Технологія виробництва холодної прокатки труб

ВСТУП Науково-технічний прогрес висуває перед народом України й господарством задачі по подальшому вдосконаленню виробництва. Розвиток «техніки, створення нових вдосконалень, машин й приладів, відповідно вимогам світових стандартів, супроводжується все більш широким й різноманітним використанням у конструкціях різних видів труб.

Холодна прокатка труб дозволяє отримувати високоякісні, товсто та тонкостінні, перемінного перерізу, підшипникові, котельні біметалічні та ін. труби з вуглецевих, легованих, високолегованих сталей, кольорових металів і сплавів.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючи переваги:

— можливість отримання великого обтиснення по діаметру;

— можливість отримання великого обтиснення по стінці 50−60%;

— великий коефіцієнт витягання =2…5,5;

— можливість прокатування біметалічних труб.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючи недоліки:

— низька продуктивність в порівнянні з волочінням;

— багато підготовчих та допоміжних операцій.

Значний технічний прогрес в області виробництва труб був досягнутий у нашій країні завдяки найбільш влаштованим схемам розподілу деформації між основними агрегатами, застосування раціональних калібровок валків, використання обчислювальної техніки для розрахунків технологічних процесів й маршрутів виробництва, втілення заходів, які забезпечують комплексну автоматизацію і механізацію процесів.

Дільниця для виробництва холоднокатаних труб та трубопрокатного стану з об'ємом виробництва 12 млн. м на рік.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Аналіз сортаменту трубоволочильного цеху У ТВЦ виготовляють труби зі сталей аустенітного, аустенітно-феритного, полуферитного, мартенситно — феритного і феритного класів, а також зі сплавів, в основному на нікелевої основі. Кожен клас сталей і сплавів включаючи цілий ряд марок сталей. За розмірами труби виготовляють цілий ряд марок. За видами труби загального призначення, за технічними умовами. Застосовуються в різних галузях народного господарства. Котельні труби, призначені для парових котлів і трубопроводів по ТУ 14−3р-55−2001[10] зі сталі 12Х18Н12Т, за ТУ 14−3-796−80 зі сталі ДИ 50 і ДИ 59, за ТУ 14−3-460−75[3] зі сталі ЕИ 756. Труби з низькопластичних сталей виготовляються в основному з сталей 12Х13, 08Х23Н18, ЕИ 732, ЕП 53 за ГОСТ 9941–81 і ЕИ 811 по ТУ 14−3-1327−85 [4], застосовуються як жаростійкі і кислостійкі. Електрополіровані труби в основному із сталі 08Х18Н10Т із зовнішньої й внутрішньої Електрополіровка, застосовуються в основному в атомній промисловості та суднобудуванні. Безрисочні труби зі сталі 08Х18Н10Т, ГОСТ 19 277–73 застосовуються в авіабудуванні. Труби з вимогами за зарубіжними стандартами, в основному із сталі ТР 304/304L, ТР 316/316L, ТР 321 по ASTM A213[6] і ASTM A312 [7], а також із сталей 1.4404, 1.4306 за DIN 17 458−85[8], та інші.

Труби виготовляються по зовнішньому діаметру і товщині стінки розмірами:

— зовнішній діаметр 6−117мм;

— товщина стінки 0,3 -14мм.

Допустимі відхилення по зовнішньому діаметру товщині стінки не повинні перевищувати вказаних в таблиці 1.1.

Хімічний склад сталі в таблиці 1.2.

Труби поставляються в правленому стані. Механічні властивості труб повинні задовольняти вимоги, наведеним у таблиці 1.3.

Таблиця 1.1 — Допустимі відхилення по зовнішньому діаметру і товщині стінки згідно ГОСТ 9941–81[9]

Величина зерна металу труб у стані постачання повинно бути: для труб діаметром до 76 мм включно — не крупніше бали 5; для труб діаметром більше 76 мм — не крупніше бали 4. Труби в стані поставки повинні витримувати випробування на схильність до міжкристалітної корозії.

Труби з товщиною стінки не більше 10 мм в стані поставки повинні витримувати випробування на сплющування.

Випробування проводитимуться до отримання між сплющувати поверхнями відстані (Н) в міліметрах, обчислюваного за формулою:

(1.1)

S — номінальна стінка труби в мм;

ДН — номінальний, діаметр в мм;

а — константа, що дорівнює 0,09.

холоднодеформований труба калібровка силовий Таблиця 1.2 — Хімічний склад сталі

Таблиця 1.3 — Механічні властивості труб

1.2 Характеристика устаткування цеху Основною продукцією трубоволочильного цеху ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН» є безшовні холодно-теплодеформовані труби з нержавіючих сталей і сплавів, які поділяються на види:

— труби загального призначення застосовуються в багатьох галузях народного господарства;

— котельні застосовуються для виготовлення парових котлів і трубопроводів;

— безрисочні - застосовуються в авіабудуванні;

— електрополіровані - застосовуються в основному в кораблебудуванні і для атомних електростанцій

— труби зі сплавів на основі нікелю — застосовуються при роботі у вузлах з високою температурою. Вся продукція відповідає вимогам ГОСТу або технічним умовам і застосовується в багатьох галузях народного господарства України, ближнього і далекого зарубіжжя з вимогами зарубіжних стандартів з DIN, ASTM ASME і NF. Цех холодної прокатки виробляє труби діаметром 3−114мм з товщиною стінки 0,2−12,0 мм із сталей аустенітного, аустенітно-феритного, полуферрітного, мартенситних-феритного і феритного класів, а також зі сплавів на нікелевої основі, табл. 1.4.

Таблиця 1.4 — Класифікація марок сталей і сплавів

Все устаткування цеху поділяється на основне і допоміжне. До основного устаткування відносяться стани ХПТ, стани ХПТР і волочильні ланцюги ВЦ.

У ТВЦ 2 установлено 36 станів ХПТ і ХПТР із них: ХПТ-32−7шт.; ХПТ-55−6шт.; ХПТ-55−4в-2шт.; ХПТ-75−3шт.; ХПТ-90−2шт.; ХПТ-90−4в-1шт.; ХПТР-14шт.

У цеху встановлені три діючі волочильні ланцюги типу ОЦ 3 т.с. Безоправочне волочіння труб застосовується тільки для зменшення діаметра. При зменшенні діаметра D у процесі волочіння товщина стінки S змінюється в залежності від відношення S/D.

Все основне устаткування цеху в основному розташовано на ділянці станів ХПТ (2−3 прольоти) і на ділянці станів ХПТР і ВЦ (10−11 прольоти).

Термічна обробка труб здійснюється в газових і електропечах з роликовим подом у захищеному азотному середовищі. Устаткування термічної ділянки цеху містить у собі такі діючі печі:

— дві газові прохідні роликові печі;

— дві електричні прохідні роликові печі ОКБ-584;

— прохідну муфельну електропіч;

— колпакову 3х стендову електропіч ОКБ-4020;

— електроконтактну установку ОКБ-2027;

— три щілинних печі для нагрівання кінців труб перед забиванням голівок на РКМ, ОКБ-3022.

Для зняття окалини після термообробки труби піддаються хімічній обробці труб, що здійснюється в травильних відділеннях цеху.

Як ремонтні операції виконується піскоструминна і дрібоструминна обробка внутрішньої поверхні, і здійснюється за допомогою абразивів, які подаються повітрям під тиском 294 — 490 кПа (3−5 кг/см2). Ці установки встановлені в 5, 8, 14 прольотах цеху.

Для додання прямолінійності труби правляться на правильних роликових і косовалковых машинах.

Косовалкові трубоправильні машини призначені для усунення кривизни й овальності труб, і прутків круглого перетину в холодному стані. Виправлення труб виробляється за допомогою багаторазового пружнопластичного вигину, що здійснюється пропуском прокату, що виправляється, через валки розташовані під кутом до осі виправлення.

Для видалення дефектів гарячої прокатки і пресування на внутрішній поверхні трубної заготівлі, і забезпечення якісної внутрішньої поверхні готових труб з підвищеними вимогами після прокатки на станах ХПТ і ХПТР, застосовують розточення труб, що виробляється на спеціальних розточувальних верстатах: модель 43С і модель 60 301

Обточування зовнішньої поверхні труби призначені для видалення дефектного шару металу й одержання заданої шорсткості обробленої поверхні - застосовують безцентрово-обточні верстати, моделі 9330 і 9340Ж

Операція шліфування зовнішньої поверхні товарних і передільних труб має на меті видалення вад металу й одержання якісної поверхні. Для цієї операції застосовують безцентрово-шліфувальні верстати типу: ЗМ-185, ВМ-149М, ЗА-184, ВШ-46, ВШ-177.

Як ріжучий інструмент для зовнішнього шліфування труб на безцентрово-шліфувальних верстатах застосовуються абразивні кола за ДЕСТ 2424−83, електрокорундові, форми ПП, ступеня твердості /СТ/ на вулконітовій і керамічній зв’язках. Опорою для труби, що шліфується, є направляюча лінійка (опорний ніж), що знаходиться між шліфуючими і ведучими колами.

Стани абразивної порізки призначені для порізки абразивними колами без охолодження труб діаметром 6−89 мм, товщиною стінки 0,25−9 мм. Розрізка виконується тільки під прямим кутом до утворюючого труби, що розрізається. Для цієї мети в цеху працюють абразивно-відрізні верстати 6МП329 і 8242, для розрізування абразивними колами з охолодженням і без охолодження, прокату різних марок сталей і важко оброблюваних сплавів під кутом 90° до осі заготівки.

Усе допоміжне устаткування цеху знаходиться на ділянці підготовки виробництва і на ділянці обробки.

Для контролю якості труб у цеху застосовують такі установки і прилади: УДТ-Н, ИДЦ-8М, ИДЦ-8, ИДН-50, УПВ призначені для контролю труб ультразвуковим ехо-імпульсним методом на наявність дефектів.

Прилад ДСК-1 призначений для ультразвукового контролю величини зерна ехо-імпульсним методом. Для емісійного візуального якісного і напів якісного спектрального аналізу сталей, кольорових металів і сплавів у видимій частині спектра.

1.3 Технологічний процес виробництва холоднодеформованих труб ТВЦ

На підставі проведеного аналізу технічних та технологічних особливостей заводу, розмірного та марочного ряду цеха, можна зробити висновок, що є можливість виробництва труб розміром 25×3,5 мм в умовах ТВЦ-2. У якості вхідної заготовки можна запропонувати гарячепресовані труби відповідного розміру 70×8,0 мм. Маршрут прокатки буде розрахованно в два деформаційні проходи: перший прохід на стані ХПТ-75 проміжні розміри з 70×8,0 мм на 45×6,1 мм. Другий прохід на якому буде формуватися остаточні розміри можна запропонувати стані ХПТ-55. Початкова довжина заготовки складає 5 м.

В цеху є все необхідне устаткування для виконання необхідних підготовчих операцій та операцій обробки. Все обладнання постійно модернізується встановлюються нові стани по розкрою заготовки, шліфовки, обточки і тд. Нижче приведений технологічний процес виробництва даного виду труб (рис. 1.1):

Приймання заготовки.

Задача заготівлі у виробництво.

Прокатка труб на стані ХПТ-75.

Порізка та торцювання.

Видалення змащень і покрить.

Термічна обробка.

Видалення окалини.

Виправлення.

Прокатка труб на стані ХПТ-55.

Порізка та торцювання.

Видалення змащень і покрить.

Термічна обробка.

Видалення окалини.

Виправлення.

Розкочування труб на стелажах і продувка стисненим повітрям.

Огляд ВТК внутрішньої поверхні з підсвічуванням на лампочку.

Огляд ВТК зовнішньої поверхні візуально.

Обрізка кінців.

Добір зразків для іспиту.

Вимір ВТК геометричних розмірів труб.

Ультрозвуковий контроль

Стилоскопіювання.

Пасивування

Оформлення документації.

Видача труб у збут.

Труби — заготівлі, що надходять у цех, повинні відповідати вимогам діючих СТП. Кожен пакет повинний мати пред`явку і ярлик, у якому вказується номер пред`явки, номер СТП, умовний номер пакета, марка стали, номер плавки, розмір, кількість труб (штук, метрів), вага.

У кожнім пакеті повинні бути труби тільки однієї марки.

Для виготовлення нержавіючих труб загального призначення застосовують горячекатану або горячепрессовану заготовку, що відповідає вимогам СТП 1−01[10]. І перед задачею у виробництво піддають 100% оглядові ОТК і стилоскопюванні.

Рисунок 1.1 — Технологічний процес виробництва труб холодною деформацією

Заготовку для труб загального значення перед задачею у виробництво піддають огляду ВТК і стілоскопіруванню. Заготівку з різностінністю менш 25% для виготовлення цих труб задають у виробництво для виготовлення труб, а заготівку з різностінністю більш 25% комплектують окремими пакетами та задають у виробництво відповідно між ГЕРБ і ВТК цеху.

Стан холодної прокатки труб являє собою двухвалковий стан з періодичним режимом роботи, робочої кліті якого повідомляється зворотно-поступальний рух за допомогою кривошипно-шатунного механізму. Проводиться прокатка труб.

Порізку труб на всіх переділах (крім відділу підготовки) роблять абразивними колами діаметром 300−500 мм на пилках типу «Радіак» до термічної обробки. Різ повинний бути рівної, перпендикулярним осі труби і не мати уступів.

Торцовка труб загального призначення проміжних труб загального призначення проміжних розмірів діаметром 48 мм і менш із товщиною стінки до 5 мм включно, вироблятися на шарошках на станах ХПТ. Труби діаметром 48 мм і менш із товщиною стінки більш 5 мм, а так само діаметром більш 48 мм усіх товщин стінок — після міднення на торцевальных верстатах. Необрізані кінці не торцуються.

Знежиренню піддаються всі труби перед термічною обробкою після прокатки на станах ХПТ. Труби нержавіючого аустенітного класу на проміжних розмірах після холодної прокатки знежирюють у лужному розплаві (20−30 хвилин), після чого промиваються у ванні з холодною водою. Потім обробляються сірчанокислим розчином (5−10 хвилин) і промиваються водою з брандспойта. Далі обробляються азотно-плавиковим розчином (30−40 хвилин), після — промивання водою з брандспойта. Після цього труби обробляються азотнокислим розчином (до 5 хвилин). Завершується операція сушінням гарячим очищеним повітрям і піскоструминною обробкою.

При обробці труб у розчині, що знежирює, через кожні 15−20 хвилин роблять зміну розчину усередині труб шляхом підйому й опускання пакета труб мостовим краном. Перед термічною обробкою всі труби повинні бути чистими по зовнішній і внутрішній поверхні. Для додання необхідних механічних властивостей, величини зерна, корозійної стійкості, проводиться термообробка труб готового розміру 25×3,5 мм у газовій печі «Південної» з роликовим подом. Режими термообробки представлені в табл. 1,5.

Таблиця 1.5- Режим термообробки

швидкість проходження труб у печі - 1,1 м/хв;

температура в печі по зонах: I — 1100 +/- 200C, II — 1050 +/- 200C;

температура в металу — 1050 +/- 200C;

охолодження на повітрі.

На травлення надходять остиглі до потемніння труби. Травлення роблять до повного видалення окалини з поверхні труб таблиці 1.6.

Таблиця 1.6- Схема травлення труб

Характеристика розчинів:

1 — Лужний розплав: їдкий натрій ГОСТ 2263–71[11] 70% або 700 кг на 1 т розплаву, натрієва селітра ГОСТ 828–68[12] 30% або 300 кг на 1 т розплаву, поварена сіль ГОСТ 13 830–68[13] 5% або 50 кг на 1 т розплаву;

3 — Азотнокислий розчин: азотна кислота ГОСТ 6–03−270−70[14] 20% або 270 л, вода 730 л;

4 — Сіркокислий розчин: сірчана кислота контактна покращена марок, А або Б ГОСТ 2184–67[15] 22% або 140 л, вода.

Труби на виправлення подавати чистими, із заторцьованими кінцями. Виправлення труб з розкуйовдженими кінцями забороняються. На правильний стан 10−60 задаються труби з кривизною не більш 20 мм на 1 м довжини. При виправленні даного розміру величина сплющування складає 0,24−0,5 мм, прогин — 4−5 мм.

Операції: прокатки, знежирення, термообробки, травлення та правки повторюються. При необхідності труби продуваються стисненим повітрям і потім розкочуються на стелажах для огляду ВТК.

На огляд подають рівні заторцьовані труби з чистою поверхнею. Огляд ВТК внутрішньої поверхні виробляється перископом і візуально. Огляд зовнішньої поверхні труб роблять візуально або, зі збільшенням за вимогою, відповідно до ДСТ шляхом перекочуванням труб на стелажах. Труби можуть бути з необрізаними кінцями з метою наступної вирізки дефектів при обрізку кінців.

Обрізка голівок, порізка труб готових розмірів і проміжних труб, що йдуть на подальший перекат, виробляється на пилках «Радиак». Для труб діаметром 38 мм, прокачаних на станах ХПТ, обрізка виробляється на відстані до 30 мм від кінця труби.

Порізка труб діаметром 25 мм виробляється поштучно.

Після порізки й обрізки торців труб не повинне бути заусенців.

При обробці готових труб діаметром 25 мм, довжина обрізаних кінців повинна бути не більш 30−50 мм.

Кількість зразків на усі види іспитів передбачаються відповідними Дст.

Зразки на іспити відбираються від рівних труб і згідно стандарту в наступній послідовності:

маркірування труб і зразків;

порізка на пилці «Радиак», продувка повітрям;

торцовка труб і зразків;

стилоскопирование зразків;

оформлення документів.

Поріка труб здійснюється відповідно до технічних умов і замовленням, труби повинні бути заторцьовані і не мати задирок.

Після чого ВТК вимірює мікрометрами зовнішній діаметр і товщину стінки, щоб вони не виходили за межі.

Ультро-звуковому контролю підлягають всі труби з пакету.

Стилоскопіюють кожну трубу на відстані 5 мм від кінця труби. На стилоскопирование подаються тільки рівні, заторцьовані труби. Ділянка труби, що піддається стилоскопированию, повинний бути очищений від бруду, жиру й окалини.

Пасивування поверхні. Для придання товарного виду трубам, які йдуть на експорт та трубам спецпризначення, вони підвергаються травленню в азотно-плавиковому розчині (тип розчину 2) до однорідної світлої поверхні з послідуючою промивкою з брандспойту.

Характеристика розчину:

Азотно-плавиковий розчин: плавикова кислота ГОСТ 2567–73[16] 4% або 130 л, азотна кислота ГОСТ 6–03−270−70[17] 12% або 170 л, вода 700 л.

Оформляють предьявки і супровідні документи.

Упаковують труби в шухляди, по закінченню упакування на кришці шухляди повинна бути чітко і ясно нанесена маркірування, де обов’язково потрібно указати відправника, одержувача, державний стандарт, розміри, марку стали, номера партії і номера предьявок.

Видають на збут.

1.4 Аналіз устаткування, технології і якості продукції

Для виготовлення труб холодною прокаткою у ТВЦ використовується заготівка, отримана пресуванням на горизонтальному пресі зусиллям 3150 у трубопресовому цеху (ТПЦ).

Якість поверхні, геометричні розміри і механічні властивості пресованої заготівки повинні відповідати вимогам СТП 1−01[10]. Кожен пакет заготівок повинний бути оснащений ярликом із указівкою марки сталі, номера плавки, номера пакета і розміру труб. Трубна заготовка не повинна мати плівок, тріщин, великих раковин і інших великих дефектів. Торці труб повинні бути обрізані перпендикулярно осі труб без задирів, труби повинні бути прямими.

Труби зовнішнім діаметром до 40 мм включно повинні витримувати випробування на роздачу на величину, рівну 10% первісного діаметра оправкою з кутом конусності 30?. Усі готові труби повинні бути піддані ультразвуковому контролю. Налаштування апаратури здійснюється на штучну ризику, нанесену на внутрішню і зовнішню поверхню тест зразка і має глибину 5 — 10% від товщини стінки.

Труби повинні постачатись по зовнішньому діаметру і товщині стінки. Граничні відхилення по зовнішньому діаметру і товщині стінки неповинні перевищувати вказаному у ГОСТ 9941–81[9].

Овальність та разностіність не повинні виводити їх розміри за граничні відхилення відповідно за зовнішнім діаметром та товщини стінки.

Кривизна любої частини труби на їм довжини не повинно перевищувати:

1 мм — для труб діаметром 5 мм та більше, з товщиною стінки 0,5 мм та більше

2 мм — для труб діаметром більш 15 мм, з товщиною стінки не менш 0,5 мм.

Для труб діаметром менш 15 мм, з товщиною стінки менш 0,5 мм кривизна не регламентується, але труби не повинні мати різких перегинів.

Зовнішня та внутрішня поверхня труб повинні бути без пльонів, рванин, закатів, щілин та глибоких рисок. Допускається вилучення дефектів шляхом місцевої зачистки загального або місцевого шліфування, розточки, обточки, якщо не виводить діаметр та товщину стінки за межі мінусових відхилень.

Кінці труб повинні бути обрізані під прямим кутом і зачищені від задирок. За вимогами споживача на кінцях труб з товщиною більше 5 мм повинна бути фаска для зварювання.

Труби повинні поставлятися у термічно-обробленому стані, освітленні.

Поверхня труб повинна бути світлою. Допускається матова поверхня із сірим відтінком, обумовлена способом виробництва і маркою сталі. Труби марок сталей 10Х17Н13М2Т, 08Х22Н6Т, 04Х18Н10, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 12Х18Н12Т, 12Х18Н9 і сплави 06ХН28МДТ не повинні мати схильність до міжкристалічної корозії.

Для прокатки труб зарубіжних стандартів з меншим допуском по діаметру та товщині стінки перед підприємством постає задача у модернізації та покращенню станів холодної прокатки труб.

Середньостатистичні простої стану холодної прокатки труб (ХПТ) випуску 50−70 р. становлять у середньому 15−20% до його номінального часу роботи. Із загального числа простоїв на ремонт устаткування припадає 20−30%, у тому числі 5−7% простоїв, віднесених до номінального часу роботи стану, становлять простої з механічної частини. Одним з основних недоліків таких станів є недосконалий поворотно-подаючий механізм шестерневого типу (МШ).

В якості приводу МШ використовується головний привід стана, безперервний обертальний рух приводного вала якого перетворюється в кроковий рух подачі і повороту за допомогою муфт вільного ходу (МВХ) або обгонних муфт. Причому, зусилля, необхідне на заклинювання роликів МВХ, на порядок більше зусилля, необхідного на здійснення безпосередньо подачі і повороту, що визначає більш ніж десятикратне перевищення енерговитрат на подачу і поворот.

Наявність зазорів в кінематичному ланцюзі МШ призводить до ударних навантажень, погіршує динамічні характеристики механізму, змушує збільшувати розрахункові параметри деталей і вузлів механізму, збільшувати махові маси, що також призводить до зростання енерговитрат на подачу і поворот. Величина подачі в МШ регулюється вручну при зупиненому стані, величина кута повороту не регулюється і становить близько 30°. Розкид величини подачі в МШ досягає плюс-мінус 50%. Зазначене вище обумовлює, крім частих ремонтів стана, низьку якість прокатуємих труб. Значне поліпшення технічних характеристик і можливостей діючих станів ХПТ можливо шляхом заміни МШ на епіциклічний поворотно-подаючий пристрій (МЕ) типу ПППЕ.

В якості приводу МЕ використовуються автономні приводи подачі і повороту, безперервний обертальний рух приводних валів яких перетворюється в кроковий рух подачі і повороту за допомогою гальмівних пристроїв з пневмоприводом. Автономні приводи подачі і повороту працюють в режимі піднагруження, яке здійснюється гальмівними пристроями з пневмоприводом, в результаті чого забезпечується плавність навантаження елементів МЕ, беззазорна лінія в кінематичному ланцюзі, відсутність ударних навантажень. Споживана потужність приводів подачі і повороту практично відповідає необхідній для здійснення подачі і повороту. Махові маси МЕ в 6 разів менше, ніж у МШ. Регулювання величини подачі в межах від 2 до 40 мм і величини кута повороту в межах від 20 до 320° здійснюється з пульта управління, у тому числі, безпосередньо в процесі прокатки, без зупинки стана. Розкид величини подачі в МЕ не перевищує плюс-мінус 15%, що дозволяє, при інших рівних умовах, підвищити продуктивність стану ХПТ, якість прокатуємих труб. Можливість регулювання величини кута повороту в широкому діапазоні дозволяє повністю виключити брак по «хвилі». При прокатці тонкостінних труб для виключення кидків подачі, стикування, врізання і розтріскування кінців труб є можливість робити прокатку стиків двох послідовно прокатуємих труб в особливому, оптимальному для даного типорозміру труб, режимі подачі і повороту, з подальшим перемиканням величин подачі і кута повороту на раніше заданий робочий режим. Енерговитрати МЕ на здійснення подачі і повороту більш ніж на порядок менше, а витрати на утримання МЕ в сотні разів менше, ніж на МШ.

Особливістю холодної прокатки труб на валкових станах є можливість досягти за цикл прокатки зменшення перетину заготовки на 75 — 85%, тому що в цьому випадку умови деформації металу більш сприятливі, чим при волочінні. Застосування холодної прокатки для виробництва тонкостінних безшовних труб дозволило різко скоротити кількість основних допоміжних операцій, значно зменшити витрати металу, палива, електроенергії, допоміжних матеріалів, скоротити і поліпшити вантажопотоки. Особливо ефективне застосування холодної прокатки при виготовленні труб з високолегованих і малопластичних сталей і сплавів[1].

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА

2.1 Обґрунтування доцільності запропонованих проектних рішень В останні роки фірмами SMS Мееr Німеччина і ВАТ Інститут Цветметобробка, виготовлені стани ХПТ, що працюють з подвійними подачею і поворотом заготовки за хід кліті, підтвердивши ефективність цього процесу.

Для зазначеного процесу головне питання — раціональне співвідношення подач в крайніх положеннях кліті, визначається з урахуванням таких основних чинників:

— величини зусилля зриву труби з оправлення при здійсненні подачі; при подвійний подачі вона збільшується на 5−15% і залежить від коефіцієнта тертя між прокатуваною трубою і оправкою співвідношення товщини стінки до діаметра;

— величини осьових зусиль при прямому і зворотному ходах кліті, що залежать від величини розбіжності радіуса початкової окружності провідних валкових шестерень і змінного природного катає радіуса; в маршрутах з великою деформацією по діаметру це розбіжність збільшується, що приводить до зростання осьових зусиль, що досягають 20−30% від тиску металу на валки, і часто перешкоджають нормальному протіканню процесу прокатки (стискають осьові зусилля при зворотному ході кліті збільшують зусилля зриву труби з оправлення перед прямим ходом).

На ПрАТ «СПЮ» модернізація станів ХПТ з заміною РПМ на пристрої поворотно — подаючі епіциклічні (УППЕ) дозволила здійснити процес прокатки з подвійними подачею і поворотом заготовки за повний хід кліті при незначній реконструкції УППЕ.

Відомо, що однією з переваг прокатки з подвійними подачею і поворотом заготовки є підвищення точності геометричних розмірів прокатаних труб. У роботі були проведені дослідження точності труб, прокатаних обома способами з аналогічних маршрутами.

На малюнку 1.2 наводяться статистично оброблені дані по точності зовнішнього діаметра труб, прокатаних холодним способом на стані ХПТ-55 за маршрутом 45×6.1−25×3, 5 мм сталь 08Х18Н10Т з одинарною m = 7 мм і з подвійною подачею m = (4 +4) мм труб-заготовок. Кут повороту при одинарної подачі становив 50−60 ?, при подвійний — 45−50 ?.

Аналіз даних показує, що овальність діаметра труб, прокатаних з подвійною подачею і поворотом заготовки в 1,3 рази менше овальності труб, прокатаних з одинарною подачею і поворотом, при меншій, на 15% продуктивності. Величина овальності становить, відповідно, 0,04−0,43% і 0.16−0,55% від величини середнього діаметра. Таке зменшення овалізації є наслідком збільшення в 1,75 рази коефіцієнта полірування труб в калібрує ділянці струмка калібрів і наявністю додаткового повороту труб в порівнянні із звичайною прокаткою. При цьому коливання середніх діаметрів труб, прокатаних двома способами, практично однакові й становлять ± 0.13%. а коливання діаметрів труб урахуванням овалізалії, прокатаних з одинарною подачею заготовки, в 1,7 рази більше ніж у труб прокатаних з подвійною подачею заготовки і складають відповідно ± 0,5% і ± 0,3%. Збільшення частки коливань середніх діаметрів в загальному розсіюванні до 45% проти 29%, переважно за рахунок менших коливань діаметра з урахуванням овалізаціі, вказує па високу точність прокатаних труб способом подвійної подачі і поворотом заготовки.

Отже прокатка з подвійною подачею та поворотом покращує геометричні параметрі готових труб, збільшується лінійне зміщення за рахунок суми подач за один цикл, а також зменшує простої стану на ремонт старого обладнання.

Рисунок 2.1 — Зміна овальності поперечного перерізу (?D) по довжині труб (L) при різних способах прокатки на стані ХПТ-55

(-о-) — теплим способом m = 4 мм;

(-о-) — холодним способом m = 4 мм;

(-?-) — при подвійній подачі і подвійному повороті заготовки m = (4 +4) мм.

2.2 Розрахунок маршруту прокатки Вихідні дані:

Розміри заготовки: DзSз=70 8,0 мм Розміри готової труби: DтSт=25 3,5 мм Марка сталі: 08Х18Н10Т

Розрахунок

Визначаємо площу поперечного перетину заготовки:

Fз=· Sз·(Dз-Sз)

де — відношення довжини кола по діаметру;

Dз — зовнішній діаметр заготівки, мм;

Sз — товщина стінки заготівки, мм.

Fз=3,14· 8,0·(70−8,0)= 1557,4 мм²

Визначаємо площу поперечного перерізу готової труби:

Fт=· Sт·(Dт-Sт)

Dт — зовнішній діаметр готової труби, мм;

Sт — товщина стінки готової труби, мм.

Fт=3,14· 3,5·(25−3,5)=236,2 мм²

Визначаємо необхідну кількість прокатувань

де сер — середній коефіцієнт витягання;

Приймаємо сер=3,5

Визначаємо сумарний коефіцієнт витягання:

де Fз — площа поперечного перерізу заготівки, мм2;

Fт — площа поперечного перерізу готової труби, мм2.

Вибираємо стани на яких виготовляється труба та розподіляємо коефіцієнти витягання:

1й прохід ХПТ 75

2й прохід ХПТ 55

Вибираємо зовнішні діаметри труб на які буде прокатуватися труба:

стан ХПТ 75: 70 45 мм;

стан ХПТ 55: 4525 мм;

Перевіримо чи допустиме зменшення діаметру труби (мм) по технічним характеристикам станів [1],

b=Дз-Дз

b=70−45=25 мм

b=Дз-Дт

b=45−25=20 мм

Зменшення труби такого діаметру допустиме.

Остаточно уточнюємо площу поперечного перерізу труби:

F1 =

мм2

мм2

Визначаємо товщину стінки труби по проходам після стану ХПТ 75:

мм

мм

мм

мм

Розрахунок довжини труби:

Перший прохід

Задаємося довжиною заготовки lз=5 м з даних технічної характеристики стана

Задаємося втратою металу після першого проходу. [2],

Термообробка 0,75%

Травлення 1,5%

Брак при прокатуванні 1,0%

Обрізання кінців труб 1,0%

1=4,25%

Визначаємо масу однієї заготівки:

Рз=0,0246· Sз·(Dз-Sз)·lз

де lз — довжина заготівки, м .

Рз=0,0246· 8·(70−8,0)·5=61 кг

Визначаємо масу втрат:

кг

Визначаємо масу труби за відрахуванням втрат:

Р1=Рз-Рвт1

Р1=61−2,6=58,4 кг

Визначаємо лінійну густину труби після першого проходу:

g1=0,0246· Sт1·(Dт1-Sт1)

g1=0,0246· 6,1·(45−6,1)=5,83 кг/м

Визначаємо довжину труби після першого проходу:

м

Ріжемо трубу на 4 частини:

Другий прохід

Визначаємо масу однієї труби перед другим проходом:

P1=g1· l1

де g1 — лінійка густина труби після першого проходу, кг/м;

11 — довжина труби після першого проходу, м.

Р1=5,83· 5,23=30,5 кг

Визначаємо масу втрат:

де Р1 — маса однієї труби, кг;

2 — втрата металу, %.

кг

Визначаємо масу труби за відрахуванням втрат:

Р2=Р1-Рвт2

Р2=30,5−1,3=29,2 кг

Визначаємо лінійну густину труби після другого проходу:

g2=0,0246· Sт2·(Dт2-Sт2)

де D2 — зовнішній діаметр труби після другого проходу, мм;

S2 — товщина стінки готової труби після другого проходу, мм.

g 2=0,0246· 3,5·(25−3,5)=1,85 кг/м

Визначаємо довжину труби після другого проходу:

Ріжемо трубу на дві частини

За вимогами діючих ГОСТ, доведення готової труби.

Термообробка 0,75%

Обрізання кінців 2,5%

Брак 1,0%

Травлення 1,5%

Відбір зразків для випробувань 1,5%

гот=7,25%

Визначаємо масу труби перед доведенням:

Р гот=g2· lт кг де 1 т — довжина труби, м;

gт — лінійна густина труби після другого проходу, кг/м.

Ргот=1,85· 7,9=14,6 м Визначаємо масу готової труби:

де Р гот — маса труби перед доведенням, кг;

гот — втрата металу, %.

Визначаємо довжину готової труби:

де Ргот — маса готової труби, кг/м;

gт — лінійна густина труби, кг/м.

м Отримані дані зводимо до таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 — Технологічна карта холодної прокатки труб розміром 25×3,5 мм марки сталі 08Х18Н10Т в умовах ТВЦ 2 ПрАТ «Сентравіс Продакшн Юкрейн «

2.3 Розрахунок калібровки робочого інструменту стана ХПТ-55

Вихідні дані:

Розміри заготівки: ДзхSз=45×6,1 мм Розміри готової труби: ДтхSт=25×3,5 мм Марка сталі: 08Х18Н10Т Тип стану: ХПТ 55

Характеристика калібровки Сумарний коефіцієнт витягання:

Відносне обтиснення по площі:

Відносне обтиснення стінки труби:

Абсолютне обтиснення діаметра:

Д=Дз-Дт, мм Д=45−25=20 мм Розрахунок Визначаємо конусність оправки табл. 2.2:

Таблиця 2.2- Конусність оправки

Приймаємо Д=<14…18 мм

2tg?=0,02…0,3

де 2tg? — конусність оправки Приймаємо 2tg?=0,02

Визначаємо діаметр оправки у перетисканні:

dn=Дт-2· Sт

dn=25−2· 3,5=18 мм Рисунок 2.2 — Оправка стану ХПТ Визначаємо довжину калібруючої частини:

lкал=m· ?·K

де m — величина подавання, мм;

? — коефіцієнт витягання;

m·? — величина лінійного зміщювання труб, мм;

m· ?=25 мм К — коефіцієнт калібровки;

К=2…3,5 — для холодної прокатки;

Приймаємо К=2

lкал=25· (2…3,5)=50…87,5 мм Приймаємо lкал=70 мм Рисунок 2.3 — Розгорнення гребня рівчака Визначаємо діаметр циліндричної частини оправки:

dц=dп+2tg?· lроб де lроб — довжина робочої частини оправки, мм

lроб=400 мм

dц=18+0,02*400=26 мм Визначаємо довжину частини редукування:

де 2tg8p — конусність калібра у зоні редукування для холодної прокатки;

Р — зазор між заготівкою та оправкою, мм Р=(Дз-2Sз)-dц Р=(45−2· 6,1)-26=6,8 мм

2tg8p=0,18…035

Приймаємо lред=40 мм Визначаємо довжину обтискаючої частини:

lобт= lробlредlкал, мм де lроб — довжина робочої частини руч’я калібру, мм Приймаємо lроб=400 мм

lобт=400−40−70=290 мм Довжина обтискання частини розбиваємо на сім однакових частин:

Визначаємо приростання діаметру у кожному перерізі:

?1…7=l1…7· 2tg

?1…7=41,4· 0,02=0,82 мм Визначаємо діаметри окружностей у контрольних перерізах та заносимо до таблиці 2.3:

d0=dn=18 мм

d1=d0+?, мм Таблиця 2.3 — Діаметри окружностей у контрольних перерізах

Визначаємо товщину стінки заготовок за урахуванням її потовщення при редукуванні у 7 перерізі:

S7=Sз+S

де S=(0,05…0,07) — по цеховим даним

S7= Sз+(0,05…0,07)· (dз-d7)

S7=6,1+(0,05…0,07)· (32,8−23,74)=6,55…6,40 мм де dз — внутрішній діаметр заготівки, мм Приймаємо S7=6,5 мм Визначаємо сумарне витягнення по стінці:

Визначаємо часткові коефіцієнти витягання в контрольних перерізах по номограмі таблиця2.4:

Таблиця 2.4 — Часткові коефіцієнти витягання у контрольних перерізах

Визначаємо товщину стінки у контрольних перерізах та заносимо до таблиці 2.5:

Sx=Sт· ?х, Таблиця 2.5 — Товщину стінки у контрольних перерізах

Діаметри руч’я калібрів у початку і кінці калібруючої частини приймаємо однаковим зовнішньому діаметру труби на мінусовому допуску:

Дкал=До=Дт=25 мм Діаметр руч’я у початку частини редукування дорівнюється зовнішньому діаметру заготівки:

Дред=Дз=45 мм Визначаємо діаметри руч’я калібру у контрольних перерізах таблиця 2,6:

Дx=dx+2Sx

Таблиця 2.6 — Діаметри руч’я калібру у контрольних перерізах

Визначаємо глибину калібрів у контрольних перерізах таблиця 2.7:

2hx=Дх-?

де? — значення величини зазору між калібрами, мм

?=0,05…1,2 мм Приймаємо ?=0,5 мм

2hкал=Дкал-?=25−0,5=24,5 мм

2h0=Д0-?, мм Таблиця 2.6 — Глибина калібрів у контрольних перерізах

2hред=Дред-?=45−0,5=44,5 мм Визначаємо ширину калібрів за допомогою емпіричних коефіцієнтів:

Вкал=Дкал+(0,3…0,5)=25+0,3=25,3

В0=Д0· 1,012=25·1,012=25,3 мм В1=Д1· 1,015=26,86·1,015=27,26 мм В2=Д2· 1,018=28,46·1,018=28,97 мм В3=Д3· 1,023=30,14·1,023=30,83 мм В4=Д4· 1,028=31,78·1,028=32,66 мм В5=Д5· 1,035=33,86·1,035=35,04 мм В6=Д6· 1,043=35,54·1,043=37,06 мм В7=Д7· 1,054=36,74·1,054=38,72 мм Вред=Дред· 1,10=45·1,10=49,5 мм За наведеною методикою розраховано параметри калібровки і результати розрахунку зводимо до таблиці 2.7.

Таблиця 2.7 — Параметри розгорнення рівчака калібру

2.4 Розрахунок енергосилових параметрів Величинами відносних деформацій (витяжки, обтиснення й ін.) визначаються найважливіші характеристики процесу прокатки: тиск металу на валки і його розподіл по довжині осередку деформації, геометрія рівчака калібру, режими роботи стану і т.д. Побудова раціонального калібрування профілю рівчака калібру можливо лише при відомому розподілі відносних деформацій по довжині рівчака.

Особливість процесу холодної прокатки труб — змінна величина абсолютних і відносних деформацій у кожний даний момент прокатки. У цьому полягає одне з основних відмінностей цього процесу від процесу звичайної поздовжньої прокатки.

Геометричні розміри осередку деформації при процесі, що встановився, поздовжньої прокатки залишаються постійними. Тому кожний поперечний переріз заготовки, проходячи через осередок деформації, послідовно ухвалює всі його розміри від площини входу до площини виходу. Різниця між висотою дермуємої заготовки у двох довільно обраних перетинах осередку деформації являє собою величину обтиснення металу при його безперервному переміщенні між даними перетинами.

У процесі холодної прокатки труб кожний перетин деформується в миттєвому осередку деформації, що постійно змінює свої розміри. У загальному випадку різниця між товщинами стінок у двох перетинах не являє собою абсолютного обтиснення по стінці, оскільки за час одного ходу кліті перше із цих перетинів у процесі обтиснення не деформується до розмірів другого перетину.

В основу висновку формул для визначення відносних деформацій покладене правило П. Т. Емельяненко [1], згідно з яким «величина обтиснення в періодичній частині профілю пілігримової голівки рівняється різниці між висотою даного перетину й висотою перетину, що відстоїть від першого на такій відстані, при якому обсяг металу, ув’язнений між цими перетинами, дорівнює обсягу металу подачі» .

Висновок розрахункових формул стосовно до конічних калібрувань гребеня рівчака зроблений Я. Ю. Осада.

При проектуванні нових маршрутів прокатки труб на станах ХПТ великий інтерес представляє залежність повного тиску металу на валки від основних характеристик процесу.

Численні дослідження, проведені Ю. Ф. Шевакиним, В. И. Соколовским, О. А. Семенов, Д. И. Пирязевим і ін., дозволяють зробити деякі висновки про вплив технологічних параметрів прокатки на величину повного тиску.

Залежність тиску металу на валки від величини подачі можна представити рівнянням прямої лінії. Кут нахилу цієї прямої залежить від товщини стінки труби, що прокочується, її матеріалу, зміни обтиснення і випуску рівчак. Збільшення тиску прямо пропорційно збільшенню сумарної витяжки.

Зміна подачі витяжки приводить до зміни обтиснення стінки труби, а ця величина визначає повний тиск металу на валки. Формули, запропоновані Ю. Ф. Шевакіним, з достатнім ступенем точності характеризують залежність тиску від основних технологічних параметрів процесу.

Розрахунок середнього контактного тиску і сили прокатки за методикою Ю.Ф. Шевакіна[3]:

Розрахунок абсолютного обтиснення по стінці

Абсолютне обтиснення по стінці розраховуємо в кожнім перетині по формулі:

Де ?x — кут конусності рівчака калібру в перетині х;

tx — товщина стінки в перетині х;

Rx — радіус рівчак калібру в перетині х;

dtz — стовщення стінки труби у випусках у перетині х, що розраховується по формулі:

де Vy — питомий обсяг подачі;

?x — кут конусності оправки в перетині х.

Розрахунок напруги текучості

Напругу текучості розраховуємо по наступній формулі:

де ?t0 — значення напруги текучості металу у відпаленому стані при температурі 20 0С, для сталі 08Х18Н10Т? t0 = 275 Н/мм2;

а = 30,2- емпіричний коефіцієнт;

m = 0,86 — коефіцієнт, що враховує наклеп металу, а також його розігрівши в результаті пластичної деформації;

?x — відносне обтиснення в перетині х, %.

Коефіцієнти, а і m різні для кожної марки сталі і температури, при якій здійснюється деформація.

Тоді повне зусилля прокатки буде дорівнює:

де ?з = 1,28 — коефіцієнт форми контактної поверхні;

Rгх — радіус гребеня робочого конуса (катаючий діаметр) у перетині х.

Перший множник у дужках являє собою площу контактної поверхні. Другий доданок — зусилля від редукування.

Результати розрахунків по формам (2.52), (2.53), (2.54), (2.55) і (2.56) заносимо у таблицю 2.8.

Таблиця 2.8 — Результати розрахунку енергосилових параметрів при прокатці труби 25?3,5 мм із заготовки 45,0?6,1 мм.

По результатам розрахунків побудовано графік розподілу повної сили прокатки по довжині робочого конусу (рисунок 2.4).

Розрахунок потужності приводного двигуна стану.

Потужність двигуна розраховуємо по відомій формулі:

де Мпр — момент прокатки;

n — число подвійних ходів за хвилину.

Момент прокатки розраховуємо по формулі

де Рmax — максимальна сила прокатки;

Rx — радіус гребня калібру в перетині, який відповідає максимальній силі прокатки;

dtx — обтиснення по стінці в перетині, який відповідає максимальній силі прокатки.

Рисунок 2.4 — Розподіл повної сили прокатки по довжині робочого конусу при прямому і зворотному ході кліті

Момент прокатки розраховуємо по формулі:

де Рmax — максимальна сила прокатки;

Rx — радіус гребня калібру в перетині, який відповідає максимальній силі прокатки;

dtx — обтиснення по стінці в перетині, який відповідає максимальній силі прокатки.

Розрахунок калібровки та енергосилових параметрів показує, що максимальна сила прокатки склала 539,63 кН. Для цього перетину радіус гребня калібру має значення — Rx = 171,07 мм, а обтиснення по стінці - dtx = 0,313 мм.

Момент прокатки тоді за формулою (2.59) буде дорівнювати:

2,75 кН· м Тоді потужність двигуна за формулою і буде дорівнювати:

кВт

2.5 Розрахунок на міцність валка стану ХПТ-55

Вихідні дані:

Матеріал, з якого виготовлені валки — сталь 30ХГСА.

Силові параметри прокатки стана ХПТ-55 приведені в таблиці 2.9.

Таблиця 2.9 — Силові параметри прокатки

Діаметр початкової окружності ведучої шестірні Дв.ш.=336мм.

Розрахункові схеми робочого валка і перетину 3−3 бочки зображені відповідно на рисунку 2.5

Основні геометричні розміри робочого валка стана ХПТ-55 представлені в таблиці 2.10.

Основні геометричні розміри перетину 3−3 робочого валка стана ХПТ-55 приведені в таблиці 2.11.

Таблиця 2.10 — Основні геометричні розміри робочого валка стану ХПТ-55

Таблиця 2.10 — Основні геометричні розміри перетину 3−3 робочих валків стана ХПТ-55

Розрахунок:

На робочий валок діють: вертикальне зусилля прокатки, окружні і розпірні зусилля ведучих шестірень, а також оборотний момент.

Схема дії цих сил на робочий валок, а також епюри згинаючих і моментів, що крутять, показані на малюнку 2.5.

Окружне зусилля на ведучій шестірні:

Розпірне зусилля де: — кут прямозубого зачеплення, приймаємо рівним 20°.

Рисунок — 2.5 Схема дії цих сил на робочий валок Опорні реакції в горизонтальній площині:

Визначення напруг у перетині 1−1:

Згинальний момент у вертикальній площині:

Згинальний момент у горизонтальній площині

Сумарний згинальний момент Напруга вигину Напруга крутіння Сумарна напруга в перетині 1−1

де: — напруга вигину, що допускається, для матеріалу валка

 — межа текучості матеріалу валка. Для сталі 30ХГСА =850 МПа.

n — коефіцієнт запасу міцності, з огляду на роботу валка при великих нагружениях, приймаємо n=2,5.

Тоді

Умова міцності дотримується.

Визначаємо напругу в перетині 2−2:

Згинальний момент у вертикальній площині:

Згинальний момент у горизонтальній площині:

Сумарний згинальний момент:

Напруга вигину:

Напруга крутіння Сумарна напруга крутіння в перетині 2−2

Умова міцності дотримується.

Визначаємо напругу в перетині 3−3:

Перетин 3−3 валка (мал.3.2) являє собою півколо, ослаблений у середині отвором для центрового болта і з країв — зевами.

Момент інерції перетину щодо осі Х-Х де: I/xx — момент інерції півкола,

I//xx — момент інерції трикутника,

I///хх — момент інерції прямокутника.

де: rрадіус півкола перетину

d — діаметр бочки валка.

Момент інерції трикутника заміняє момент інерції фігури, що утворить зев. Цей трикутник має висоту h і площу, рівну площі фігури, що утворить зев. З умови рівності цих площ визначається величина підстави d1 трикутника:

де:

? — положення центра ваги перетину, Тоді:

Момент опору перетину щодо осі Х-Х:

Момент інерції перетину щодо осі Y-Y:

Момент опору перетину щодо осі Y-Y:

Максимальне зусилля прокатки P діє на валок, коли перетин валка 3−3 повернено на кут приблизно 70−80 градусів.

При розрахунку цього перетину на максимальне зусилля прокатки, можна з достатнім ступенем точності прийняти, що максимальне зусилля прокатки діє перпендикулярно осі Y-Y, а окружне зусилля — перпендикулярне осі Х-Х. Згинальний момент у вертикальній площині:

Згинальний момент у горизонтальній площині:

Напруга вигину в перетині 3−3 від моменту, що діє у вертикальній площині

Умова міцності дотримується.

Напруга вигину в перетині 3−3 від моменту, що діє в горизонтальній площині

Умова міцності дотримується.

2.6 Розрахунок годинної продуктивності

Вихідні дані:

Розміри готової труби: Dт? Sт = 25 ?3,5 мм Розрахунок Визначаємо годинну продуктивність стану ХПТ 55:

де m — величина подавання, мм;

? — коефіцієнт витягання Приймаємо m ·? = 25 мм

n — кількість двійних ходів кліті у хвилину Приймаємо n = 80 ход/хв с. 367, табл. 160

k — коефіцієнт використання стану За цеховими даними k = 0,8

Визначаємо годину продуктивність стану в тоннах:

де m — маса труби на 1 метр кг;

m= 0,0246 · Sт · (Dт-Sт)

m = 0,0246 · 3,5· (25 — 3,5) = 1,85 кг

2.7 Дослідження параметрів процесу Для порівняння двох схем проведемо порівняльний аналіз силових та енергетичних параметрів. У якості вихідних даних було використано параметри стану ХПТ 55 з числом подвійних ходів 78, для труби із марки сталі 08Х18Н10Т, яка прокатана по маршруту 45?6,1>25?3,5. Результати розрахунку повної сили при прямому ході кліті при існуючій і новій схемі представлено на рис. 2.6.

Рисунок 2.6 — Розподіл повної сили по довжині робочого конусу Як видно з рис. 2.6 для нового режиму подачі і повороту характерна менша сила прокатки за рахунок зменшення подачі при прямому ході. Результати аналізу розподілу повної сили при зворотному ході кліті представлено на рис. 2.7.

Рисунок 2.7 — Розподіл повної сили при зворотному ході кліті

Як видно з рисунків 2.6 і 2.7 при використанні подвійної подачі і повороту при прямому ході кліті величина повної сили менша у порівнянні з існуючою схемою. А при зворотному ході протилежна картина — при існуючій схемі прокатки сила при зворотному ході менша у порівнянні зі схемою подвійної подачі і повороту.

Для більш докладного аналізу енергосилових параметрів процесу розглянемо розподіл потужності прокатки при одному подвійному ході для обох схем подачі і повороту труби.

Результати розрахунків потужності прокатки при подвійному ході кліті представлено на рис 2.8.

Як видно з рисунка 2.8 зміна потужності прокатки за подвійний хід при новій схемі подачі і повороту менша на 5 — 20% у порівнянні з існуючою схемою.

Таким чином, по результатам розрахунків видна ефективність пропонованих рішень. Тобто при впровадженні подвійної подачі і повороту не відбудеться підвищення енергетичних затрат на виробництво.

Рисунок 2.8 — Розподіл потужності прокатки при подвійному ході кліті

Впровадження проектних рішень дозволить підвищити сумарну подачу за прохід до 8 мм. За рахунок цього продуктивність стану підвищиться на 14% у порівнянні з існуючим режимом.

3. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

3.1 Коротка характеристика об'єкта дослідження Трубо волочильний цех ПрАТ «Сентравіс Продакшн Юкрейн» має у своєму складі стани ХПТ, ХПТР, волочильні стані та багато іншого обладнання для виробництва труб розміром від 3 мм до 114 мм, загальній обсяг труб у рік складає понад 11млн. метрів. Основний сортамент цеху: холодно катані нержавіючі труби загального призначення, авіобудування, насосно-компресорні, труби для автомобілебудування, харчової хімічної промисловості та ін.

В 2013 р. долі продаж на основні ринки Європи і СНГ склали 51,2% и 41,7% відповідно 4,6% продукції було відгруженно на ринок США и 2,5% - на інші ринки.

Метою економічної частини є визначення економічної ефективності від вдосконалення технології виробництва труб за рахунок застосування подвійних подачі і повороту труби на стані ХПТ-55 в умовах ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН», що дозволить знизити витратний коефіцієнт металу за рахунок зменшення браку по геометричним розмірам, збільшити вихід якісної продукції, підвищити продуктивність, а також зменшити простої на ремонт старого обладнання.

3.2 Проектні рішення та розрахунок капітальних вкладень Розробками проекту передбачено удосконалення технології виробництва труб за рахунок зміни технологічного обладнання стану ХПТ-55. Це дозволить збільшити вихід готової продукції, зменшити кількість браку, підвищити точність геометричних розмірів труб, зменшити час на механічні простої стану В даному випадку економічна ефективність проектних заходів досягається за економії металу внаслідок впровадження проектної технології.

Впровадження даного заходу пов’язане з дооснащенням обладнання і потребує додаткових капітальних вкладень.

КВ = КН.ОБ. + КТ.Р.

де КН.ОБ.- вартість закупленого обладнання:

КН.ОБ. = А · ВВАР КН.ОБ. = 1 · 950 000 = 950 000 грн;

КТ.Р. — вартість транспортування, приймаємо 0,5% від вартості нового обладнання, грн.;

Визначаємо витрати на транспортування:

КТ.Р. = 0,005 · КН. ОБ КТ.Р. = 0,005 · 950 000 = 4750 грн.

Таким чином, величина капітальних вкладень складатиме:

КВ = 950 000 + 4750 = 954 750 грн.

3.3 Розрахунок собівартості продукції

Визначаємо коефіцієнт росту обсягу виробництва.

кр =

де В — приріст в тонах за рахунок збільшення обсягу виробництва;

Воб`єм виробництва продукції по проектному варіанту, т/рік Воб`єм виробництва продукції по базовому варіанту, т/рік кр =

Розрахунок проектної собівартості виконуємо по статтям витрат в калькуліаційному розрізі.

При розрахунку проектної собівартості ціни приймаємо по базовій калькуляції. Калькуляція собівартості одної тони приведена в таблиці 3.1, витрати по переробці цеху приведені в таблиці 3.2

Зниження собівартості планується за рахунок зниження умовно — постійних витрат по переробці в наслідок росту обсягу виробництва.

Таблиця 3.1 — Калькуляція собівартості 1 т труб м.с. 08Х18Н10Т

Таблиця 3.2 — Витрати по переробці ТВЦ ПрАТ «СПЮ»

Виконуємо перерахунок витрат по переробці з урахуванням проектних рішень:

грн.

де, Сі - сума витрат по переробці за проектом, грн.;

С — сума витрат по переробці базового варіанту, грн.;

А — частка умовно постійної частини витрат по переробці, ед;

Кр — коефіцієнт росту обсягу виробництва Кр=1,007.

Паливо — технологічне, газ природний в натурі.

Енергетичні витрати.

Електроенергія.

.

Пар.

.

Технічна вода.

.

Стисле повітря.

.

Допоміжні матеріали.

.

4. Основна зарплата, виробничих робітників.

.

Додаткова зарплата виробничих робітників.

.

Відрахування на соціальне страхування.

.

Зміна обладнання.

.

8. Утримання основних засобів.

.

Ремонтний фонд.

.

Na=5%

10. Амортизація основних засобів.

.

Na=20%

Робота транспортних цехів:

.

Інші витрати по цеху:

.

Загально заводські витрати.

.

Таким чином зниження собівартості 1 тони труб в наслідок реалізації проектних рішень складатимуть грн.

де, Сбаз — комерційна собівартість одиниці продукції базового варіанту, грн./т.

Спр — комерційна собівартість одиниці продукції проектного варіанту, грн./т.

.

3.4 Економічна ефективність проектних рішень та розрахунок основних техніко-економічних показників Річна економія від зниження собівартості одиниці продукції внаслідок впровадження проектних заходів:

Ес = (-) Впр де Впробсяг виробництва продукції проектного варіанту, т/рік.

Ес = (58 127,04 — 57 880,61) • 12 788,9 = 3 151 568,6 грн.

Приріст прибутку:

?П = Ппр — Пбаз Пбаз = (Ц — Сбаз) •Вбаз Ц =70 450 грн.

Пбаз = (70 450 — 58 127,04) • 12 788,9 =157 597 103 грн.

Ппр = (Ц — Спр) •Впр Ппр = (70 450 — 57 880,61) • 12 788,9 = 160 748 671,7 грн.

?П = 160 748 671,7−157 597 103=3151568,7 грн.

3 Приріст чистого прибутку:

?ЧП = 0,82 • ?П

?ЧП = 0,82 • 3 151 568,7=2 489 739,3 грн.

4 Коефіцієнт абсолютної економічної ефективності дорівнює:

Е =

Е = = 2,60

5 Термін окупності капіталовкладень складатиме:

Т =

Т =< 1 року Що менше нормативного галузевого терміну окупності

6 Фондовіддача:

?0 =

?0баз =

?0пр =

?0пр =

7 Продуктивність праці:

Пр =

де В — річний обсяг виробництва, т/рік;

Чс — списочна чисельність робітників, роб.

Прбаз =

Прбаз =т/роб Прпр =

Прпр = т/роб

8 Прибуток на одну тонну продукції:

П = Ц — С Пбаз = Ц — Сбаз Пбаз = 70 450 — 58 127,04=12 323грн./т Ппр = Ц — Спр, Ппр = 70 450 — 57 880,61=12 569,3грн./т

9 Рентабельність продукції:

Р = %

Рбаз = %

Рбаз = %

Рпр = %

Рпр = % = 21,7%

Таким чином розрахунки підтверджують економічну доцільність впровадження проектних рішень .

Таблиця 3.3 — Техніко-економічні показники дільниці ПрАТ «Сентравіс Продакшн Юкрейн» до та після впровадження проектних рішень

Як слід із таблиці 5.3 після впровадження проектних заходів середня продуктивність стану склала 1,77 т/ год., випуск продукції збільшився з 12 700 т до 12 788,9 т (на 0,7% або на 88,9 т в натуральних показниках), виробіток на одного працівника збільшився на 0.70%. Витрати на 1 тонну труб зменшились на 74,74 грн., у тому числі за рахунок зменшення витрат металу на 367.406 грн.(в середньому по цеху). Приріст прибутку склав 12 569,3 тис. грн., а рентабельність продукції підвищилась на 0.5% і склала 21,7%. Проектні заходи є економічно ефективними.

4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

4.1 Загальні питання охорони праці

Охорона праці — це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних i лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження життя, здоров’я i працездатності людини у процесі трудової діяльності.

Головна мета охорони праці — надати фахівцям знання основ охорони праці реалізація яких на практиці сприятиме поліпшенню умов праці, піднесенню її продуктивності, запобіганню професійним захворюванням, виробничому травматизму тощо.

Основним завданням охорони праці є гуманізація праці. Під гуманізацією праці розуміють профілактику перевтоми, професійних захворювань, запобігання виробничому травматизму, підвищення змістовності праці, створення умов для всебічного розвитку особистості

Завданнями охорони праці є також :

· знаходження оптимальних співвідношень між різними факторами виробничого середовища;

· запровадження норм гранично допустимих рівнів шкідливих виробничих факторів, визначення ступеня шкідливості й небезпечності праці;

· розробка та планування заходів з поліпшення умов праці;

· забезпечення безпеки виконання робіт працівником;

· впровадження технічних засобів і заходів з боротьби з травматизмом і профзахворюваннями;

· розробка методів оцінки соціальної та економічної ефективності заходів з удосконалення умов та охорони праці.

Шкідливі виробничі фактори — фактори середовища і трудового процесу, які можуть викликати професійну патологію, тимчасове або стійке зниження працездатності, підвищити частоту соматичних та інфекційних захворювань, призвести до порушення здоров’я потомства.

4.2 Промислова санітарія Цех розташований в північно-західній частині заводу. Будівельний майданчик і планування виготовленні згідно з вимогами СНІП II-89−90. Прольоти спрямовані зі сходу на захід. Переважний напрямок вітру північно-східне. Стіни всередині цеху пофарбовані в білий колір. Цех складається з 14-ти прольотів. У 1-му та 2-му прольоті підлога бетонна і частково мозаїчний, в 3-му і 4-му бетонний, в районі печей цегляний, в травильному відділі і електро-полірувальному з кисневого цегли, в інших — бетонний. Будівля цеху одно поверхова. Прольоти цеху відповідають технологічному процесу та проектної потужності. З південного боку цеху побудовано п’яти поверхова будівля побутового корпусу. За санітарної класифікації підприємство відноситься до другого класу з шириною санітарно-захисної зони 500 м, як підприємство з неповним металургійним циклом. Будівельний майданчик відносно рівна з невеликим ухилом для стоків природних опадів.

При виборі технологічних процесів перевага повинна надаватися тим з них, які забезпечують кращі умови праці: прокатка з подвійною і безперервною подачею і поворотом заготовки, прокатці в чотирьох валкової робочої кліті, прокатці в станах зі стаціонарними клітями. Слід зазначити, що умови праці вальцювальників станів ХПТ ускладнюються тим, що їхня робоча зона розташована в безпосередній близькості до стану і не захищена закритою кабіною. Через застосування все розширюється сортаменту мастил, необхідних для забезпечення високошвидкісного процесу у повітря робочої зони можливе надходження низько-і високомолекулярних жирних кислот, окису вуглецю, хлору, аерозолю масел. Це вимагає обладнання станів ХПТ місцевою витяжною вентиляцією. Технічні засоби безпеки на станах повинні забезпечувати: захист робочих від підвищених рівнів шуму, а так само виключити можливість ведення процесу за відсутності або несправності кінцевих вимикачів, заземлюючих пристроїв, огороджень робочих клітей, переднього патрона, каретки стрижня; включення стана при знаходженні робітників у небезпечній зоні; довільне переміщення робочої кліті при виконанні робіт на стане. У уникнення травмування повинно бути виключено проворачивание заготовки вручну, що надходить у калібри, а також підтримування при подачі стрижня у вогнище деформування. Травмування на стані можливо, коли входить в небезпечну зону проти прокатування труби, а також проводить замір її стінки на ходу стана. Вальцювальник та їх підручні повинні дотримуватися в роботі безпеку. Насамперед це стосується робіт, пов’язаних з перебуванням працюючих в станині табором, перевалка, зачистка калібрів, вимірювання зазорів між ними, ущільнення клинів, чищення фільтра емульсій. З метою виключення довільного переміщення робочої кліті, необхідно між зубчастими колесами і рейками поставити дерев’яні клини. Проходи повинні бути вільні, підлога сухим і чистим, траншеї перекриті гофрованими металевими плитами. На працюючому стані не можна проводити ремонтні роботи, вимірювання величини подачі, зазору між калібрами, товщини стінки прокатуваної труби, мастило вузлів і механізмів стану. Під час роботи стану забороняється перебувати біля переднього патрона проти прокатуваної труби, робіт з кривим стрижнем, доливати масло в ванни картерів і редукторів стана; регулювати розведення труб, по яких надходить емульсія. При перевалці калібрів дозволяється використовувати тільки справний і призначений для конкретних робіт інструмент. Тривала дія шуму, що перевищує допустимі норми, призводить до втрати слуху. Шум високих тонів також негативно впливає на організм. Граничні рівні звукового тиску на робочих місцях в промислових приміщеннях і на території підприємств регламентуються ГОСТ 12.1.003−83. Інтенсивність виробничих шумів вимірюється шумометр. Для забезпечення нормальних режимів роботи персоналу відповідно до ГОСТ 12.1.005−88 повинні бути забезпечені параметри мікроклімату, таблиця 4.1.

Таблиця 4.1 — Мікроклімат у трубоволочильному цеху

Мікроклімат цеху нестійкий, через те, що змінюються параметри, отже, створюються зони з різною температурою повітря. Різкі коливання температури повітря негативно впливають на теплорегуляцію організму людини.

До шкідливих факторів, що мають місце на ділянці станів ХПТ, ставляться загазованість і запорошеність, теплове випромінювання й вібрації відсутні .Джерелом яких є робота різних механізмів і пристроїв по обробці металів. Пил містить здрібнену металеву окалину таблиця 4.2.

Загазованість повітря обумовлена в основному застосуванням у технологічному виробництві мастильних матеріалів: мінеральних мастил .

Таблиця 4.2- Граничні дози по загазованості й запорошеності повітря

4.3 Техніка безпеки Вальцювальники працюють в умовах шкідливих чинників :

— підвищеної температури ;

— загазованості ;

— запиленій ;

— шуму ;

— інфрачервоного випромінювання ;

— джерела іонізуючого випромінювання .

Небезпечними чинниками є рухомі частини виробничого устаткування що обертаються: рольганги, укладивателі заготовки, перекривачі кишень, вантажі, які переміщаються електромостовими кранами, труби і трубна заготівка, які рухаються по гратах, рольгангам, охолоджувальним столам і шнекам .

Для роботи в шкідливих і небезпечних умовах вальцювальники отримують по встановлених нормах безкоштовної видачі спецодягу, спецвзутті і інших СІЗ (суконні і брезентові рукавиці, костюм з вогнестійким просоченням, захисні каски) працівникам металургійної промисловості, затвердженим наказом Державного комітету України по промисловій безпеці, охороні праці і гірському нагляду від 27.82 008г. № 187, зареєстрованим в Міністерстві юстиції України 01.10.2008 г. за № 918/15 609 (НПАОП 27.0−3.01−08), якими вони зобов’язані користуватися під час роботи.

Засоби індивідуального захисту служать для захисту робітників від шкідливих і небезпечних факторів виробничого процесу. Працюючі у відділенні, на ділянці, лабораторії забезпечені ними згідно зі штатним розписом на підставі типових галузевих норм. Річна потреба індивідуального захисту для робітників основних професій на ділянці приведена в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3 — Засоби індивідуального захисту для робітників

Перед перевіркою знань з охорони праці на підприємстві проводять заняття, лекції, семінари та консультації. Перелік питань для перевірки знань з охорони праці з урахуванням специфіки виробництва складають члени комісії з перевірки знань з питань охорони праці, погоджує служба охорони праці та затверджує керівник підприємства. У складі комісії з перевірки знань з питань охорони праці повинно бути не менше трьох осіб, які в установленому порядку пройшли навчання та перевірку знань з питань охорони праці. Результати перевірки знань працівників з питань охорони праці оформляються протоколом.

Допуск до роботи осіб, які не пройшли навчання і перевірку знань з питань охорони праці, забороняється. Відповідальність за організацію навчання та перевірку знань з охорони праці на підприємстві покладається на його керівника, а в структурних підрозділах цеху.

За характером і часом проведення інструктажів з питань охорони праці підрозділяються на: вступний, первинний, повторний, позаплановий і цільовий.

Вступний інструктаж з охорони праці проводиться з:

усіма робітниками, які щойно працевлаштувалися (постійно або тимчасово) незалежно від їх освіти, стажу роботи за професією або посади;

працівниками, які перебувають у відрядженні на підприємстві і беруть безпосередню участь у виробничому процесі;

учнями, вихованцями та студентами, які прибули на підприємство для проходження виробничої практики;

учнями, вихованцями та студентами в навчально-виховних закладах перед початком трудового та професійного навчання у лабораторіях, майстернях, на полігонах тощо.

Первинний інструктаж проводять на робочому місці до початку роботи з:

працівником, новоприбулим (постійно або тимчасово) на підприємство;

працівником, якого переводять з одного цеху виробництва в інший;

працівником, який буде виконувати нову для нього роботу;

відрядженим працівником, який бере безпосередню участь у виробничому процесі на підприємстві;

під час проведення позашкільного навчання в гуртках та секціях.

Повторний інструктаж проводять на робочому місці з усіма працівниками:

на роботах з підвищеною небезпекою — 1 раз на квартал, на інших роботах — 1 раз на півріччя. Повторний інструктаж проводять індивідуально або з групою працівників, які виконують однотипні роботи, за програмою первинного інструктажу в повному обсязі.

Позаплановий інструктаж проводять з працівниками на робочому місці або у кабінеті охорони праці:

під час запровадження нових або переглянутих нормативних актів про охорону праці, а також за внесенні змін і доповнень до них;

за зміни технологічного процесу, заміни або модернізації устаткування, приладів та інструменту, сировини, матеріалів та інших факторів, що впливають на охорону праці; за порушенні працівником, студентом, учнем або вихованцем нормативних актів про охорону праці, які можуть призвести або призвели до травми, аварії або отруєння;

на вимогу працівників органу державного нагляду за охороною праці, вищої господарської організації або державної виконавчої влади, якщо виявлено незнання працівником, студентом або учнем безпечних методів, прийомів роботи або нормативних актів про охорону праці;

за перерви в роботі виконавця робіт більш ніж на 30 календарних днів для робіт з підвищеною небезпекою, а для решти робіт — більше 60 днів.

Цільовий інструктаж проводять з працівниками за:

виконанні разових робіт, не пов’язаних з безпосередніми спеціальності (навантаження, розвантаження, разові роботи за межами підприємства, цеху тощо);

ліквідації аварії, стихійного лиха;

проведенні робіт, на які оформляється наряд-допуск, дозвіл та інші документи;

екскурсії на підприємства.

Цільовий інструктаж фіксується нарядом-допуском або іншою документацією, що дозволяє проведення робіт.

Первинний, повторний, позаплановий і цільовий інструктаж проводить безпосередньо керівник робіт (начальник виробництва, цеху, дільниці, майстер, інструктор виробничого навчання, викладач тощо). Після інструктажу має бути проведене усне опитування, а також перевірка практичних навичок безпечних методів праці. Знання перевіряє той, хто проводив інструктаж. Про проведення первинного, повторного, позапланового інструктажів, стажування та допуск до роботи особи, яка, проводила інструктаж, робить запис у журналі. При цьому обов’язковими є підписи того, кого інструктували, і того, хто інструктував. Журнали інструктажів повинні бути пронумеровані, прошиті та засвідчені печаткою.

4.4 Пожежна безпека Грубе порушення техніки безпеки спричиняє вибухи, пожежі. По ступені пожежної небезпеки ТВЦ відповідно до СНІП 2.01.02−85 відноситься до категорії «Д», тобто виробництво, зв’язане з обробкою неспалених матеріалів у холодному стані. По класифікації будівельних матеріалів, елементів будинку, приміщення цеху відноситься до I ступеня вогнестійкості. З метою зниження пожежонебезпеки в цеху передбачена автоматична система пожежегасіння кабельного господарства й олія оксидів, установлені крани з водою для гасіння швидко займистих речовин. На ділянці ХПТ на випадок пожежі установлені вогнегасники ОП-5,ОУ-2. Кількість вогнегасників типу ОП-5 береться з розрахунку пожежегасіння приведеного в таблиці4.4. Кількість вогнегасників типу ОП-5 береться з розрахунку один ОП-5 на 600 м площі цеху. Кількість вогнегасників типу ОУ-2 береться з розрахунку один ОУ-2 на десять електродвигунів потужністю до 100квт, один ОУ-2 на два електродвигуни потужністю до 200квт і один ОУ-2 на п’ять електродвигунів потужністю до 30квт. У прольоті ХПТ двигунів: до 30квт-90шт; 200квт-12шт. При проектування виробничих, допоміжних і інших приміщень забезпечується можливість безпересторожнього виходу з приміщення при виникненні пожежі, вибухів і інших аварій.

Таблиця 4.4 — Забезпечення приміщень вогнегасниками.

Протипожежні перестороги вживають для попередження розповсюдження пожежі. До них відносяться неспалимі перекриття й протипожежні стінки. Двері, ворота, вікна в протипожежних стінах повинні виконуватись із неспалимих або важко спалимих матеріалів з межею вогнестійкості не менш 1,2 часу, при цьому загальна площа отворів не повинна перевищувати 25% площі протипожежної стінки.

Протипожежні стінки спираються на фундамент або фундаментальні балки, при цьому протипожежні стінки будуються вище покрівлі при спалимому покритті в будівлях зі спалимим або важко спалимими зовнішніми стінами повинні виступати за площу зовнішніх стін, а також за карнизи й завіси дахів не менш ніж на 30 см, або ж примикати до неспалимих ділянок зовнішніх стін з неспалимими карнизами шириною в плані не менш 1,8 м з однієї й з другої сторони від протипожежної стінки.

До основних засобів гасіння пожеж, які застосовують на металургійних підприємствах, відносять воду, водні емульсії галоідованих вуглеводом, водяний пара, повітряно-механічну й хімічну піну, інертні гази, вуглекислоту, стиснене повітря, сухі вогнегасні речовини й покривала.

Вогнегасники призначені для гасіння полум’я та пожеж у початковій стадії їх утворення до прибуття пожежних підрозділів. У залежності від типу загорання створені різні типи вогнегасників.

Хімічні пінні, вогнегасники призначені для подачі хімічної піни, отриманої із водяних розчинів лугів і кислот. Вони бувають декількох тинів: ОХП-10, ОП-М (морський) і ОП-9ММ (малогабаритний).

Газові вогнегасники — вуглекислотні. Призначені для гасіння полум’я вуглекислотою в газоабо снігоподібному вигляді. Для отримання газоподібної вуглекислоти застосовують стаціонарні установки або пересувні установки.

Ручні вуглекислотні вогнегасники ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 призначені для різноманітних матеріалів і електрообладнання, що знаходяться під напругою.

4.5 Охорона навколишнього середовища Для видалення забруднень на ТВЦ ПрАТ «Сентравіс Продакшн Юкрейн» застосовуються оборотні системи застосовуються різні системи очищення. Цехи старої будівлі працюють на прямоточній системі водопостачання, де вода подається в ставок-охолоджувач, і звідси знову надходить у цехи. У цехах будівлі 60−70-х років застосовуються оборотні системи водопостачання, стічні води яких мають стабільний склад домішок.

Стічні води проходять двох або триступінчасте очищення, при якій їх попередньо очищають у локальних очисних спорудженнях від домішок, найбільш характерних для даних цехів і ділянок. У ТВЦ діють дві системи оборотного водопостачання: чистого й брудного циклів.

Вода системи оборотного водопостачання чистого циклу в процесі роботи піддається тільки нагріванню й після охолодження в градирнях використається повторно.

Окалино утримуючі стічні води системи оборотного водопостачання брудного циклу цеху проходять тpьеxcтупенева очищення у відстійниках, що приведені на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 — Схема роботи системи оборотного водопостачання брудного циклу

1 — система лотків гідрозмиву окалини;

2 — первинний відстійник;

3 — колектор, що збирає;

4 — грейферний кран;

5 — насос;

6 — горизонтальний відстійник;

7 — радіальний відстійник;

8 — подача очищеної стічної води в цех;

9 — шламова пульпа;

10 — трубопроводи;

До складу споруджень чистого циклу входить циркуляційна насосна станція, загальна для чистого й брудного циклів, три трисекційні вентиляторні градирні із секціями 192 м² і шість швидкісних кварцових фільтрів діаметром 2 м і продуктивністю 200 м3/година кожний. Фільтри призначені для доочищення частини води, що подається для охолодження робочих валків редукційного й каліброваного станів, елементів кільцевих і індукційних печей, повітроохолоджувачів машинних залів і термовідділа, теплообмінників маслопідвалів. Відпрацьована вода від цих споживачів приділяється в брудний цикл цеху, здійснював у ньому дисбаланс, Витрата води чистого оборотного циклу c-cтавляє 4050 м3/година.

По напрямку руху стічної води, відстійники класифікують на горизонтальні, вертикальні, радіальні й комбіновані. Для очищення забруднених вод у цеху газоводопостачання застосовуються горизонтальні й радіальні відстійники.

До складу споруджень системи оборотного водопостачання брудного циклу входять чотири первинних відстійники з бункерами зневоднювання, насосна станція подачі води на вторинне очищення її й гідрозмив окалини, два вторинних горизонтальних відстійники, три радіальних відстійники діаметром 28 м, два маслосбірника, група насосів оборотної води, пятисекційна вентиляторна градирня, трисекційна площадка зневоднювання окалини.

У цеху по системі лотків гідрозмиву окалини стічні води спочатку надходять у чотири первинних відстійники, службовці для вловлювання й осадження великої окалини. Ця окалинa періодично відвантажується з відстійників грейферним краном у спеціальні бункери (накопичувачі) для її зневоднювання. У міру нагромадження бункерів-накопичувачів, окалина відвантажується в залізничні вагони МШС і відправляється на металургійні заводи для подальшої переробки (утилізації).

Потім, стічні води, що пройшли через відстійники цехи, з водозбірних колекторів насосами по системі трубопроводів подаються на горизонтальні відстійники ділянки цеху ГВС. Дзеркало води горизонтальних відстійників розташовано вище радіальних відстійників, тому прояснена стічна вода самопливом перетікає в радіальні відстійники, у яких дзеркало води розташоване на рівні землі (ґрунту).

У горизонтальному відстійнику, що на рисунку 5.2, вода, що подається насосами по трубопроводу, надходить у його зону, утворену перегородкою й корпусом відстійника. Відстійник по довжині розбитий на дві зони, у яких спостерігається нерівномірний розподіл швидкостей по глибині потоку. У першій зоні більша частина часток забруднень осідає в мул частина відстійника, у другій зоні швидкість потоку вважається постійної, де також відбувається осадження часток. Через трубопровід вода виводиться з горизонтальних відстійників і далі самопливом надходить у радіальні відстійники, що володіють більше високою продуктивністю.

У радіальний відстійник, що на рисунку 5.3, стічна вода, що тече, надходить по вхідному патрубку з діаметром, що розширюється, по перетині на виході й рухається в радіальному напрямку Збільшення вихідного діаметра патрубка забезпечує, при заданій витраті, зменшення швидкості витікання стічної води із трубопроводу й, отже, збільшення ймовірного ламінарного осадження твердих часток у відстійнику.

Кожний радіальний відстійник обладнаний рухливою формою з маслоулавлювачі, що збирає основну частину масел з поверхні води.

Очищена стічна вода по трубопроводах, що відводять, направляється в прийомні камери насосної станції. Насосом вода подається в градирню для охолодження, у якій прохолоджується 50% оборотної води. Потім вона насосом іншої групи вертається в ТВЦ.

Шламова пульпа з радіального відстійника насосом типу 4НФ відкачує на горизонтальні відстійники.

Рисунок 4.2 — Схема горизонтального відстійника: 1 — трубопровід, що підводить; 2 — корпус відстійника; 3 — перегородка 4 — осад; 5 — трубопровід, що відводить Рисунок 4.3 — Схема радіального відстійника: 1 — вхідний патрубок; 2 — переливний лоток; 3 — трубопровід, що відводить; 4 — отсос шламові пульпи Мелкодисперсная окалина, що осіла в горизонтальних відстійниках, вивантажується мостовим грейферним краном на дренажні площадки для зневоднювання, підсушується й автотранспортом вивозиться в ТВЦ для подальшого відправлення залізничними вагонами.

Витрата проясненої води в системі оборотного водопостачання брудного циклу становить 1750 м3/ч.

По даним служб заводу у відстійниках ділянки цеху ГВС, що обслуговує ТВЦ, у добу осаджується до 8 тонн мелкодисперсной окалини (сухий). У результаті очищення й зневоднювання на дренажних площадках суміш, що утвориться, має наступний состав: 63−70% окалини, 15% вологи, 9% масел і 6% інших домішок.

Таким чином, у ТВЦ діють системи оборотного водопостачання. Це раціонально й дуже важливо з погляду захисту навколишнього середовища. Добавки свіжої води із природних джерел у таку систему (для компенсації випару) становить 3,5% від загального споживаного обсягу.

Накопичення твердого побутового сміття на підприємстві визначено згідно з КТМ 204 України 012−95 Державного комітету України по житлово-комунальному господарству «Рекомендовані норми накопичення твердого побутового сміття для населених пунктів України». Сучасний стан збирання, вивезення та захоронення побутових і будівельних відходів не повністю задовольняє потреби підприємства: недостатня площа полігонів захоронення відходів, недостатня потужність сміттєспалювального заводу, немає в місті сміттє-переробного заводу. Потребує вирішення питання збереження та утилізації промислових відходів, у т.ч. і токсичних, які на сьогоднішній день накопичуються у великій кількості на полігонах. Є необхідність організації підприємства по збиранню та утилізації старих автомобілів, автошин, акумуляторів, тощо. Концепцією розвитку підприємства та міста передбачені заходи, виконання яких дасть можливість покращити санітарний стан у місті:

— будівництво полігону для знешкодження токсичних промислових відходів І та II класів небезпеки;

— впровадження технології роздільного збирання твердих побутових відходів з вилученням цінних компонентів для їх використання як вторинної сировини;

— організація системи збирання та впровадження технології спалювання лікарняних відходів без контакту з людиною в процесі виконання робіт;

— впровадження технології отримання біогумусу або компосту з відходів зеленого господарства (гілок, листя, деревини) з подальшим їх використанням при організації парків, скверів, зон відпочинку;

— організація підприємства по збиранню та утилізації акумуляторів, автошин, тощо.

Підприємство користується базовими нормативами плати за забруднення навколишнього природного середовища України. Відповідно до Закону України від 25.06.91 р. «Про охорону навколишнього природного середовища» і постанов Кабінету Міністрів України від 01.03.99 р. № 303 «Про затвердження Порядку встановлення нормативів збору за забруднення навколишнього природного середовища і стягнення цього збору» із змінами і доповненнями та від 25.03.99 р. № 465 «Про затвердження Правил охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами» для проведення єдиної екологічної політики з питань охорони навколишнього природного середовища, упорядкування укладення договорів з підприємствами на послуги каналізації та стягнення плати за скид промислових стічних вод у системи каналізації населених пунктів на підприємстві затверджено Інструкцію про встановлення та стягнення плати за скид промислових та інших стічних вод у системи каналізації населених пунктів та Правила приймання стічних вод підприємств у комунальні та відомчі системи каналізації населених пунктів України. Згідно проекту нормативів гранично — допустимих викидів нормативна санітарна захисна зона ПрАТ складає 500 м зі сторони селитебної території. Озеленення території в 2000;2007 р. не проводилось.

5. ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ Цивільний захист — це функція держави, спрямована на захист населення, територій, навколишнього природного середовища та майна від надзвичайних ситуацій шляхом запобігання таким ситуаціям, ліквідації їх наслідків і надання допомоги постраждалим у мирний час та в особливий період. 33]

Завданнями цивільної оборони є:

— Запобігання надзвичайних ситуацій техногенного характеру та проведення заходів щодо зниження збитку і втрат від надзвичайних ситуацій, які запобігти неможливо;

— Оповіщення населення про загрозу і виникнення надзвичайних ситуацій, постійне інформування про обстановку та правила дії;

— Захист населення від наслідків надзвичайних ситуацій;

— Організація життєзабезпечення населення на час надзвичайних ситуацій;

— Організація і проведення рятувальних та інших невідкладних робіт;

— Створення систем, аналізу та прогнозування, управління, оповіщення і зв’язку, контролю над обстановкою;

— Підготовка і перепідготовка кадрів, керівництво складу, населення.

У даному розділі дипломного проекту розглядається питання: «Евакуація населення у надзвичайних ситуаціях».

Актуальнiсть теми вiдображається в кiлькостi надзвичайних ситуацiй, що сталися на території України з початку 2014 року: всього — 103 (техногенного характеру — 60, природного — 37, соціального — 6). В цих НС загинуло 235 особи, постраждало — 466 осiб. [34]

Евакуацією називається організоване вивезення робітників та службовців підприємств, організацій і установ, які припиняють чи переносять свою діяльність у заміську зону, а також непрацездатного і незайнятого у виробництві населення із зон можливих руйнувань категорійованих міст і об'єктів, розташованих поза цими містами. Екстрена евакуація населення здійснюється за рішенням начальника ЦО відповідного рівня з зон радіоактивного і хімічного зараження, із зон масових пожеж, а також з районів можливого затоплення. Заміською зоною називається територія за межами зон можливих руйнувань, встановлених для категорійованих міст і категорійованих об'єктів, розташованих поза цими містами. Межі зон можливих руйнувань встановлюються в залежності від значення міста і чисельності його населення.

У будь-яких надзвичайних ситуаціях першорядне значення приділяється термінам евакуації людей з небезпечних зон. У максимально короткий термін евакуацію здійснюють комбінованим способом, який полягає в тому, що масове виведення населення з міст пішки поєднується з вивозом певних категорій населення усіма видами наявного транспорту.

Транспортом вивозяться робочі зміни (на час відпочинку) під-приємств, що продовжують виробничу діяльність у містах, 0. с. формувань ЦО (щоб підтримувати їх у готовності до негайного ведення РІНР в осередках ураження), населення, якому дуже важко пересуватися пішки на великі відстані (старі, інваліди, хворі, вагітні, жінки з дітьми до 10-річного віку).

Пішки виводяться робітники та службовці некатегорійованих підприємств, організацій і установ відповідно до розроблених на цих об'єктах планів евакуації і населення, незайняте у сфері виробництва (непрацюючі члени родин робітників та службовців, учні вищих і середніх навчальних закладів, професійно-технічних училищ та ін.). При недостачі транспортних засобів частина робочих змін також може виводитися пішки разом із членами їхніх родин.

Евакуація населення комбінованим способом здійснюється за територіально-виробничим принципом. Це значить, що виведення у заміську зону більшої частини населення організовується через підприємства, установи і навчальні заклади. Інші евакуюються, як правило, через ЖЕКи і домоуправління за місцем проживання. Перевага комбінованого способу полягає в тому, що він забезпечує досягнення основною частиною населення безпечної зони в порівняно короткий термін.

Евакуйовані, які не зв’язані з виробничою діяльністю і не є членами родин робітників, що розосереджуються, і службовців, розміщуються в більш віддалених районах заміської зони.

По завершенні розосередження й евакуації в місті повинні перебувати тільки працюючі зміни категорійованих об'єктів, черговий і лінійний персонал, що забезпечує життєдіяльність міста (чергові бригади служб міськгазу, водоканалу, енергопостачання, охорони громадського порядку), нетранспортабельні хворі та персонал, що їх обслуговує.

Планування евакуації — одне з найважливіших завдань штабів ЦО всіх ступенів. У масштабі міста проведення евакозаходів планується штабом ЦО міста. Основний документ, який визначає обсяг, зміст, терміни проведення заходів щодо розосередження й евакуації населення і порядок з виконання, це план ЦО (розділ про захист населення).

У містах, районах і на об'єктах народного господарства (підприємствах, організаціях і навчальних закладах) створюються евакуаційні комісії, а в сільській місцевості — евакоприймальні комісії.

ЗЕП розгортаються в громадських будовах (школах, клубах і т.п.) поблизу залізничних станцій, платформ, пристаней, тобто поблизу місць посадки на відповідний транспорт, а також на підприємствах, що мають під'їзні колії або річкові (морські) причали, і на тих, на яких розосередження робітників та службовців і евакуація членів їх родин передбачені автомобільним транспортом.

Евакоприймальна комісія веде підготовку до прийому і розміщення евакуйованого населення, підприємств і установ, організовує постачання продовольством, предметами першої необхідності, медичне й інше обслуговування та забезпечення.

Для забезпечення безперебійного руху на шляхах розосередження й евакуації на кожен маршрут призначається начальник маршруту з групою управління, до складу якої включаються представники підприємств та організацій.

Групи керування забезпечуються необхідними засобами зв’язку й оповіщення, їм підпорядковуються сили і засоби для ведення радіаційної, хімічної і медичної розвідки.

Евакуація проводиться за рішенням Кабінету Міністрів України і здійснюється органами виконавчої влади. Рішення на проведення екстреної евакуації можуть прийняти начальники ЦО об'єкта, району, міста.

Про початок евакуації населення оповіщається через підприємства, навчальні заклади, домоуправління й органи міліції.

Ідучи на ЗЕП, кожен повинен узяти із собою паспорт, військовий квиток, документи про освіту, трудову книжку чи пенсійне посвідчення, свідоцтво про народження дітей, необхідний запас продуктів (на 2—3 дні), білизну, постіль та інші необхідні речі з урахуванням тривалого перебування в заміській зоні.

Дітям дошкільного віку необхідно покласти в кишені чи пришити до одягу записки із зазначенням прізвища, імені, по батькові і місця проживання чи роботи батьків. Перед виходом з квартири необхідно відключити електроживлення, закрити вікна і кватирки, перекрити вентилі в системі опалення і водопостачання, відключити газ, зачинити квартиру, здати ключі представнику домоуправління.

На ЗЕП ті, кого евакуюють, проходять реєстрацію, групуються по вагонах залізничного ешелону або по автомашинах автоколони і у призначений час виводяться до пунктів посадки на транспорт.

Транспортне забезпечення розосередження й евакуації включає: вивезення населення, установ і організацій у райони евакуації, вивезення матеріальних цінностей; перевезення робочих змін з районів евакуації в місто на підприємства і назад.

Штаб ЦО об'єкта одержує від вищестоящого штабу виписку із плану евакуаційних заходів, в котрій зазначено, які транспортні засоби виділяються об'єкту, їх місткість, час подачі, місце посадки, час відправлення, місце і час висадки.

Матеріальне забезпечення включає, головним чином, постачання евакуйованого населення продовольством і предметами першої необхідності. Організація його покладається на заступника начальника об'єкта з матеріально-технічного забезпечення, що спільно зі службами ЦО міського та сільського районів підготовляє необхідні умови для постачання матеріальними засобами робітників та службовців об'єкта і членів їх родин у заміській зоні, а також організовує харчування працюючої зміни на об'єкті.

Харчування працюючих змін підприємств, які продовжують виробничу діяльність у місті, організовується в наявних на об'єктах їдальнях. Постачання їдалень продуктами здійснюється службою торгівлі і харчування міста (міського району), яка створює необхідні для цього запаси продовольства в межах установлених норм.

На пішохідних маршрутах для забезпечення евакуйованих слід передбачати організацію рухомих пунктів харчування і водопостачання, а в зимовий час — і пунктів обігріву.

Постачання питною водою у заміській зоні здійснюється в основному з артезіанських колодязів, шахтних, трубчастих та інших закритих джерел.

Медичне обслуговування евакуйованого населення здійснюється через існуючу мережу лікарень, поліклінік і медпунктів сільської місцевості.

Інженерне забезпечення розосередження й евакуації включає: забезпечення утримання і ремонту доріг, бруківки дорожніх споруд, устаткування пунктів посадки і висадки, колонних шляхів на пішохідних маршрутах, побудову пішохідних переходів на водних перешкодах, обладнання укриттів для населення на шляхах евакуації й у районах розміщення.

Таким чином, при організації захисних заходів, необхідно розумно застосовувати всі засоби захисту населення, віддаючи перевагу у кожному конкретному випадку тому з них, який більше відповідає даній ситуації. [35]

ВИСНОВКИ Проаналізовано технологію виробництва холодної прокатки труб на ділянці ХПТ. Розглянуто й описані технологічні операції при виробництві труби розміром 25×3.5 мм. Розраховано маршрут прокатки на станах ХПТ-75, ХПТ-55 Визначена годинна продуктивність стана ХПТ-55, які складає 173,56 м/годину.

Проведений розрахунок на міцність валка стану ХПТ-55, всі деталі задовольняють умові міцності. Проаналізовано калькуляцію собівартості однієї тонни труб яка склала 56 402 грн .

Проаналізовано основні шкідливості й небезпеці на ділянці ХПТ у ТВЦ, проаналізовані вимоги проти пожежної безпеки.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. О. А. Семенов, Ю.М. Бєліков, Н. Н. Король БНТИ Чорна металургія. — Вип. 22. — М.: Черметінформація, 1977.-С.49−51. [1]

2. А. Г. Виноградов. Трубне виробництво. М.: Металургія, 1981 — 343 с.

3. Н. В. Розов. Производство труб. М.: Металургія, 1974 — 600 с. [3]

4. Шевакин Ю. Ф. Глейберг А.З. Виробництво труб — М.: Металургія, 1968 р.

5. Технологічні інструкція виробництва холоднодеформованных труб в ТВЦ (ТИ НЗНТ ТВЦ-2−00).

6. ГОСТ 9941–81 «Труби безшовні холодно и теплодеформовані із корозійностійкої сталі»

7. ГОСТ 12.1.005−88. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони. — М.: Стандартіздат, 1988

8. ГОСТ 12.1.003−83. Система стандартів безпеки праці. Шум. Загальні вимоги безпеки. — М.: Стандартіздат, 1983.

9. СНиП 2.03.02−85. Протипожежні норми проектування будинків і споруд. — М.: Стройиздат, 198

10. ТУ 14−3р-55−2001[10] «Котельні труби, призначені для парових котлів і трубопроводів»

11. ТУ 14−3-796−80 «Котельні труби, призначені для парових котлів і трубопроводів»

.ur