Хельмут Фрике (Helmut Fricke)

Д

инамичное развитие оборудования, технологии контроля и испытания трубной продукции обусловлено рядом факторов, прежде всего стремлением производителей повысить конкурентоспособность продукции за счет улучшения качества и снижения производственных затрат. Кроме того, потребители трубной продукции выдвигают новые, более сложные требования по упрощению операций дальнейшей обработки труб. Компания SMS Meer успешно решает эти задачи, используя новейшие технологии с применением соответствующих систем автоматики и последних достижений в области конструирования.
    В зависимости от размеров, материала и назначения, сортамент труб подразделяется на сварные и бесшовные. Сегодня доля рынка бесшовных труб, в зависимости от региона, стабилизировалась на уровне от 30 % до 50 %.
    Основными технологическими этапами в производстве бесшовных труб является прошивка стальной заготовки для формирования трубной гильзы с последующей ее раскаткой и конечной калибровкой в готовую трубу в диапазоне диаметров от 20 до 700 мм. Прокатные линии различают по типу применяемых раскатных станов-удлинителей. Так, прошивной стан поперечной прокатки обеспечивает первичную раскатку, тогда как реечный стан (так называемая технология CPE), стан-удлинитель системы Асселя и стан для прокатки на оправке предназначены непосредственно для удлинения заготовок. Соответственно редукционные станы для прокатки труб с натяжением и калибровочные станы обычно применяются как агрегаты чистовой прокатки.
    Для непрерывного производства сварных труб заготовка в виде стальной полосы сматывается с рулона и помещается в специальный накопитель, из которого она затем подается на сварочную линию. При этом начало следующего рулона стальной полосы приваривается встык к хвосту уже размотанного рулона. На таких производственных линиях обычно производят трубы диаметром до 24 дюймов (61 см) с толщиной стенок до 20 мм.
    Трубы большого диаметра производятся методом формовки и сварки из отдельных листов. Речь идет о трубах диаметром от 12 дюймов до 64 дюймов, то есть о диапазоне диаметров, в котором производство бесшовных стальных труб перестает быть экономически выгодным. В зависимости от применяемого технологического процесса, толщина стенок может достигать до 65 мм или даже 100 мм, при этом соотношение между толщиной стенки трубы и ее диаметром лежит в диапазоне от 0,06 до 0,08.
    Вне зависимости от применяемой технологии всегда требуется соответствующая линия чистовой отделки. И хотя диапазон технологических задач, которые можно предусмотреть при выборе той или иной линии отделки, весьма широк, крайне важно найти оптимальный баланс между требованиями клиентов, техническим заданием на изделие и экономической целесообразностью. Именно поэтому линии чистовой отделки, включая различные типы испытательных стендов, должны быть сбалансированы между собой при помощи контроля обработки каждой отдельной трубы.
    Последние новшества
    В числе основных технических новинок в развитии трубных технологий можно выделить автоматизацию прокатного стана с раскаткой на оправке при изготовлении бесшовных труб, непрерывное производство толстостенных труб диаметром до 24 дюймов и технологию формовки труб большого диаметра на прессе для штамповки труб.
    Самые современные модели прокатных линий с раскаткой на оправке включают в себя следующие основные агрегаты: прошивной стан поперечной прокатки, PQF® раскатной стан для высококачественной чистовой прокатки в качестве стана удлинителя и оборудованный агрегатами настройки размеров изделия редукционный стан для прокатки труб с натяжением в качестве чистовой операции.
    Изобретенный недавно комплекс Lasus® (лазер ультразвукового диапазона) для замера толщины стенок изделий в горячем состоянии открывает абсолютно новые возможности для автоматизации станов с прокаткой на оправке. Такая система обеспечивает надежное измерение толщины стенки трубы при температурах около 1000°C, при этом внутренняя часть измерительного комплекса остается внутри трубы. Такие свойства комплекса позволяют расширить использование усовершенствованной технологической системы Carta® (прикладная технология раскатки с компьютерным управлением) на всех стадиях раскатки на оправке. Впервые прокатный стан системы PQF® был запущен в производство в конце прошлого года в Китае на трубном заводе компании Tianjin Pipe Corp.
    Самый большой комплекс для непрерывного производства сварных труб, разработанный и созданный на сегодняшний день компанией SMS Meer, позволяет производить круглые трубы диаметром до 24 дюймов с толщиной стенки до 20 мм и прямоугольные трубы соответственно с поперечным сечением до 500 x 500 мм. При скорости сварки 30 м/мин линия позволяет выпускать до 400 тыс. т готовых изделий в год.
    В конструкции такого стана реализованы самые последние достижения в технологии. Агрегат формовки обеспечивает оптимальное свертывание стальной полосы в круглую трубу при минимальном наборе технологических инструментов. В конструкции также используются станы чистовой прокатки, прессы и калибровочные станы, выполненные в стандарте URD® (единообразие жесткости всех элементов конструкции), что позволяет всем элементам системы выдерживать самые высокие усилия. Стан такой конструкции оборудован компьютерной системой настройки и установки рабочих параметров, а также системой оперативной корректировки, которая существенно сокращает время перенастройки процесса. Первый стан такой конструкции был пущен в эксплуатацию в 2001 году в Греции на заводе Corinth Pipeworks, а очередной пуск такого стана намечен на одном из предприятий Ирана.
    Из всего многообразия методов производства трубных изделий большого диаметра технология формовки на прессе представляется наиболее оптимальным решением с учетом инвестиционных затрат и производительности. Технология формовки труб на прессах является самой рациональной благодаря малому времени перенастройки станов, низкой стоимости технологического оборудования, гибкости и разнообразию производственных возможностей (см. таблицу).
    Постоянное развитие технологий позволит в перспективе еще больше увеличить пропускную способность формовочных прессов и размер изделий. Очередная производственная линия такой конструкции будет запущена в производство в 2005 году в России на Ижорском трубном заводе (Izhorsky Trubny Zavod JSC). 
    
    Доктор Хельмут Фрике (Helmut Fricke) является президентом компании SMS Meer, расположенной в Германии в Мёнхенгладбахе (Mönchengladbach). Являясь частью промышленной группы SMS Group, компания занимается развитием технологий горячей объемной штамповки, а также способов производства трубных и длинномерных изделий.