RU2775448C1 - Способ изготовления прямошовной сварной плакированной трубы - Google Patents
Способ изготовления прямошовной сварной плакированной трубы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775448C1 RU2775448C1 RU2021134185A RU2021134185A RU2775448C1 RU 2775448 C1 RU2775448 C1 RU 2775448C1 RU 2021134185 A RU2021134185 A RU 2021134185A RU 2021134185 A RU2021134185 A RU 2021134185A RU 2775448 C1 RU2775448 C1 RU 2775448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- welding
- base layer
- clad
- pipes
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 8
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N Ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N Sodium dichromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 claims description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 2
- 230000001050 lubricating Effects 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 6
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 2
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 2
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- 102200056926 OST4 V23K Human genes 0.000 description 1
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 1
- 102100000672 SMPX Human genes 0.000 description 1
- 108060007673 SMPX Proteins 0.000 description 1
- 101700050571 SUOX Proteins 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 101700022255 V23K Proteins 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- MIMJFNVDBPUTPB-UHFFFAOYSA-N potassium hexacyanoferrate(3-) Chemical compound [K+].[K+].[K+].N#C[Fe-3](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N MIMJFNVDBPUTPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к изготовлению прямошовной сварной плакированной трубы. Осуществляют обработку продольных кромок плакированного стального листа одновременно с обеих сторон методом фрезерования. Осуществляют формовку листов в трубную заготовку методом трехвалковой гибки и дополнительно догибают до заданного радиуса продольные кромки. Осуществляют предварительную сварку базового слоя методом однодуговой автоматической сварки в среде защитного газа технологическим продольным швом по всей длине базового слоя и приваривают технологические планки механизированной дуговой сваркой в среде защитного газа. Осуществляют сварку внутреннего и наружного продольных швов базового слоя многодуговой автоматической сваркой под слоем флюса. Осуществляют наплавку плакирующего продольного шва на внутренний продольный шов базового слоя посредством электрошлаковой наплавки наплавочной лентой. Толщина наплавленного слоя выполнена не менее толщины плакированного слоя. Осуществляют удаление технологических планок и снимают усиление наружного шва. Осуществляют экспандирование полученных труб и их торцовку. В результате повышается стойкость к коррозионному воздействию. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники
Изобретения относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства длинномерных многослойных биметаллических труб.
Уровень техники
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства длинномерных многослойных биметаллических труб большого диаметра для транспортировки углеводородов с повышенным содержанием серы и установке для его осуществления, т.е. к составу оборудования.
В трубном производстве известен способ изготовления сварных труб большого диаметра, включающий формовку трубной заготовки, сварку труб, экспандирование и объемную термическую обработку - закалку с высоким отпуском (SU 450839, 1974 г.).
Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает одинаковых свойств основного металла и сварного соединения, что снижает эксплуатационную надежность труб из-за недостаточного сопротивления хрупкому разрушению (низкие значения ударной вязкости) сварного шва и овализация концов при объемной термической обработке труб, а также не решает проблему предотвращения лавинных разрушений при увеличении мощности трубопроводов для транспортировки углеводородов, что в свою очередь ведет к увеличению толщины стенки труб, к увеличению массы одного погонного метра труб, а следовательно, к значительному росту их стоимости.
Известны способы сварки плакированных материалов (см. "Конструктивные и технологические мероприятия при сварке плакированных материалов в химическом аппаратостроении", перевод с немецкого языка доклада Х. Цюрна и Е. Морах, представленного на конгресс по сварке, Мюнхен, ФРГ, 11-13 сентября 1971 г., стр. 12). В качестве методов сварки здесь в основном применима дуговая сварка металлическим плавящимся электродом в среде защитного газа.
Известен способ многослойной сварки неповоротных стыков труб, преимущественно с принудительным формированием шва (авт. св. N 1639931, МКИ В23К), при котором трубы собирают с технологическим зазором в стыке, осуществляют сварку с принудительным формированием снизу вверх.
Известен способ комбинированной сварки, при котором корневая часть шва выполняется аргонодуговой сваркой с защитой аргоном обратной стороны соединения в процессе выполнения двух первых слоев путем поддува газа к обратной стороне шва, а основная часть шва заваривается ручной дуговой сваркой покрытыми электродами ("Правила и нормы в атомной энергетике", "Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок", "Сварка и наплавка". Основные положения ПН АЭ Г-7-009-89). При подготовке деталей из двухслойных сталей под сварку плакирующий слой на участках, прилегающих к подлежащим сварке кромкам, должен быть удален.
Из известных способов наиболее близким по технической сущности является способ сварки, при котором подготовку кромок осуществляют механическим способом, а сборку стыка и комбинированную сварку стыка с выполнением корневого шва. Затем заваривают оставшееся сечение ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. (ГОСТ 16098-70, "Сварка, пайка и термическая резка металлов", М., "Издательство стандартов", 1976 г., ч. 2, стр. 292).
Сущность изобретения
Задачей предлагаемого технического решения является разработка технологии изготовления биметаллических плакированных труб, позволяющей получить трубы, стойкие к коррозионному воздействию, предназначенные для транспортировки коррозионно-агрессивных сред, таких как углеводороды с примесями CO2, H2S, H2O, присутствие абразивных составляющих.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение стойкости к коррозионному воздействию биметаллических плакированных труб, предназначенных для транспортировки коррозионно-агрессивных сред.
Технический результат заявленного технического решения достигается за счет того, что способ изготовления прямошовной сварной плакированной трубы, включает этапы, на которых изготовляют плакированный стальной лист, состоящий из базового и плакирующего слоя, осуществляют обработку продольных кромок плакированного стального листа одновременно с обеих сторон методом фрезерования, при этом удаляют плакированный слой на расстоянии 5-30 мм от края базового слоя и снимают фаску на плакированном слое под углом 5-60°, причем на базовом слое со стороны плакированного слоя снимают фаску под углом от 20 до 50°, а с противоположной стороны от плакированного слоя снимают фаску под углом 20-45°, осуществляют травление продольных кромок, осуществляют формовку листов в трубную заготовку методом трехвалковой гибки и дополнительно догибают до заданного радиуса продольные кромки, осуществляют предварительную сварку базового слоя методом однодуговой автоматической сварки в среде защитного газа технологического продольного шва по всей длине базового слоя и приваривают технологические планки механизированной дуговой сваркой в среде защитного газа, осуществляют сварку внутреннего продольного шва базового слоя многодуговой автоматической сваркой под слоем флюса за один проход таким образом, что сварной шов начинается и заканчивается на технологических планках, осуществляют сварку наружного продольного шва базового слоя многодуговой автоматической сваркой под слоем флюса за один проход таким образом, что сварной шов начинается и заканчивается на технологических планках, осуществляют визуальный контроль продольного шва, и осуществляют рентгенотелевизионный контроль продольных швов базового слоя по всей длине труб, осуществляют наплавку плакирующего продольного шва на внутренний продольный шов базового слоя посредством электрошлаковой наплавки наплавочной лентой, при этом толщина наплавленного слоя выполнена не менее толщины плакированного слоя, усиление наплавленного слоя составляет 0,0-7,0 мм, а ширина наплавленного слоя на 1,5 мм больше величины разделки, при этом наплавка осуществляется материалами аналогичными по химическому составу с плакированным слоем, при этом содержание легирующих элементов в наплавленном слое не меньше, чем в плакированном слое; осуществляют удаление технологических планок и на расстоянии не менее 150 мм снимают усиление наружного шва до величины 0,0-0,5 мм, осуществляют экспандирование полученных труб с коэффициентом не более 1,5%., производят торцовку труб, при этом снимают фаску на базовом слое под углом от 10° до 50°, и снимают фаску на плакирующем слое под углом от 1° до 5°, и производят обработку поверхности плакированного слоя.
В частном случае реализации заявленного технического решения в качестве плакирующего слоя используют нержавеющую сталь ферритного, аустенитного, мартенситного и смешанных классов, а также используют сплавы на основе никеля.
В частном случае реализации заявленного технического решения в качестве защитного газа при предварительной сварке базового слоя используют СО2.
В частном случае реализации заявленного технического решения изготовляют плакированный стальной лист по технологии горячей пакетной прокатки, или технологии наплавки, или технологии сварки взрывом или порошковой металлургией.
В частном случае реализации заявленного технического решения травление продольных кромок осуществляют 10% водным раствором персульфата аммония.
В частном случае реализации технического решения в качестве базового слоя используют сталь классов прочности К42-К90, различных марок стали, сталь базового слоя в том числе может характеризоваться следующими характеристиками: повышенная хладостойкость, повышенной чистотой по неметаллическим включениям.
В частном случае реализации заявленного технического решения при сварке технологического продольного шва плакированный слой защищают от попадания брызг от сварки.
В частном случае реализации заявленного технического решения обработка поверхности плакированного слоя состоит из этапов, на которых: обезжиривают внутреннюю поверхность трубы, промывают внутреннюю поверхность трубы водой от остатков обезжиривающего раствора, обрабатывают водным кислотным раствором, содержащим до 25% азотной кислоты и до 3% дихромата натрия (Na2Cr2O7)), с выдержкой в течении 30-60 минут, при температуре 18-30°С, промывают внутреннюю поверхность трубы щелочным водным раствором (KOH или NaOH) концентрацией до 6%, промывают внутреннюю поверхность трубы водой, с целью удаления следов реагентной обработки, осуществляют сушку внутренней поверхности трубы.
В частном случае реализации заявленного технического решения экспандирование осуществляют в холодном состоянии по всей длине полученных труб, при этом перед экспандированием трубы промывают внутри водой под высоким давлением и на внутреннюю поверхность трубы наносят эмульсию, смазывающую поверхность, после процесса экспандирования осуществляют промывку внутренней поверхности труб.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 - схема технологического процесса;
Фиг. 2 - геометрические параметры продольной фаски;
Фиг. 3 - геометрические параметры торцевой фаски;
а) вариант выполнения торцевой фаски; б) вариант выполнения торцевой фаски; в) вариант выполнения торцевой фаски;
Фиг. 4 - геометрические параметры наплавки.
На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:
1 - основной металл; 2 - плакирующий слой; 3 наплавка
Раскрытие изобретения
Более подробное описание способа изготовления прямошовной сварной плакированной трубы приведено ниже. Схема технологического процесса производства плакированных труб и последовательность операций приведена на Фиг. 1.
Трубная заготовка изготавливается из плакированного листа.
Плакированный лист-это биметаллический лист, состоящий из слоя нержавеющей стали (CRA), который металлургически связан с базовым слоем из низколегированной стали. Плакирование может связываться путем соединения прокаткой, наплавлением сваркой, путем соединения взрывом, порошковой металлургией либо другим процессом, обеспечивающим металлургическую связь.
Низколегированная сталь для обеспечения эксплуатационных характеристик должна быть спокойной, т.е. полностью раскисленной, полученной выплавкой в кислородном конвертере или электродуговых печах, выплавлена по технологии обеспечивающей формирование мелкозернистой структуры, в горячекатаном состоянии после контролируемой прокатки или контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением после термической обработки.
В качестве базового слоя используется сталь классов прочности К42-К90, различных марок стали, сталь базового слоя в том числе может характеризоваться следующими характеристиками для обеспечения эксплуатационных свойств и надежности: повышенная хладостойкость, повышенной чистотой по неметаллическим включениям.
В качестве плакирующего слоя для обеспечения эксплуатационных характеристик, в частности для обеспечения коррозионной стойкости к воздействию агрессивной среды, и для снижения металлоемкости могут использоваться нержавеющие стали ферритного, аустенитного, мартенситного и смешанных классов а также могут использоваться сплавы на основе никеля.
Листы задаются в производство плакирующим слоем вверх.
Продольные кромки листа обрабатываются методом фрезерования для получения заданной ширины листа и формы фаски.
Обработка продольных кромок осуществляется на кромко-фрезерной установке.
Перед обработкой производится автоматическая центровка и позиционирование листового проката в кромко-фрезерной установке. Зажимные устройства обеспечивают перемещение листового проката в установке фрезеровки кромок, при этом необходимо обеспечить защиту плакирующего слоя от повреждений захватами. Механическая обработка кромок листового проката производится одновременно с обеих сторон. После фрезеровки кромок поверхность листового проката очищается щеткой от остатков стружки.
Геометрические параметры продольной фаски, необходимые для обеспечения бездефектных сварных соединений, приведены на фиг. 2, на котором отмечены следующие параметры:
Параметры α1 и α2 обратно пропорциональны толщине базового слоя металла для обеспечения хорошего формирования сварного соединения. Параметры а, С, α3 прямо пропорциональны толщине базового слоя металла для обеспечения требуемого качества сборки свариваемых кромок. Минимальное значение параметра D позволяет избежать попадания плакирующего слоя в сварные швы базового слоя, тем самым устраняя вероятность образования горячих трещин. Максимальное значение параметра D обусловлено применением наплавочной ленты стандартной ширины для обеспечения наплавки за один проход. Диапазон величин параметра α4 обеспечивает отсутствие дефектов по линии сплавления при проведении электрошлаковой наплавки.
При этом удаляют плакирующий слой на расстоянии 5-30 мм от края базового слоя. Травление продольных кромок проводится 10% водным раствором персульфата аммония. Данный раствор позволяет визуально выявить остатки плакирующего (нержавеющего) слоя. Данная операция проводится с целью контроля полноты удаления нержавеющего слоя после фрезерования для предотвращения образования горячих трещин из-за попадания нержавеющего высоколегированного металла в сварочную ванну при сварке рабочих швов базового слоя.
Осуществляют формовку листов в трубную заготовку и дополнительно загибают до заданного радиуса продольные кромки.
Формовка листов в трубную заготовку осуществляется на трехвалковой листогибочной машине модели RMS-12200-1900/24000-475/700.
Перед формовкой рабочая поверхность валков очищается от окалины, ржавчины для предотвращения загрязнения плакирующего слоя.
После листогибочной машины на трубной заготовке остаются недоформованные участки на продольных кромках, догибка которых производится на машине NABM 20ʺ-56ʺ×35 мм ×70.
Кромки заготовки догибаются с помощью двух роликов. Нижний формующий ролик с вогнутым профилем определяет наружный профиль. Верхний ролик, располагающийся внутри заготовки, определяет внутренний профиль. Размер и профиль роликов определяется диаметром и толщиной стенки труб.
Перед догибкой кромок рабочая поверхность валков очищается от окалины, ржавчины для предотвращения загрязнения плакирующего слоя.
Осуществляют предварительную сварку базового слоя методом однодуговой автоматической сварки в среде защитного газа технологического продольного шва по всей длине базового слоя и приваривают технологические планки механизированной дуговой сваркой в среде защитного газа.
Для сборки заготовки трубы применяется метод однодуговой автоматической сварки в среде защитного газа (GMAW). Сварка в среде защитного газа производится на установке сварки корневого шва.
Технологический шов сваривается по всей длине трубы базового слоя.
При сварке технологического шва плакированный слой трубной заготовки (сектор внутренней поверхности напротив шва) должен быть защищен от попадания брызг от сварки (например, брезентовым полотном).
Дефектные участки технологического шва после зачистки шлифовальной машинкой ремонтируются полуавтоматической сваркой в среде защитного газа с наружной стороны трубы. В случае необходимости ремонта технологического шва с внутренней стороны (например, протеки) абразивный инструмент не использовать, применять перфоратор или пневмозубило, при этом окалина, ржавчина или осколки металла базового слоя не должны попадать на поверхность плакирующего слоя.
Приварка технологических планок осуществляется механизированной дуговой сваркой в среде защитного газа. Планки должны быть изготовлены из углеродистых или низколегированных марок сталей с целью обеспечения требуемой свариваемости с базовым слоем. Планки используются для начала и окончания дуговой сварки под слоем флюса и для начала и окончания электрошлаковой наплавки.
Каждый конец трубной заготовки имеет одну приваренную планку.
При приварке технологических планок плакирующий слой (внутренняя поверхность) трубной заготовки должен быть защищен от механических повреждений (попадания брызг от сварки и абразива шлифовальной машинки).
Осуществляют сварку внутреннего продольного шва базового слоя. Для сварки внутреннего сварного шва базового слоя труб применяется процесс многодуговой процесс автоматической сварки под слоем флюса (SAW).
Ширина внутреннего шва должна быть меньше величины разделки плакированного слоя.
Сварной шов начинается и заканчивается на выводных планках.
Для исключения повреждения плакирующего слоя флюсовая корка и остатки флюса убираются при помощи резиновых или прорезиненных скребков.
Осуществляют сварку наружного продольного шва базового слоя.
Для сварки наружного сварного шва базового слоя труб применяется процесс многодуговой процесс автоматической сварки под слоем флюса (SAW).
Сварной шов начинается и заканчивается на выводных планках.
Осуществляют визуальный осмотр продольного шва.
При проведении визуального осмотра внутреннего и наружного швов выявляется следующее:
- поверхностные трещины;
- поры, свищи, цепочки пор, выходящие на поверхность;
- подрезы глубиной более 0,4 мм;
Трубы, имеющие по результатам осмотра швов дефекты, допустимые к ремонту, подвергаются ремонту зачисткой, сваркой или направляются на перерез.
После проведения ремонта сваркой и рентгенотелевизионного контроля трубы подвергаются повторному визуально - измерительному контролю базового шва.
Осуществляют рентгенотелевизионный контроль продольных швов труб базового слоя. Рентгенотелевизионный контроль 100% продольных швов труб базового слоя проводится по всей длине.
Осуществляют наплавку плакирующего продольного шва на внутренний продольный шов базового слоя.
Для наплавки плакирующего слоя применяется процесс электрошлаковой наплавки ленточным электродом под слоем флюса.
Наплавка начинается и заканчивается на выводных планках.
Необходимо обеспечить геометрические параметры наплавленного слоя в соответствии с фиг. 4, на котором отмечены следующие параметры:
Проведение наплавки ЭШН с обеспечением необходимых геометрических параметров. А именно: толщина наплавленного слоя должна быть не менее толщины плакированного слоя, усиление наплавленного слоя С должно быть в пределах 0-7,0 мм, ширина наплавленного слоя b должна быть на 1,5 мм шире величины разделки а. Наплавка должна производится материалами схожими по химическому составу с плакированным слоем, содержание легирующих элементов в наплавленном слое должно быть не менее чем в плакированном слое. Данное условие необходимо для обеспечения равной коррозионной стойкости плакирующего слоя и наплавленного металла.
Осуществляют удаление технологических планок и снятие усиления сварного шва на концах труб.
Обрезка технологических планок производится ручной плазменной резкой.
Внутренняя поверхность труб (плакирующий слой) при резке должна быть защищена от механических повреждений и брызг защитными экранами.
После обрезки планок производится зачистка грата на обоих торцах трубы.
На концах труб на расстоянии не менее 150 мм должно быть снятое усиление наружного шва до величины 0,0-0,5 мм для обеспечения стыковой сварки труб при монтаже трубопроводов. Выход за границы указанных параметров может привести к неправильной сборке стыков при монтаже из-за смещения свариваемых кромок при установке центраторов на неснятое усиление швов. Снятие высоты усиления производится ручным абразивным инструментом.
После чего осуществляют экспандирование полученных труб.
Трубы подвергаются экспандированию в холодном состоянии по всей длине. Перед экспандированием трубы промываются внутри водой под высоким давлением.
Коэффициент экспандирования должен быть не более 1,5% для обеспечения допустимых остаточных напряжений в теле трубы. В случае экспандирования труб с коэффициентом более 1,5% уровень остаточных напряжений могут привести к снижению надежности и работоспособности труб.
Фактический коэффициент экспандирования Еэ вычисляют по формуле
где:
Ра - фактический наружный периметр трубы после экспандирования;
Pb - фактический наружный периметр трубы до экспандирования;
Еэ - коэффициент экспандирования.
Непосредственно перед каждым шагом раздачи на внутреннюю поверхность трубы наносится эмульсия, которая смазывает поверхность.
После процесса экспандирования производится операция промывки внутренней поверхности труб для удаления остатков экспандерного масла.
В варианте реализации заявленного технического решения экспадирование труб осуществляют перед проведением операции по наплавке плакирующего шва.
Производят торцовку труб.
Торцовка труб проводится на трубоподрезном станке для снятия фаски RFM.
Торцовка труб, предназначенных для отбора проб, не осуществляется.
После операции торцовки внутренняя поверхность должна быть очищена от остатков стружки.
На торцы труб наносится фаска, варианты геометрических параметров которой приведены на фигурах 3 (а - в) и приведены в соответствующих таблицах.
Вариант выполнения фаски в соответствии с Фиг. 3 (а), геометрические параметры которой приведены ниже, применяется для толщин базового слоя более 25 мм:
Вариант выполнения фаски в соответствии с Фиг. 3 (б), геометрические параметры которой приведены ниже, применяется для толщин базового слоя от 15 мм до 25 мм:
Вариант выполнения фаски в соответствии с Фиг. 3 (в), геометрические параметры которой приведены ниже, применяется для толщин базового слоя до 15 мм:
Данная форма фаски позволяет исключить перемешивание базового и плакирующего слоя при сварке кольцевых соединений при монтаже трубопроводов, что минимизирует возникновение горячих трещин.
Затем производят гидравлическое испытание.
Гидравлическое испытание производится на гидротестере HAT 20ʺ-56ʺ×1.375 Х70.
Гидравлическому испытанию подвергается каждая труба по всей длине.
Трубы должны выдерживать давление гидроиспытания без наличия течей.
Давление гидроиспытания рассчитывают по формуле
где
S - минимальная толщина стенки базового слоя, мм;
R - расчетное значение окружных напряжений в стенке трубы, принимаемое равным 95% минимального нормативного предела текучести базового слоя, МПа;
D - номинальный наружный диаметр, мм.
Результат расчета округляют с точностью до 0,1 МПа.
Фактическое давление гидроиспытания не должно превышать минимальное расчетное давление испытания более чем на 5%.
Минимальное время выдержки должно быть не менее 10 секунд после стабилизации давления.
После чего осуществляют обработку поверхности плакированного слоя.
Для обеспечения коррозионной стойкости плакированного слоя производится пассивация - формирование на поверхности металла тонких оксидных или солевых пленок, которые защищают его от внешней коррозии. Такое покрытие препятствует контакту металла с кислородом и агрессивными средами.
При пассивировании поверхности металлических изделий, производится обработка растворами химических соединений, обладающих окислительными свойствами. Нанесение растворов на поверхность осуществляется методами распыления или погружения, с помощью специального оборудования.
Процесс пассивирования трубы состоит из следующих этапов:
1. Обезжиривание внутренней поверхности трубы.
2. Промывка внутренней поверхности трубы водой от остатков обезжиривающего раствора.
3. Обработка водным кислотным раствором (содержащим до 25 масс. % азотной кислоты и до 3 масс. % дихромата натрия (Na2Cr2O7)), с выдержкой в течении 30-60 минут, при температуре 18-30°С. Увеличение концентрации реагентов и температуры ведения процесса оказывают непосредственное влияние на скорость образования защитной пленки, и, как следствие, уменьшая время выдержки. Таким образом коррозионная стойкость обеспечивается оптимальным сочетанием указанных параметров проведения процесса (концентрацией реагентов, температурой, временем выдержки).
4. Промывка внутренней поверхности трубы щелочным водным раствором (KOH или NaOH) концентрацией до 6%, с целью нейтрализации остатков пассивирующих растворов.
5. Промывка внутренней поверхности трубы водой, с целью удаления следов реагентной обработки.
6. Сушка внутренней поверхности трубы.
После проведения технологического процесса проводится оценка качества нанесенного слоя. Для этого используется химический метод: поверхность трубы обрабатывается химическим раствором (например, раствор железосинеродистого калия в азотной кислоте). Процедура дает возможность выявить области некачественной обработки. В области, где полученный слой довольно тонкий или его нет, появляется синий оттенок. Данным методом выборочно проверяют трубы одной партии.
ВАЖНО: процедура проводится сразу после цикла пассивации, т.к. с течением времени на внутреннюю поверхность трубы из воздуха цеха покрытий труб возможно попадание частиц металлической пыли, которая может вступить в реакцию при проведении контроля.
При получении неудовлетворительных результатов труба возвращается на повторную пассивацию.
Claims (32)
1. Способ изготовления прямошовной сварной плакированной трубы, включающий этапы, на которых:
изготавливают плакированный стальной лист, состоящий из базового и плакирующего слоя,
осуществляют обработку продольных кромок плакированного стального листа одновременно с обеих сторон методом фрезерования,
при этом удаляют плакированный слой на расстоянии 5-30 мм от края базового слоя и снимают фаску на плакированном слое под углом 5-60°, причем на базовом слое со стороны плакированного слоя снимают фаску под углом от 20 до 50°, а с противоположной стороны от плакированного слоя снимают фаску под углом 20-45°,
осуществляют травление продольных кромок,
осуществляют формовку листов в трубную заготовку методом трехвалковой гибки и дополнительно догибают до заданного радиуса продольные кромки,
осуществляют предварительную сварку базового слоя методом однодуговой автоматической сварки в среде защитного газа технологическим продольным швом по всей длине базового слоя и приваривают технологические планки механизированной дуговой сваркой в среде защитного газа,
осуществляют сварку внутреннего продольного шва базового слоя многодуговой автоматической сваркой под слоем флюса за один проход таким образом, что сварной шов начинается и заканчивается на технологических планках,
осуществляют сварку наружного продольного шва базового слоя многодуговой автоматической сваркой под слоем флюса за один проход таким образом, что сварной шов начинается и заканчивается на технологических планках,
осуществляют визуальный контроль продольного шва,
и осуществляют рентгенотелевизионный контроль продольных швов базового слоя по всей длине труб,
осуществляют наплавку плакирующего продольного шва на внутренний продольный шов базового слоя посредством электрошлаковой наплавки наплавочной лентой,
при этом толщина наплавленного слоя выполнена не менее толщины плакированного слоя, усиление наплавленного слоя составляет до 7,0 мм, а ширина наплавленного слоя на 1,5 мм больше величины разделки,
при этом наплавку осуществляют материалами, аналогичными по химическому составу с плакированным слоем, при этом содержание легирующих элементов в наплавленном слое не меньше, чем в плакированном слое;
осуществляют удаление технологических планок и на расстоянии не менее 150 мм снимают усиление наружного шва до 0,5 мм,
осуществляют экспандирование полученных труб с коэффициентом не более 1,5%,
производят торцовку труб, при этом снимают фаску на базовом слое под углом от 10 до 50°, и снимают фаску на плакирующем слое под углом от 1 до 5°,
и производят обработку поверхности плакированного слоя.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве плакирующего слоя используют нержавеющую сталь ферритного, аустенитного, мартенситного и смешанных классов, а также используют сплавы на основе никеля.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного газа при предварительной сварке базового слоя используют СО2.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготавливают плакированный стальной лист по технологии горячей пакетной прокатки, или технологии наплавки, или технологии сварки взрывом, или порошковой металлургией.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что травление продольных кромок осуществляют 10% водным раствором персульфата аммония.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве базового слоя используют сталь классов прочности К42-К90 различных марок стали, сталь базового слоя в том числе может характеризоваться следующими характеристиками: повышенная хладостойкость, повышенная чистота по неметаллическим включениям.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке технологического продольного шва плакированный слой защищают от попадания брызг от сварки.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработка поверхности плакированного слоя состоит из этапов, на которых:
обезжиривают внутреннюю поверхность трубы,
промывают внутреннюю поверхность трубы водой от остатков обезжиривающего раствора,
обрабатывают водным кислотным раствором, содержащим до 25 мас.% азотной кислоты и до 3 мас.% дихромата натрия (Na2Cr2O7), с выдержкой в течение 30-60 минут, при температуре 18-30°С,
промывают внутреннюю поверхность трубы щелочным водным раствором KOH или NaOH концентрацией до 6%,
промывают внутреннюю поверхность трубы водой с целью удаления следов реагентной обработки,
осуществляют сушку внутренней поверхности трубы.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что экспандирование осуществляют в холодном состоянии по всей длине полученных труб, при этом перед экспандированием трубы промывают внутри водой под высоким давлением и на внутреннюю поверхность трубы наносят эмульсию, смазывающую поверхность, а после процесса экспандирования осуществляют промывку внутренней поверхности труб.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775448C1 true RU2775448C1 (ru) | 2022-06-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791999C1 (ru) * | 2022-09-15 | 2023-03-15 | Рустем Фаилович Шарифуллин | Способ изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1639931A1 (ru) * | 1988-06-06 | 1991-04-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ многослойной сварки неповоротных стыков труб преимущественно с принудительным формированием шва |
WO2016143271A1 (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Jfeスチール株式会社 | 電縫溶接ステンレスクラッド鋼管およびその製造方法 |
RU2688350C1 (ru) * | 2018-04-28 | 2019-05-21 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки с напылением стальных плакированных труб |
RU2759272C1 (ru) * | 2021-01-14 | 2021-11-11 | Акционерное общество "Атомэнергоремонт" | Способ односторонней сварки трубопроводов Ду 800 контура многократной принудительной циркуляции энергоблоков с реакторной установкой РБМК-1000 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1639931A1 (ru) * | 1988-06-06 | 1991-04-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ многослойной сварки неповоротных стыков труб преимущественно с принудительным формированием шва |
WO2016143271A1 (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Jfeスチール株式会社 | 電縫溶接ステンレスクラッド鋼管およびその製造方法 |
RU2688350C1 (ru) * | 2018-04-28 | 2019-05-21 | Публичное акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ПАО "ЧТПЗ") | Способ гибридной лазерно-дуговой сварки с напылением стальных плакированных труб |
RU2759272C1 (ru) * | 2021-01-14 | 2021-11-11 | Акционерное общество "Атомэнергоремонт" | Способ односторонней сварки трубопроводов Ду 800 контура многократной принудительной циркуляции энергоблоков с реакторной установкой РБМК-1000 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791999C1 (ru) * | 2022-09-15 | 2023-03-15 | Рустем Фаилович Шарифуллин | Способ изготовления электросварных прямошовных труб большого диаметра |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2258493B1 (en) | Welded steel pipe welded with a high energy density beam, and a manufacturing method therefor | |
CN101927390A (zh) | 金属薄壁复层与基层的复合管环焊缝焊接方法 | |
CN109623099A (zh) | 螺旋叶片耐磨层合金堆焊工艺 | |
CN106624405A (zh) | 核电站蒸汽发生器管板及管孔损伤修复方法及系统 | |
CN102886589B (zh) | 耐腐蚀合金材料蒙乃尔400的焊接工艺 | |
JPS5921711B2 (ja) | ステンレス鋼材の溶接方法 | |
CN106514029A (zh) | 长管端部堆焊的方法 | |
RU2775448C1 (ru) | Способ изготовления прямошовной сварной плакированной трубы | |
JP2013158774A (ja) | 溶接施工方法及び溶接接合構造並びにステンレス鋼溶接構造物 | |
JP4660875B2 (ja) | Rpvノズル取合部材の取替え工法 | |
Shuaib et al. | Friction stir seal welding (FSSW) tube-tubesheet joints made of steel | |
JP4929096B2 (ja) | 配管の肉盛溶接方法 | |
CN102500886A (zh) | 高强镍铁铬合金与铬镍不锈钢板焊接方法及多晶硅冷氢化反应器制备的应用 | |
JP3182672B2 (ja) | クラッド鋼管の内面溶接方法 | |
JPH09168878A (ja) | 2相ステンレス溶接鋼管の製造方法 | |
CN112122884A (zh) | 一种双相不锈钢非标罐体的施工方法 | |
JP2007210023A (ja) | 溶接部脆化割れ特性に優れた高強度溶接鋼管 | |
KR102214407B1 (ko) | 조선해양플랜트용 극저온용 고망간 saw강관의 제조방법 및 그에 따른 조선해양플랜트용 극저온용 고망간 saw강관 | |
CN112439982A (zh) | 一种耐蚀合金复合管的x型坡口焊接工艺 | |
JP4026554B2 (ja) | 低炭素ステンレス鋼管の配管溶接継手とその製造方法 | |
JP2005023354A (ja) | 低炭素ステンレス鋼管の配管溶接継手とその製造方法 | |
RU2668623C1 (ru) | Способ устранения дефекта сварного шва трубной сформованной заготовки, выполненного с использованием лазера | |
CN110666313A (zh) | 一种海洋工程装备厚壁梁柱焊接工艺 | |
CN110842383A (zh) | 一种防止铝合金焊接结构件端面腐蚀开裂的方法 | |
RU2668621C1 (ru) | Способ устранения дефекта сварного шва трубной сформованной заготовки, выполненного с использованием лазера |