Анализ качества и разработка рекомендаций по выбору режимов формовки трубной заготовки на базе компьютерного моделирования

АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА 9
1.1 Промышленные способы производства сварных труб большого
диаметра 9
1.2 Основные требования к геометрии труб большого диаметра 14
1.3 Анализ возможных видов дефектов сварных труб большого
диаметра 17
2 АНАЛИЗ ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА 27
2.1 Технологические операции участка подготовки листа 27
2.2 Технологические операции участка формовки 30
2.3 Технологические операции участка сварки 37
2.4 Технологические операции участка отделки 38
3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДГИБКИ
КРОМОК ИСХОДНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА 41
3.1 Введение системы допущений и упрощений 42
3.2 Разработка компьютерной модели процесса подгибки кромок
листа 43
3.3 Результаты компьютерного моделирования 46
4 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВКИ 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
Купить

Выгодное географическое расположение России, безмерные нефтяные и газовые залежи, сформированная за длительное время система нефтепроводов и газопроводов с выходом магистралей за рубеж делают ее основным игроком на рынке трубной промышленности.
Современные нефтегазопроводы это высоконагруженные стальные электросварные, преимущественно прямошовные, трубы, работающие в тяжелых условиях под действием высокого внутреннего давления и внешней агрессивной среды. Трудные геологические и климатические условия, высокие требования к надежности труб при эксплуатации предъявляют повышенные требования к их пластическим и прочностным характеристикам.
Требования к характеристикам сталей для труб большого диаметра (ТБД) совершенствуются по мере усложнения условий строительства магистральных трубопроводов [1-2]. К металлу современных сталей предъявляют внушительный перечень требований, зависящий от условий строительства и эксплуатации: химический состав; временное
сопротивление; предел текучести; относительное удлинение; ударная вязкость на образцах с V- образным и U-образным надрезами; доля вязкой составляющей в изломе образцов ИНГ (DWTT); стойкость к водородному растрескиванию; стойкость к сероводородному растрескиванию под напряжением; требования к структуре и параметру трещиностойкости при сварке; величина критического раскрытия трещины CTOD и др. Новышение требований к трубным сталям за последнее время простимулировало металлургов и трубников к разработке более совершенных технологий получения сталей, которые позволяют, как производить стали высоких групп прочности и стали со специальными свойствами, так и эффективней и экономичней производить существующие виды сталей.
При этом необходимо отметить, что в настоящий момент, как для строительства новых магистральных трубопроводов, так и для капитального ремонта существующих газопроводных сетей применяют в большинстве случаев трубы, изготовленные из стали категории прочности К60 и К65. Листовой прокат из стали категории прочности свыше К65 активно разрабатываются на ведущих металлургических заводах мира и в ближайшее время будет представлен на рынке сварных ТБД.
Повышение качества продукции, выпускаемой трубным заводом, выражается и в уменьшении уровня остаточных механических напряжений в готовой трубе, а также в обеспечении труб требуемыми геометрическими размерами после всех технологических операций.
Любой способ изготовления ТБД неизбежно связан с необходимостью упруго-пластического деформирования исходного листового проката и трубы в холодном состоянии на этапах получения трубной заготовки на формовочных прессах и экспандирования готовой трубы на прессе- расширителе.
Таким образом, каждая изготовленная труба имеет некий уровень остаточного напряженно-деформированного состояния, который в свою очередь влияет на геометрические показатели качества трубы: овальность поперечных сечений концов и тела трубы, отклонение тела трубы от номинальных диаметров, продольную кривизну тела трубы, а также прочие геометрические показатели.
Большое влияние на остаточное напряженно-деформированное состояние оказывают операции формовки трубной заготовки из листового проката. Многие показатели качества готовой продукции зависят от качества исполнения операций формовки.
В настоящее время главное отличие технологии производства стальных электросварных прямошовных ТБД заключается в способе получения трубной заготовки из листа. В промышленности используют три основных способа получения трубной заготовки:
1. Способ формовки листа в цилиндрическую заготовку на стане валковороликовой формы, непрерывном валковом стане, либо на вальцах;
2. Способ формовки листа в цилиндрическую заготовку на прессах, так называемый способ UO-образной формовки;
3. Способ формовки листа узким бойком, способ шаговой формовки, также известный как способ JCOE.
Из всех этих способ в последние годы на рынке производства сварных ТБД применяются трубы изготовленные с использованием процесса шаговой формовки. С применением данного способа возможно производство труб для строительства морских трубопроводов, таких как «Северный поток» и «Северный поток 2».
Основные потребители труб большого диаметра в России - компании топливно-энергетического комплекса, такие как Газпром и Транснефть. Потребность этих компаний в ТБД образуется за счет строительства крупных магистральных проектов, а также необходимостью ремонта существующих трубопроводов.
В настоящее время для обеспечения газовой и нефтяной промышленности отечественными ТБД, функционируют 5 крупных трубных заводов, на которые приходится около 85% всего объема выпуска данного вида продукции: Челябинский трубопрокатный завод, Выксунский
металлургический завод, Волжский трубный завод, Ижорский трубный завод, Загорский трубный завод.

Купить