5. Оболочковые конструкции (1041858), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Второй слой шва ("горячпй проход") выполняет сразу после сварки корневого шва также звено из четы­рех сварщиков. Сварку производят электродами с цел­люлозным покрытием или с основным покрытием в на­правлении сверху вниз с поперечными колебаниями электрода. Последующие слои, заполняющие и облицо­вочные, выполняются электродами с основным покрыти­ем. После сварки каждого слоя поверхность шва очищают от шлака с помощью электро шлифовальных машинок. После завершения сварки стыка или при вынужденных перерывах в сварке стык укрывают теплоизоляционным поясом.

Сварочные источники питания размещены на четырех­постовой унифицированной сварочной установке (рис. 7) , снабженной переносной палаткой, защищающей место расположения свариваемого стыка от ветра, дождя или снега. Палатка имеет застекленные окна, дополнительное освещение, вентилятор для отсоса газов.

Сварка в защитных газах (лист 172).

Сварка в защитных газах (СО₂ или СО₂ + Аг) вследствие меньшей вероятности отекания расплавленного металла широко применяется прл монтаже трубопроводов. Более узкая раз­делка кромок, характерная для этого метода (рис. 1), обеспечивает увеличение производительности сварочных работ.

При сварке неповоротных стыков на трассе приме­няют механизированную или автоматическую сварку. Последовательность операций при монтаже трубопровода с использованием автоматической сварки в защитном га­зе показана на рис. 7. Подготовка кромок под сварку выполняется двумя станками, подвешенными на стре­лах трубоукладчиков. Каждый станок закрепляют на внутренней поверхности трубы, после чего его шесть рез­цовых головок обрабатывают торец трубы, а стальные проволочные щетки зачищают кромки в зоне сварки. Варианты разделки кромок показаны на рис. 6. Вариант по рис. 6, а применяется по технологии ВНИИСТа, вари­ант по рис. 6, б — по технологии фирмы "CRC-Crose" (США). После зачистки кромок на некотором расстоя­нии от торца трубы устанавливают и закрепляют ленту-пояс 2 (рис. 5), по кромкам которой будут перемещать­ся отжимной 1 и неподвижный 4 ролики сварочных голо­вок 3 при сварке наружных слоев шва.

Стык труб под сварку собирают с помощью трубо­укладчика и внутреннего самоходного гидравлического центратора (рис. 4). Центратор оснащен шестью свароч­ными головками 2, размещенными между двумя ряда­ми центрирующих элементов 1. Эти головки выполня­ют корневой шов с внутренней стороны трубы, перемеща­ясь по направляющим неподвижного центратора. Каждая сварочная головка сваривает 1/6 часть окружности сты­ка. Защитный газ в зоны сварки подается из баллона 3. Сварку одновременно ведут три головки одной (правой или левой) половины стыка, начиная от зенита и пе­ремещаясь в направлении сверху вниз от своих исход­ных позиций (рис. 2). Затем три автомата другой поло­вины завершают сварку корня шва.

Еще до окончания сварки корневого слоя на участ­ках стыка с проваренным изнутри корнем шва начинают сварку двумя автоматами первого наружного слоя (рис. 2). Схема движения этих автоматов показана на рис. 3. Сварка производится в направлении сверху вниз без колебаний электродной проволоки. После сварки первого слоя наружные сварочные автоматы снимают и переносят к очередному стыку. Трубоукладчик опускает трубу на монтажную опору и переходит к месту сборки с ниткой трубопровода следующей трубы (рис. 7). Места соединения отдельных участков одного слоя шва (замки) зашлифовывают абразивными кругами, а весь слой зачи­щают металлическими щетками. Сварку последующих заполняющих и облицовочных слоев ведут аналогичным образом. На направляющий пояс поочередно устанавли­вают автоматы для сварки каждого наружного слоя, настроенные постоянно на определенный режим сварки,

Другой вариант выполнения автоматической сварки в защитных газах неповоротных стыков труб с примене­нием установок типа "Сатурн" показан на рис. 8 ... 12. Сварка всех слоев выполняется только с наружной сторо­ны четырьмя сварочными Головками 2 (рис. 12, ), попар­но закрепленными на двух каретках 3, которые могут перемещаться вокруг трубы по подковообразной раме 1. Вся установка опирается на трубу опорными роликами 4 и фиксируется упорами 5. Положение сварочных головок 2 перед началом сварки шва показано на рис. 12, б. Сбор­ка стыка труб производится с зазором (рис. 11) на под­кладном кольце 1. Сварка корневого слоя идет в направ­лении снизу вверх (рис. 9) без колебаний электрода. Сварку заполняющих и облицовочных слоев ведут в обрат­ном направлении (рис. 10), причем, начиная со слоя 3 (рис. 8), электроду дают поперечные колебания.

Комплекс "Стык" (листы 173, 174).

Для выпол­нения неповоротных стыков магистральных трубопро­водов используют комплекс оборудования "Стык" (лист 173, рис. 1). Сварку осуществляют порошковой прово­локой (рис. 2) с принудительным формированием шва (рис. 3, 4) за один, два или три прохода в зависимости от толщины стенки трубы. Для этого сварочные установки 1 (рис. 1), подвешенные к стрелам агрегатов, смонтирован­ных на гусеничных тракторах 2, последовательно переме­щаются от стыка к стыку, причем каждая установка име­ет две сварочные головки, обслуживаемые двумя опера­торами 3, и выполняет свой слой шва. Толщину каждого слоя регулируют, изменяя высоту входящего в разделку зуба формирующего ползуна.

Сборку стыка осуществляют с помощью трубоуклад­чика 4 и внутреннего центратора 5.

Аппарат с раскрытыми полукольцами 1 и 3 (лист 174, рис. 8) подают к стыку трубы и опускают с помощью гид­роподъемника. Гидроцилиндр 2 обеспечивает закрепле­ние аппарата на трубе и раскрытие его при съеме. Для ориентирования направляющего рельса 3 (рис. 9) парал­лельно свариваемому стыку предусмотрены выдвижные щупы 4. Направляющий рельс имеет зубчатый венец а, с ко­торым зацепляются ведущие зубчатые колеса кареток сва­рочных головок 1 и 2.

Сварку правого и левого полупериметров стыка осу­ществляют одновременно двумя головками в направлении снизу вверх (рис. 7). Для этого головку 1 холостым ходом перемещают в нижниюю точку стыка, откуда и начи­нают сварку левой половины стыка. Головка 2 сначала из среднего положения сваривает верхний участок правой половины стыка, а после холостого перемещения в нижнее положение — нижний участок.

Схема выполнения корневого прохода показана на рис. 5 (лист 173). При начале шва в нижнем положении в качестве дна плавильного пространства используют метал­лическую вставку 3 из электродной проволоки или при­хватку. Дуга горит между торцом порошковой проволо­ки 7 и сварочной ванной, оплавляя кромки стыка. С внут­ренней стороны жидкий металл удерживается медным формирующим кольцом 4 внутреннего центратора. Жид­кий шлак, образующийся при плавлении порошковой про­волоки, препятствует прихватыванию внешнего форми­рующего ползуна 2, охлаждаемого водой или антифризом (рис. 4). При сварке второго слоя первый слой является подкладкой. При этом начало второго слоя шва смещают на 60 ... 80 мм (лист 174, рис. 6, а, б) относительно мест сопряжении отдельных участков первого слоя.

Условия плавления кромок стыка и формирования шва меняются по мере изменения пространственного по­ложения сварочной ванны (угла  на рис. 5 листа 173). Для компенсации этих изменений в процессе сварки меняют угол а наклона проволоки относительно касательной к ок­ружности стыка и положение конца электрода в зазоре между формирующими элементами.

Одна сварочная установка "Стык", управляемая двумя операторами, может заменить четырех сварщиков высокой квалификации. По сравнению с электроконтактными ус­тановками "Север" (см. лист 176, рис. 12), обеспечиваю­щими высокие темпы монтажа трубопровода, комплекс "Стык" обладает большей мобильностью. Его использова­ние позволяет выполнять стыки на криволинейных участ­ках трассы, на коротких участках вблизи сооружений, а также на болотистых участках, недоступных для тяжелого оборудования установок "Север".

Контактная сварка труб (листы 175, 176).

При контактной сварке стыков труб оставлением (лист 175, рис. 1) сварное соединение получается одновременно по всему периметру стыка, что создает лучшие условия для механизации и достижения высокой производительности сварочных работ.

Применяются два способа сварки стыков труб: базо­вый и трассовый. На полевых базах производят сварку труб в трехтрубные секции стационарными трубосвароч­ными контактными установками типа ТКУС (рис. 2) . Тру­бы, укладываемые трубоукладчиками 2, с наклонного стел­лажа 1 подаются отсекателем 3 на место 4 зачистки по­верхности труб контактной кольцевой полосы. Зачищенная труба перегружателем (рис. 5) подается на роликовый конвейер 5 (рис. 2) и затем роликами продольного пере­мещения на роликовый конвейер 17, надеваясь при этом на штангу 10 с гратоснимателем 8. Конец трубы зажимает­ся в сварочной головке 16 .соединенной с гидропневмосис-темой 15. Место сварки укрыто палаткой 9. Управление процессом сварки осуществляют с пульта 13. На базе име­ется передвижная электростанция 14. Вторая труба после зачистки тоже подается в сварочную головку, и произво­дится сварка. В горячем состоянии удаляют внутренний грат при помощи гратоснимателя 8, включая механизм продольного хода 12. Затем секция перемещается к меха­низму 7 удаления наружного грата и в конец стенда. На роликовый конвейер 11 подается еще одна труба и при­варивается к двухтрубной секции. Готовая трехтрубная секция поступает на стеллаж 6 готовой продукции.

Сварочная головка обеспечивает зажим трубы, цент­ровку труб, перемещение трубы в осевом направлении при оплавлении и осадку при сварке. Головки разделяются на:

наружные, сварочный трансформатор и все механизмы ко­торых расположены снаружи свариваемых труб; комби­нированные, в которых силовые механизмы центровки и осадки располагаются внутри трубы, а сварочные транс­форматоры и токоподводящие механизмы — снаружи;

внутритрубные, в которых все силовые механизмы и сва­рочный трансформатор располагаются внутри свариваемых труб. Наружные головки (машины) применяют для свар­ки труб относительно малых диаметров (от 114 до 530 мм). Для сварки труб большого диаметра наружные головки делаются громоздкими и тяжелыми. Доступ для осмотра свариваемого стыка становится затруднительным. Комби­нированные головки применяют для сварки труб средних диаметров (от 720 до 1020 мм) в стационарных условиях. Внутритрубные машины применяют для сварки труб боль­ших диаметров (больше 1220 мм) как в стационарных, так и в трассовых условиях, когда машина последователь­но передвигается от стыка-к стыку.

Сварочный трансформатор (рис. 3 и 4) наружных головок имеет кольцевой сердечник 1; первичную обмот­ку 2, равномерно (рис. 3) или дискретно (рис. 4) распре­деленную на сердечнике; вторичный виток 3, служащий также и для защиты первичной обмотки от брызг расплав­ленного металла. Концы вторичного витка прикреплены к медным контактным токоподводящим башмакам 4, при­жимающимся к наружной поверхности труб 5. Сварочный ток проходит по вторичному витку через металл труб и стык между ними.

Зачистку поверхности трубы для обеспечения надеж­ного электрического контакта между поверхностью транс­форматора и токоподводящими башмаками осуществля­ют абразивным инструментом 4 (рис. 6) зачистной маши­ны. Она имеет полый ротор 5, электродвигатель б с редук­тором, рычаги 3 с абразивным инструментом 4, повора­чивающиеся относительно оси 2, противовесы 1 и пружи­ны 7. Противовесами регулируется сила прижатия абра­зивного инструмента. При остановке ротора абразивный инструмент под действием пружин отходит от поверхнос­ти трубы. Зачистные машины установок типа ТКУС обес­печивают зачистку до металлического блеска полосы шириной 60 ... 80 мм на расстоянии 100 ... 200 мм от кон­цов труб.

Образовавшийся при сварке грат снаружи и внутри трубы удаляют на установках типа ТКУС в горячем состоя­нии при температуре 800 ... 1400 °С. Внутренний гратосниматель состоит из водила 1 (рис. 7), на котором укреп­лены бойки 3, удерживающиеся пружинами 2. Грат сби­вается бойками, прижимающимися к поверхности грата центробежными силами при вращении вала. Удаление на­ружного грата осуществляется аналогичным устройством (рис. 8) . Принцип действия устройства такой же, как и у машины для зачистки контактных полос.

Для сварки труб большого диаметра (1420 мм и больше) целесообразно использование сварочных голо­вок, расположенных внутри трубы 1 (лист 176, рис. 9). Такие внутритрубные машины имеют кольцевой транс­форматор с магнито проводом 4, вторичным витком 2 и контактными башмаками 3. Передвижная установка "Се­вер-1" (рис. 12), сконструированная по такому принци­пу, имеет механизм перемещения 1, внутренний гратосни-матель 2 и электродвигатели 3 с насосной установкой 4, смонтированные в заднем блоке, соединенном с передней сварочной частью шарниром, закрытым кожухом 6. Хо­довая часть состоит из приводных роликов, расположен­ных по окружности и прижимаемых к внутренней поверх­ности трубы для создания тягового усилия. Поддержи­вающие ролики 5 расположены равномерно по длине. Внутритрубный центратор с распорными патронами 7 и 8 создает суммарное радиальное усилие 10 ... 14 МН, что обеспечивает передачу усилия осадки при сварке до 4 МН.

Сварка труб осуществляется следующим образом. Ма­шина заводится в свариваемую трубу так, чтобы торец трубы располагался посередине зазора между токоподво­дящими вкладышами б (рис. 11). При срабатывании ци­линдров 12 корпус цилиндра перемещается вместе с тележ­кой 11 и распорным кольцом 9, поворачивает серьгами 8 рычаги 10 в радиальном направлении, и прижимные вкладыши 7 зажимают изнутри свариваемую трубу. Коль­цевой сварочный трансформатор 5 жестко установлен на штанге 3, в полости которой расположены токоподводя­щие силовые кабели трансформатора и кабели управле­ния. Вторичный виток трансформатора гибкими шинами соединен с токоподводящими вкладышами 6, которые в этот момент тоже прижимаются к трубе.

Вторая труба надвигается до упора в торец первой. Зажатие вторым зажимом происходит аналогично, только штоки цилиндров отталкиваются не от неподвижного бло­ка, а от фланца обоймы 2. Затем включается сварочный трансформатор, срабатывает цилиндр 1 осадки, и подвиж­ный зажим 4 подает трубу к трубе. Под воздействием сварочного тока торцы труб оплавляются и разогреваются. После достаточного разогрева, определяемого программой сварки, происходит осадка. После сварки механизмы воз­вращаются в исходное положение, и машина с помощью своего механизма перемещения передвигается к следую­щему стыку. Внутренний грат удаляется при подходе гратоснимателя 2 (см. рис. 12) к стыку. Наружный грат удаляют навесным агрегатом, имеющим шесть фрезерных головок, каждая из которых очищает свой сектор трубы. Агрегат подвешивается на стреле трубоукладчика.

Зачистка контактных полос перед сваркой осущест­вляется отдельным агрегатом, подвешенным на стреле трубоукладчика и имеющим четыре рабочих головки с иглофрезами. Время очистки полосы 80 с. Производитель­ность внутритрубной машины 6 стыков в час.

При работе внутритрубной машины 2 (рис. 10) на трас­се участок оснащен тракторами 1 с подъемной стрелой, трубоукладчиком 3, передвижной электростанцией 5, трактором б с подвесной машиной для зачистки контакт­ной полосы на внутренней поверхности трубы и индукто­ром 9 для термообрабогки стыков. Для подключения внутритрубной машины к электростанции предусмотре­ны кабель 8, штепсельный разъем 4 и кабель-удлини­тель 7.

Технологические трубопроводы (листы 177,178).

Технологические трубопроводы предназначены для осу­ществления связи между машинами, аппаратами и произ­водственными участками промышленных предприятий. По ним транспортируется сырье, полуфабрикаты, готовая продукция (пар, вода, топливо, реагенты) и отходы произ­водства. Технологические трубопроводы подразделяются на внутрицеховые (обвязочные) и межцеховые.

Внутрицеховые трубопроводы наиболее сложны по конфигурации, насыщены деталями и арматурой и весьма трудоемки при изготовлении. Приблизительно на 1 м та­кого трубопровода приходится одно сварное соединение. Межцеховые трубопроводы имеют больший диаметр и меньшее число сварных соединений (одно соединение на 6... 10 м трубопровода) .

По трубопроводам нередко транспортируют продук­ты, оказывающие коррозионное и эрозионное воздействие на трубопроводы, токсичные, взрывоопасные и горючие вещества. Трубопроводы работают при температуре от - 150 °С до + 700 °С, при разрежении до 0,1 кПа и дав­лении до 250 МПа. Такие сложные условия работы требуют высокого качества сварных соединений. Выход из строя трубопроводов может привести к тяжелым последствиям:

пожарам, взрывам, остановкам производства и тл.

Технологические трубопроводы изготовляют из труб диаметром 6 ... 1600 мм из малоуглеродистых, низко- и высоколегированных сталей, чугунов, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (пластмасс, стек­ла, камня и др.). В промышленном строительстве приме­няют около 95 % трубопроводов из углеродистых и низко­легированных сталей.

Характеристики

Список файлов книги