Исследование влияния резьбы на входном конусе валков и угла подачи на образование внутренних плен

Овальность трубы не должна превышать 0,8% от её диаметра. Наружный диаметр и  овальность горячей  трубы с калибровочного стана  ЭЗТМ определяется расточкой валков и температурой нагрева труб в  ПШБ.

Охлаждение валков стана  водой во время калибровки труб должно быть обильным и непрерывным. При  отключении системы охлаждения вода может быть вновь подана на валки  только после их остывания.

Трубы после калибровки по транспортным рольгангам передаются для  охлаждения на двухсекционный холодильник.

 

3.7.Правка труб

 

После калибровки и охлаждения трубы подвергаются правке в зависимости  от типоразмера на одной из двух трубоправильных машин.

Трубы подвергаются повторной  правке, если их кривизна превышает  допустимую.

Точность настройки трубоправильной машины должна обеспечивать прямолинейность труб при правке. Контроль прямолинейности труб осуществляется на участке первичного осмотра с записью результатов проверки в специальный журнал.

В случае выхода валков из строя  или при их износе, не позволяющем  получать качественные трубы, производится внеплановая перевалка.

 

3.8.Дефектоскопия труб

 

Трубы с участка правильных  машин по рольгангу направляются на инспекционные столы № 2 и № 3, перед которыми размещены дефектоскопические установки с механизацией, включающей шагающую балку и колесный рольганг, который обеспечивает вращательно-поступательное перемещение труб под преобразователями  дефектоскопов.

Для дефектоскопии труб применяются:

• магнитные дефектоскопы МД-25/4, размещенные в линиях инспекционных столов № 2 и № 3 участка первичного осмотра труб;
• установка магнитопорошкового контроля с ультразвуковым толщиномером типа УТ-92П, размещенная в линии ремонтно-инспекционного стола № 1 участка первичного осмотра труб.

Магнитные дефектоскопы позволяют  контролировать сплошность наружной поверхности труб со скоростью вращательно-поступательного перемещения их относительно преобразователей до 1,5 м/с.

Режим работы установок –  круглосуточный с перерывом на 0,5 часа после 8 часов непрерывной работы для технического обслуживания.

На трубах, поступивших  на дефектоскопию не должно быть грубых дефектов с выступающими кромками, способных повредить преобразователи.

 

 

4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

 

4.1.Расчёт таблицы прокатки

 

Таблица прокатки рассчитана для нефтепроводной трубы по ГОСТ Р 53383-2009 =325 мм и =8 мм.

Известными величинами являются размеры готовой трубы, поэтому  расчет таблицы прокатки  ведется  против хода технологического  процесса.

Принимаем следующие обозначения:

D₀ - диаметр готовой трубы;

S₀ - толщина стенки готовой трубы;

D_к - диаметр трубы после калибровочного стана;

S_к - толщина стенки трубы после калибровочного стана;

D_п - диаметр трубы после пилигримового стана;

S_п - толщина стенки трубы после пилигримового стана;

D_г - наружный диаметр гильзы;

S_г - толщина стенки гильзы;

D_з - диаметр заготовки;

 - диаметр оправки прошивного стана;

          - диаметр дорна пилигримового стана.

Наружный диаметр горячей  трубы после калибровочного стана:

 

Толщина стенки горячей трубы  после калибровочного стана . Наружный диаметр после пилигримового стана рассчитывают по формуле:

,

где - обжатие трубы по диаметру в калибровочном стане. На СТЗ обжатие принимают . Это сокращает парк валков пилигримового стана.

Толщина стенки после пилигримового стана на СТЗ находится по формуле:

 

Средний диаметр дорна  пильгерстана находят из температурных условий прокатки с учётом его термического расширения:

 

где - температура дорна;

       – коэффициент термического расширения.

 

Диаметр гильзы после прошивного стана на СТЗ рассчитывается по формуле:

,

где - расстояние между валками прошивного стана в пережиме

 

Расстояние между линейками  прошивного стана определяется по формуле:

 

Толщина стенки гильзы на СТЗ  принимается равным . Диаметр оправки рассчитывается по формуле:

,

где - величина раскатки. Применяем равной

 

В ТПЦ №1 из ЭСПЦ поступают  непрерывнолитые заготовки . Коэффициент вытяжки на прошивном стане:

 

Коэффициент вытяжки на пилигримовом стане:

 

Коэффициент вытяжки на калибровочном  стане:

 

Суммарный коэффициент вытяжки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

Таблица прокатки

Размеры готовой трубы, мм			Диаметр заготовки , мм		Прошивной стан
					Размеры гильзы, мм					Расстояние между, мм				Диаметр  оправки , мм		Коэффициент вытяжки
Наружный диаметр	Толщина стенки				Наружный диаметр		Толщина стенки			Валками		Линейками a
325	8		400		443		58			350		385		308		1,79
Пилигримовый стан								Калибровочный стан							Суммарный коэффициент вытяжки
Размеры трубы, мм				Диаметр дорна , мм		Коэффициент вытяжки			Размеры горячей трубы, мм				Коэффициент вытяжки
Наружный диаметр		Толщина стенки							Наружный диаметр		Толщина стенки
336		8,1		317,8		8,41			328,25		8,1		1,02		15,35

 

4.2.Калибровка инструмента прошивного стана

 

4.2.1.Калибровка валка

 

         Диаметр валка в пережиме определяется  из соотношения:

 

где - максимальный диаметр заготовки;

 

         Длина валка принимается равным 

         Конусность валков принимается  с учётом угла раскатки :

• Входной конус: ;
• Выходной конус: .

Чертёж валка изображён  на рис. 4.

 

4.2.2.Калибровка оправки

 

         На основании данных практики  использования в ТПЦ №1, калибровку  оправки примем следующею:

• Диаметр носика оправки ;
• Диаметр рабочей части ;
• Диаметр конуса поперечной раскатки ;
• Диаметр оправки ;
• Длина носика оправки ;
• Длина первой рабочей части ;
• Длина второй рабочей части ;
• Длина конуса поперечной раскатки ;
• Длина цилиндрического пояска ;
• Длина обратного конуса ;
• Угол конусности первой рабочей части ;
• Угол конусности второй рабочей части ;
• Угол конусности конуса поперечной раскатки .

Калибровка оправки изображена на рис. 5

 

4.2.3.Калибровка линейки

 

Уклон рабочей поверхности (угол w₁) на входной стороне линейки примем равным:

w₁ = a₁ + (1…3) = 3 + 2 = 5°.

Уклон рабочей поверхности (угол w₂) на выходной стороне линейки рассчитаем по формуле:

Высота гребня линеек определяется по формуле:

_,

где Н=372 мм – расстояние от оси прошивки до опорной плоскости  линейкодержателя;

         =10 мм – глубина выемки в рабочей поверхности линейки.

 

Высоту линеек на входе  определим по формуле:

Высота линеек на выходе:

Ширина линейки в пережиме находится по формуле:

_;

 

Калибровка линейки изображена на рис. 6.

 

Калибровка валка

Рис. 4

 

Калибровка оправки

Рис.5

Калибровка линейки

Рис.6

4.3.Расчет энергосиловых параметров при прошивке

 

Для определения нагрузки на главный привод рассчитаем энергосиловые  параметры при прошивки гильзы из стали 20 Ø443 мм, S_Г=58 мм из непрерывнолитой заготовки Ø400 мм. Диаметр валка в пережиме D_п=1363 мм, угол подачи β=5,5⁰.

Для определения площади  контактной поверхности разобьём её длину на 10 равных участков (5 в конусе прошивки и 5 в конусе раскатки).

Ширина контактной поверхности  в i-сечении определяется по формуле:

,

где r_i- радиус заготовки в i-сечении , мм;

     - радиус валка в i-сечении , мм;

      x - коэффициент овализации, который равен:

     Dr_i - радиальное обжатие в сечении i(для входного и выходного конуса), определяемое по формулам:

где t_i - шаг винтовой линии в сечении i, мм, который рассчитывается по формуле:

где b=5,5⁰ - угол подачи;

       к=2 - число  валков, шт.; 

       h_т - коэффициент тангенциального скольжения, примем h_т=1;

       l_i - коэффициент вытяжки в i-сечении, рассчитываемый по формуле:

       l_å=1,79 - суммарный коэффициент вытяжки на прошивном стане;

       h_о - коэффициент осевого скольжения. Определим коэффициент осевого скольжения по формуле Пляцковского:

где =0,5 - коэффициент трения;

      - обжатие заготовки перед оправкой. Обжатие перед носиком оправки определим по формуле:

,

Подставив известные значения получим:

.

Определим радиусы валка  и соответствующие радиусы заготовки  в характерных сечениях конуса прошивки.

Найдем радиус валка в  первом сечении R₀ по формуле:

Тогда, радиусы валка в  зоне прошивки можно рассчитать по формуле:

,

где - изменение радиуса валка на участке прошивки, определяется по формуле:

мм.

Определим соответствующие  радиусы заготовки по формуле:

,

где - изменение радиуса заготовки на участке прошивки, определяется по формуле:

  мм.

_{Определим длину прошивной  зоны по формуле:}

Разобьем  на 5 участков:  

.

 

         Пользуясь данной методикой определим ширину контактной поверхности для каждого сечения в конусе прошивки, подставив все известные и найденные значения в перечисленные выше формулы. Результаты расчета приведены в таблице 8.

 

Таблица 8

Таблица результатов расчета 

	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм
0	572,1	200	1	19,94	1,22	33,83
1	594	195	1,05	21,00	1,28	34,09
2	615,8	190	1,11	22,09	1,35	34,33
3	637,7	185	1,17	23,30	1,43	34,56
4	659,6	180	1,23	24,62	1,51	34,78
5	681,5	175	1,44	28,65	5,17	51,87

 

Рассчитаем ширину контактной поверхности в конусе раскатки аналогично.

Найдем радиус валка R₁₀:

Тогда, радиусы валка в  зоне раскатки можно рассчитать по формуле:

,

где - изменение радиуса валка на участке раскатки, определяется по формуле:

Определим соответствующие  радиусы заготовки по формуле:

,

где - изменение радиуса заготовки на участке прошивки, определяется по формуле: