Автореферат (1026273)
Текст из файла
Актуальность работы.В настоящее время реализуется программа проектирования и строительствакрупных российских и межконтинентальных трубопроводных систем длятранспортировки нефти, и газа. Трубопроводы нового поколения – этограндиозные сооружения высокого уровня безопасности, надежностии эффективности. Одним их наиболее важных требований к современнымтрубопроводам является высокая пропускная способность, обусловленнаяувеличенными размерами внутреннего диаметра трубы и использованиемвысокого давления в трубопроводе (9,8 МПа и 11,8 МПа). Такие требованиявызываютнеобходимостьповышениятолщиныстенкитруб,усовершенствование сварочных технологий. Эксплуатация трубопроводав условиях значительных перепадов температур, коррозионного воздействия ит.п., приводят к необходимости применения материалов для трубс повышенными показателями по коррозионной стойкости и по механическимхарактеристикам.Для трубопроводов применяются электросварные трубы, технологияпроизводства которых предусматривает применение листового и рулонногоштрипса и их формовку на трубоэлектросварочных агрегатах.
Тенденцияразвития трубного производства предполагает освоение различных марок сталей,класс прочности которых повышается год от года. Так, наиболеевостребованными сталями для производства высокопрочных труб являютсястали классов прочности К52 – К60, К70, механические свойства которых удаетсядостичь в процессе контролируемой прокатки. Листы и штрипс из этих сталейимеют значения предела прочности 510 - 690 МПа, ударной вязкости 100 – 120Дж/см2, относительного удлинения 22 – 23 %Кроме механических и химических свойств ужесточаются требованияк геометрическим параметрам труб: предельным отклонениям по толщинестенки; точности диаметра концов и диаметра трубы по ее длине, овальности,отклонению профиля поверхности трубы от теоретической окружности в районесварного шва, прямолинейности труб и другие.Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб должнысоответствовать ±1,2 мм, по толщине стенки -0,8...+0,4 мм.
Овальность не должнапревышать 1% от номинального наружного диаметраВ этих условиях перед заводами–производителями труб нефтегазовогосортамента стоит сложная задача: на имеющемся оборудовании освоитьпроизводство труб с разными прочностными показателями. Не менее сложнойзадачей является создание нового формовочного стана, которая не может бытьрешена только с помощью разработки нового рабочего инструмента. Применениена конкретном агрегате валков с новой калибровкой только незначительнорасширит сортамент труб из-за ограничений по энергосиловым параметрамоборудования. Основные же трудности связаны с внедрением новых, постоянносовершенствующихся марок трубных сталей с более жесткими комплексами1прочностных и пластических свойств.
Для устойчивого процесса формованияиз заготовки бездефектной трубы при различных физико-механическихсвойствах материала необходимо правильно организовывать очаг деформации.Объектом исследованияявляется технология и оборудование для производства прямошовныхэлектросварных труб для магистральных трубопроводов, получаемых методомнепрерывной формовки.Предметом исследованияявляетсятехнологияформовкитрубнефтегазовогосортаментана трубоэлектросварочных агрегатах (ТЭСА).Цель диссертационной работы:Совершенствованиепроцессанепрерывнойвалковойформовки,обеспечивающее производство труб из высокопрочных сталей для нефтегазовойотрасли на формовочных станах трубоэлектросварочных комплексов.Для достижения указанной цели в работе решены следующие задачи:Выработаны критерии оценки области применения выбранной технологиии оборудования в зависимости от свойств материала заготовки.Определены рабочие области деформации при формообразовании трубнойзаготовки большого диаметра в зависимости от свойств материала трубы.На основе математической модели и экспериментальных данных проведенанализ влияния технологических параметров на процесс формообразованиятрубной заготовки.
Разработан алгоритм оценки влияния технологическихпараметров на стабильность процесса непрерывной валковой формовки трубнойзаготовки при заданном маршруте.Определеновлияниеконструктивныхпараметровоборудованияна стабильность процесса формовки трубной заготовки. Разработана методикаоценки конструктивного исполнения, существующего или проектируемогооборудования ТЭСА для обеспечения заданной программы производства.Научная новизна.Адаптирована математическая модель непрерывной валковой формовкина базе программного комплекса COPRA@ RF, которая позволяет получитьполную картину процесса формообразования заготовки в трубу с учетом всехосновных технологических и конструктивных параметров.Обозначены допустимые поля напряжений и деформаций, возникающиев процессе формовки, обеспечивающие стабильный технологический процессполучения трубной заготовки и выполнения ее качественной сварки.Выработаны критерии оценки области применения выбранной технологиии оборудования в зависимости от свойств материала заготовки.
Определенарабочая область деформации при формообразовании трубной заготовкибольшого диаметра в зависимости от свойств материала.Представлена логически обоснованная иерархия факторов, влияющихна процесс формообразования трубной заготовки.2Предложена уточненная формула для определения исходной ширины штрипсапри производстве круглых и профильных труб.Предложена уточненная формула для определения минимальной длиныформовочного стана.Впервые предложена методика исследования процесса формоизменениястальных труб в формовочном оборудовании, выполненный по технологии «Cageforming».Практическая значимость и реализация результатов работы.Результаты диссертационной работы внедрены в практическую деятельностьинженерно-технологического центра АО «Выксунский металлургический завод»(ИТЦ АО «ВМЗ») и состоят в следующем:Проведен анализ технологических параметров процесса производства трубдиаметром 530мм и толщиной стенки 10 мм на формовочном станеТЭСА 203 - 530 конструкции ЭЗТМ трубоэлектросварочного цеха №3 с цельювыявления причин возникновения брака при производстве.
Проведеныисследования конструкции формовочного стана 203-530 и предложенырекомендации по реконструкции данного оборудования.Рассчитаны технологические параметры процесса формовки для производстватрубной продукции на формовочном стане 203-530 NAKATA FFX ТЭСЦ №3Скорректирована калибровка валкового инструмента для формовочных становТЭСА 12,7-60, 20-76, 40-133 компании Olimpia (Италия) ТЭСЦ №2.Внесены поправки в расчет исходной ширины штрипса для производствакруглых и профильных труб в ТЭСЦ №2, позволяющие сократить расходы наметалл, с общим положительным экономическим эффектом более 6 млн. рублейв год.Доказана нецелесообразность использования станов с технологией гибкойформовки для массового производства нефтегазопроводных труб, особенно в техслучаях, когда участки гибкой формовки встраиваются в уже действующиепроизводственные комплексы.Авторская методика исследования позволила выявить несоответствиезаявленныхтехническихвозможностейконструкцииформовочногооборудования ТЭСА 355 «ADDA FER MECCANICA» (Италия) и калибровкивалкового инструмента для производства прямошовных сварных труб на заводеООО «Промышленно-Металлургический холдинг «Тагильская Сталь».Апробация работы.Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждалисьнамероприятиях:Всероссийскаянаучно-техническаяконференция«Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии» (Москва, 2010г.); Международный молодежный научный форум-олимпиада МГТУ им.
Н.Э.Баумана, (Москва, 2010 г.); IV Всероссийская конференция молодых ученыхи специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва, 2011 г.); IVмеждународная конференция «Деформация и разрушение материалов3и наноматериалов» DFMN, (Москва, 2011 г.); V Всероссийская конференциямолодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (Москва,2012 г.); Пятая научно-практическая конференция молодых специалистов ОМК(Выкса, 2012 г.); Международная конференция «Технологии и оборудование дляпрокатного производства», (Москва, 2012 г.); 11-ая научно-техническаяконференция «Новые перспективные материалы, оборудование и технологии дляих получения», во время проведения 18-ой Международной промышленнойвыставки «Металл-Эспо’2012» - 1 место (Москва, 2012 г.); IV конференциямолодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий»ФГУП «ЦНИИчермет им.
И.П. Бардина» (Москва, 2012 г.)Методы исследований и достоверность результатовПроцесснепрерывнойвалковойформовкитрубнойзаготовкипо разработанным автором методикам был исследован на промышленномоборудованииАО«Выксунскийметаллургическийзавод»,ОАО«Газпромтрубинвест» (Волгореченский Трубный Завод), ООО «Волгоградскийзавод труб малого диаметра», ОАО «Новосибирский металлургический завод им.Кузьмина», ЗАО "Трубный завод «Профиль-Акрас» им. Макарова В.В.",Нижнетагильский трубный завод «Металлинвест».Основные научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные вдиссертационной работе, имеют теоретическое и практическое обоснование, онине противоречат имеющимся литературным данным.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
