Исследование технологии производства обсадных труб для «Сургутнефтегаз» размером 146x7.0 мм по ГОСТ 31446 из заготовки 156 мм на ТПА-140 22.03.02.74200504.001ПЗ

ВВЕДЕНИЕ 6
1 СОРТАМЕНТ ПРОДУКЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ
НОРМАТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ К НИМ
1.1 Сортамент труб цеха Т-2 9
1.2 Область применения 10
1.3 Требования нормативно-технологической документации
к продукции............................ 10
1.3.1 Размеры 10
1.3.2 Длинна 10
1.3.3 Прямолинейность 11
1.3.4 Допуски на размеры 11
1.3.5 Дефекты 11
1.3.6 Измерение диаметра 12
1.3.7 Толщина стенки 12
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 13
2.1 Описание существующей технологии 13
2.1.1 Раскрой заготовки 13
2.1.1.1 Ломка заготовки на гидравлическом прессе 15
2.1.1.2 Резка заготовки на пресс-ножницах 17
2.1.2 Нагрев заготовки 18
2.1.2.1 Нагрев металла 18
2.1.2.2 Технологическая характеристика кольцевой печи 21
2.1.3 Загрузка и выгрузка заготовки кольцевой печи 23
2.1.4 Прошивка заготовки 24
2.1.4.1 Прошивной стан 24
2.1.4.2 Техническая характеристика прошивного стана 30
2.1.5 Раскатка гильзы на станах продольной прокатки 32
2.1.5.1 Станы продольной прокатки 32
2.1.5.2 Техническая характеристика станов продольной прокатки 37
2.1.6 Обкатка заготовки на стане винтовой прокатки 38
2.1.7 Калибровочный и редукционный станы 40
2.1.7.1 Калибровочный стан 41
2.1.7.2 Редукционный стан 43
2.1.8 Охлаждение и обрезка труб. 45
2.1.9 Правильный стан. 46
2.2. Трубоотрезные пары. 48
2.2.1 Продувочные машины. 49
2.2.2 Инспекционный стол. 49
2.2.4 Недостатки действующей технологии 51
3 РАСЧЕТ ТАБЛИЦЫ ПРОКАТКИ 52
4 КАЛИБРОВКА ИНСТРУМЕНТА 61
4.1 Калибровка валков 61
4.2 Калибровка оправки 63
5 РАСЧЕТ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ СТАНА
ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ 66
5.1 Расчет усилия на валки. 66
5.2 Расчет усилия на оправку 70
5.3 Расчет момента прокатки 70
5.4 Расчет мощности привода 70
6 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ 71
6.1 Расчет валков на прочность 71
6.2 Расчет на прочность станины 73
6.3 Расчет на прочность гайки нажимного механизма 76
6.4 Расчет на прочность предохранительного стакана рабочей клети 77
7 РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ НА ЖЕСТКОСТЬ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЖЕСТКОСТИ КЛЕТИ 79
7.1 Расчет упругой деформации опорных валков 79
7.2 Расчет деформации стакана 80
7.3 Расчет упругой деформации нажимного устройства 80
7.4 Расчет упругой деформации станины рабочей клети 81
7.5 Расчет суммарной деформации клети 82
7.6 Определение коэффициенты жесткости клети 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Валок стана продольной прокатки. 85
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Клеть стана продольной прокатки. 86
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Отчёт и рекомендации. 87

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в трубопрокатном производстве сохраняется проблема обеспечения высокого качества обсадных труб при использовании оборудования, такого как трубопрокатный агрегат ТПА-140. Несмотря на его универсальность и манёвренность, технология прокатки на короткой неподвижной оправке в овальных калибрах приводит к характерным дефектам: внутренним рискам, разностенности и ограниченной точности геометрических размеров. Это снижает конкурентоспособность продукции и увеличивает процент брака, что особенно критично при выполнении заказов для крупных нефтегазовых компаний, таких как ПАО «Сургутнефтегаз».
Основанием для проведения работы послужил заказ ПАО «Сургутнефтегаз» на поставку обсадных труб диаметром 146 мм по ГОСТ 31446 из стали марки 45 группы прочности К55. Исходными данными являются: техническая документация на оборудование ТПА-140, действующие технологические регламенты АО «СинТЗ», нормативные требования ГОСТ 31446, а также параметры существующего сортамента и режимов прокатки.
Необходимость исследования обусловлена потребностью в увеличении объёма выпуска качественной продукции без остановки производства и существенных капиталовложений. Существующая технология требует оптимизации для снижения брака, повышения точности размеров и обеспечения стабильных механических свойств труб. Проведение расчётов и анализ технологических параметров позволят выявить резервы оборудования и разработать рекомендации по совершенствованию процесса.
Тема является актуальной в связи с высоким спросом на обсадные трубы в нефтегазовой отрасли и необходимостью импортозамещения. Новизна работы заключается в комплексном подходе к расчёту и анализу технологии производства конкретного типоразмера труб на устаревшем, но эксплуатируемом оборудовании. Исследование основывается на работах отечественных учёных в области прокатки труб (А.И. Целиков, Ф.А. Данилов и др.), а также на современных методиках расчёта энергосиловых и прочностных параметров.
Объектом исследования является технологический процесс производства обсадных труб на трубопрокатном агрегате ТПА-140 в трубопрокатном цехе №2 филиала ПАО «ТМК» Синарский трубный завод. Предмет исследования — расчёт и оптимизация режимов прокатки, таблицы прокатки, энергосиловых параметров и прочности оборудования для производства труб размером 146?7,0 мм.
В работе использовались следующие методы:
Теоретический анализ научно-технической литературы и нормативной документации;
Расчётно-аналитические методы (расчёт таблицы прокатки, энергосиловых параметров, прочности и жёсткости узлов оборудования);
Методы инженерного расчёта по методикам А.И. Целикова, В.П.Анисифорова и др.;

Весь текст будет доступен после покупки

1 СОРТАМЕНТ ПРОДУКЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ НОРМАТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
1.1 Сортамент труб трубопрокатного цеха Т-2
Трубопрокатный цех №2 выпускает горячедеформированные трубы диаметром от 89 мм до 177,8 мм с толщиной стенки от 5,0 мм до 22,5 мм и длиной готовых труб от 4,0 м до 12,5 м.
Назначение выпускаемых цехом труб самое различное – это:
1) трубы общего назначения, предназначенные для разного рода сфер деятельности (сельское хозяйство, машиностроение, атомная промышленность);
2) трубы нефтяного сортамента, предназначенные для добычи, доставки транспортировки газа и нефти:
а) нефте-газопроводные, в том числе повышенной антикоррозионной стойкости;
б) обсадные, в том числе повышенной антикоррозионной и хладостойкости;
в) насосно–компрессорные гладкие и с высаженными концами, в том числе повышенной антикоррозионной и хладостойкости;
г) трубы бурильные;
3) трубы предназначенные для получения холоднодеформированных труб в трубоволочильных цехах завода, для изготовления муфт к нарезным трубам (насосно–компрессорные, обсадные трубы), металлических протекторов резьбы. Передельные трубы.
Основными потребителями нашей продукции являются как частные лица, так и крупнейшие нефтяные компании, такие как СУРГУТНЕФТЕГАЗ, ТАТНЕФТЬ, ГАЗПРОМ, ЛУКОЙЛ, и многие другие, в том числе и ряд компаний стран СНГ и стран дальнего зарубежья.


1.2 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на стальные трубы (обсадные и насосно-компрессорные трубы, трубы без резьбы, короткие трубы, переводники), муфты, трубные заготовки для муфт и заготовки для соединительных деталей, изготавливаемые по трем уровням требований PSL-1, PSL-2 и PSL-3.
1.3 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ОБСАДНЫХ ТРУБ, КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ И ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ МУФТ
1.3.1 Размеры
Трубы должны поставляться с размерами (наружным диаметром и толщиной стенки), указанными в заказе на поставку.
Размеры готовых труб и допускаемых отклонений должны соответствовать требованиям ГОСТ 31446, ТУ 14-3Р-82.
Проверка точности измерительных устройств, таких как калибр-скоба и оправка для проверки проходимости, должна состоять из контроля износа и соответствовать заданным размерам. Поверка точности линеек, рулеток и других нерегулируемых измерительных устройств должна состоять из визуальной проверки читаемости разметки шкалы и общего износа фиксированных исходных точек. Регулируемые и нерегулируемые обозначения измерительных устройств, используемых в цехе, должны быть документированы.
Если измерительное оборудование, которое должно быть подвергнуто калибровке или поверке в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ 31446, ТУ 14-3Р-82 используется в необычных или неблагоприятных условиях, которые могут поставить под вопрос его точность, то перед дальнейшим использованием оборудования следует произвести его повторную калибровку или поверку.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Данилов Ф. А. Горячая прокатка и прессование труб (издание третье, переработанное и дополненное) / Ф. А. Данилов, А.З. Глейберг, В. Г. Балакин. – Москва: Металлургия, 1972. – 576 с.
2 Шилов, В.А. Расчеты рабочих клетей прокатных станов (методика и примеры): Методические указания по курсу «Оборудование цехов ОМД» / В. А. Шилов, Ю.В. Инатович. – Екатеринбург: УГТУ, 2000. – 66 с.
3 Целиков А.И. Теория расчёта усилий в прокатных станах. / А.И. Целиков. – Москва: Металлургиздат. 1962. – 566с.
4 Ткаченко, В.А. Трубы для нефтяной промышленности / В. А. Ткаченко, А. А. Шевченко, В.И. Стрижак. – Москва: Металлургия, 1986. – 256с.
5 Третьяков, А.В.Расчет и исследование прокатных валков. /В. А. Третьяков, Э. А. Гарбер, Г.Г. Давлетбаев. – Москва: Металлургия, 1976. – 256 с.
6 Королев, А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов /А. А. Королев. – Москва: Металлургия, 1987. – 480 с.
7 Данченко, В.Н. Технология трубного производства: Учебник для вузов / В. Н. Данченко, А.П. Коликов, Б. А. Романцев и др. Москва: Интермет Инжиниринг, 2002. – 640с.
8 Сароян, А.Е. Трубы нефтяного сортамента: Справочник / А.Е. Сароян, Н.Д. Щербюк, Н. В. Якубовский и др. Москва: Недра, 1987. – 488с.

Весь текст будет доступен после покупки