Содержание

Введение. 2

1 Общая часть. 3

1.1 Обоснование темы курсового проекта. 3

1.2 Назначение ТЭСА.. 3

1.3 Описание технологического процесса ТЭСА.. 5

1.4 Описание основного технологического оборудования. 11

1.5 Возможные виды дефектов и способы их устранения. 19

1.6 Основные способы контроля дефектов. 19

2 Расчётная часть. 21

2.1 Расчёт калибровки трубы.. 21

2.2 Расчёт баланса времени работы оборудования. 29

2.3 Баланс металла. 29

2.4 Расчёт пропускной способности основного оборудования. 30

2.5 Расчёт годового объема производства. 32

Введение

Выксунский металлургический завод - один из старейших центров металлургической промышленности России - основан в 1757 году.

Сегодня ВМЗ - крупнейший отечественный производитель электросварных прямошовных труб различного диаметра для добычи и транспортировки нефти и газа, строительства, жилищно-коммунальной сферы. 

Предприятие располагает крупнейшим комплексом по выпуску цельнокатаных железнодорожных колес для пассажирских и грузовых вагонов, локомотивов, поездов метрополитена.

ВМЗ является одним из наиболее технически оснащенных и модернизированных металлургических предприятий в России. Технологии и оборудование завода соответствуют самым высоким международным стандартам. Высокое качество продукции подтверждено многочисленными российскими и зарубежными сертификатами. Достижения ВМЗ отмечены престижными премиями и наградами.

1 Общая часть

1.1  Обоснование темы курсового проекта

Для курсового проекта мной была взята тема установка кромкофрезерного станка ТЭСА.

Установка фрезерного станка типа BFMK 160/1100 AC необходима для модернизации линии в комплексе. Устанавливается после накопителя полосы и служит для обработки кромок фрезами под сварной шов.

На каждый сортамент труб необходимо иметь  сменный инструмент

Цена кромкофрезерного станка составляет 18700000 руб.

1.2  Назначение ТЭСА

ТЭСА - трубоэлектросварочный стан, предназначен для непрерывного производства труб, обладающий возможностью автоматического регулирования процесса сварки. В его состав так же входят: участок термообработки труб где возможно проводить любые виды термической обработки: отпуск, нормализацию, закалку и закалку с отпуском; два участка отделки труб, оснащенные полным комплексом средств неразрушающего контроля: УЗК шва, УЗК тела, УЗК концов труб.

Сортамент выпускаемой продукции на ТЭСЦ -3

Таблица 1 – Сортамент труб

1.3 Описание технологического процесса ТЭСА

Технологический процесс изготовления труб включает следующие этапы:

- складирование рулонов;

- подготовка рулонного проката к задаче в производство;

- задача рулонов в производство;

- размотка рулонов;

- правка рулонного проката;

- подготовка концов рулонного проката к сварке;

- сварки концов рулонов;

- создание запаса (накопление) рулонного проката или штрипса;

- фрезерование боковых кромок рулонного проката или штрипса;

- формовка (предварительная и окончательная) трубной заготовки;

- сварка труб;

- удаление наружного грата;

- удаление внутреннего грата;

- неразрушающий (технологический) контроль сварного шва;

- локальная термообработка сварного шва труб (ЛТО);

- калибровка труб;

- разрезка труб;

- маркировка труб.

Разгрузка рулонов из вагонов или с платформ, или с автомобильного транспорта производится электромостовым краном с применением автоматических клещей или скобы, или других приспособлений, утвержденных в установленном порядке.

Поступающие в цех рулоны «на образующую» складируются на складе рулонов в пролете А-Б с применением специальных упоров. Рулоны, поступающие в цех «на торец», переворачиваются с помощью кантователя рулонов «на образующую» и складируются на складе рулонов в пролете А-Б с применением специальных упоров.

Предназначенные для задачи в производство рулоны, со склада рулонов передаются на площадку осмотра рулонов для проведения визуального осмотра и удаления упаковочной ленты осевой упаковки, а затем рулоны с помощью электромостового крана укладываются на приемный стеллаж загрузочного устройства, расположенного в пролете А-Б (на стеллаж может укладываться до трех рулонов массой до 36 т).

В случае нарушения упаковки, «распушенные» рулоны задаются с помощью электромостового крана с применением скобы, электромеханических клещей или цепных строп.

Из магазина приемного стеллажа рулоны поочередно передаются загрузочной тележкой в разматыватель, где осуществляется центрирование рулона, обрыв радиальной упаковки и ее удаление вручную, размотка рулона, подгибка переднего конца полосы и подача ее, с помощью трайбаппарата в листоправильную машину.

После правки, центрирования и измерения ширины полосы осуществляется отрезка переднего и заднего концов рулонов на листовых ножницах.

После подготовки концов рулонов осуществляется сварка поперечного стыка. Сварка осуществляется с помощью автоматической сварочной установки, дуговой сваркой плавящимся электродом проволокой в среде инертного защитного газа.

После сварки концов рулонов непрерывная полоса поступает в кантователь, полоса переводится в вертикальное положение и поступает в спиральный накопитель, расположенный в пролете Б-В.

После накопителя полоса поступает в кантователь полосы, переводится в горизонтальное положение, предварительно центрируется с помощью центрирующего устройства и направляется в тянущую клеть № 1.

Далее полоса поступает в кромкофрезерный станок, где осуществляется обработка кромок фрезами, а затем, после обработки кромок, полоса поступает в стан предварительной и окончательной формовки.

Сформованная трубная заготовка проходит в шовонаправляющую клеть и поступает в сварочную установку и сварочную клеть. Нагрев кромок заготовки и сварка продольного сварного шва осуществляется с помощью высокочастотного генератора с индукционным подводом энергии.

После сварки продольного шва наружный и внутренний грат удаляется с помощью гратоснимателей. После удаления наружного и внутреннего грата сваренная непрерывная заготовка поступает в гладильную клеть.

Далее сварное соединение подвергается автоматизированному технологическому ультразвуковому контролю на наличие дефектов в сварном соединении и околошовной зоне.

Наружная и внутренняя поверхности сварного шва подвергаются автоматизированному ультразвуковому контролю с помощью ультразвуковой системы визуализации профиля сварного шва.

Далее непрерывная заготовка поступает в неприводную поддерживающую клеть № 1 и установку локальной термообработки (ЛТО) сварного шва.

После ЛТО непрерывная заготовка поступает в неприводную клеть № 2, на неприводной транспортный рольганг, в неприводную поддерживающую клеть № 3, водяной спрейер, стабилизирующую клеть и калибровочно-правильный стан.

После калибровки и правки трубы круглого и профильного сечения поступают на трубоотрезной станок, где осуществляется разрезка труб на мерные длины.

После разрезки трубы поступают на универсальный транспортный рольганг и на установку маркировки труб.

После нанесения маркировки трубы транспортируются до стационарного упора и перекладываются с помощью перекладывателя на установку промывки, где осуществляется промывка внутренней полости трубы  от остатков внутреннего грата. С установки промывки трубы, с помощью перекладывателя, передаются на поперечный транспортер передачи труб.

Профильные трубы, предназначенные для выполнения операции проверки геометрических параметров и вырезки образцов для проведения механических испытаний, с поперечного транспортера перекладываются с помощью перекладывателя на стационарный рольганг и перемещаются по рольгангу до упора.

Обрезка концов труб, предназначенных для изготовления образцов, осуществляется с помощью ленточной пилы, установленной в линии транспортных рольгангов.

Трубы профильного сечения, имеющие недопустимые дефекты, сбрасываются с помощью перекладывателя с линии транспортных рольгангов, в карман дефектных труб для последующей их утилизации.

Трубы, предназначенные для передачи в линию отделки, укладываются с помощью перекладчика с транспортера на линию транспортных рольгангов.

Трубы профильного сечения с линии транспортных рольгангов с помощью перекладчика укладываются на транспортер передачи в пролет В-Г.

С транспортера трубы профильного сечения передаются на оборудование линии, предназначенной для набора, упаковки и взвешивания профильных труб. Линия упаковки имеет возможность упаковки также труб круглого сечения.

Трубы круглого сечения с линии отделки транспортируются по линии транспортных рольгангов, расположенных в пролете В-Г вдоль ряда В. При подходе труб к линии упаковки, секция транспортного рольганга поднимается, трубы транспортируются в зону поперечного транспортера линии упаковки, останавливаются и передаются с помощью транспортера на упаковку.

Трубы круглого сечения, предназначенные для передачи на линии отделки, передаются вдоль ряда В транспортным рольгангом до стационарного упора, а затем, с помощью перекладывателя укладываются на поперечный транспортер, где также осуществляется визуальный контроль внутренней поверхности на наличие не доснятого внутреннего грата и видимых дефектов металла. С поперечного транспортера трубы передаются на линию транспортных рольгангов вдоль ряда Б и далее на торцеподрезные станки линии отделки, либо на участок ремонта труб для отрезки дефектных участков, зачистки дефектов и доснятия  остатков внутреннего грата.

Трубы круглого сечения, предназначенные для термообработки, с линии рольгангов вдоль ряда Б передаются с помощью перекладывателя на поперечный транспортер передачи труб в пролет А, укладываются на линию транспортных рольгангов вдоль ряда Б пролета А-Б.

Трубы транспортируются по линии транспортных рольгангов до стационарного упора, с помощью перекладывателя укладываются на поперечный транспортер и транспортируются до ряда А. С поперечного транспортера трубы укладываются поштучно на линию транспортных рольгангов и транспортируются вдоль ряда А на участок термообработки труб для задачи их в проходную печь или складируются на буферном складе I пролета.

Трубы, предназначенные для отрезки стыков, для вырезки проб, а также трубы с отметками АУЗК и трубы, не прошедшие режим ЛТО сварного шва, передаются с помощью перекладывателя на поперечный транспортер № 1 передачи труб из пролета Б-В в пролет А-Б, проходят промывку внутренней поверхности от остатков внутреннего грата и передаются на ремонтный участок I пролета. С поперечного транспортера № 1 трубы с помощью перекладывателя укладываются на линию транспортных рольгангов поштучно, труба после укладки поднимается на подъемно-поворотных роликах, подвергается  осмотру, отметке участка трубы, предназначенного для отрезки.

Отрезка патрубка осуществляется с помощью плазменной резки.

Патрубки с помощью кран-балки вывозятся в зону работы электромостового крана для транспортировки их в вагон местного парка, предназначенного для металлического лома.

Трубы после ремонта (отрезки недопустимых дефектных участков), предназначенные для передачи в линию отделки, передаются с помощью перекладывателя на поперечный транспортер № 2 и далее, с помощью перекладывателя передаются на транспортер № 3, далее поштучно - на линию универсальных транспортных рольгангов ряда В, после чего на транспортер № 4 и далее поштучно – на линию рольганга ряда Б II пролета для последующей передачи их на линии отделки.

Трубы, не прошедшие режим ЛТО сварного шва, передаются с помощью перекладывателей с линии универсальных транспортных рольгангов на поперечный транспортер участка отрезки стыков, вырезки проб и перепроверки участков, отмеченных АУЗК шва в линии стана.

Трубы, не прошедшие режим ЛТО сварного шва, после осмотра передаются по транспортному рольгангу вдоль ряда Б пролета А-Б для передачи труб на участок объемной термообработки труб для последующей объемной термообработки.

Трубы, предназначенные для объемного термоупрочнения (закалка и отпуск), передаются на участок объемной термообработки (ОТО) ТЭСЦ № 3 в соответствии с технологической инструкцией ТИ 153-ТР.ТС-04.

1.4 Описание основного технологического оборудования

   Таблица 2 – основное технологическое оборудование ТЭСЦ 3

 

1.5 Возможные виды дефектов и способы их устранения

            На кромкофрезерном станке, при неправильной настройке режущих фрез или установки изношенного инструмента реза может образоваться:

- остатки металла, имеющие острые края в виде волосин или острых выступов не удалённых в процессе обработки кромок на трубе

1.6 Основные способы контроля дефектов

Основными способами контроля дефектов служит проверка трубных заготовок на следующих агрегатах:

Контроль качества сварного шва и околошовной зоны труб автоматическим ультразвуковым дефектоскопом УЗДСШ-3, установленным на линии отделки труб № 2 (Коломенская), после гидроиспытания.

Контроль качества продольных сварных швов на расстоянии около 60 мм с каждого конца трубы ультразвуковым дефектоскопом УЗДКТ-3, установленным на линии отделки труб № 2 (Коломенская), после гидроиспытания.

Контроль качества сварного шва и околошовной зоны труб автоматическим ультразвуковым дефектоскопом КДСШ-3 фирмы «Karl Deutsch», установленным на участке линии отделки труб № 1 (SMS Meer), после гидроиспытания.

Контроль качества основного металла труб автоматическим ультразвуковым дефектоскопом КДТТ-3 фирмы «Karl Deutsch», установленным на участке линии отделки труб № 1 (SMS Meer), после гидроиспытания.

Контроль качества основного металла и сварного шва на расстоянии около 60 мм с каждого конца трубы ультразвуковым дефектоскопом КДКТ-3 фирмы «Karl Deutsch», установленным на участке линии отделки труб № 1 (SMS Meer), после гидроиспытания.

Перепроверка сварных соединений и околошовной зоны труб, забракованных дефектоскопами, установленными в линии ТЭСА 203-530, на линии отделки труб № 2 (Коломенская) или линии отделки труб № 1 (SMS Meer) (имеющих отметки дефектоскопа), но выдержавших испытание гидравлическим давлением, с помощью ручных ультразвуковых дефектоскопов А1212 «МАСТЕР», УДЦ-201-П, установленных на инспекционных решетках. Контроль осуществляется в пределах отметки дефектоскопа, указывающей место расположения дефекта.

Также контроль качества производится за счёт использования гидроиспытаний труб, проверки выдержки труб на разрыв и их герметичности.

  2 Расчётная часть

2.1 Расчёт калибровки трубы

D_Т = 219 мм.; S_Т = 8 мм.

Припуск на обжатие:

В формовочном стане ∆Вф = 5мм;

В калибровочном стане ∆Вк = 3,5мм;

Припуск на сварку ∆Вс = 3мм;

S_Ш1 = 90 мм.

S_Ш2 = 45 мм.

S_Ш3 =22 мм.

2.1.1 Определение ширины исходной ленты В_л, мм, вычисляется по формуле

2.1.2 Радиус формовки кромки ленты , мм, вычисляют по формуле

                                                   

2.1.3 Длина центрального участка ленты В_α мм, вычисляется по формуле

2.1.4 Радиус центрального участка формовки R_i мм, вычисляется по

формуле

 где n _0.5 – порядковый номер клети, в которой отношение ;

2.1.5 Радиус центрального участка формовки R_Bi мм, вычисляется по формуле

2.1.6 Радиус центрального участка ленты нижнего валка , мм,

вычисляют по формуле

2.1.7 Центральный угол формовки α_i, рад, вычисляется по формуле

;

;

2.1.8 Угол изгиба ленты φ_i, рад вычисляется по формуле

;

;

;

2.1.9 Радиус формовки нижнего и верхнего валков

2.1.9.1 Радиусы верхних валков , мм, вычисляют по формуле

2.1.9.2 Радиусы нижних валков, мм, вычисляют по формуле

2.1.10 Ширина нижних валковВ_н,  мм, вычисляется по формуле

В_н1=

В_н2=

В_н3=

В_н4=

В_н5=

В_н6=

В_н7=

                                   ;

;

;

;

;

;

;

;

;

Ширина верхних валковB_в  мм, вычисляется по формуле

;

2.1.11 Калибры с разрезной шайбой

Радиус валков с разрезной шайбой R_i, мм, вычисляется по формуле

2.1.12 Угол формовки для калибров с разрезной шайбой φ_i, рад, вычисляется по формуле

;

;

;

;

2.1.12.1 Ширина верхнего и нижнего валка B_в и B_н, мм, рассчитывается по формуле

;

;

;

    Таблица № 3

 

2.2 Расчёт баланса времени работы оборудования

 Таблица 4- Баланс времени работы оборудования

2.3 Баланс металла

 Таблица 5 – Баланс металла

Приход	Количество	%	Расход	Количество	%
Листовая сталь	1,0456	100	Лом негабаритный	0,0366	4,18
			Стружка витковая	0,0011	0,095
			Грат	0,004	0,342
			Окалина	0,001	0,095
			Брак	0,0027	0,27
			Готовая труба	1	95,03
Итого	1,0456	100	Итого	1,0456	100

2.4 Расчёт пропускной способности основного оборудования

2.4.1 Расчёт пропускной способности оборудования

2.4.1.1 Производительность сварочной машинывычисляется по формуле

;

где Qшт – масса штрипса = 10,632 т;

q – масса 1 м готовой трубы = 0,041;

;

2.4.1.2 Производительность петлеобразователя А _петл. т/ч, вычисляется по формуле

                                                           ;

Определяем время размотки, одного рулона Tр сек., вычисляется по формуле

;

;

= 250 ;

2.4.1.3 Производительность формовочного стана А_фc, т/ч, вычисляется по формуле

;

где Vсв =25 - скорость сварки, т/ч;

 q – масса 1 м готовой трубы, (кг или т);

Масса одного метра готовой трубы q, т

;

2.4.1.4 Производительность отрезного стана А_отр , т/ч, вычисляется по формуле

;

;

где Т_рез- время одного реза, сек;

Q_тр – масса трубы, т.

Масса трубы рассчитывается Q_тр,т, по формуле

;

2.5 Расчёт годового объема производства

Годового объема производства В_год, т/ч, вычисляется по формуле

;

       N- годовой фонд рабочего времени, ч;

       N= 61200;

Список используемых источников

1.    Виноградов А.Г. Трубное производство – М.: Металлургия, 1981

2.    Производство стальных труб / В.М. Друян, Ю.Г. Крупман и др. – М.: Металлургия, 1989

3.    Машины и агрегаты трубного производства: Учебник для вузов / А.П. Коликов, В.П. Коликов, С.В. Самусев и др. – М.: «МИСиС», 1998

4.    Матвеев Ю.М. Сварные трубы – М.: Металлургия, 1950

5.    Технология и оборудование трубного производства / В.Я. Осадчий, В.Г. Вавилин и др. – М.: «Интермент инжениринг», 2001

6.    Технологическая инструкция ТЭСЦ-3 ОАО «ВМЗ»

7.    Технология производства труб: Учебник для вузов / И.Н. Потапов, А.П. Коликов, В.Н. Данченко и др. – М.: Металлургия, 1994