Введение
Все высокопрочные стальные трубы большого диаметра для крупных инфраструктурных проектов начинаются одинаково: в виде плоской стальной катушки, подаваемой в трубосварочная линия SSAW. Это оборудование, также известное как машина для производства спиральношовных труб или линия по производству спиральных труб, превращает рулон в непрерывную спирально-сварную трубу под флюсом с постоянной структурной целостностью.
Эти трубы широко используются в транспортировке нефти и газа, муниципальных системах водоснабжения и строительстве фундаментов. В этой статье рассматривается, как работает производственная линия, технические особенности, которые ее выделяют, и области применения, в которых она приносит наибольшую пользу.
Что такое линия по производству спиральношовных труб (SSAW)?
Линия по производству спиральношовных труб представляет собой непрерывную производственную систему, предназначенную для придания стальной полосе цилиндрической формы и постоянного соединения шва с помощью дуговой сварки под флюсом. По своей сути, машина для формирования спиральных труб подает выровненную полосу с подготовленными кромками под точно заданным углом, проводя ее через ряд формовочных валков, которые постепенно сгибают материал в спиральную трубку. Сразу после этого внутренние и внешние устройства для сварки под флюсом наносят металл сварного шва под защитный слой флюса, создавая спиральный шов с полным проваром. Результатом является трубосварочная линия по производству спиральношовных труб способен производить трубы с постоянной точностью размеров и целостностью сварных швов на одной непрерывной производственной линии.
Ключевые особенности и преимущества
Полное покрытие диаметра от Φ219 мм до Φ3000 мм
Модельный ряд трубосварочных линий для производства спиральных труб охватывает широкий диапазон диаметров, от 219 мм до 3,000 мм, охватываемый несколькими конфигурациями моделей, а не одной фиксированной установкой. Этот ассортимент позволяет производителям удовлетворять потребности муниципальных трубопроводов среднего размера и сверхбольших сетей транспортировки нефти и газа в рамках одного семейства продуктов.
Стабильная спиральная формовка стальной полосы с использованием трехвалковой технологии
Стабильность формовки достигается за счет трехвалкового принципа гибки, встроенного в машина для формирования спиральных труб. По мере того как полоса проходит через несколько наборов валков, она постепенно сгибается по непрерывной спиральной траектории. Операторы могут точно настроить угол формовки, чтобы переключаться между диаметрами труб, не меняя всю настройку инструмента, обеспечивая строгий контроль отклонения от круглости даже при обработке высокопрочных марок API.
Надежная внутренняя и внешняя дуговая сварка под флюсом и многоэтапные испытания сварных швов
Двойные горелки для сварки под флюсом, расположенные внутри и снаружи трубопровода последовательно, часто в двухпроволочной конфигурации для более высокой скорости наплавки и более гладких профилей сварного шва. Это немедленно подтверждается автоматическим онлайн-ультразвуковым контролем, который сканирует 100% длины сварного шва, подкрепленным автономным рентгеновским контролем и полностью автоматическим гидростатическим тестером. Каждая трубка выходит из трубосварочная линия SSAW пройдя многослойный контроль качества, обеспечивающий как объемную целостность, так и герметичность.
Высокая автоматизация для снижения затрат на рабочую силу и повышения эффективности
Полностью интегрированная система PLC — обычно на базе Omron — в сочетании с приводным блоком Eurotherm DC управляет всей линией, от размотки и фрезерования кромок до резки и окончательного контроля. Автоматизированные процессы, в том числе непрерывная ультразвуковая дефектоскопия, сводят к минимуму ручное вмешательство и обеспечивают стабильный темп производства, что напрямую приводит к снижению затрат на рабочую силу на тонну.
Полностью индивидуальная конфигурация линии в зависимости от спецификации и условий площадки
Не каждый линия по производству спиральных труб должны быть идентичными. Оборудование спроектировано с учетом целевого ассортимента продукции клиента, годового объема производства и площади завода. Компоновка, мощность привода (180–530 кВт установленная мощность, масштабирование в зависимости от размера модели) и вспомогательные станции — все это адаптировано к потребностям клиента — от компактных мастерских для линий меньшего диаметра до моделей большого диаметра, занимающих до 30 м × 180 м.
Емкость и технические характеристики
Прежде чем окончательно определиться с конфигурацией трубосварочной линии для изготовления спиральных труб, покупатели обычно проверяют диапазон диаметров, толщину стенок, совместимость змеевиков и установленную мощность в соответствии с объемом своего проекта. В таблице ниже приведены технические характеристики данной трубосварочной линии из углеродистой стали.
| Параметр | Спецификация |
| Внешний диаметр | φ219 – φ3,000 мм |
| Толщина стены | 3 – 25.4 мм |
| Длина трубы | 6 – 12.5 м |
| Ширина катушки | 400 – 2,000 мм |
| Масса рулона (т) | 10 – 40 т |
| Совместимые марки стали | Q235Б, Q355Б; API 5L Классы A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 |
| Годовая мощность | 10,000 – 100,000 т/год |
| Установленная мощность | 180 – 530 кВт |
| Формирование угла | 35° – 80° |
| Максимальный шаг | 2,000 мм |
| Скорость формовки/сварки | 0.5 – 2.0 м/мин |
| Система управления | Привод Omron PLC + Eurotherm DC |
| Стандартные инспекционные блоки | Автоматический ультразвуковой контроль в режиме онлайн, рентгеновский контроль, полностью автоматический гидростатический тестер |
SSAW Производственный процесс: От рулона до готовой трубы
Подготовка сырья — загрузка рулонов, размотка, выравнивание, резка и стыковая сварка
Катушечная машина позиционирует рулон полосы на разматыватель, после чего полоса проходит через многовалковый правильный станок для снятия внутренних напряжений. Аппарат для сварки ножницами и стыковой сваркой соединяет конец одного рулона с головкой другого, обеспечивая непрерывный поток по всему объему. трубосварочная линия по производству спиральношовных труб.
Обработка кромок и подготовка к формованию — ротационная резка, фрезерование кромок, подающая машина, предварительная гибка и направляющая пластина
Края полосы обрезаются либо путем ротационной резки, либо путем фрезерования кромок для достижения точной ширины и чистой подготовки к сварке. Прижимные валки и подающая машина продвигают полосу вперед с контролируемой скоростью, а устройство предварительного изгиба и направляющие пластины создают идеальные условия входа, прежде чем полоса достигнет формовочной клети.
Спиральное формование и сварка — формовка, внутренняя сварка, наружная сварка, резка
Внутри машина для формирования спиральных труб, полоса сгибается вокруг комплекта трехвалковых формирователей и подается под выбранным углом формования. Внутренняя сварочная головка наносит корневой проход, за которой сразу же следует внешняя сварочная головка. Затем труба обрезается по длине перед перемещением в зону контроля.
Ультразвуковой контроль и контроль качества в режиме онлайн — вытягивание, рентгеновский контроль, гидростатический контроль
Разрезанная труба вытаскивается и переносится в зону контроля. Он подвергается ультразвуковому сканированию в режиме реального времени на наличие дефектов сварных швов, а затем рентгеновскому телевизионному контролю для дополнительной объемной проверки. Гидростатическое испытание повышает давление в трубе до заданного уровня, отслеживая любое падение давления и создавая отслеживаемую запись испытаний.
Чистовая обработка и хранение — Торцевая обработка и снятие фасок, UT, Маркировка, Хранение
Наконец, автоматический станок для торцовки и снятия фаски точно обрабатывает оба конца трубы, создавая необходимую геометрию фаски для сварки в полевых условиях. После окончательной ультразвуковой перепроверки и нанесения идентификационных знаков готовая труба транспортируется на склад.
Основное оборудование и компоненты
Спиральная формовочная машина
Основываясь на принципе трехвалковой гибки, он непрерывно формирует полосу в спиральную трубку, при этом угол формования напрямую определяет диаметр готовой трубы.
Внутренние и внешние аппараты для дуговой сварки под флюсом
Системы подачи проволоки подают присадочный металл в зону дуги под зернистый слой флюса. Двухпроволочная конфигурация с двойной дугой повышает скорость наплавки и обеспечивает гладкий и однородный профиль валика.
Онлайн-автоматическая система ультразвукового контроля
Пьезоэлектрические преобразователи генерируют ультразвуковые волны 0.5–15 МГц, которые распространяются вдоль спирального сварного шва. Любая трещина, неполное проплавление или пористость отражают сигнал, который система использует для точного определения и маркировки дефекта в реальном времени, охватывая 100% сварного шва.
Полностью автоматический гидростатический тестер
Герметизирует оба конца трубы, наполняет трубу водой под высоким давлением и удерживает давление в течение заданного времени, непрерывно записывая кривые давления, проверяя общую герметичность и прочность трубы.
Автоматическая машина для торцевой обработки и снятия фасок
Вращающаяся режущая головка, оснащенная инструментами для торцовки и снятия фасок, одновременно обрабатывает оба конца трубы, обеспечивая плоские торцы и точные фаски сварных швов, соответствующие требованиям сборки на месте.
Холодный расширитель конца трубы
Гидравлическая расширительная головка входит в конец трубы и расширяется в радиальном направлении, применяя контролируемую холодную пластическую деформацию для снятия остаточных сварочных напряжений и обеспечения допуска на диаметр конца в пределах 2 мм, что значительно повышает геометрическую точность.
Промышленное применение
Водное хозяйство и транспортная инфраструктура
Сектор водного хозяйства и транспортной инфраструктуры включает в себя такие области применения, как свайные фундаменты мостов, гидравлические напорные трубы и трубопроводы для дноуглубительных работ. В этих проектах проектирования конструкций спиральношовные трубы служат основным вспомогательным материалом.
Трубопроводы для транспортировки нефти и газа
Сектор транспортировки нефти и газа представляет собой крупнейший рынок приложений для машины для сварки спиральношовных труб. В магистральных газопроводах трубы SSAW используются примерно в 70% применения, что делает их основным материалом для труб в этом сегменте.
Муниципальное водоснабжение и инфраструктура
Трубы SSAW занимают значительную долю 63% в муниципальных проектах по транспортировке воды. Их экономическая эффективность и возможность производства больших диаметров делают их хорошо подходящими для городских водопроводов, канализационных систем и дренажных водопропускных труб.
Промышленные, новые энергетические и структурные применения
Растущий спрос наблюдается в транспортировке химических жидкостей, фундаментных сваях ветряных турбин и стальных опорах зданий. Этот сегмент, хотя и меньший, быстро расширяется по мере расширения инфраструктуры возобновляемых источников энергии.
Инженерные проблемы и решения в производстве труб SSAW
Формирование дефектов: Предотвращение скручивания краев и смещения швов
А Оператор трубосварочной линии по производству спиральных труб наблюдал дефект «приподнятая кромка» вдоль образовавшегося шва, что затрудняло последующую приварку кольцевого шва и увеличивало риск повреждения основного металла при внутренней шлифовке сварного шва.
Проблема была решена путем оптимизации узла предварительной гибки кромок полосы, повышения точности вращательного сдвига и настройки угла формовки в соответствии с рабочим окном 45°–65°. Усовершенствованные вертикальные профили валков помогли стабилизировать перемещение полосы через секцию формовки.
После проведения этих корректировок дефект был эффективно устранен, и нижний трубопроводный узел вернулся к нормальной, стабильной работе.
Проблемы качества сварки: Устранение профилей седлового и ответного сварного шва
Постоянная «седлообразная» внутренняя вогнутость и внешняя выпуклость «рыбья спина» привели к чрезмерному усилению сварного шва, что привело к концентрации напряжений, увеличению потерь энергии накачки и проблемам с нанесением покрытия.
Чтобы решить эту проблему, инженеры отрегулировали углы позиционирования и наклона проволоки как внутренней, так и внешней сварочных головок, точно настроили окно параметров тока, напряжения и скорости перемещения, а также внедрили подготовку кромок с Х-образными канавками для стенок большей толщины.
Благодаря этим мерам усиление сварного шва было ниже 2.5 мм и достигнут плавный переход между металлом сварного шва и основным материалом.
Проверка надежности: Достижение 100% покрытия сварного шва
Поскольку спиральный сварной шов значительно длиннее, чем у эквивалентной прямошовной трубы, использование выборочного ручного контроля приводит к высокому риску пропуска дефектов, таких как трещины, пористость, включения шлака или несоосность сварного шва.
Чтобы смягчить эту проблему, на предприятии реализован двухэтапный процесс предварительной чистовой сварки, который физически отделяет формовку от сварки, исключая помехи в процессе. Также была развернута онлайн-система автоматического ультразвукового контроля для обеспечения покрытия сварных швов 100% с автоматической маркировкой подозрительных участков для последующей ручной UT и рентгеновской проверки.
Это привело к созданию полностью отслеживаемого контура контроля качества с нулевой неконтролируемой длиной сварного шва.
Сертификаты и стандарты качества
Стандарты трубной продукции
трубосварочная линия SSAW может производить трубы, полностью соответствующие стандартам API 5L, GB9711-2011 и SY/T5037-2000, охватывая всю цепочку от спецификаций линейных труб до общих требований к конструкционным трубам.
Сертификаты дополнительного оборудования
По запросу полный трубосварочная линия по производству спиральношовных труб может быть изготовлен и сертифицирован в соответствии с директивами CE и системами управления качеством ISO 9001, что обеспечивает беспрепятственное признание на рынках со строгой нормативной базой.
Соответствие электрических компонентов
Каждый основной электрический компонент — от модулей PLC до пускателей двигателей — проходит обязательную сертификацию 3C, обеспечивающую соответствие требованиям безопасности и электромагнитной совместимости.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Какие характеристики труб может производить линия SSAW?
А: Наш трубосварочная линия SSAW охватывает диаметры от φ219 мм до φ3,000 мм, толщину стенок от 3 мм до 25.4 мм и стандартную длину от 6 м до 12.5 м. Решения по индивидуальной длине доступны в зависимости от спецификаций проекта.
Вопрос 2: Какие марки стали поддерживаются?
А: Линия легко обрабатывает углеродистые стали Q235B и Q355B, а также всю серию марок API 5L от A, B до X42, X46, X52, X56, X60, X65 и X70, отвечающие требованиям как к конструкциям, так и к трубопроводам высокого давления.
Вопрос 3: Какое вспомогательное оборудование входит в состав линии?
А: Полный линия по производству спиральных труб включает в себя разматыватели, правильные устройства, устройства подготовки кромок (ротационные ножницы или кромкофрезерные станки), машину для подачи щипковых валков, машину для формирования спирали, внутренние и внешние аппараты для сварки под флюсом, системы подачи и восстановления флюса, онлайн/оффлайн ультразвуковые тестеры, станцию рентгеновского контроля, гидростатический тестер, машины для торцевой обработки и снятия фаски, расширитель концов труб и конвейерные валковые столы с антикоррозионным оборудованием по мере необходимости.
Вопрос 4: Какая послепродажная поддержка предоставляется?
А: Мы отправляем опытных технических специалистов на объект заказчика для шеф-монтажа, пусконаладочных работ и пробного производства. Комплексное обучение охватывает эксплуатацию машины, ежедневное техническое обслуживание и протоколы безопасности. На каждую линию распространяется 12-месячная гарантия на всю машину, а также постоянная техническая поддержка, услуги по обновлению и пожизненное обслуживание, что обеспечивает спирально-трубосварочная линия остается продуктивным на протяжении всего своего жизненного цикла.
Заключение
От нефтяных и газовых артерий до водопроводов под городскими улицами. Китайская трубосварочная линия по производству спиральношовных труб превратилась в высокоавтоматизированное, высокоточное решение, которое идет в ногу с растущими мировыми потребностями в инфраструктуре. Его способность охватывать диаметры от 219 мм до 3,000 мм, обеспечивать стабильную формовку и надежную сварку, а также интегрировать комплексный онлайн-контроль делает Линия по производству спиральношовных труб разумная и долгосрочная инвестиция. Для любого предприятия, целью которого является крупномасштабное производство спиральношовных труб большого диаметра, решающим первым шагом является выбор конфигурируемой, соответствующей стандартам и полностью поддерживаемой линии.
