5. Оболочковые конструкции (1041858), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

В установках индукционной сварки труб при скорости процесса 120 м/мин необходимо обеспечить разрезку тру­бы на мерные длины с периодичностью в 6 с. Высокую производительность обеспечивает метод разрыва труб с разогревом узкой перемычки кольцевым индуктором 1 (рис.9).

Печная, газоэлектрическая и контактная свар­ка труб средних и малых диаметров (лист 167).

По скорости сварку ТВЧ превосходит непрерывный процесс печной сварки, с помощью которого изготовляют из низ­коуглеродистой стали водогазопроводные трубы диамет­ром 6 ... 114 мм. Схема расположения оборудования при изготовлении таких труб показана на рис. 1 .Горячекатаный штрипс из рулона 1 проходит разматыватель 2, правиль­ную машину 3 и гильотинные ножницы 4 для обрезки кон­цов под стыковую контактную сварку, выполняемую на машине 5. В зажимах этой машины одинаковая установоч­ная длина концов полосы и параллельность торцов обеспе­чиваются прижатием к калибровочному ножу 1 (рис. 2), причем прижатие создается силами упругости петель 2, спе­циально образуемых перед сваркой. Совпадение кромок по высоте обеспечивается расположением в одной плоскости нижних электродов.

После завершения процесса сварки методом непрерыв­ного о плавления ножами гратоснимателя производится удаление грата одновременно с обеих сторон полосы (рис. 3). Непрерывность дальнейшего процесса изготовле-ьия трубы во время стыковки концов полосы обеспе­чивается наличием петель б и 7 (рис. 1) .

Полоса протаскивается через нагревательную печь 8 при помощи формовочно-сварочного стана 9. В печи по­лоса нагревается по ширине неравномерно. Кромки, нагретые больше, обеспечивают качественную сварку. Менее прогретая середина предотвращает разрыв полосы при ее протягивании через печь и формовочно-сварочный стан. Перед формовкой (рис. 4) кромки полосы обдуваются горячим воздухом из сопел 1 для удаления окалины и по­вышения температуры. В первой паре роликов 2 полоса формируется, а во второй паре 3 —сворачивается, причем вторичный обдув из сопла 4 обеспечивает повышение тем­пературы до 1500 ... 1520 °С.

Скорость сварки достигает 300 м/мин, причем произ­водительность процесса может быть значительно повышена, если в состав агрегата печной сварки входит редукционный стан, работающий с натяжением. В этом случае скорость выхода трубы из стана можно повысить до 420... 1200 м/мин. Сваренную бесконечную трубу режут в потоке пилой 10 (рис. 1) на мерные длины и затем по роликовому конвейе­ру передают к холодильнику 11, а после охлаждения — на отделочные операции. Окончательную калибровку геомет­рии трубы производит калибровочная головка (рис. 5), состоящая из двух кассет, в каждой из которых имеется по четыре правильных ролика.

Для изготовления труб из высоколегированных корро-зионно-стойких сталей и цветных сплавов с толщиной стен­ки 0,2 ... 5 мм применяют дуговую сварку вольфрамовым электродом в инертном газе (рис. 6). Кромки сформован­ной трубной заготовки или оплавляют электрической ду­гой и затем сваривают давлением формующих валков, или обе кромки сваривают с образованием общей сварочной ванны. Для улучшения качества защиты при сварке труб из активных материалов, например из сплавов титана, зону сварки заключают в камеру, заполненную инертным га­зом (рис. 7). Недостатком метода аргонодуговой свар­ки является недостаточно высокая скорость процесса (0,5 ... 1,5 м/мин).

Контактную сварку сопротивлением при использова­нии токов промышленной частоты (рис. 8) также при­меняют для производства электросварных труб (рис.8,а). К кромкам сформованной трубной заготовки сварочный ток подводят через электродные кольца 1 (рис. 8, б), разделенные изолирующей прокладкой 2. Стык кромок между электродными кольцами нагрева­ется до сварочной температуры, обжимается валками и электродными кольцами, образуя продольный сварной шов.

Сварные плоскосворачиваемые трубы применяют при прокладке промысловых и газосборных трубопроводов. Схема изготовления таких труб показана на рис. 9. Две стальные ленты из рулонов 1 накладываются одна на дру­гую и свариваются двумя продольными швами на роли­ковой контактной машине 2. По мере сварки трубная заготовка проходит правильное устройство 3 и сверты­вается в рулон 4. Контроль плотности швов готовой свер­нутой в рулон трубы производится путем присоединения к одному из концов трубы сети сжатого воздуха. При этом рулон закрепляют в жесткой обойме, предотвраща­ющей его разворачивание или раздутие трубы. Показание манометра, присоединяемого к другому, предварительно заглушенному концу трубы, позволяет установить от­сутствие или наличие неплотностей. Такие трубы могут иметь толщину стенок до 4 мм, диаметр до 400 мм и дли­ну до 300 м. На месте укладки трубопровода рулон раз-мытывают и трубу раздувают (рис. 10). Отдельные пле­ти соединяют друг с другом или сваркой плоских концов труб до их раздутия, или с помощью фланцевых соедине­ний.

СТЫКИ ТРУБ

Сооружение магистрального трубопровода (лист 168).

Магистральные газо- и нефтепроводы (рис. 1) прокладывают от районов добычи до крупных промыш­ленных зон на расстояния в несколько тысяч километров. В СССР такие трубопроводы сооружают в основном из труб диаметром 1020 ... 1420 мм. Укладка трубопроводов может или осуществляться последовательным наращива­нием отдельных труб, или быть секционной. В первом слу­чае все стыки сваривают без вращения труб, во втором — отдельные трубы длиной 12м после выгрузки из вагонов (рис. 2) доставляют на временные полевые базы, собирают в секции длиной 36 м и затем перевозят непосредственно на трассу труботранспортными машинами (рис. 3).

При соединении секций в непрерывную нитку в основу организации сварочно-монтажных работ положен поточ­ный метод. Сооружаемый трубопровод является как бы неподвижным конвейером, вдоль которого движется ме­ханизированная колонна, ритмично выполняя все тех­нологические операции с производительностью примерно 1 км в сутки (рис. 4).

Секции труб, доставляемые на трассу труботранспорт­ными машинами (рис. 3), укладывают вдоль трассы (рис. 4) под углом 15 ... 20 на раскладочные опоры (рис. 6) трубоукладчиком (рис. 5). После зачистки кон­цов при сварке труб из низколегированных сталей выпол­няют подогрев концов труб (рис. 4 и 7, а ... г) перед свар­кой. Закончив сварку корневого шва, опускают свобод­ный конец секции на монтажную опору (рис. 4 и 8). После завершения сварки (рис. 4) трубопровод поднимают трубоукладчиками, убирают монтажную опору, а трубо­провод изолируют и укладывают в траншею. После засып­ки траншеи выполняют рекультивацию почвы.

Трубосварочная база (лист 169),

Полевые трубо­сварочные базы предназначены для соединения отдельных труб в секции с применением автоматической сварки и механизации сборочных и транспортных операций. Суще­ствует несколько конструкций передвижных или полуста­ционарных полевых баз. В качестве примера рассмотрим работу трубосварочной базы БТС-143.

Трубосварочная база БТС-143 (рис. 1) состоит из ли­нии обработки кромок /, линии сварки двутрубных сек­ций // и линии сварки трехтрубных секций III. Трубы из накопителя 3 поступают на роликовый конвейер с привод­ными 1 и неприводными 2 транспортными роликами и по­даются к станкам 4 и 5 подготовки кромок. Торец первой трубы обрабатывают с помощью станка 5, торец второй — станка 4. После обработки кромок первая труба проходит в конец линии / и там передается на линию //. Вторую тру­бу перемещают для обработки второго торца к станку 5 и затем вслед за первой трубой — на линию //. Третья труба после обработки кромок на станке 4 поступает на линию Ш.

Разделка кромок трубы в зависимости от толщины ее стенки, выполняемая на станках 4 и 5, показана на рис. 2,а ...в.

На линии II собирают и сваривают стык между первой и второй трубой с помощью центратора 10 наружной 8 и внутренней 9 сварочных головок. Сваренная из двух труб секция передается на линию ///, на которой она собирается и сваривается с третьей трубой так же, как и в предыду­щем случае.

Рассмотрим более детально работу механизмов трубо­сварочной базы в соответствии с технологическим процес­сом (рис. 8). Схема отсекателя, обеспечивающего выдачу очередной трубы из накопителя, показана на рис. 3. После того как труба 1 роликами 5 роликового конвейера пере­дана на другую позицию, поворот системы рычагов с по­мощью пневмоцилиндра 4 приводит к выдаче очередной трубы 2 для укладки на роликовый конвейер и переме­щению на шаг всех труб накопителя. При обратном ходе пневмоцилиндра 4 происходит плавное опускание трубы 2 (масса трубы около 10т) на роликовый конвейер и отсе-кание трубы 3.

Схема работы перегружателя б (рис. 1) труб с одного роликового конвейера на другой показана на рис. 4. Рычаг 1 поднимает трубу с роликового конвейера и перекатывает ее на соседнюю линию.

Внутренний гидравлический центратор 10 (рис. 1) имеет механизм с радиальным приложением сил к кром­кам труб двумя рядами центрирующих элементов (башма­ков) . Первая поданная на центратор труба закрепляется первым рядом центрирующих элементов (рис. 5). Вторая труба подается до упора в первую и закрепляется левым рядом центрирующих элементов, как показано на рис. 6. У стыкуемых труб устраняется возможная эллипсность торцов и совмещаются кромки. Далее трубы поднимаются (рис. 7) гидроподъемниками (рис. 13) с роликами, вклю­чается привод вращения роликов 7 (рис. 1) роликового вращателя (рис.10) и выполняется сварка первого наруж-ного слоя шва (рис. 11). После окончания сварки этого слоя внутренний центратор освобождается и перемещается вправо так, чтобы закрепленная на нем головка для сварки внутреннего слоя совпала с плоскостью стыка (рис. 12). Снова включается привод вращения, и производится од­новременная сварка внутреннего и второго наружного слоя (рис. 9). Сваренная двутрубная секция опускается на ролики привода (рис. 14) продольного перемещения, по которым она поступает к перегружателю на линию сборки и сварки с третьей трубой, где операции выполняются по аналогичной технологии.

Центраторы (лист 170).

Сборка под сварку труб магистральных трубопроводов является ответственной операцией, во многом определяющей качество получаемо­го стыкового шва. Как на полевых трубосварочных базах, так и на трассе для сборки труб под сварку кольцевого шва применяют наружные или внутренние центраторы.

Наружные центраторы бывают многозвенные и жест­кие. Многозвенный центратор (рис. 1) имеет звенья 2, шарнирно соединенные между собой в замкнутую цепь с помощью замкового устройства с винтовым упором 3.

Центровка труб производится роликами 1, располагаемы­ми симметрично относительно оси собираемого стыка. Жесткий центратор (рис. 2) состоит из двух стальных полуколец 3 и 5, с выступами а, соединенных между со­бой шарниром 4. Центровку собираемых под сварку труб производят при замыкании полуколец вокруг стыка с помощью накидного замка 2 и гидравлического силового цилиндра 1.

Достоинством наружных центраторов является воз­можность их использования на радиусных участках тру­бопровода, на которых применение внутренних центра­торов затруднено. Однако внутренние центраторы обес­печивают более точное совмещение кромок труб и воз­можность выполнения сварки снаружи без предваритель­ной прихватки. Внутренний центратор или закрепляют на штанге, как это было показано на рис. 5 (лист 169), или перемещают внутри трубы, используя для этого опорные, а иногда и приводные ролики.

Внутренние центраторы могут быть с механическим, гидравлическим или пневматическим приводом центри­рующего механизма.

Гидравлические центраторы имеют два ряда центри­рующих элементов (башмаков). Каждый ряд разжима­ется отдельным коническим клином. В центраторе, схе­ма которого приведена на рис. 4 (лист 170), последо­вательное разжатие правого и левого рядов башмаков достигается подачей масла под давлением в полости А и Б. Движение конусов 1 и 3 через ролики передается баш­макам 4 и 5, центрирующим кромки собираемых труб. Возвратное движение конусов 1 и 3 обеспечивается пру­жиной 2. Конструкция центрирующего механизма центра-тора ЦВ-124, выполненного по такой схеме, показана на рис. 5, а внешний вид этого центратора — на рис. 3.

Центратор имеет электродвигатель 4 (рис. 3) привода радиально-поршневого насоса 3. Масло из бака 1 через предохранительный клапан 2 подается в гидросистему центрирующего механизма 5 через гидрораспределитель 6. Перемещение центратора от стыка к стыку осущест­вляется при помощи штанги.

Ручная дуговая сварка (лист 171).

Ручную дуго­вую сварку неповоротных стыков магистральных трубо­проводов ведут поточным методом, выполняя много­слойный шов (рис. 1). Такая организация работ обеспе­чивает высокую производительность, однако при этом ве­лика потребность в высококвалифицированных рабо­чих-сварщиках. Применительно к трубам диаметром 1420 мм с толщиной стенки 17,5 мм, изготовленным из стали с пределом прочности 550 ... 750 МПа, используют следующую последовательность операций.

Секции труб предварительно раскладывают на опоры вдоль трассы под углом 15 ... 20° к направлению линии трубопровода и производят зачистку внутренних и наруж­ных поверхностей вблизи кромок шлифовальными ма­шинками с абразивными кругами (рис. 5) . Предваритель­ный подогрев кромок труб до температуры 150 ... 200 °С производят или перед стыковкой труб, или после сты­ковки. Для подогрева применяют кольцевые газовые горелки.

Сборку стыка выполняют с помощью трубоукладчи­ка внутреннего самоходного центратора. Допуски на сбор­ку стыка показаны на рис. 3.

Поточно-расчелененный метод предусматривает уклад­ку каждого слоя отдельными звеньями сварщиков (рис. 2), содержащими от двух до четырех человек в за­висимости от диаметра трубопровода. При этом каждый из сварщиков звена выполняет только свой определен­ный участок слоя на неизменном режиме. Порядок свар­ки неповоротных стыков труб диа1метром 1420 мм по­казан на рис. 4. Два сварщика с лестниц-стремянок ведут сварку верхней полуокружности трубы, а два других сваривают нижнюю полуокружность трубы.

Корневой слой варит звено сварщиков, которое вы­полняет сборку стыка. Сварку ведут в направлении свер­ху вниз методом опирания электрода на кромки труб без колебательных движений. Применение здесь элект­родов с целлюлозным покрытием обеспечивает скорость сварки до 22 м/ч и гарантированное образование обрат­ного валика внутри трубы, что исключает необходимость подварки корня шва изнутри трубы. Однако для таких электродов при высокой производительности характер­но образование "карманов" со шлаком (рис. 6, а). Поэто­му после завершения сварки корневого шва сразу удаля­ют тонкими шлифовальными кругами примерно ¼ часть сечения шва для вскрытия этих "карманов" (рис. 6,б).

Электроды с целлюлозным покрытием обеспечивают большее относительное удлинение и меньший предел прочности по сравнению с электродами с основным по­крытием. В результате корень шва менее склонен к хруп­ким разрушениям и образованию трещин, что является важным при выполнении монтажных операций на сек­ции, когда она присоединена к нитке трубопровода толь­ко корневым швом. Свободный конец секции опускают на монтажную опору из деревянных брусьев и пристыко-вывают к нему следующую секцию трубы.

Характеристики

Список файлов книги