Пресс шаговой формовки

Содержание

Введение            5

1. Общая часть           7

1.1. Анализ сортамента производимых труб большого диаметра

 и требования к  ним          7

1.2. Технические требования к исходной заготовке      14

1.3. Анализ технологической схемы производства      17

2. Технологический процесс  формовки трубной заготовки на  прессе 

шаговой формовки          20

2.1. Технологическая схема изгиба на прессе шаговой формовки    20

2.2. Расчет работы и усилия при получении трубной заготовки 1420х48 мм  21

2.3. Проверочный расчет насосов гидропривода      24

2.4. Расчёт плунжерного цилиндра на прочность      25

2.5. Расчёт дифференциального цилиндра на прочность     26

2.6. Выбор количества насосов         29

2.7. Работа гидросистемы         30

2.8. Расчёт выбранного трубопровода        32

2.9. Определение фактического усилия цилиндров      33

3. Основное технологическое  оборудование линии 1420     36

4. Технологическая оснастка  и инструмент пресса шаговой  формовки   39

5. Перевалка технологического  инструмента       40

6. Средства механизации и автоматизации       40

7. Контроль технологических  параметров процесса и продукции    43

7.1 Параметры технологического  процесса формовки трубной 

заготовки на прессе шаговой  формовки       43

7.2 методы пооперационного  и окончательного контроля труб    44

7.3 Технологические пробы  для механических испытаний     45

7.4 Окончательная приёмка         46

8. Отделочные операции          48

9. Организация производства         50

10. Вопросы социального  характера        52

10.1 Анализ потенциально опасных и вредных факторов     52

10.2 Мероприятия по  охране труда, технике безопасности  и 

защите окружающей природной  среды       53

11. Экономика производства         59

Заключение            61

Список литературы          62

 

 

 

Введение

Трубы большого диаметра зарекомендовали себя как отличный способ непрерывной транспортировки больших объёмов сырой нефти, природного газа и воды на большие расстояния. Также трубы большого диаметра используются в химической промышленности, при изготовлении заготовок для производства котельного оборудования и в сфере строительства.

Все более суровые  условия эксплуатации и необходимость  сокращения затрат на последующих этапах обработки продукции обусловливают повышение требований к характеристикам труб большого диаметра.

Кроме того, существует насущная необходимость в использовании  более высококачественных сортов стали, ввиду увеличения сложности процессов добычи и транспортировки природного газа.

Наиболее важными характеристиками труб большого диаметра являются:

- прочность;

- ударная вязкость;

- свариваемость в условиях  стройплощадки;

- стойкость к высокосернистым  веществам;

- геометрическая форма  и соблюдение допусков.

Характеристики материала  обеспечиваются благодаря процессу, сочетающему свойства микросплавной малоуглеродистой стали со сложной термомеханической процедурой прокатки. Геометрическая форма и допуски являются результатом технологического процесса обработки.

Прямошовные трубы большого диаметра, свариваемые дуговой сваркой  под флюсом, широко используются сегодня в самых различных областях. В частности используются:

-трубы из углеродистой  стали для сетевого транспорта  газа, нефти и воды;

-трубы из нержавеющей  стали для химической промышленности;

-(несущие) трубы для  морских сооружений;

-трубы для котлов и другая продукция для специальных сфер применения. На сегодняшний день существует лишь небольшое число промышленных методов изготовления труб большого диаметра из листовой или полосовой стали.

Эти методы отличаются друг от друга, главным образом, технологией формовки. Дальнейший процесс обработки трубы всегда идентичен.

В основе технологии производства труб большого диаметра лежит процесс  формовки, во многом определяющий как  номенклатуру производимой продукции, выбор марки стали, размеры, так  и производительность линии.

Разработанный фирмой "SMS Меег" процесс формовки JCOE, при  котором в качестве основного  агрегата  используется  гибочный пресс, утвердился в последние  годы на  рынке производства сварных  труб большого диаметра. В условиях конкуренции с технологией UOE  (формовкой на U- и О- образных гибочных прессах, сваркой и экспандированием) и с технологией 3-валковой гибки благодаря более высокой степени гибкости, высочайшему качеству и более низким инвестиционным затратам.

 

1. Общая часть

1.1. Анализ сортамента производимых труб большого диаметра и требования к ним

На ТЭСА 1420 производятся сварные прямошовные  трубы диметром 508-1420 мм (толщина стенки 7-50 мм, длина трубы составляет 10-12 м) с одним продольным швом, сварные двухшовные трубы, изготавливаемые из полуцилиндрических трубных заготовок, диаметром от 1020 до 1420 мм (сталь класса прочности К42 – К70), а также трубы наружным диаметром 508 -1422 в соответствии с требованиями Американского нефтяного института API Spec 5L категории прочности В, Х42 – Х80, для сооружения магистральных газопроводов и нефтепроводов, трубопроводов пара и горячей воды, а также, труб сварных электросварных общего назначения из углеродистых и низколегированных сталей.

Таблица 1- Сортамент труб линии 1420.

Класс прочности	Диаметр труб, мм	Категория труб	Толщина стенки труб (мм) при рабочем давлении (МПа)
			5,4	6,3	7,4	8,3	9,8	11,8
К52	1020	III-IV	-	-	11,8	13,8	16,3	19,5
		I-II	10,4	12,1	14,1	16,5	19,5	23,2
		В(КС)	13,0	15,0	17,5	20,4	24,1	28,7
	1220	III-IV	-	12,7	14,8	17,3	20,5	25,5
		I-II	13,0	15,2	17,7	20,6	24,4	30,3
		В(КС)	16,2	18,8	21,9	25,6	30,2	37,4
	1420	III-IV	-	15,4	18,0	21,0	24,9	30,8
		I-II	15,2	18,4	21,5	25,0	29,6	36,7
		В(КС)	18,9	22,9	26,7	31,0	36,6	-
К55	1020	III-IV	-	-	11,1	13,1	15,5	18,4
		I-II	9,8	11,4	13,3	15,6	18,4	22,0
		В(КС)	12,2	14,2	16,5	19,4	22,8	27,2
	1220	III-IV	-	12,0	14,0	16,4	19,4	24,1
		I-II	12,4	14,3	16,7	19,5	23,1	28,7
		В(КС)	15,4	17,8	20,8	24,2	28,6	35,4
	1420	III-IV	-	14,6	17,1	19,9	23,6	29,2
		I-II	14,4	17,5	20,4	23,7	28,1	34,8
		В(КС)	17,9	21,7	25,3	29,4	34,7	-
К60	1020	III-IV	-	-	-	12,0	14,2	17,0
		I-II	-	-	12,2	14,4	17,0	20,2
		В(КС)	11,2	13,0	15,2	17,8	21,0	25,0
	1220	III-IV	-	-	12,9	15,0	17,8	22,2
		I-II	-	13,2	15,4	18,0	21,3	26,4
		В(КС)	14,1	16,4	19,1	22,3	26,3	32,7
	1420	III-IV	-	-	15,7	18,3	21,7	26,9
		I-II	-	16,0	18,7	21,8	25,8	32,0
		В(КС)	16,4	19,9	23,2	27,1	32,0	39,6
К65	1020	III-IV	-	-	-	11,1	13,3	15,7
		I-II	-	-	11,3	13,2	15,7	18,7
		В(КС)	-	12,0	14,1	16,5	19,5	23,2
	1220	III-IV	-	-	11,9	13,9	16,5	20,5
		I-II	-	12,2	14,2	16,6	19,7	24,5
		В(КС)	13,1	15,2	17,7	20,6	24,4	30,3
	1420	III-IV	-	-	14,5	16,9	20,0	24,9
		I-II	-	14,8	17,3	20,2	23,9	29,7
		В(КС)	15,2	18,4	21,5	25,0	29,6	36,7
К80	1020	III-IV	-	-	-	-	-	12,8
		I-II	-	-	-	-	12,8	15,3
		В(КС)	-	-	11,5	13,5	15,9	19,0
	1220	III-IV	-	-	-	-	13,4	16,8
		I-II	-	-	-	13,6	16,1	20,0
		В(КС)	-	12,3	14,4	16,9	19,9	24,8
	1420	III-IV	-	-	-	13,8	16,3	20,3
		I-II	-	-	14,1	16,5	19,5	24,3
		В(КС)	-	15,0	17,5	20,5	24,2	30,1
Примечание - Сталь К80 взята как отечественный аналог перспективной марки стали категории прочности Х100

 

Учитывая наличие в  цехе соответствующих участков, на трубы может быть нанесено антикоррозионное наружное трехслойное полиэтиленовое покрытие, а также внутреннее антикоррозионное или гладкостное покрытие, отвечающее требованиям следующих стандартов:

• ГОСТ Р51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии»
• ТУ 14-ЗР-37-2000 «Трубы стальные электросварные прямошовные диаметром от 102 до 1220 мм с наружным защитным покрытием на основе экструдированного полиэтилена»
• ТУ 14-ЗР-42-2000 «Трубы стальные электросварные диаметром от 102 до 426мм с наружным антикоррозионным полиэтиленовым покрытием для газопроводов»
• ТУ 14-ЗР-43-2000 «Трубы стальные электросварные диаметром от 508 до 1220мм с наружным трехслойным антикоррозионным полиэтиленовым покрытием для магистральных газопроводов»
• ТУ 14-ЗР-61-2002 «Трубы стальные бесшовные электросварные диаметром 102-820 мм с наружным двухслойным защитным покрытием на основе экструдированного полиэтилена»
• международным стандартам DIN 30670, DIN 30678, NFA 49710 и NFA 49711, API 5L.EN 10285.

Технические требования к трубам

Параметры труб, выпускаемых ТЭСА 1420, должны соответствовать требованиям API Spec5L-2000, ISO 3183-2007, DNV, ТУ 14-ЗР-01-93, ТУ 14-3-1573-96, ТУ 15-98, ТУ 100-98 и др.

Отклонение  наружного диаметра (Д_н) корпуса труб от номинальных размеров не должно превышать +2,0 мм.

Отклонение  наружного диаметра концов труб от номинальных размеров на расстоянии не менее 200 мм от их торцов не должно превышать:

• ± 1,5 мм для труб диаметром менее 1020 мм
• ± 1,6 мм для труб диаметром 1020 мм и более.

Разность  фактических диаметров по концам одной и той же трубы не должна превышать 2,4 мм.

Трубы изготавливают  с номинальной толщиной стенки от 7мм до 50мм.

Длина изготавливаемых  труб 10,5-12,4 м.

• Кривизна труб не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины, а общая 
кривизна - 0,1 % длины трубы.

Косина реза не должна превышать 1,6 мм и обеспечивается конструкцией оборудования.

Все швы труб свариваются в три слоя: сплошным технологическим швом в среде защитного газа, внутренним и наружным рабочими швами под флюсом.

Высота усиления наружного  шва должна находиться в пределах:

• 0,5-2,0 мм при стенке включительно до 10 мм
• 0,5-2,5 мм при стенке более 10 мм.

Высота усиления внутреннего  шва не должна превышать:

• не более 20 мм для толщины стенки до 10 мм
• не более 25 мм для толщины стенки 10 - 16мм
• не более 30 мм для толщины стенки свыше 16мм

Ширина усиления сварных  швов должна быть в пределах 25 ± 5 мм.

Смещение  свариваемых кромок не должно превышать 10 % номинальной толщины стенки, но не более 2,0 мм.

Перекрытие  швов не менее 1мм.

Поперечное сечение  трубы должно быть круглым. Отклонение от теоретической окружности по торцам трубы, в том числе и на участках со сварным швом, по дуге периметра трубы с хордой длиной 200 мм не должно превышать 0,15%номинального наружного диаметра трубы, но не более 1,9 мм (в указанную величину не входит фактическое значение высоты усиления сварного шва).

Овальность концов труб (отношение разности между наибольшим и наименьшим диаметром в одном сечении к номинальному диаметру) не должна превышать:

• для тела труб -0,75% от номинального диаметра, но не более 5,0 мм

• для торцев труб -0,75% от номинального диаметра, но не более 5,0 мм

Значение временного сопротивления на продольных образцах должно составлять не менее 95% от гарантированного временного сопротивления на поперечных образцах. Требования к механическим свойствам основного металла и сварного соединения готовых труб устанавливаются техническими условиями на трубы с учетом обеспечения прочностных свойств, представленных в таблице 2.

Трубы должны быть изготовлены из стали с отношением предела текучести к временному сопротивлению основного металла труб не более 0,80 для нормализованной низколегированной стали, 0,85 -для дисперсионно-твердеющей нормализованной стали, 0,90 - для микролегируемой стали контролируемой прокатки.

Таблица 2 - Прочностные свойства труб.

Обозначение стали	К52	К55	К60	Х60	Х65	Х70
Временное сопротивление разрыву, Н/мм2	510-610	540-640	590-690	517-635	531-649	565-683
Предел текучести, Н/мм2	360-460	390-490	480-580	414-534	448-568	483-603