Состояние и перспективы развития трубной промышленности в мире

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Национальная металлургическая академия Украины

кафедра технологического проектирования

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Основы технологического проектирования»

По теме: «Состояние и перспективы развития трубной промышленности в мире»

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. МЕ09-09  Бобанёв А.Е.

Проверил: проф. д.т.н. Балакин В.Ф.

Днепропетровск - 2012

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

Труба́ — промышленное изделие на основе полого круглого профиля постоянного сечения.

Трубы изготавливаются  промышленным способом, из металлов и  сплавов, органических материалов (пластмасс, смол), бетона, керамики, стекла, древесины  и их композиций.

Трубы применяются для транспортировки различных сред, изоляции или группировки иных проводов. Металлическая труба широко применяется в строительстве как конструкционный профиль (см. металлоконструкция), в механизмах — как вал для передачи вращения.

Трубы стальные делятся  по виду на :

Трубы стальные электросварные — Стальные не оцинкованные и оцинкованные сварные трубы, применяемые для водопроводов, газопроводов, систем отопления и деталей конструкций. Такие трубы по длине изготовляются от 0,5 до 12 метров.

Трубы стальные бесшовные — Стальные трубы, не имеющие сварного шва или другого соединения. Изготавливаются способом прокатки, ковки, прессования или волочения. Массу 1 метра погонного трубы вычисляют по формуле: М=0,02466хS(Д-S), где «Д»- наружный диаметр, а «S»- толщина стенки.

Трубы стальные делятся по классу на:

Трубы водогазопроводные (ВГП): ГОСТ 3262 и Трубы водогазопроводные оцинкованные — ГОСТ 3262

Трубы электросварные: ГОСТ 10705, 10704 и Трубы электросварные оцинкованные ГОСТ 10705, 10704

Трубы большого диаметра: Трубы магистральные ГОСТ 20295 и Трубы эл/св ГОСТ 10706

Трубы бесшовные: Горячедеформированные ГОСТ 8731, 8732 и Холоднодеформированные ГОСТ 8731, 8734

Рисунок -1. - Стальные бесшовные трубы.

 

Рисунок -2. - Трубы бесшовные чугунные

 

 

 

 

 

 

Рисунок -3 – Сварные  трубы квадратного сечения.

 

Основные характеристики:

Габаритные 

— Диаметр внутренний — основная размерная характеристика водогазопроводных труб и соединительных частей к ним. 

— Диаметр условного прохода (Dy, Ду) — номинальная величина внутреннего

диаметра в миллиметрах  или его округлённое значение.  

— Диаметр номинальный (Dn, Дн) 

— Диаметр наружный 

— Толщина стенки. Обозначается: s (предположительно от русского «стенка»), t (от англ.: thick — толстый)

 

 

 

Массовые 

— Вес одного погонного метра трубы чаще измеряется в килограммах; 

— Плотность.

Прочностные 

— Давление рабочее (Рраб) — наибольшее давление транспортируемой среды при рабочей температуре, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей; 

— Давление номинальное (Pn); 

— Давление условное (Ру). Прочность труб и их соединительных частей должна соответствовать условному давлению Py транспортируемой среды. Под условным давлением понимается наибольшее избыточное давление, измеряемое в паскалях (Па) при температуре 293 К (20˚С), при котором обеспечивается длительная работа трубопроводов и их элементов (соединительных частей, арматуры). Численное значение условного давления указывают в ГОСТ-ах или иных нормативных документах на каждый вид изделия. 

— Давление испытательное, опресовки, пробное (Рисп, Рпр). , а также прочность труб, соединительных частей и арматуры проверяют пробным (испытательным) давлением Рпр, которое больше рабочего давления.; 

— Давление избыточное (манометрическое);  

— Температура рабочая, максимальная, минимальная. Обычно рабочая температура транспортируемой среды отличается от температуры 20˚С в значительных пределах, колебания температуры должны учитываться при проектировании, так как разрушительно влияют на материал трубы;

Технико-экономические

Погонный метр трубы — 1 метр трубы;

Стоимость в рублях (или  другой валюте) за 1 кг, 1 тонну трубы. В экономических расчётах, при продаже часто стоимость выражают в рублях (или другой валюте) за 1 тонну.

 

Материал

Металлы и сплавы  

— Медь и сплавы содержащие медь. Для водопровода и отопления используется раскисленная только фосфором медь марки M1Ф и её европейский аналог

Cu-DHP (CW024A) и M1Р; 

— Сталь (см. Марочник сталей); 

— Бронзовые из бронзы; 

— Латунные из латуни; 

— Чугунные из чугуна различных марок

Рисунок -4 - Строение (слои) металлополимерной трубы

• Полимеры
• Поливинилхлорид (сокр. ПВХ) и другие на основе соединений хлора;
• Поливинилдифторид (сокр. ПВДФ (PVDF)) и другие на основе соединений фтора;
• Полиэтилен (сокр. ПЭ), различают ПЭ-80, ПЭ-100 и т. п.;
• Сшитый Полиэтилен (сокр. PEX), различают PEXa,PEXb,PEXc в зависимости от способа сшивки;
• Стеклопластик;
• Полипропилен;
• Полибутен;
• Фаолит.
• Комбинированные материалы
• Алюминиевые металлополимерные трубы состоят из внутреннего рабочего слоя полиэтилена теплостойкого PERT или PEX, промежуточного несущего слоя алюминия и внешнего защитного слоя полиэтилена, с использованием клеящих веществ (см. Рисунок -4);
• Медные металлополимерные трубы состоят из внутреннего рабочего слоя меди толщиной 0.3 мм и внешнего защитного слоя полимерного материала толщиной 2—3 мм без использования клеящих веществ;
• Стальные с внутренним цементным и наружным защитным гидроизоляционным покрытием от коррозии, также для защиты от коррозии применяют эмалированное покрытие;
• На основе бетона, других материалов
• керамические;
• асбестоцементные часто используются в качестве футляров для прокладки различных трубопроводов;
• бетонные
• железобетонные используются для дренажа сточных, талых, ливневых вод.

Использование труб 

— Транспортировка веществ

Труба эффективно отделяет внешнюю среду от внутренней, позволяя при этом последней перемещаться. Трубы служат для транспортирования различных веществ, в том числе и ядовитых, агрессивных, в различных агрегатных состояниях: твёрдой фазы (сыпучие), жидкой фазы (различного рода жидкости), газовой фазой (пар, газ). Также трубы используются для транспортировки документов — пневмопочта. 

— Технологические нужды

Трубы используют для  передачи давления в качестве импульса для технологических нужд. 

— Защита коммуникаций

Трубы используют для  защиты электрических проводов, как  силовых, так и информационных, например, для защиты оптоволокна. 

— Горная выработка, бурение скважин

обсадные колонны, которыми крепится грунт для того, чтобы он не обрушивался;

колодцы (колодезное кольцо), штольни, каптажи родников, галереи;

Способы изготовления (технология):

Изготавливаемые трубы должны отвечать требованиям, изложенным в государственных  стандартах: ГОСТах, СНиПах, ТУ. В тех случаях, когда характеристики труб, предназначенных не для массового использования, отличаются от стандартных, требования к таким трубам устанавливаются техническими условиями (ТУ). 

— Сварные

Металлические трубы обычно делают сварными. При этом либо лист сворачивают так, что шов идёт вдоль трубы («прямошовная труба»), либо навивают ленту по спирали («спиралешовная труба»). Современные технологии позволяют заметно усилить прочность шва стальной трубы — его прочность всего на 10—15 % меньше прочности остальной её части. 

— Прокатные

Бесшовные трубы получают прокаткой слитка на специальном оборудовании, создающем отверстие по центру. Бесшовные трубы используют там, где нужна повышенная прочность и надёжность (например, для газовых баллонов, в нефтяной отрасли и т. д.). Медные трубы для водопровода и газа бесшовные в силу технологии. 

— Высверливание

Можно также изготавливать  трубы, просверливая отверстие в  цилиндрической заготовке. При этом способе значительная часть металла  превращается в стружку, поэтому  его используют не для труб как таковых, а только для деталей разных машин и механизмов (в том числе для оружейных стволов). 

— Фальцевание с обжатием

Одним из современных  способов изготовления трубы является формирование трубчатого сечения с  продольным фальцевым швом. 

— Литьё

Трубы можно изготовлять  и литьём. Материал заливают либо в форму с центральным стержнем, либо в быстро вращающуюся пустотелую форму.

 

1. Трубное производство  в мире 1913-1975 год.

 

        Трубная промышленность специализированная подотрасль чёрной металлургии, на предприятиях которой производятся стальные и напорные чугунные трубы, широко применяющиеся в нефтяной и газовой промышленности, энергетике, машиностроении, приборостроении, строительстве, мелиорации и др. отраслях народного хозяйства.        

 Производство сварных труб печной сварки внакладку было впервые начато в Великобритании в 1842, стальных бесшовных труб — в Германии в 1886.        

 Возникновение производства  труб в России относится к  80-м гг. 19 в., когда в Екатеринославе (ныне Днепропетровск) «Акционерным обществом российских трубопрокатных заводов» был построен небольшой завод по производству листового железа и труб. В 1894 франко-бельгийской фирмой Шодуар сооружен трубный завод в Екатеринославе (ныне Днепропетровский трубопрокатный завод им. В. И. Ленина), а в 1897 пущены трубные цехи на металлургических заводах в Таганроге и Мариуполе и на паровозостроительном заводе в Луганске. В 1900, когда адмиралтейством был построен трубный цех на Ижорском заводе в Колпино, общий объём производства труб в России составил 21 тыс. т. В 1907—13 были введены новые мощности по производству труб на Выксунском металлургическом и Бежицком паровозостроительном заводах, расширено их производство на заводе фирмы Шодуар и Ижорском заводе, немецкой фирмой Гантке сооружены первые трубопрокатные станы на заводе в Нижнеднепровске (ныне Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. К. Либкнехта, г. Днепропетровск). Из общего количества стальных труб, выпущенных в России в 1913, около 40% получено на заводах, принадлежавших иностранному капиталу. По объёму производства и техническому уровню Т. п. Россия отставала от передовых в техническом отношении стран. Её доля в мировом производстве стальных труб составляла в 1913 около 2%, а в производстве стали — 6,4%.        

 В годы 1-й мировой войны 1914—18 и в период Гражданской войны 1918—20 производство стальных труб почти полностью прекратилось. Но уже в 1925 в СССР было изготовлено 75 тыс. т труб. К началу 1-й пятилетки (1929—32) их выпуск превысил уровень 1913 более чем в 2 раза, составив 171 тыс. т в 1928. В годы довоенных пятилеток (1929—40) расширены старые и построены новые трубные заводы в Москве, Ленинграде, Харцызске, Первоуральске, Никополе. Объём производства стальных труб в 1937 составил 923 тыс. т, в 1940 — 966 тыс. т.        

 В период Великой Отечественной  войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики  нанесли огромный ущерб Т. п.  Однако в результате эвакуации  на Урал части оборудования  трубных заводов юга страны, быстрому  вводу его в эксплуатацию на  Первоуральском новотрубном, Синарском трубном и построенном во время войны Челябинском трубопрокатном заводах было обеспечено бесперебойное снабжение трубами оборонной промышленности и строительной индустрии.        

 Восстановление заводов  юга, начатое сразу же после  освобождения Украины, сопровождалось увеличением их мощности. Одновременно было начато строительство новых крупных трубопрокатных заводов в Грузии (г. Рустави) и Азербайджане (г. Сумгаит). В послевоенные годы развитие Т. п. по темпам существенно опережало др. подотрасли чёрной металлургии и прежде всего производство проката. Это объяснялось непрерывным повышением спроса на стальные трубы во всех отраслях народного хозяйства: нефтяной и газовой промышленности, энергетике, машиностроении и строительстве. Благодаря успешному выполнению планов реконструкции, технического перевооружения и ввода новых производственных мощностей Т. п. СССР начиная с 1962 вышла на первое место в мире по объёму производства стальных труб (см. табл. 1). Значительное развитие получило и производство чугунных труб (см. табл. 2).