Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНОШОВНЫХ ТРУБ ИЗ ОТДЕЛЬНЫХ ЛИСТОВ

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.