Разработка проекта технических условий на изделия, выпускаемые ООО

ВВЕДЕНИЕ

Среди факторов, определяющих конкурентоспособность предприятия, ключевым в современных условиях является гарантия качественной продукции. Важное место в обеспечении качества играет использование нормативных документов различного уровня, содержащих перечень строгих требования предьявляемых к продукции.
Технические условия − это документы, в которых конкретный производитель добровольно устанавливает требования к качеству и безопасности конкретной продукции, необходимые и достаточные для ее идентификации, контроля качества и безопасности при производстве, хранении и транспортировке.
Технические условия устанавливают исчерпывающий набор требований к конкретной продукции (марки, типы, конструкции и т.д.) И включают такие разделы, как сфера применения, требования к качеству и безопасности или технические требования, маркировка, упаковка, правила приемки, методы контроля, правила транспортировки и т.д. хранение, условия использования (эксплуатации), гарантия производителя.
В представленной квалификационной работе учтен процесс разработки технических условий на изделия, выпускаемые ООО «Завод технического эмалирования», а именно эмалированные трубы и соединительные детали, которые применяются в нефтегазовой, химической, металлургической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности для систем трубопроводов питьевого, хозяйственного водоснабжения и отопления, пожаротушения, а также для транспортировки агрессивных жидкостей.
Силикатно-эмалевое покрытие в зависимости от состава обеспечивает химическую стойкость металлических изделий от воздействия органических и неорганических кислот (за исключением плавиковой, кремнефтористой и растворов их солей) и щелочей, морской воды и других агрессивных растворов [1,2].
Данная тема является актуальной, т.к. силикатно-эмалевые покрытия снижают абразивный износ, предотвращают отложение парафинов, смол, асфальтенов и солей на гладкой эмалированной поверхности при температурах от минус 60 оС до 350 оС. 
1 ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ТРУБ
1.1 Современные методы нанесения покрытий на трубы

В связи с развитием экономики производства, качества продукции, а
также испытаний, сварки и защитных покрытий в 20 веке, трубопроводы в настоящее время широко используются для транспортировки воды благодаря следующим преимуществам по сравнению с открытыми каналами:
− транспортировка больших объемов воды без ухудшения качества;
− снижение потерь воды от испарения, просачивания и кражи;
− выработка электроэнергии должна производиться по маршруту трубопровода, если имеется значительный напор и расход;
− рост промышленных и агропромышленных предприятий в регионах с благоприятными экономическими факторами, где отсутствовала вода;
− улучшение и увеличение сельскохозяйственного производства за счет транспортировки воды для орошения сельскохозяйственных культур.
Трубопроводы большого диаметра могут использоваться для транспортировки воды на большие расстояния, в то время как трубопроводы меньшего диаметра могут использоваться для обеспечения массовых или индивидуальных поставок в месте использования. Эти трубы изготавливаются в соответствии с нормативной документацией в диапазоне диаметров до 3250 мм с толщиной стенки до 25,0 мм. Эти трубы изготавливаются по следующим производственным процессам:
- Сварка электрическим сопротивлением: Использование катушек для формирования труб с помощью набора роликовых устройств и сварка сопротивлением для труб меньшего диаметра до 406 мм;
- Маршрут изготовления: Использование пластин для формирования и соединения банок с помощью небольшой установки гибки в три рулона и сварки или комбинации обоих процессов на / поблизости от объекта.
- Продольные трубы: Использование пластин желаемой длины для формирования труб методом рулонного процесса с последующей сваркой на установленных производственных мощностях.
- Спиральные трубы: использование рулонов для формирования труб методом 3-рулонной формовки и сварки с использованием процесса сварки 1 шаг / 2 шага.
Факторы, влияющие на долговечность трубопровода, включают качество конструкции и систем защитных покрытий, катодную защиту, характер окружающей среды, условия эксплуатации, качество и частоту технического обслуживания трубопровода и т.д. Среди всех факторов наибольшее влияние оказывает система покрытия, поскольку утечки в трубопроводе, разрывы и, в конечном счете, целостность и срок службы трубопровода могут быть напрямую связаны с ухудшением или отказом покрытия [3, 4].
В настоящее время разработаны новые системы покрытия и методы нанесения, позволяющие экономически эффективно модернизировать старые и существующие трубопроводные системы для защиты от внешней коррозии и ущерба окружающей среде в соответствии с последними отраслевыми стандартами.
В данном разделе описываются функции покрытия трубопровода, факторы, приводящие к отказу покрытия, последствия отказа системы покрытия, а также обсуждаются достижения в области систем покрытия и методов нанесения для восстановления инфраструктуры трубопроводов.
Трубы, сваренные электрическим сопротивлением (ВПВ), изготавливаются путем непрерывной прокатки горячекатаного рулона в форму трубы и стыковой сварки путем нагрева краев рулона с использованием тепла, генерируемого пропусканием тока высокой частоты через края. В сварном шве сварочные шарики на внутренней и внешней поверхностях трубы удаляются с помощью сварки с последующей термообработкой шва (нормализация) для улучшения микроструктуры шва (рисунок 1).


Рисунок 1.1 − Технологическая линия по производству ВПВ труб

После термообработки шва трубы проходят через операции калибровки,
резки и снятия фаски. Процесс обеспечения качества включает гидростатические испытания, циклические гидростатические испытания, ультразвуковые испытания сварного шва и корпуса трубы, рентгенографические, магнитные потоки, вихревые токи, поверхностный контроль, измерение размеров и механические испытания, которые включают растяжение, удар, ДВТТ, твердость, сплющивание, обратный изгиб и т.д.
Процесс изготовления труб ВПВ характеризуется высокой производительностью, высокой точностью размеров, гладкой поверхностью и гибкостью толщины стенки (0,002 м-0,014 м), диаметра и длины (6 м-18 м). Все эти факторы приводят к снижению стоимости проекта за счет материала, укладки и сварки обхвата.
Спиральные сварные трубы обычно изготавливают для проектов большого диаметра (до 406 мм) с использованием горячекатаных рулонов. Производящие их заводы оснащены современным оборудованием с автоматизацией для поставки труб более высокого качества по конкурентоспособной цене благодаря гибкому процессу размещения широкого диапазона ширины рулона для аналогичного диаметра. Горячекатаные рулоны формуются методом 3-рулонной штамповки под определенным углом спирали и дуговой сваркой под флюсом, выполняемой в 1 шаг или в 2 шага в зависимости от толщины стенки (рисунок 2). Процесс обеспечения качества аналогичен трубам ВПВ. Спиральные сварные трубы превосходят ВПВ по прочности и другим требованиям к конструкции трубопроводов.

Рисунок 1.2 − Технологическая линия по производству спиральных сварных труб

Продольные сварные трубы под флюсом производятся в диапазоне диаметров до 406 мм, в котором бесшовные стальные трубы не могут быть изготовлены экономически эффективно. Толщина стенок до 65 мм возможна в зависимости от производственного процесса. Существует три процесса, отличающиеся в основном методом, используемым для формирования корпуса трубы (рисунок 3). После стадии формования дальнейшая обработка труб аналогична и соответствует стандартным. Такие трубы даже превосходят стандартные трубы по прочности и другим критическим требованиям к трубопроводам, которые не удовлетворяются другими типами труб.

Процесс формирования 3-роликовый изгиб

Продольная Сварная Труба:
Рисунок 1.3 – Процесс формирования сварной трубы

Процесс UOE, хорошо зарекомендовавший себя и достигающий наивысшей производительности, является наиболее капиталоемким. Аббревиатура расшифровывается как этапы U-ing, O-ing и E-механического расширения. Под данной аббривиатурой понимаем:
UOE – Способ прессовой формовки (UOE) включает гибку листа на прессе предварительной формовки в U-образный профиль, его последующую деформацию в открытый О-образный профиль на прессе окончательной формовки, сварку и экспандирование (Е) − раздачу на гидромеханическом или гидравлическом прессе − экспандере. Полуцилиндрические заготовки формуют на том же оборудовании, что и цилиндрические заготовки из широкого листа, с соответствующей заменой формующего инструмента. Этот способ позволяет формовать как тонкостенные, так и толстостенные трубы (S до 40 мм) диаметром до 1420 мм. Возможно получение длинномерных труб (до 18 м). Другими преимуществами способа UOE является наивысшая производительность ТЭСА (более 300000 т/год), а также высокая точность размеров труб, стабильность их прочностных и пластических свойств. Однако для этого требуются мощные прессы с усилием окончательной формовки до 80 МН [UOE: Способ прессовой формовки (UOE) включает гибку листа на прессе предварительной формовки в U-образный профиль, его последующую деформацию в... - Сталь, металлопрокат (manual-steel.ru) ].
Рассмотрим данный процесс немного подробнее: в процессе гибки в 3 рулона пластина формируется в трубу с открытым швом за несколько проходов. После формования труба с открытым швом транспортируется на кромкогибочную машину, где две продольные кромки пластины обжимаются валками в непрерывном режиме. Из-за технологических ограничений этот процесс не может производить трубы с малым диаметром и толщиной стенки соизмеримой с методами UOE/JCO.
В процессе JCO пластина, фрезерованная и гофрированная по краям, подается на формовочный пресс, перемещается манипуляторами в положение гибки, а затем формуется по всей длине пластины в трубу с открытым швом в несколько этапов с помощью штампа, соответствующего размеру трубы.
JCO – процесс формовки сварных труб, разработанный фирмой «SMS Meer», при котором в качестве основного агрегата используется гибочный пресс. Процесс формовки JCO также применим в производстве толстостенных труб малого диаметра. Процесс формовки JCO осуществляется следующим образом. Лист (с предварительно обработанными и загнутыми кромками) устанавливается манипуляторами в положение гибки и подвергается процессу поэтапной формовки по всей длине с помощью штампа, выбираемого в соответствии с необходимыми размерами готовой трубы. Пресс снабжен двумя манипуляторами. На первом этапе лист загибается только с одной стороны, в результате чего получается сечение J-образной формы. Затем лист перемещается на другую сторону, и второй манипулятор устанавливает его для гибки другой стороны. Таким образом, получается С-образный профиль и далее, О-образный. Получаемая труба с открытым швом имеет достаточно круглую форму с плоскопараллельными, идеальными для сварки кромками. Формовочный пресс может быть двух разновидностей: с коротким или длинным ходом. Пресс с коротким ходом применяется исключительно для производства трубопроводных труб с толщиной стенки до 40 мм. На короткоходовом прессе применяется формовочный инструмент JCO. Трубоформовочный пресс с длинным ходом развивает усилие максимум 65 МН при формовке труб длиной до 12,2 м (и соответственно 100 МН при 18,3 м). Процесс формовки JСО обеспечивает высокую степень гибкости за счет: возможности легко варьировать производственные мощности, в том числе при производстве малых партий продукции; быстрой смене инструмента; низким затратам на инструмент; продолжительному сроку службы инструмента; низким затратам на техобслуживание; простоте в обращении [http://www.manual-steel.ru/term56659.html ].
Далее трубы подвергают нанесению покрытия; способ нанесения зависит от дальнейшего применения (назначения) трубы.
Приведем наиболее современные и частоприменяемые покрытия на трубы.
Трехслойное покрытие PP/PE: в дополнение к антикоррозийному слою покрытия FBE, механическая защита может быть добавлена путем нанесения слоя полиэтилена (PE) или полипропилена (PP). Клеевой слой обеспечивает соединение между слоем FBE и слоем PE/PP.
Гранулы PE/PP экструдируются на проходящую трубу, образуя твердый слой покрытия. Чаще всего используется боковая экструзия, когда лист PE/PP оборачивается вокруг трубы. Для труб меньшего диаметра распространенным процессом является так называемая экструзия втулок/колец [3].
При наружном жидком покрытии покрытие наносится на наружную поверхность трубы с помощью системы распыления, обеспечивая защиту поверхностей труб от коррозии. Существует несколько типов покрытий, например, жидкая эпоксидная смола, полиуретан (PU) или, лак, отверждаемый ультрафиолетовым излучением.
Внутренняя жидкостная футеровка − это слой покрытия на внутренней поверхности трубы для защиты от коррозии или оптимизации эффективности потока. Существует несколько типов покрытий, таких как жидкая эпоксидная смола, полиуретан (PU) или двухкомпонентное покрытие [4].
После помещения трубы во внутреннюю станцию нанесения жидкого покрытия концы трубы герметизируются, и по трубе перемещается фурма с системой распылительного пистолета. Предварительный нагрев применяется для нанесения внутреннего жидкого покрытия.
Внутреннее покрытие FBE используется для защиты внутренних поверхностей стальных труб от воздействия коррозии и легких механических воздействий и обеспечивает отличную устойчивость к катодному расслоению.
Порошковое покрытие с эпоксидной смолой (FBE) основана на системе распыления эпоксидного порошка, установленной на копье. Копье перемещается по трубе, в то время как эпоксидный порошок распыляется на внутреннюю поверхность трубы. Труба должна быть нагрета так, чтобы эпоксидный порошок расплавился на трубе. После нанесения FBE слой требует отверждения. Эта система покрытия обладает достаточными механическими свойствами и эффективными антикоррозионными свойствами с сопротивлением высокотемпературному эксплуатационному обслуживанию до 120 °C в зависимости от используемого сырья [5-6].
Трубы и фитинги SML – система безраструбной канализации из чугуна. На трубы снаружи нанесена эпоксидная смола толщиной 40 мкм, внутри трубы покрыты двухслойным эпоксидным покрытием цвета охры толщиной 120 мкм, которое отличается высокой стойкостью к химическим и механическим воздействиям. Фитинги внутри и снаружи покрыты эпоксидной смолой. Покрытие осуществляется методом полного погружения, после чего их обжигают в течение 45 минут при температуре 180°. Благодаря этому удается добиться очень прочного соединения между покрытием и фитингом, это так же увеличивает сопротивляемость к химическим и термическим воздействиям.
Покрытие из пенополиуретана применяется для поддержания веществ в трубопроводе при заданной температуре; например, изоляционное покрытие из пенополиуретана (PUF) используется для линий передачи горячего масла, а также для централизованного отопления и охлаждения.
«Труба в трубе» состоит из внутренней трубы и внешней оболочки; пространство между ними заполнено PUF. Другим способом нанесения PUF является распыление PUF на вращающуюся трубу с дополнительным механическим защитным слоем.