Реконструкции трубоэлектросварочного цеха с ТЭСА-1020 с установкой оборудования участков термообработки

 

1.1. Географическое размещение  предприятия в экономико-географическом  районе страны.

 

Обоснование географического размещения металлургического предприятия  заключается в выборе укрупненного экономического района строительства предприятия на основе экономико-географического районирования страны по производству и потреблению металлопродукции в районе.

Наличие реальных потребностей различными отраслями народного хозяйства  центрального района в высококачественной металлопродукции, а также наличие свободных земель, местных залежей руды, водных (непосредственная близость реки Оки), лесных, энергетических и трудовых ресурсов явилось решающим фактором размещения и развития ОАО ВМЗ в данном экономическом районе.

 

1.2. Профиль предприятия, мощности и сортамент по товарной продукции.

Производственная мощность трубных цехов составляет около 2300 тыс. тонн труб в год. Завод производит:

- трубы стальные электросварные  водогазопроводные диаметром от 20 до 89 мм (объем выпуска - 330 тыс.  тонн);

- трубы стальные электросварные  газонефтепроводные диаметром от 203 до 530 мм (объем выпуска - 660 тыс.  тонн);

- трубы стальные электросварные  прямошовные диаметром 508-1020 мм  с толщиной стенки от 7 до 32 мм  для нефтепроводов, газопроводов  и нефтепродуктопроводов (объем выпуска - 1000 тыс. тонн);

- трубы электросварные  обсадные диаметром 146-245 мм и  муфты к ним для обустройства  нефтяных и газовых скважин  (объем выпуска - 350 тыс. т).

 

1.3. Сырьевые и топливные  источники завода.

 

Исходным сырьем для получаемой продукции ОАО ВМЗ служит сталь поставляемая Новолипецким и Череповецким металлургическими комбинатами, а также собственный металл, выплавляемый мартеновским цехом завода.

Источником  электроэнергии ОАО ВМЗ является Куйбышевская ГЭС. В непосредственной близости от завода расположены две понижающие подстанции: "Радуга-1" и "Радуга-2" на напряжение 500/110 кВт. От каждой из этих подстанций электроэнергия по двум ЛЭМ напряжением по 110 кВт подается на главную понижающую подстанцию завода (ГПП 110/6 кВт). Непосредственно от ГПП питаются все электроприемники завода ВМЗ.

Источником  тепла и пара завода является теплошлаковый  цех, включающий в себя несколько  котельных: промышленную котельную, оборудованную  тремя паровыми котлами типа ДКВР-20/13 и тремя паровыми котлами типа ДКВР-10/13; теплофикационную котельную, оборудованную пятью котлами типа ПТВМ - 50; паро-теплофикационную котельную, оборудованную паровым котлом БКЗ - 100/13 и водонагревательным котлом - 100.

Подача  газа на завод осуществляется с Тюменского месторождения. Газ поступает на газораспределительную подстанцию (ГРС). Далее газ подается на газораспределительные пункты (ГРП) цехов - потребителей со следующими параметрами:

- рабочее давление 80-120 Па;

- расход газа   45000 м³/ч.

ГРП цехов понижают рабочее давление в зависимости от характеристик приемников газа.

Водоснабжение предприятия комбинированное:

- для хозяйственно-бытовых нужд, промплощадки  завода, жилого фонда, объектов   соцкультбыта используется вода  питьевого качества из артезианских  скважин на двух водозаборах;

- для производственных нужд используется  вода из системы общезаводского  оборотного водоснабжения "чистого"  и "грязного" циклов;

- для теплоэнергетических нужд  используется оборотная вода  из Выксунского пруда; 

- для восполнения безвозвратных потерь в системе оборотного и теплоэнергетического водоснабжения используется "свежая" техническая вода из запасного пруда, входящего в состав каскада Выксунских прудов. Пруды переданы ОАО ВМЗ в обособленное пользование.

 

2. Обоснование проекта реконструкции цеха №4 ОАО ВМЗ.

 

Предприятия газовой отрасли в годы стабильной работы потребляли ежегодно в среднем 830 тыс. т. труб нефтяного сортамента и 3600 тыс. т. труб большого диаметра, из которых 36 % и 45 % поставлялись по импорту. В сложившейся экономической ситуации трудно говорить о потребности в продукции трубных заводов. Потребность ограничивается наличием средств для оплаты труб у предприятий. Несмотря на кризис, трубная отрасль России имеет перспективы, по крайней мере, восстановления производства в объемах, позволяющих предприятиям существовать.

Следует отметить, что российские заводы и  традиционно с ними связанные  предприятия СНГ выпускают широкую  номенклатуру типоразмеров труб, многие из которых применяются в нефтегазовом комплексе. Однако некоторый сортамент труб большого диаметра с особыми свойствами приходится закупать у ведущих мировых производителей (фирм Японии, Германии, Италии). И, прежде всего это касается труб большого диаметра для строительства магистральных газопроводов. Поставщиком газопроводных труб был и остается Харцизский трубный завод. Однако использовать их, прежде всего, на строительстве газопровода можно только для участков 3-4 категорий условий работ

Сегодня существует ряд перспективных проектов, на которые должны рассчитывать металлурги. Это газопровод "Ямал - Европа", проект "Иркутск - Китай". Развитие Ковыкинского месторождения Иркутской области охватывает огромные территории с трассой более 3 тыс. км. С учетом завязки Уренгойского газа на Пекин это дополнительно более 4 тыс. км.

Большие объемы строительства трубопроводов  будут осуществлены в соответствии с соглашениями о разделе продукции. Так рассматривается проект строительства  подводного газопровода протяженностью 1100 км, который свяжет Сахалин с  Японией.

Производственная мощность цеха по изготовлению одношовных труб диаметром от 508 до 1020 мм с толщиной стенки от 7 до 32 мм, сваренных комбинированной дуговой сваркой плавящимся электродом в среде защитного газа и дуговой сваркой под флюсом, составляет 497 тыс. тонн в год ( в фактическом сортаменте 2003 года).

Данный  цех является единственным в СНГ, имеющим возможность изготавливать  трубы с толщиной стенки до 32 мм для  газопроводов, нефтепроводов, нефтепродуктопроводов, рассчитанных на рабочее давление до 9,8 МПа. включительно, в том числе и трубы, стойкие к сероводородному растрескиванию.

Современная техника изготовления и контроля качества труб диаметром 508 - 1020 мм на Выксунском металлургическом заводе позволяет  получать улучшенную конструкцию трубы, более высокие их технические характеристики.

Трубы изготавливаются из различных марок  сталей классов прочности В - Х70.

Трубы аттестованы Американским нефтяным институтом по стандарту API 5L (номер лицензии 5L - 0276).

Действующая на предприятии система качества сертифицирована на соответствие требованиям стандарта ISO 9001, а также система качества при производстве труб сертифицирована на соответствие требованиям стандарта API Spec Q1.

ОАО «ВМЗ» имеет разработанное и  утвержденное «Руководство по системе  управления качеством», соответствующее стандартам на системы качества AAR SPECIFICATION М-1003, API SPECIFICATION Q1, ГОСТ Р ИСО 9001-96, ISO 9001-94.

Руководство по системе  управления качеством предоставляется  по запросу заказчика после заключения контракта.

Таблица 2

Мощность и производительность, т     

Фактически произведен-ный  объем	Все стали,	Электро-сварные прямошов-ные	В ТОМ ЧИСЛЕ
			РФ	СНГ	Балтия	Дальнее зарубежье
В 2001г. В 2002г.   В 2003г.	326 257 347 805 761 981	79 258 127 824 221 391	75293 114046 211492	3815 13632 9501	150 121 265	0 26 133

 

В связи с этим целесообразна  организация производства прямошовных  электросварных труб диаметром 610 х 7...32 мм, ориентированных на экспорт в  страны СНГ, Балтии, дальнего зарубежья.

В данной работе предлагается вариант реконструкции ТЭСА 1020В АО ВМЗ с целью организации производства прямошовных электросварных труб большого диаметра в "северном" исполнении с наружной изоляцией, с использованием действующего оборудования, квалифицированных кадров, объектов инфраструктуры, что обеспечит предприятию устойчивые позиции среди российских производителей черных металлов.

 

3.Требования  к качеству труб.

 

Настоящие технические  требования распространяются на трубы  стальные электросварные прямошовные  диаметром 530-1020 мм, стойкие против сероводородного растрескивания, с одним продольным швом, предназначенные для транспортировки природного газа с рабочим давлением 5,5-12,5 МПа с низким и средним содержанием сероводорода (0,1 -15 кгс/см²) по газопроводам внутри газодобывающих предприятий (газосборные сети, коллекторы межпромысловые и внутрипромысловые), до крупных потребителей сероводородсодержащего газа (газоперерабатывающие заводы и т.д.).

 

Трубы изготавливаются  из низколигированной стали 14ГБ-Ш, поставляемой по техническим условиям ТУ-1-5333-96. сталь должна быть подвержена внепечному рафинированию, обработке кальцийсодержащими реагентами, жидким синтетическим шлаком или твердыми шлакообразующими смесями и последующему электрошлаковому переплаву.

 

Пример условного обозначения трубы с наружным диаметром 610 мм, толщиной стенки 12 мм немерной длинны из стали 14ГБ-Ш:

Труба 610х12 – 14ГБ-Ш  ТУ 14-3р-21-96

 

Предельные  отклонения от номинальных размеров труб:

 

- по наружному диаметру  концов труб на длине не  менее 200 мм от каждого конца трубы  в пределах 1,5 мм для труб диаметром 530-820 мм и в пределах 1,6 мм для труб диаметром 1020 мм.

- по    наружному  диаметру корпуса трубы в пределах 3,0 мм.

- по овальности концов  труб 1,0 % от номинального наружного  диаметра для труб с толщиной стенки до 20 мм  и 0,8 % - для труб с толщиной стенки свыше 20 мм.

- предельные отклонения  по толщине стенки труб должны  соответствовать допускам ГОСТ 19903 на лист для нормальной точности  прокатки, при этом минусовый  допуск не должен превышать  5 % от номинальной толщины стенки.

- кривизна труб не  должна превышать 1,5 мм на 1м  длинны, общая кривизна 0,2 % длинны  трубы.

- концы труб должны  быть обрезаны под прямым углом  и иметь фаску. Косина реза  не должна превышать 1,6 мм.

- высота усиления наружных швов должна находиться в пределах 0,5-3,0 мм. Высота усиления внутренних швов должна быть не менее 0,5 мм.

- на концах экспандированных  труб на длине не менее 150 мм (для труб диаметром 530-820 мм) и 370 мм (для труб диаметром  1020 мм) усилие внутреннего шва должно быть снято до величины 0-0,5 мм.

- величина экспандирования  труб не должна превышать 1,2 %.

- смешение осей наружного  и внутреннего сварных швов  на торцах труб не должно  превышать 20 % толщины стенки при  номинальной толщине до 16 мм и  15 % - при номинальной толщине свыше 16 мм.

- отклонение от теоретической  окружности в зоне шва на  дуге окружности длинной не  менее 200 мм не должно превышать  0,15 % номинального диаметра трубы.

- смещение свариваемых  продольных кромок недолжно превышать  10 % номинальной толщины стенки.

- ширина швов не  должна превышать: наружных –  35 мм, внутренних – 40 мм.

- в местах ремонта  допускается увеличение ширины  швов на 8 мм, при этом общая  ширина не должна превышать  15 мм.

 

4. Техника производства.

 

4.1. Выбор марки стали и сортамент.

 

Трубы стальные электросварные прямошовные диаметром 530-1020 мм, стойкие  против сероводородного растрескивания должны соответствовать требованиям  настоящих технических условий.

Трубы изготавливаются  из листовой стали 14ГБ-Ш, поставляемой в состоянии после контролируемой прокатки или контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения.

Листовая сталь должна подвергаться на заводе-поставшике 100 % ультразвуковому контролю. Нормы  допускаемых дефектов металла и  методика испытаний согласно ТУ-1-5333-96 на поставку листа.

 

 

Химический  состав стали.

 

Таблица №3

 

Марка стали	Массовая доля элементов
14ГБ-Ш	углерод	марганец	кремний	ниобий	титан	алюминий	сера	фосфор
	0,07-0,15	0,80- 1,00	0,2- 0,4	0,02-0,05	0,0100,035	0,02- 0,05	Не более
							0,005	0,020

 

Химический состав металла  принимается по документу о качестве завода- поставщика листовой стали.

Сталь подвергается обработке  кальцийсодержащими реагентами в количестве до 2 кг/т. Допускается массовая доля хрома, меди и никеля не более 0,3 % каждого, азота не более 0,01 %. В металле труб при условии соответствия механических свойств нормам, приведенной в таблице №3, допускаются отклонения по химическому составу, %

Таблица№4

углерод	марганец	кремний	титан	ниобий	алюминий	сера	фосфор
0,01	0,05	0,05	0,01	0,01	0,01	0,001	0,001