарубежных стандартов.