Открытое акционерное общество ”Синарский трубный завод” — одно из крупнейших специализированных предприятий России по производству стальных труб.
Завод, основанный в 1934г. в г. Каменске — Уральском, неоднократно подвергался реконструкции с организацией новых производств и коренным усовершенствованием существующих.
Сегодня современная производственная и технологическая базы позволяют изготавливать трубы различного назначения и сортамента. Качество выпускаемой продукции отвечает всем требованиям российских стандартов и отмечено зарубежными сертификатами Американского института нефти (API) и Германского сертификационного центра TUV.
На оборудовании завода выпускаются:
- все виды труб нефтяного сортамента: бурильные, обсадные, насосно-компрессорные и газонефтепроводные;
- бесшовные углеродистые трубы общего назначения — от капиллярных до диаметра 168 мм;
- трубы для котлов низкого и высокого давления;
- трубы широкого назначения из нержавеющей стали и сплавов на основе титана;
- стальная лента.
ОАО “Синарский трубный завод” является обладателем 18 изобретений. Ноу-хау завода является производство коррозионно-стойких труб нефтяного сортамента, производство насосно-компрессорных труб повышенных групп прочности с термомеханической обработкой, изготовление комбинированных предохранительных деталей к насосно-компрессорным и обсадным трубам, разработка и внедрение высокопрочных резьбовых соединений класса «Премиум»
“Синарский трубный завод” — это современное, надежное динамично развивающееся предприятие. За год заключается свыше трех тысяч договоров на производство и отгрузку заказов более чем по 12 тысячам позиций.
Продукцию «СинТЗ» используют многие нефтегазодобывающие предприятия, машиностроительные и автомобилестроительные заводы, электростанции, строительные и коммунальные организации.
1. Технологическая часть
1.1 Технология производства труб на ТПА- 140
В трубопрокатном цехе №2 прокатка труб осуществляется на агрегате ТПА 140. На рис.1.1 дана схема расположения оборудования ТПА 140. Агрегат (рис. 1.1) включает в свой состав кольцевую нагревательную печь 1 для нагрева заготовок, прошивной стан 2 для прошивки заготовки в гильзу, автомат — стан «тандем», с последовательно расположенными одноручьевыми клетями 3 и 4, для раскатки гильзы в черновую трубу, тёхвалковые обкатные станы 5 для риллингования труб и устранения их поперечной разностенности индукционные подогревательные печи 6, калибровочный стан 7, редукционно — растяжной стан 8,холодильник 9, линию отделки 10.
Классификация оборудования нефтегазоперерабатывающего завода ...
... или вообще отказаться от них. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПО МОНТАЖНЫМ ПРИЗНАКАМ В состав современного нефтегазоперерабатывающего завода (НПЗ и ГПЗ) входят многочисленные установки различного ... различных каталитических процессов, некоторые типы теплообменников, контакторов алкилирования, компрессоров, дымовые трубы и др. Многие аппараты данной группы (ректификационные колонны, реакторы, ...
Рис. 1.1 Схема ТПА 140
Технологический процесс производства труб на ТПА — 140:
1. Подготовка заготовки к прокатке;
2. Резка штанг на мерные длины;
3. Подача заготовки в печь;
4. Нагрев заготовок;
5. Подача заготовки к зацентровщику;
6. Подача заготовки к прошивному стану;
7. Прошивка заготовки в толстостенную гильзу;
8. Передача гильзы на входную сторону стана — тандем;
9 Раскатка гильзы на стане в черновую трубу;
10. Подача труб к обкатным станам;
11. Обкатка труб;
12. Подогрев труб перед редуцированием или калиброванием;
13. Прокатка труб на редукционном или калибровочном стане
14. Охлаждение труб на охладительном столе;
15. Правка на правильном стане;
— Трубная заготовка поступает в цех Т-2 на участок подготовки трубной заготовки УПТЗ из цеха централизованной подготовки заготовки ЦЦПЗ с сертификатом качества. На инспекционном столе осмотра сортировщик-сдатчик производит контроль состояния наружной поверхности заготовки. Оценивается состояние наружной поверхности заготовки путём визуального осмотра без привлечения увеличительных средств. При обнаружении дефектов на поверхности определяется глубина их залегания. Если дефекты находятся за пределами допустимых размеров, их обводят мелом. Диаметр заготовки измеряется не менее трёх раз, в центре заготовки и по концам на расстоянии 150 мм от торца. Производится контроль длины трубной заготовки путём наложения рулетки вдоль её оси. Далее производится контроль кривизны заготовки путём прикладывания туго натянутой лески, шнура с одного конца трубной заготовки до другого со стороны вогнутости и измерение при помощи линейки максимального зазора между заготовкой и леской. Трубную заготовку, прошедшую контроль по качеству поверхности и геометрическим размерам и признанную годной, идентифицируют индексом «ГД»-годная, несоответствующую заготовку идентифицируют индексом «БР»-брак. Идентификация заготовки индексами производится мелом на торцах заготовки. Бракованная заготовка отправляется в изолятор несоответствующей продукции. Годная заготовка режется на мерные длины.
Раскрой заготовки производится с учётом необходимости обеспечения максимально возможной длины готовых труб по заказу после технологической обрезки концов. Расчёта максимальной длины труб после максимальной обрезки концов производится по формуле:
(1.1.)
Lтр. — длина трубы после максимальной обрезки концов;
- Lзаг. — максимально возможная по переделам длина заготовки;
- м? — коэффициент общей вытяжки по агрегату;
- Lобрези — длина максимальной обрезки концов труб.
Расчёт коэффициента общей вытяжки по агрегату производится по формуле :
(1.2.)
Дзаг. — диаметр заготовки;
- Sср. — средняя толщина стенки от общего поля допуска по толщине стенки;
- Дн — диаметр чистовой клети редукционного (калибровочного) стана.
Раскрой заготовки производится на пресс-ножницах «Эрфурт», или на гидравлическом прессе.
1.1.1 Участок горячего проката труб
Кольцевая печь с вращающимся подом предназначена для нагрева заготовок длиной до 3850мм до температур 1200 — 1280°С (в зависимости от марки стали) для последующего проката стальных бесшовных горячедеформированных труб в линии трубопрокатного агрегата 140 (ТПА-140).
Техническая характеристика приведена в табл. 1.1
Таблица 1.1
Техническая характеристика кольцевой печи с вращающимся подом
|
п/п |
Наименование параметра |
Единицы измеренияя |
Значение |
|
|
1 |
Диаметр заготовки |
мм |
от 120 до 156 |
|
|
2 |
Длина заготовки |
мм |
от 1000 до 3850 |
|
|
3 |
Схема посада |
— |
1- и 2- ух рядная |
|
|
4 |
Время нагрева |
мин |
от 52 до 67 |
|
|
5 |
Температура нагрева заготовки |
°С |
от 1200 до 1280 |
|
|
6 |
Температура рабочего пространства |
°С |
от 970 до 1300 |
|
|
7 |
Количество рабочих зон нагрева |
шт |
5 |
|
|
8 |
Диаметр печи |
м |
24.2 |
|
Нагрев заготовки осуществляется в кольцевой печи. Загрузка заготовок в печь осуществляется равномерно по всей активной длине подины печи в один ряд. Расстояние между стенкой печи и торцами заготовок должно быть не менее 300 мм. При однорядном посаде рекомендуется посад заготовки проводить так, чтобы середина заготовки была на оси подины. Расстояние между заготовками определяется по среднему диаметру печи для обеспечения свободного захвата «хоботом» машины выгрузки-загрузки и обеспечения зазора между торцами заготовки у внутренней стены печи. Схема раскладки заготовки приведена на рис. 1.2
Рис. 1.2 Схема раскладки заготовки
l — расстояние между боковыми стенками печи и торцами заготовок,мм.
а — расстояние между заготовками, мм.
Объем загрузки при технически исправной подине приведён в табл. 1.2
Таблица 1.2
Раскладка заготовки в кольцевой печи
|
Диаметр заготовки, мм. |
Длина заготовки, мм. |
Ёмкость печи, шт. |
Производительность печи |
А, мм. |
Угол поворота подины, рад. |
||
|
т/ч |
шт/ч |
||||||
|
120 |
1500-1750 |
179 |
29,5-34,5 |
221-222 |
180 |
1,87 |
|
|
1850-2500 |
223 |
45-61 |
274-275 |
120 |
1,5 |
||
|
2500-3000 |
223 |
61-72 |
275-270 |
120 |
1,5 |
||
|
3000-3500 |
223 |
72-86 |
270 |
120 |
1,5 |
||
|
3500-3800 |
223 |
86-94 |
276 |
120 |
1,5 |
||
|
130 |
1500-1750 |
173 |
31-36 |
276-278 |
180 |
1,94 |
|
|
1850-2500 |
214 |
47-64 |
198-198 |
120 |
1,57 |
||
|
2500-3000 |
214 |
64-77 |
244-246 |
120 |
1,57 |
||
|
3000-3500 |
206 |
74-88 |
246-246 |
130 |
1,63 |
||
|
3500-3800 |
206 |
88-94 |
237-241 |
130 |
1,63 |
||
|
140 |
1500-1750 |
167 |
32,5-37,5 |
241-237 |
180 |
2,01 |
|
|
1850-2500 |
198 |
47-64 |
179-177 |
130 |
1,69 |
||
|
2500-3000 |
198 |
64-76 |
210-212 |
130 |
1,69 |
||
|
3000-3500 |
191 |
74-86 |
212-210 |
140 |
1,75 |
||
|
3500-3800 |
191 |
86-93 |
204-203 |
140 |
1,75 |
||
|
150 |
1500-1720 |
162 |
31,5-36,5 |
151-153 |
180 |
2,07 |
|
|
1850-2500 |
185 |
44-60 |
172-173 |
140 |
1,81 |
||
|
2500-3000 |
185 |
60-72 |
173-173 |
140 |
1,81 |
||
|
3000-3500 |
179 |
69-81 |
165-167 |
150 |
1,87 |
||
|
3500-3800 |
179 |
81-88 |
167-167 |
150 |
1,87 |
||
|
156 |
1850-2500 |
174 |
43-58 |
155-155 |
145 |
1,93 |
|
|
2500-3000 |
174 |
58-69 |
155-153 |
145 |
1,93 |
||
|
3000-3500 |
167 |
69-75 |
153-143 |
155 |
2,01 |
||
|
3500-3800 |
167 |
75-82 |
143-143 |
155 |
2,01 |
||
Операции по загрузке и выгрузке заготовок должны производиться плавно без толчков. Нагрев заготовок в печи производится по указанному в табл. 1.4
Таблица 1.3
Температурный режим кольцевой печи
|
Группа стали |
Температура печи по зонам, °С |
Температура прошивки, °С |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
1 |
1020-1200 |
1140-1240 |
1200-1280 |
1220-1290 |
1230-1290 |
1200-1270 |
|
|
2 |
1020-1190 |
1140-1230 |
1200-1270 |
1220-1290 |
1230-1280 |
1190-1270 |
|
|
3 |
1 020-1150 |
1140-1230 |
2 200-1270 |
2 220-1290 |
1230-1280 |
1190-1270 |
|
В первую группу стали входят стали следующих марок: 10, 10-1, 10-2, 25-2,20,20-1, 20-2,20-3,20ЮЧ, 20ГА, 12ГФ, 16ГФБ, 10Г2, 17ГС, 14Г2Ф, 26Г1Ф, 14Г2, 14Г1Ф, 20А, 20Ф,20ФА, 20ПВ, 20ПКС, 20КТ, 20С, 20К ,17ГСА, 17Г1С.
Во вторую группу входят стали: 30, 30-1, 30Д-1, 35, 45, Д, Д-8, 45ГБ, ДФ, ДБ-А, 30Ф-ПЛ, ДБ, 450Д, 38ХНМ, 38ХМА, 30Г2, 30А, 32Г2, 30Г2С, 12Х8, 40ХН, 40Х, 15ХМ, 15Х5М, 32ХГ1, 32ХГ2, 32ХГЗ, 37ХГ, 37ХГБ, 32ХГ, 30ХМА, 32ХГМА, 25Х1МА, 26ПМФ, 26ХМФА, 26ХМФА-1, 26ХМФА-2, 32ХМА, 32ХМА-1, 32ХМА-2, 32ХМА-3, 30ХГСА, 12Х1МФ, 10Х2М-ВД, 36Г2С, 48Г2Б, 26ХМФ-1, 37ХМФ, 37Г2СФ, 37ХГФ, 37ХГФБ, 38Г2СФ, 37Г2СБ.
В третью группу входят: 09Г2С, 37Г2С, 38Г2С.
Таблица 1.4
Продолжительность нагрева заготовок в печи.
|
Время нагрева при диаметре заготовок, мин. |
|||||
|
120 |
130 |
140 |
150 |
156 |
|
|
48 |
52 |
56 |
64 |
67 |
|
Избыточное давление продуктов сгорания под сводом печи должно быть от 19,6 Па до 39,2 Па (от 2 кг/м2 до 4 кг/м2) При нагреве в печи заготовок различных диаметров или групп марок стали продолжительность нагрева обуславливается тем металлом, время пребывания в печи которого, согласно табл.7, наибольшее. Качественный нагрев обеспечивается равномерным прохождением заготовок всех зон печи от окна загрузки до окна выгрузки.
После нагрева заготовка центруется, и попадает на входную сторону прошивного стана.
1.1.2 Прошивной стан
Прошивной стан с грибовидными валками с индивидуальным приводом предназначен для прошивки заготовки сплошного сечения, предварительно нагретой в кольцевой печи, в полую толстостенную гильзу посредством метода поперечно — винтовой прокатки. Задача заготовки в валки прошивного стана осуществляется при помощи пневматического вталкивателя, зацентровка заготовки перед прошивкой для обеспечения внедрения оправки точно по оси не осуществляется. Техническая характеристика приведена в табл.1.5.
Таблица 1.5
Техническая характеристика прошивного стана
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Единица измерения |
Значение |
|
|
1 |
Тип валков |
— |
грибовидный |
|
|
2 |
Диаметр рабочих валков по пережиму |
мм |
от 850 до 1000 |
|
|
3 |
Материал валков |
— |
сталь 35,45 |
|
|
4 |
Привод валков |
— |
индивидуальный, безредукторный |
|
|
5 |
Тип электродвигателей привода |
— |
постоянного тока |
|
|
6 |
Мощность электродвигателей привода |
кВт |
2х1900 |
|
|
7 |
Частота вращения |
об/мин |
от 0 до 250 |
|
|
8 |
Угол раскатки |
— |
17 |
|
|
9 |
Угол подачи |
— |
от 0 до 20 |
|
|
10 |
Длина стержня |
мм |
11200 |
|
К прошивке допускается только равномерно прогретая до заданной температуры заготовка. Задача заготовки производится плавным движением толкателя без удара о валки. В случае отсутствия захвата повторная задача запрещается.
1.1.3 Станы продольной прокатки
После прошивного стана гильза подвергается раскатке на двух последовательно расположенных станах продольной прокатки труб CПП №1 и CПП №2. Техническая характеристика приведена в табл.1.6.
Таблица 1.6
Техническая характеристика стана продольной прокатки
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Единица измерения |
Значение |
||
|
1 |
Тип станины |
— |
закрытый |
||
|
2 |
Диаметр рабочих валков |
мм |
от585до645 |
||
|
3 |
Материал валков: |
||||
|
3.1 |
СПП-1 |
— |
сталь 60ХГ или чугун ТШХН-42 |
||
|
3.2 |
СПП-2 |
— |
чугун ТШХН-42 |
||
|
4 |
Длина бочки валка |
мм |
300 |
||
|
5 |
Осевая регулировка валков |
мм |
±10 |
||
|
6 |
Ход нажимного винта |
мм |
±50 |
||
|
7 |
Скорость подъема нажимных винтов |
мм/с |
0,14 |
||
|
8 |
Шаг винта УРМ |
мм |
6 |
||
|
9 |
Тип электродвигателя привода |
— |
постоянного тока |
||
|
10 |
Мощность электродвигателя |
кВт |
1900 |
||
|
11 |
Частота вращения электродвигателя |
об/мин |
от 0 до 250 |
||
|
12 |
Длина стержня: |
||||
|
12.1 СПП-1 |
мм |
14600 |
|||
|
12.2 1 СПП-2 |
мм |
16100 |
|||
|
13 |
Материал оправок |
— |
140Х17Л.300Х32НЗФЛ |
||
Задаётся гильза при помощи задающих роликов. Подача гильз к станам продольной прокатки производится без задержек, не допускается их остывание ( температура гильз перед станом №1 должна быть не ниже 1000 0С).
Гильза должна быть ярко красного цвета. В случае длительной задержки и охлаждения гильзы, гильза в станы не задаётся, а выбрасывается в карман.
Перед задачей гильзы в стан внутрь её забрасывается технологическая смазка в количестве 30-50 граммов. Перед задачей черновой трубы в стан продольной прокатки №2, только при необходимости забрасывается технологическая смазка в количестве 30-50 граммов. Технологической смазкой служит поваренная соль.
Кантовка черновых труб перед задачей в стан продольной прокатки труб №2 на 60-90 град. должна производиться поворотной секцией рольганга перед станом или задающими роликами.
Прокатка труб осуществляется с принудительной заменой оправок из стали 140Х17Л для СПП №1 до 50 60 проходов и до 25 проходов для СПП №2. Периодичность замены оправок из чугуна 300Х32Н3ФЛ определяется износом оправки.
1.1.4 Трехвалковые обкатные станы
После раскатки необходима обкатка черновых труб для уменьшения поперечной разностенности и улучшения внутренней поверхности. Обкатка осуществляется на двух обкатных станах с трёх валковой клетью. Станы расположены параллельно друг другу. Техническая характеристика приведена в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Техническая характеристика трехвалкового стана
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Единица измерения |
Значение |
|
|
1 |
Тип станины |
— |
открытый |
|
|
2 |
Диаметр рабочих валков |
мм |
от 570 до 700 |
|
|
3 |
Длина бочки валка |
мм |
550 |
|
|
4 |
Материал валков |
— |
чугун специальный |
|
|
5 |
Частота вращения валков |
об/мин |
0-135-270 |
|
|
6 |
Угол раскатки |
0 |
7 |
|
|
7 |
Угол подачи |
0 |
от 0 до 14 |
|
|
8 |
Передаточное отношение редуктора |
— |
5,71 |
|
|
9 |
Привод валков |
— |
индивидуальный |
|
|
10 |
Мощность электродвигателя |
кВт |
3×250 |
|
|
11 |
Частота вращения валков |
об/ мин |
0-500-1000 |
|
|
12 |
Длина стержня |
мм |
17500 |
|
При обкатке трубы не должны задерживаться перед станом и остывать. Охлаждённые трубы следует сбрасывать в карман.
Перед задачей труб в станы, внутрь труб подается технологическая смазка в количестве от 30 до 50 гр., которая регулируется продолжительностью вдувания. Для сведения к минимуму нецелевых потерь фосфатсодержащих смазок (полифосфата натрия и «Трифом «2000») при вдувании, солонка регулируется следующим образом:
- сопло нацеливается в плане по центру трубы, в верхнюю часть, трубы;
- расстояние от сопла до торца трубы минимизируется.
Прокатка труб производится при непрерывном охлаждении валков водой. При прокатке тонкостенных труб, если труба поступает с пониженной температурой (тёмно красного цвета) подачу охлаждающей воды уменьшают.
При прокате труб с термомеханической обработкой (ТМО), склонных к растрескиванию, толстостенных труб, при малом подъёме по диаметру, прокатку труб производить следующим образом:
- захват осуществлять на оптимальных оборотах главных приводов (500-600 об/мин), позволяющих осуществить нормальный захват труб и максимальную нагрузку по току;
- торможение до выбранной величины оборотов главных приводов (300-400 об/мин) за счёт деформации 200-500 мм переднего конца трубы;
- В случае затруднительного захвата трубы валки сводятся до положения обеспечивающие стабильный захват.
1.1.5 Редукционный и калибровочный станы
После обкатки трубы подвергаются горячей отделке: калиброванию или редуцированию. Калибрование осуществляется на девяти клетьевом калибровочном стане продольной прокатки с двух валковой клетью. Калибровочный стан предназначен для уменьшения наружного диаметра труб, но при этом происходит увеличение толщины стенки. Редуцирование осуществляется на редукционном стане, работающем с натяжением. Натяжение позволяет контролировать толщину стенки, уменьшать или оставлять неизменной, но точность труб по толщине стенки несколько снижается, и образуются утолщенные концы труб. Чем больше степень редуцирования и натяжение, тем больше длина утолщенных концов. Этот стан существенно расширяет сортаментные возможности агрегата.
Техническая характеристика приведена в табл. 1.8.
Таблица 1.8
Техническая характеристика редукционного и калибровочного станов
|
№ п/п |
Наименование параметра |
Единица измерения |
Значение |
||
|
Редукционный стан |
|||||
|
1 |
Тип стана |
— |
2-ух валконый, 20-ти клетьевой |
||
|
2 |
Тип привода |
— |
индивидуальный через шпиндель |
||
|
3 |
Тип клети |
— |
с нерегулируемым положением валков |
||
|
4 |
Диаметр валков |
мм |
330 |
||
|
5 |
Расстояние между осями смежных клетей |
мм |
330 |
||
|
6 |
Мощность двигателя |
кВт |
250 |
||
|
7 |
Частота вращения |
об/мин |
от 200 до 1000 |
||
|
8 |
Передаточные числа редукторов: |
||||
|
8.1 |
1-4 клети |
— |
8.21 |
||
|
8.2 |
5-7 клети |
— |
7.10 |
||
|
8.3 |
8-10 клети |
— |
5,58 |
||
|
8.4 |
11-12 клети |
— |
4,66 |
||
|
8.5 |
13-14 клети |
— |
3,98 |
||
|
8.6 |
15 — 20 клети |
— |
3,35 |
||
|
Калибровочный стан |
|||||
|
9 |
Тип стана |
— |
2-ух валковый, 9-ти клетьевой |
||
|
10 |
Тип привода |
— |
индивидуальный через шпиндель |
||
|
11 |
Тип клети |
— |
с нерегулируемым положением валков |
||
|
12 |
Диаметр валков |
мм |
450 |
||
|
13 |
Расстояние между осями смежных клетей |
мм |
750 |
||
|
14 |
Мощность двигателя |
кВт |
100 |
||
|
15 |
Частота вращения |
об/мин |
от 500 до 1200 |
||
|
16 |
Передаточные числа редукторов: |
||||
|
16.1 |
1 -3 клеть |
— |
13,96 |
||
|
16.2 |
4-9 клеть |
— |
12,38 |
||
Перед горячей отделкой трубы должны быть подогреты до требуемой температуры. Подогрев осуществляется при помощи индукторов, которые установлены перед калибровочным и редукционным станами. Через индуктора проходят трубы диаметром от 128 до 175 мм. Трубы перед калиброванием нагреваются до температуры не менее 8500С. Трубы перед редуцированием нагреваются до температуры не менее 9000С.
После трубы попадают на холодильник, где они охлаждаются и транспортируются к правильным машинам.
1.2 Расчет таблицы прокатки для труб размером 146х7 37ХГФ
Распределение деформации между станами, которые участвуют в формировании готовой трубы, прокатываемой из круглой заготовки, а также размеры обрабатываемой гильзы или трубы на всех стадиях передела определяют производительность всей установки и качество получаемых труб (рис.1.3).
Все эти данные указываются в таблицах прокатки, которые являются основой установленного технологического процесса. В таблицах даны также размеры инструмента, применяемого для изготовления труб, и исходные данные для настройки станов.
При составлении таблиц прокатки необходимо учитывать специфику основного оборудования (конструкцию и прочность отдельных узлов, характеристику двигателей и прочее), калибровку деформирующего инструмента, а также химический состав стали, из которой изготавливают трубы. Точных зависимостей, пригодных для расчёта таблиц для всех случаев, не имеется, но многолетней практикой выработаны определённые закономерности, служащие основой для расчёта.
Рассчитаем таблицу прокатки для трубы размером 146х7 и марки стали 37ХГФ. Расчёт ведётся против технологического хода процесса прокатки.
Рис.1.3 Общая схема формоизменения заготовки
d3-диаметр заготовки;
- Dp-наружный диаметр гильзы;
- dr-внутренний диаметр гильзы;
- S1-толщина стенки гильзы;
- п -диаметр оправки прошивного стана;
- Dа-наружный диаметр трубы после автоматического стана;
- Sa-толщины стенки трубы после автоматического стана;
- дспп1 , дспп2 -диаметр оправки стана СПП для первого и второго станов;
- Dp-наружный диаметр трубы после раскатки в риллинг-стане;
- dp-внутренний диаметр трубы после раскатки в риллинг-стане;
- Sp-толщина стенки трубы после раскатки;
- р -диаметр оправки риллинг-стана;
- Dк-наружный диаметр трубы после калибровки;
- dк-внутренний диаметр трубы после калибровочного стана;
- Sк-толщина стенки трубы после калибровки;
- Dг-наружный диаметр готовой трубы;
- dг-внутренний диаметр готовой трубы;
- Sг-толщина стенки готовой трубы;
- коэффициент вытяжки при прошивке;
- , -коэффициент вытяжки при прокатке в стане СПП1 и СПП2;
- коэффициент вытяжки при прокатке в риллинг-стане;
- коэффициент вытяжки при прокатке в калибровочном стане.
Наружный диаметр трубы после калибрования определяется размером калибров последней пары валков.
Толщина стенки после калибровочного стана должна быть равна толщине стенки готовой трубы, т.е. Sк=So=7 мм.
Величина изменения диаметра при прокатке в калибровочном стане:
где m=2-число работающих клетей калибровочного стана.
Наружный диаметр трубы после обкатного стана:
В процессе риллингования труб раскатываются дефекты и несколько снижается разностенность. Раскатка сопровождается увеличением диаметра и незначительным уменьшением толщины стенки трубы. Увеличение диаметра ADP (подъём) при риллинговании труб показано в табл. 1.9.
Таблица 1.9
Увеличение диаметра трубы при риллинговании
|
ST, мм |
Dp<114 |
121-146 |
152-219 |
245-325 |
|
|
<8 |
4-7 |
5-8 |
6-9 |
— |
|
|
8-15 |
3-5 |
4-6 |
5-7 |
10-13 |
|
|
15-25 |
1-3 |
2-4 |
3-5 |
8-11 |
|
|
>25 |
— |
0-2 |
0-3 |
3-6 |
|
Диаметр оправки обкатного стана выбирают в соответствии с величиной подъема Dp; он должен быть больше внутреннего диаметра трубы после СПП-2 на величину ор (ор=2ч4 мм):
Принимаем р=133 мм.
Внутренний диаметр трубы после обкатного стана берется на 5-10 мм больше диаметра оправки
Толщина стенки трубы после обкатного стана
Толщина стенки трубы после СПП-2
Sспп2= 7,5 мм.
Диаметр оправки СПП-2
Принимаем дспп2=129 мм.
Диаметр оправки СПП-1
дспп1= дспп2+1=129,46+1=130,46 мм.
Принимаем дспп1=130 мм.
Диаметр трубы после СПП-1
Dспп1=149 мм.
Толщина стенки трубы после СПП-1
Sспп1=(Dспп1- дспп1)/2=(149-130,46)/2=9,27 мм.
Толщина стенки гильзы
Sг= Sспп1+Д Sспп1=9,27+3=12,27 мм,
где Д Sспп1-величина обжатия по толщине стенки в СПП-1.
Внутренний диаметр гильзы должен обеспечивать свободное введение оправки и берется на 3-4 мм больше диаметра оправки СПП-1
dг=спп1 +(3..4)=130,46+4=134,46 мм.
Наружный диаметр гильз определяем исходя из величины внутреннего диаметра и толщины стенки:
Dг=dг+2Sг=134,46+2*12,27=159 мм.
Диаметр используемой заготовки Dз=150 мм.
Диаметр оправки прошивного стана выбирается с учетом величины раскатки, т.е. подъема внутреннего диаметра гильзы, составляющего от 3% до 7% от внутреннего диаметра:
п=(0,92…0,97)dг=0,93*134,46=125,05 мм.
Принимаем п=125 мм.
Коэффициент вытяжки прошивного стана
Коэффициент вытяжки на СПП-1
Коэффициент вытяжки на СПП-2
Коэффициент вытяжки на обкатном стане
Коэффициент вытяжки на калибровочном стане
Общий коэффициент вытяжки составляет:
Длина гильзы после прошивного стана
=·=2,0 3,12=6,24 м.
Длина трубы после СПП-1
=
- =7,1 1,44=10,22 м.
Длина трубы после СПП-2
= =10,22 1,26=12,88 м.
Длина гильзы после обкатного стана
=·=10,73 1,29=13,84 м.
Длина трубы после калибровочного стана
=·=14,06 1,02=14,34 м.
Таблица прокатки представлена в табл. 1.10.
Таблица 1.10
Таблица прокатки трубы размером 146Ч7 мм
|
Размер готовых труб, мм |
Диаметр заготовки, мм |
Прошивной стан |
СПП-1 |
СПП-2 |
||||||||||
|
Наружный диаметр |
Толщина стенки |
Размер гильзы, мм |
Диаметр оправки, мм |
Коэффициент вытяжки |
Размеры труб, мм |
Диаметр оправки, мм |
Коэффициент вытяжки |
Размер труб, мм |
Коэффициент вытяжки |
|||||
|
Диаметр |
Толщина стенки |
Диаметр |
Толщина стенки |
Диаметр |
Толщина стенки |
|||||||||
|
146 |
7 |
150 |
158 |
10,8 |
126 |
3,12 |
149 |
7,8 |
133 |
1,44 |
147 |
7,5 |
1,26 |
|
1.3 Калибровка инструмента обкатного стана
1.3.1 Калибровка размеров валка
Диаметр валков риллинг-станов определяют по формуле:
D0=(4,3-4,6)Dmax, где Dmax-максимальный диаметр труб, мм. D0=4,3 175=750mm.
Один валок в комплекте делается на 2-3мм больше по диаметру, чем другой, для того чтобы труба при риллинговании прижималась к линейке
Коническая калибровка валков обкатного стана
Рис.1.4
Длина бочки валка L0=(0,8-0,9)D0; L0=0,8-750=600mm.
В заводской практике пользуются конической калибровкой валков, они аналогичны валкам прошивного стана и представляют собой два усечённых конуса, имеющих одно общее большое основание. Для устойчивого захвата входной конус делают с углом б1=2°, а выходной с углом б2=1о15,-1о30′. Пережим валков, как правило, смещается в сторону входа трубы, поэтому
L1=(0,35-0,40)L0;L,=0,40-600=240мм;
- L2=(0,60-0,65)Lo;
- L2=0,6-600=360mm;
- Угол наклона образующей входного конуса берётся равным 2°, а образующая выходного конуса валка наклонена к оси валка под углом 1015»-1°30′.
1.3.2 Калибровка размеров оправки
Обкатка труб осуществляется в трёхвалковой рабочей клети на короткой неподвижной оправке конической формы (рис.1.5).
Оправка имеет три участка. Длина рабочего (конического) участка должна быть по крайней мере в 1,5-2 раза больше шага подачи. Иногда длину рабочего участка увеличивают:
- l2=(1,3-2,0)дР;
- l2=1,75 90,6=160мм.
Это обеспечивает лучшую раскатку и повышает стойкость оправок.
Рис.1.5 Коническая оправка обкатного стана
Угол конусности оправки делается равным углу выходного конуса валка, то есть в пределах от 1°15′ до 1°30′.
Таблица 1.11
Размеры оправок риллинг-станов
|
др, мм |
L,mm |
12, мм |
13, мм |
11 мм |
г3, мм |
в, град.-мин |
|
|
90,6 |
225 |
162 |
13 |
50 |
25 |
21-30 |
|
1.4 Расчет энергосиловых параметров обкатного стана
Диаметр очага деформации:
- где d=103,2 мм — диаметр трубы в пережиме;
- dспп2=101,6 мм — диаметр после стана продольной прокатки;
- dр=106,6 мм — диаметр после прокатки на рилинг стане.
Ширина контактной поверхности в пережиме:
- где R = 325 мм — радиус валка в пережиме;
- r = 51,6 мм — радиус заготовки в пережиме;
- zп — абсолютное значение отклонения заготовки в пережиме.
zп = |dспп2 — d|= 101,6 — 103,2 = 1,6 мм.
Разделим контактную поверхность на n=2 равных участков длиной .
Сечения:
1) ,
где -коэффициент овализации;
- радиус валка в x-ом сечении;
- радиус заготовки в x-ом сечении.
Радиус валка в конце каждого сечения:
- R1 =324,5 мм;
- R2 =325 мм;
- R3 =324,7 мм;
Постоянство расстояния до оси:
;
;
;
;
Частное обжатие при прокатке сплошной трубной заготовки рассчитывается как разность размеров трубы в соседних сечениях, поэтому:
;
Частное обжатие при прокатке на оправке определяется как разность толщин стенок в двух соседних сечениях, поэтому:
;
Ширина контактной поверхности в сечениях:
1) ;
Общая площадь контактной поверхности:
;
;
- Fист=1.5·F=1,5•500=750 мм2.
Усилие на валки по формуле Прандтля:
;
- P = 30 МПа;
- P = p·Fист = 30·750 =22,5 кН.
Момент прокатки:
- где мм — средняя ширина контактной поверхности;
;
- i — отношение диаметра трубы к диаметру валка i=0,16.
кН·м.
Мощность прокатки:
;
- об/мин;
- кВт.
Заключение
В данном курсовом проекте был представлен сортамент обсадных труб, анализ существующей технологии производства обсадных труб и требования НТД. Также разработан режим обжатия обсадных труб и произведен расчет таблицы прокатки (Таблица прокатки представлена в табл. 1.10.), рассчитаны энергосиловые параметры прокатки обсадных труб.
Библиографический список
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/sinarskiy-trubnyiy-zavod/
Соловейчик П.М. Трубопрокатные агрегаты с автомат — станом.
Данилов Ф.А., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка и прессование труб.
Курсовое проектирование деталей машин/Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. и др.
Потапов И.Н., Коликов А.П., Друян В.М. Теория трубного производства.
