Управление процессом совершенствования технологии изготовления трубных заготовок на ОАО «ВТЗ»

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Гончарова Е. В., Парамонова Е. Ю. Управление процессом совершенствования технологии изготовления трубных заготовок на ОАО «ВТЗ» // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2017. – Т. 39. – С. 566–570. – URL: http://e-koncept.ru/2017/970440.htm.
Аннотация. В данной статье рассмотрены вопросы совершенствования технологического процесса изготовления трубных заготовок. Ключевые этапы управления этим процессом включают разработку калибровочного и метрологического инструментария. Обоснован процесс пневмоабразивной обработки в условиях массового производства длинномерных труб.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Гончарова Елена Вячеславовна,

кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры «Экономика и менеджмент» Волжского политехническогоинститута (филиал) ВолгГТУ, г.Волжскийsvumato@mail.ru

Парамонова Елена Юрьевна,магистрант, Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ, г.Волжскийparamonovaalena@mail.ru

Управление процессомсовершенствования технологии изготовлениятрубных заготовок на ОАО «ВТЗ»

Аннотация. В данной статье рассмотрены вопросы совершенствования технологического процесса изготовления трубных заготовок. Ключевые этапы управления этим процессом включают разработку калибровочного и метрологического инструментария. Обоснован процесс пневмоабразивной обработки в условиях массового производства длинномерных труб.Ключевые слова:управление процессом, калибровочный и метрологический инструментарий, трубные заготовки.

Процесс гидроабразивной обработки трубных заготовок (ГАО) широко применяется как технологический процесс в различных отраслях промышленности и позволяет производить очистку труб [1,2]. Он позволяет получить требуемые параметры шероховатости под покрытия [3, 4], но характеризуется отсутствием возможности снятия значительных припусков, вследствие чего не применяется для исправления погрешностей предшествующей горячей прокатки ‬разностенности и кривизны оси трубы, находящейся в пределах (0….0.2)% от длины Lобрабатываемой трубной заготовки.В ВПИ разработанряд способов и устройств для обработки длинномерных труб под полимерные и другиепокрытия [17]. Существуют и другие методы абразивной обработки длинномерных трубных заготовок ‬пневмоабразивная, хонингованием, в том числе электрохимическим хонингованием и др. [1, 2, 3].В современных условиях развития экономики в сфере массового производства труб с полимерным и другими антикоррозионными покрытиями необходимым высокопроизводительный способ очистки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок с элементом автоматической системы управления абразивной средой и соответствующие геометрические и математические модели объекта управления, позволяющие прогнозировать режимы обработки и производительность процесса.Промышленный рынок характеризуется меньшим количеством покупателей по сравнению с потребительским рынком, поэтому выбор способов продвижения ограничивается. Преимущественно используются информационные ресурсы: периодические специализированные издания, выставки, реклама в Интернет и на печатных носителях[14].В данной статье рассматривается процесс пневмоабразивной обработки в условиях массового производства длинномерных труб. Важным аспектом обеспечения лидерства в экономике в стратегическом направлении Россия 2020 является количественный рост выпуска инновационной продукции и доли промышленных предприятий, занимающихся реализацией разработок с пропорциональным увеличением затрат на исследования и разработки в доле ВВП [15].Разработан способ осуществления процессов пнемоабразивной обработкинаружных и внутренних поверхностей длинномерных труб типа гидроцилиндров с гладкими без уступов наружными и внутренними поверхностями [1, 2], в том числе для обеспечения требований стандартов [3, 4] к поверхностям по покрытия. Недостатком известных способов гидроабразивной обработки (ГАО), использующих устройства для их осуществления, в томчисле [511] является использование гидроабразивной среды, а так как остаточная влага после осуществления ГАО мешает дальнейшему нанесению покрытий на поверхности трубных заготовок, полученная после обработки поверхность должна быть подвергнута дополнительной сушке. Кроме того известные устройства [511], в известном виде не обеспечивают изменение угла атаки абразивом обрабатываемой поверхности, что либо снижает производительность, либо не обеспечивает низкой шероховатости (высокого качества) обработаннойповерхности. Известно, что зависимость массового съема металла от угла атаки носит переменный характер [12, 13]. С увеличением α от 15 до 45º съем металла возрастает.Те же исследования показали, что зависимость шероховатости обработанной поверхности от размеров абразивных частиц является линейной (рисунок 1). Существует зависимость шероховатости от размера абразивных зерен давления струи, времени ее воздействия на обрабатываемую поверхность. Устройство работает следующим образом. Перед началом пневмоабразивной обработки левый фланец 2 и правый фланец 3 раздвинуты на длину, превышающую максимальную длину трубных заготовок 8 и 9, а также длины корпуса шнека, которую принимаем равной длине трубных заготовок (рис. 1). Одновременно трубные заготовки 8 и 9 базируют в центрирующих выточках 7, а корпус шнека в цангах 11 правого фланца 3. Далее включают привод зажима труб (не показан), при этом левый фланец 2 смещается до величины длины трубных заготовок 8 и 9. Сухари 10 под действием пружин фиксируют трубные заготовки. После этого включают электродвигатели 24, запускающие механизмы вращения шнека.В процессе вращения наружной 12 и внутренней 13 труб корпуса шнека (рис. 2, 3) осуществляется одновременная подача абразива и воздуха под давлением.

Рис.1.Вид устройства для осуществления способа пневмоабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок

При включении компрессора воздух под давлением подается по напорному трубопроводу в зазор 14, откуда через отверстия 18 и радиальные сопла 17,соответственно на обрабатываемые поверхности трубных заготовок 8 и 9. Абразив подается на обрабатываемые поверхности трубных заготовок 8 и 9 из резервуара с помощью соответствующего компрессора через винтовые каналы 20 и сопла 19 на спиралях шнека. Поток абразива и воздух под давлением смешиваются вблизи обрабатываемой поверхностии осуществляют обработку в точке контакта с обрабатываемой поверхностью. В результате вращения наружной 12 и внутренней 13 труб корпуса шнекамеханическое воздействие абразивных частиц в смеси с воздушным потоком на обрабатываемые поверхности трубных заготовок 8 и 9 осуществляется равномерно и на протяжении всей их длины.

Далее воздушный поток в смеси с абразивом удаляется через сквозные отверстия 22.По окончании пневмоабразивной обработки поверхностей, компрессоры подачи абразива и воздуха, иэлектродвигатели 24отключают и извлекают обработанные трубные заготовки 8 и 9.

Рис. 2.Продольное сечение двутельного шнека с видом выхода сопел

Для повышения производительности обработки перед обработкой устанавливают шнек с углом наклона витков, соответствующим среднему большему массовому съему, на котором сопла располагаю по различными углами по отношению к соплам, обеспечивающим больший массовый съем материала, причем расположенные группами так, что группа сопел с минимальным съемом (15 градусов см. рис. 4) и группа со средним съемом (30 градусов, рис. 4) занимают равные секторы на развертке одного витка располагаются поочередно на одном витке. Обработка поверхностей происходит за один оборот шнека, отсчет оборота начинается с точки, соответствующей началу работы группы 1 с углом атака 45º. При повороте шнека на угол 120 º в работу вступает вторая группа сопел, обеспечивающих угол атаки абразивом обрабатываемой поверхности 30º и через 120º и для осуществления чистовой обработки вводят в работу сопла с углом атаки 15º. Для организации такого чередования по всему шнеку, сопел, расположение групп повторяется на остальных витках. В этом случае производят цикл обработкина одном режиме, приемлемым как для режима наибольшего массового съема и наибольшей шероховатости поворотом вика со шнеком на один оборот так, возможна производительная работа следующие за участками большего массового съема участков среднего и минимального съема обеспечивают среднюю и минимальную высоту шероховатости на обработаннойповерхности.Такое расположение участков позволяет исключить переналадку устройства, когда снимают один шнек с углом наклона витков, соответствующим наибольшемумассовому съемуи устанавливают другой шнек с углом наклона, соответствующим получению на обработанной поверхности меньшей шероховатости и наименьшего массового съем материала обрабатываемой заготовки и наименьшейшероховатости обработанной.

Рис. 3. Поперечное сечениешнека

Также возможен вариант применения устройства, при котором перед обработкой перенастраивают управлением устройство, сначала осуществляют одновременную подачу абразива и воздуха под давлением на обрабатываемые поверхности трубных из резервуара с размерами абразивных частиц, соответствующих наибольшей высоте шероховатости, а затем из резервуара с размерами абразивных частиц, соответствующих на наименьшее шероховатости.

Рис. 4. Развертка одного из витков шнека по его винтовой оси

Далее процесс обработки повторяют с новыми трубными заготовками.Параметры обработки: абразивный материал песок ГК1, Гк2 или отходы электрокорунда 24А зернистости М20; М40; М6З; 8; 10; К20%; pn 0,1...0,5 МПа; L50... 150 мм; α 15...900; T0...300 с. Абразивная обработка установленных соосно в один пакет трубных заготовок осуществляется одновременно многосопловым двутельным шнеком (корпус шнека состоит из наружной трубы 12 с наружной спиралью 15 т внутренней трубы 13 с внутренней спиралью 16) так, что абразивная масса имеет возможность подачи на обрабатываемую поверхность под давлением воздуха путем совместной подачи абразива и сжатого воздуха по соплам к нужной точке контакта у обрабатываемой поверхностии под нужным углом на обрабатываемые наружнюю и внутренюю поверхности трубных заготовок 8 и 9 соответственно, что позволяет осуществить принцип сухой (безводной) очистки.Кроме того, раздельная подача абразива и сжатого воздуха позволяет осуществить пристенное проскальзывание абразива, т. е вестиобработку с помощью струйсжатого воздуха, затопленной абразивной суспензией, что обеспечивает повышение качества обработки.Таким образом, предлагаемое устройство для пневмоабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовоксухим абразивом под воздействием распределенных по обрабатываемым поверхностям струй смешанной смеси, образованной в точке контакта с упомянутыми поверхностями, обеспечивает, при вращении шнека повышение производительности устройства и качества обработки наружных и внутренних поверхностейтрубных заготовок.На рисунках3,4,5штриховыми линиями показаны графики, подученные в результате математического моделирования процесса формирования микрорельефа обрабатываемой поверхности. Теоретические и экспериментальные зависимости хорошо согласуютсямежду собой, разброс значений не превышает 17...22 %, что является вполне удовлетворительным для такого сложного процесса обработки.

Рис.5.Зависимость шероховатости поверхности от длины струи:

параметры обработки: К20%; α45°1, 2 ‬при 0,1 МПа; 2,7‬при 0,2 МПа; 3,8 ‬при 0,3 МПа; 4, 9,10 ‬при 0,4 МПа;

Таким образом процесс управления совершенствованиемпоследних разработок [7, 8] позволяет учесть результаты исследований [4, 5] и обеспечить повышение качества пневмоабразивной обработки путем управления углом атаки абразивными зернами обрабатываемых наружных и внутренних поверхностей и их размерами, давлением воздуха в камерах обработки, от длины струи и временем воздействия абразивными зернами смеси на обрабатываемые наружные и внутренние поверхности.

Ссылки на источники 1.APISpek5CT. Обсадные или насоснокомпрессорные трубы с гладкими концами, с резьбой и муфтами, муфты для обсадных и насоснокомпрессорных труб. Спецификация. Издание 5. Американский нефтяной институт. 2008 г. 2.ГОСТ Р 52079Государственный стандарт Российской федерации. Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов. Технические условия. Госстандарт России. Москва. С. 62.3.ИСО 8511−2007.Подготовка стальной поверхности перед нанесен6ием красок и относящихся к ним продуктам. Визуальная оценка степени чистоты поверхности. Ч. I. Степень ржавости и степень подготовки непокрытой стальной поверхности и стальной поверхности после удаления прежних покрытий. Сертификат. Международная организация по стандартизации. 2007. 4.ИСО 111273−1993. Подготовка стальной основы перед нанесением красок и связанных с ними продуктов. Методы испытания неметаллических абразивов перед пескодробеструйной обработкой. Ч. 3. Определение объемной плотности. Сертификат. Международная организация по стандартизации. 1993.

5.П. М. 2015108110РФ по заявке 2015108110 от 06.03.2015Санинский В. А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок.6.П. М. 2015108307

РФ по заявке 2015108307 от 10.03.20157.Санинский В. А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок.8.П. М. 2015108275 по заявке 2015108275 от 10.03.2015Санинский В.А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок.9.П. М. 2015108110РФ по заявке 2015108110 от 06.03.2015Санинский В. А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок. 10.П. М. 2015108275РФпо заявке 2015108275 от 10.03.2015 Санинский В. А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок. 11.П. М. 2015125838 РФпо заявке 2015133767 от 11.08.2015. Санинский В. А.Устройство для гидроабразивной обработки внутренних и наружных поверхностей трубных заготовок. 12.П. М. 2015133730 РФ по заявке 2015133767 от 11.08.2015. Санинский В. А.Инструмент для зачистки поверхности трубных заготовок 13.Второв Е. Л., Мещеряков Л. В., Никифоров В. Г. Влияние режимов и схем гидроабразивной обработки образцов лопаток ГТД титановых и жаропрочных сплавов на производительность и качество поверхности // Прогрессивные методы в технологии производства авиадвигателей. Куйбышев: КуАИ, 1984. 14.Влияние режимов гидроабразивной обработки жаропрочных и титановых сплавов на производительность и шероховатость/ Е. Л. Второв, А. В. Мещеряков, Л. С. Попов, В. Г. Никифоров // Прогрессивные методы проектирования технологических процессов и производства двигателей летательных аппаратов. Куйбышев: КуАИ, 1983. 15.Гончарова Е. В. Способы продвижения продукции промышленных предприятий в условиях реализации стратегии импортозамещения / Е. В. Гончарова, Г.И. Баханова // Научнометодический электронный журнал«Концепт». ‬2016. ‬Т. 11. ‬С. 3326‬3330. ‬URL: http://ekoncept.ru/2016/86702.htm.16.Гончарова Е. В. Виртуальныйтехнопарк как площадка для инновационных разработок // Научнометодический электронный журнал «Концепт». ‬2016. ‬Т. 17. ‬С. 314‬320. ‬URL: http://ekoncept.ru/2016/46239.htm.