Способ проведения испытаний материала для труб из стали, подлежащих обработке теплом, влияющим на механические свойства

Изобретение относится к способ проведения испытаний материала, подлежащего обработке теплом, влияющим на механические свойства, труб из стали для транспортировки жидких и газообразных сред. От сварной или бесшовной трубы отбирают пробу в виде кольцевого участка, подвергают термической обработке, соответствующей термической обработке трубы и определяют механические свойства и сравнивают их с требуемыми свойствами. После чего трубу, от которой была отобрана проба, допускают или блокируют для механической обработки концов трубы и последующего этапа термической обработки. Упомянутую пробу в виде кольцевого участка подвергают термической обработке вместе с уже допущенной к термической обработке трубой. Обеспечивается возможность определения механических характеристик без разрушения готовой трубы. 6 з.п. ф-лы.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу проведения испытаний материала, подлежащего обработке теплом, влияющим на механические свойства, труб из стали для транспортировки жидких и газообразных сред, в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Подлежащими транспортировке средами могут являться, например, вода, нефть, природный газ или другие среды. Состоящий из отдельных соединенных между собой труб трубопровод может быть проложен как под землей, так и на земле или в воде.

Сами трубы на первом технологическом этапе сваривают или изготавливают бесшовными, например, с диаметром от 504 мм до 1220 мм и с толщиной стенок от 17 до 50 мм.

Однако обычно для такого рода трубопроводов используют сваренные трубы продольным швом или изготовленные методом UOE. Такой способ изготовления известен, например, из заявки DE 196 02 920 A1.

После изготовления трубы изготовленную таким образом трубу для соединения труб между собой оснащают с помощью механической обработки сварной фаской и исследуют концы с помощью неразрушающего испытания на наличие дефектов. После этого в случае сварной трубы с продольным швом сварной шов, исходя из конца трубы, подвергают обдирочному шлифованию со снятым усилием на длине приблизительно от 100 до 200 мм, чтобы в последующем обеспечить возможность безупречной соединительной сварки труб.

Для повышения механических свойств, например, предела текучести и прочности трубы после изготовления трубы известна процедура, при которой трубу на втором технологическом этапе подвергают дополнительной термической обработке в диапазоне температур приблизительно от 200°С до 300°С с использованием так называемого эффекта твердения при нагревании.

Эта термическая обработка может производиться либо отдельно, либо в ходе нанесения полимерного покрытия в качестве защиты от коррозии.

При нанесении полимерного покрытия на нагретую до температуры покрытия трубу наносят промотор адгезии, затем клей и после этого наносят наружное покрытие, которое может состоять из термопластичного полимера, например, полиэтилена или полипропилена. При этом промотор адгезии служит для самой защиты от коррозии, а наружное покрытие повышает защиту от механических повреждений, которые могут возникнуть при манипуляции с трубами или при прокладке труб. Такое покрытие известно, например, из заявки DE 3047429 А1.

Поскольку механические свойства стали после такой термической обработки (твердение при нагреве) должны изменяться желаемым образом, обязательно необходимым является определение механических характеристик в рамках сопровождающего производство разрушающего испытания материала и их сравнение с необходимыми величинами.

В рамках известной производственной цепочки для изготовления труб для этого трубу, которая должна быть подвергнута термической обработке, транспортируют с завода по производству труб к установке термической обработки, затем подвергают термической обработке и при необходимости в расположенной за установкой термической обработки установке для нанесения покрытий оснащают полимерным покрытием.

В зависимости от необходимой степени тщательности испытаний затем от изготовленной таким образом трубы отделяют пробы, обычно в качестве кольцевого участка отдельной трубы или всех труб непрокатанной или стальной партии, и после этого определяют достигнутые механические свойства стали. Длины изготовленных на заводе труб по мере необходимости соответственно увеличивают на размер подлежащей отрезанию ширины кольца, так что сохраняется необходимая клиенту длина трубы.

Для механического испытания материала в случае оснащенных покрытием труб перед отрезанием кольцевого участка сначала производят удаление покрытия с наружной поверхности.

Подлежащая отрезанию ширина кольца при этом определяется из подлежащих извлечению проб для механического испытания материала и составляет приблизительно от 100 до 300 мм.

Этот способ действий имеет, конечно, весьма значительные недостатки. С одной стороны, при уже полностью изготовленной готовой трубе, которая в некоторых случаях также оснащена дорогим покрытием, можно лишь со значительной временной задержкой определить, действительно ли были выполнены требования клиента к механическим свойствам. Если это не так, то необходимо произвести дорогостоящую дополнительную доработку полностью изготовленной готовой трубы и в некоторых случаях других уже соответствующим образом изготовленных труб или даже, если это не возможно, утилизировать их.

К тому же при термическом отделении кольцевого участка от оснащенной покрытием трубы происходит повреждение покрытия на оставшемся конце трубы, так что необходимы дополнительная обработка или обновление. Также на конце оставшейся трубы необходимо новое нанесение сварной фаски, а также дорогостоящее устранение покрытия из этой области.

Помимо этого после отделения кольцевого участка необходимы повторное обдирочное шлифование сварных швов на участке длиной от 100 до 200 мм и повторное неразрушающее испытание концов трубы, что означает дополнительные расходы на работу и в некоторых случаях обуславливает необходимость нанесения нового покрытия.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание рентабельного способа проведения испытаний материала подлежащих термической обработке и в определенных случаях нанесению покрытия труб, с помощью которого можно в течение непродолжительного времени сделать вывод о достигнутых механических свойствах трубы и в отдельных случаях существенно снизить расходы на дополнительную работу, а также логистические издержки на внутрипроизводственную транспортировку труб.

Эту задачу решают признаками из п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования являются составной частью дополнительных пунктов формулы изобретения.

Изобретения охватывает способ проведения испытаний материала труб, подлежащих обработке теплом, оказывающим влияние на механические свойства, и в определенных случаях подлежащих нанесению покрытия труб из стали для транспортировки жидких или газообразных сред, причем на первом технологическом этапе изготавливают бесшовную или сварную трубу, которую после изготовления на втором технологическом этапе подводят к установке для термической обработки для оказания влияния на механические свойства и из которой на последующем третьем технологическом этапе забирают пробу для определения механических свойств, который отличается тем, что при отпадании третьего технологического этапа, уже после первого технологического этапа изготовления трубы из еще не обработанной трубы забирают пробу и исключительно только эту пробу подвергают соответствующей оставшейся трубе термической обработке и затем на основании этого определяют механические свойства и сравнивают их с требуемыми свойствами и в завершение трубу, из которой была забрана проба, допускают или не допускают к механической обработке концов трубы и последующему второму технологическому этапу термической обработки.

Большое преимущество изобретения заключается в значительной минимизации расхода времени и расходов для проведения сопровождающего производство разрушающего и не разрушающего испытания материала труб, которые после изготовления подвергают увеличивающей прочность термической обработке. В соответствии с изобретением этого достигают путем отделения разрушающего механического испытания проб от обработки концов трубы. Для этого в качестве пробы от конца трубы предпочтительно отделяют кольцевой участок.

Так как сначала термической обработке подвергают лишь кольцевой участок, а не всю трубу в целом, при установленных, превышающих допуски отклонениях от требований клиента труба может быть весьма быстро выведена из производственной линии, блокирована и могут быть приняты вспомогательные меры, такие как, например, изменение параметров термической обработки или т.п.

К тому же отпадает необходимость в бессмысленной транспортировке труб от установки для производства труб к установке для термической обработки или для нанесения покрытия и, таким образом, в последующих дорогостоящих обработках возможно уже непригодной к использованию трубы.

Поскольку в соответствии с изобретением кольцевой участок для разрушающего испытания отделяют не от готовой термически обработанной или оснащенной покрытием трубы, а от необработанной трубы и в завершение отдельно подвергают его термической обработке, после подтверждения требуемых механических свойств на соответствующую трубу наносят сварную фаску с помощью механической обработки концов трубы, проводят неразрушающее испытание и комплектную обработку до готового состояния и в завершение подводят к установке для термической обработки или установке для нанесения покрытия.

Таким образом, отпадают необходимые в ином случае дополнительные работы после отделения кольцевого участка от готовой, прошедшей термическую обработку или оснащенной покрытием трубы, такие как ремонт покрытия, повторное нанесение сварной фаски и дополнительное неразрушающее испытание конца трубы. Также отпадает необходимость в соответствующей транспортировке трубы к соответствующим позициям дополнительной обработки.

Предпочтительно термическую обработку трубы производят в ходе нанесения оболочки из термопластичного полимерного материала, если наличие покрытия входит в требования клиента.

В одном следующем предпочтительном исполнении изобретения кольцевой участок, отделенный от конца еще не допущенной термической обработке трубы, подводят вместе с допущенной для термической обработки трубой к установке для термической обработки. При этом для непрерывного прохождения через установку для термической обработки или установку для нанесения покрытия предпочтительно, чтобы кольцевой участок был соединен с трубой с помощью соединительного элемента и транспортировался через установку вместе с ней.

Если термическую обработку производят в ходе последующего нанесения покрытия, то для этого наружную поверхность кольцевого участка и примыкающую концевую область присоединенной трубы предпочтительно оснащают, например, покрытием, которое снижает прилипание покрытия, так что нанесенное покрытие может быть без труда вновь удалено с кольцевого участка и концевой области трубы, которая позже должна будет приварена. Предпочтительно это можно осуществить с помощью ленты против прилипания, которой оборачивают эту область.

Для дальнейшего определения принадлежности кольцевого участка к трубе, от которой он был отделен, кольцевой участок и труба содержат назначаемую идентификационную маркировку, которая может состоять, например, из приведенных на наклейке кодового номера, штрих-кода или кода матрицы данных. За счет этого обеспечивается, что после проведенного разрушающего испытания кольцевого участка результаты могут быть отнесены к соответствующей, еще не прошедшей термическую обработку трубе.

Если испытание трубы происходит с сопровождением производства, то за счет этого возможно в течение непродолжительного времени получить заключение об ожидаемых свойствах труб, которые будут подвергнуты позже термической обработке или нанесению покрытия, и при не соответствующих допускам отклонениях своевременно принять в процессе производства вспомогательные меры.

За счет соответствующего изобретению отделения от испытания кольца и обработки концов трубы тем самым существенно снижаются расходы, с одной стороны, на возможно необходимые работы с трубами, расходы на брак, а также расходы на транспортную логистику труб.

1. Способ проведения испытаний материала стальных труб для транспортировки жидких или газообразных сред, подлежащего обработке теплом, оказывающим влияние на механические свойства труб, включающий изготовление на первом технологическом этапе сварной или бесшовной трубы и ее термическую обработку на втором технологическом этапе, отличающийся тем, что от изготовленной трубы отбирают пробу в виде кольцевого участка, подвергают ее термической обработке, соответствующей упомянутой обработке трубы, определяют механические свойства и сравнивают их с требуемыми свойствами, после чего трубу, от которой была отобрана проба, допускают или блокируют для механической обработки концов трубы и последующего второго технологического этапа термической обработки, причем упомянутую пробу в виде кольцевого участка подвергают термической обработке вместе с уже допущенной к термической обработке трубой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую обработку трубы производят в ходе нанесения оболочки из термопластичного полимерного материала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой участок соединяют с трубой с помощью соединительного элемента.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что при проведении термической обработки в ходе последующего нанесения покрытия на наружную поверхность кольцевого участка предварительно наносят покрытие, например, в виде ленты, препятствующей прилипанию покрытия к поверхности кольцевого участка.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что забранный из трубы кольцевой участок получает идентификационную маркировку, которая может быть назначена для трубы.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что идентификационная маркировка состоит из нанесенных на кольцевой участок и соответствующую трубу кодового номера, штрихкода и кода данных матрицы.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что после отделения кольцевого участка от не прошедшей термическую обработку трубы производят механическую конечную обработку концов трубы и проводят их неразрушающее испытание на предмет выявления дефектов.