«ипу имени В. А. Трапезникова ран» (стр. 15 из 17)

Ультразвуковой	Индуцированная лазерным излучением абляция материала		• Большое рабочее расстояние требует лишь незначительных затрат на охлаждение. • Высокие скорости возбуждения и измерения на уровне 10 мс (отсутствие переходных процессов => скорость возбуждения = скорость измерения). • Испарение воды может привести к потере связи с лазерным излучением.
Ультразвуковой	Лазерный с эффектом Доплера		• Уменьшенное рабочее расстояние => требует затратной системы охлаждения катушек. • Типичная для прокатных станов точность подвода трубы требует затратной системы наведения катушек. • Большое рабочее расстояние требует лишь незначительных затрат на охлаждение. • Испарение воды может привести к потере связи с лазерным излучением. • Очень высокая динамика измерений, которой, по сравнению с ультразвуковой динамикой измерений, можно пренебречь.

В новой версии Lasus компании SMS Meer – Lasus Multi-Scan для измерения толщины стенки трубы несколько лазерно-ультразвуковых систем, установленных на общем основании, функционируют параллельно. На современных прокатных агрегатах используют по три-четыре лазерно-ультразвуковые измерительные системы. По сравнению с традиционными способами эти системы обладают существенными преимуществами, о чем свидетельствует приведенный ниже пример трехканальной измерительной системы.

Система Lasus Multi-Scan обладает двумя рабочими состояниями (рис. 2.10). В первом рабочем состоянии все три измерительные головки вращаются вокруг трубы, во втором – три измерительные головки устанавливаются в положении V или анти-Y и вращаются вокруг индивидуальной точки вращения («качание») во время измерения толщины стенки. Измерительная станция может переключаться с одного рабочего состояния на другое до подачи новой трубы. Многократное измерение толщины стенки по окружности трубы происходит в режиме вращения, в результате чего определяются различные характеристики трубы, например эксцентриситет, проявление многоугольного сечения, а также локальная и средняя толщина стенки. В режиме качания, напротив, с высоким разрешением выявляется характер изменения толщины стенки в месте межвалкового зазора рабочей клети.

Рис. 2.10. Система Lasus Multi-Scan в режиме вращения с 3 • ±60° = 360° (крупное изображение), а также в режиме качания с 3 • ±15° (вставка)

Плотность регистрации измеренных значений толщины стенки трубы вдоль угла наклона и связанное с этим разрешение просканированных структур в случае Lasus Multi-Scan варьируется с измеряемым угловым диапазоном (в зависимости от рабочего состояния). Это значит, что угломерная плотность в режиме качания увеличивается в четыре раза по сравнению с режимом вращения. В связи с этим данный режим особенно хорошо подходит для инспекции малых по размерам трубных зон, например межвалкового зазора в клетях.

Лазерные системы позволяют измерять толщину стенки труб с точностью ±0,1 мм (вне зависимости от толщины стенки). Полная интеграция измерительных систем Lasus в концепцию автоматизации компании SMS Меег дает возможность получать идеальные исходные данные для оптимального использования разработанной этой же компанией платформы технологии прокатных станов Carta (Computer Aided Rolling Technology Application – компьютеризованное применение прокатных технологий). Платформа также обеспечивает функцию оптимизации настройки параметров прокатного стана, например регулирование СЕС (СЕС: Crop End Control – контроль обрезки концевого участка), регулирование «sharpening» (PQF) для минимизации утолщенных концевых участков труб и сокращению брака, а также WTCA (Wall Thickness Control Average – средний контроль толщины стенки) и WTCL (Wall Thickness Control Local – локальный контроль толщины стенки) для оптимизации среднего и локального изменений толщины стенки и экономии материала.

Другой проблемой в развитии системы Lasus Multi-Scan является обеспечение высокой степени ее использования. С этой целью в сотрудничестве с изготовителями лазерного оборудования были переработаны и оптимизированы конструкция системы и, особенно, легкость ее применения. Разработаны массивные воронкообразные направляющие для обеспечения лучшей защиты измерительного устройства от возможных ударов с выскакивающими трубами. Направляющие гарантируют принудительную задачу трубы и в случае аварии могут раскрываться. Благодаря улучшенной защите от удара и новой конструкции системы отпадает необходимость в установке защитной кабины. В результате упрощается манипулирование системой и улучшается ее эксплуатационная технологичность. Ниже в краткой форме изложены основные технологические преимущества системы Lasus Multi-Scan:

– локальное измерение толщины стенки, позволяющее обнаруживать местные дефекты трубы;

– сканирование толщины стенки трубы в диапазоне 3600 и высокая частота измерения (100 Гц), гарантирующие полный контроль трубы с высоким разрешением;

– три одновременных измерения толщины, позволяющие определять каждые 10 мс прямым способом локальный эксцентриситет стенки трубы;

– интегрированные датчики светового сечения для определения фактического контура трубы, позволяющие, например, обнаруживать так называемые провалившиеся трубы;

– возможность индивидуальной адаптации программного обеспечения;

– дистанционный доступ для диагностики и обслуживания;

– возможность производить измерение и установку измерительной системы Lasus практически в любом месте производственной линии;

– фактическое измерение толщины стенки с высоким разрешением, отсутствие измерения двойной стенки;

– работающие независимо друг от друга измерительные каналы;

– высокая надежность измерения;

– высокая степень использования, в частности, за счет инновационной конструкции лазерной системы и защиты от удара;

– отсутствие защитной кабины благодаря новой конструкции системы (лучший доступ);

– специальные рабочие состояния для обнаружения проявлений многоугольного сечения и линейных дефектов.

2.1.7. Рекомендуемая литература

1. Осадчий В.Я., Вавилин А.С., Зимовец В.Г., Коликов А.П. Технология и оборудование трубного производства. – М.: Интермет Инжиниринг, 2001. – 608 с.

2. Коликов А.П., Романенко В.П., Самусев С.В. и др. Машины и агрегаты трубного производства. – М.: МИСиС, 1998. – 536 с.

3. Потапов И.Н., Коликов А.П., Друян В.М. Теория трубного производства. – М.: Металлургия, 1991. – 424 с.

4. Кохан Л.С., Морозов Ю.А., Пунин В.И., Мочалов Н.А. Выбор размеров заготовки при формовке труб // Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением: Сб. Трудов МГВМИ и Союза Кузнецов. – М.: МГВМИ, 2004. – вып. 4. – С. 349-357.

5. Данилов Ф.А., Имедадзе В.В., Клемперт Е.Д. и др. Адаптивное управление точностью прокатки труб. – М.: Металлургия, 1983. – 224 с.

6. Морозов Ю.А., Верхов Е.Ю., Шульгин А.В. Моделирование процессов и объектов в металлургии: учебное пособие. – М.: МГОУ, 2010. – 121 с.

7. Хаверкамп М., Зауэрланд М. Лазерное измерение толщины стенки для обеспечения качества бесшовных труб // Черные металлы. – М.: Руда и металлы, 2011. – март 2011. С. 32-37.

8. Волков В. В., Достенко М. А., Тетиор Л. Н. Автоматизация трубопрокатных и трубосварочных станов.– М.: «Металлургия», 1986.–248 с.

9. Ампилагов Г.А., Боброницкий Ю.П. Богоенко И.Н и др. Автоматизация технологических процессов в прокатном производстве . – М.: Металлургия, 1999. – 176 с.

10. Автоматизация прокатных станов: Сб. статей под ред. Тимофеева Б.Б. – М.: Металлургия, 1974. – 276 с.

2.2. Проведение на МТЗ «Филит» циклов занятий по теме: «Автоматизированные системы контроля и управления в производстве сварных труб»

На ОАО МТЗ «Филит» в период с 1 апреля по 30 июня 2011 г. со специалистами завода было проведено два научно-образовательных семинарских занятия в цикле «Автоматизированные системы контроля и управления в производстве сварных труб».

Протокол №1 от 21 апреля 2011 г.

проведения цикла занятий по теме: