Сварные конструкции (II часть) - середина (1085877), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Рис. 15.48. Схема непрерывной печной сварки труб.

В последние годы для изготовления труб диаметром от 8 до 529 мм и более с толщиной стенки 0,3—10 мм все шире исполь­зуют сварку токами высокой частоты. По сравнению с контактной сваркой сопротивлением на токах промышленной часто­ты высокочастотная сварка обеспечивает значительно более высокие скорости сварки (до 120 м/мин),воз­можность изготовления труб из сталей, цветных метал­лов и сплавов, использова­ние горячекатаной нетрав­леной ленты, значительное уменьшение расхода элек­троэнергии на производство 1 т готовых труб. Кроме того, при высокочастотной сварке одно и то же оборудование мож­но использовать для изготовления труб из разных материалов.

При контактном подводе тока (рис. 15.49,а) необходимость сме­ны контактов / вследствие их износа заставляет периодически останавливать стан. Более перспективен индукционный подвод энергии кольцевым индуктором 2 (рис. 15.49,6). В этом случае для уменьшения потерь энергии в результате прохождения тока по те­лу заготовки внутрь трубы 1 вводят магнитный сердечник 3, который изменяет сопротивление так, что почти весь сварочный ток 4 направляется по свариваемым кромкам.

Рис. 15.49. Схема контактной сварки труб током высокой частоты:

а — при контактном подводе тока; б — при ин­дукционном подводе тока.

Дуговую сварку в инертном газе вольфрамовым электродом применяют для изготовления прямошовных труб диаметром 6— 426 мм с толщиной стенки 0,2—5 мм и специальных труб со спи­ральным швом диаметром до 2000 мм и толщиной стенки до 10 мм. Материалы труб раз­нообразны, однако скорость сварки невелика (до 1,5— 2 м/мин).

Своеобразно изготовление плоскосворачиваемых труб, нашедших применение при прокладке промысловых и га­зосборных трубопроводов, Схема изготовления таких труб показана на рис. 15.50,я. Две стальные ленты J накла­дываются одна на другую н свариваются двумя продоль­ными швами на контактной машине 2 для шовной сварки. По мере сварки трубная заго­товка проходит правильное устройство 3 и свертывается в рулон 4. Контроль плотно­сти швов готовой свернутой в рулон трубы производится присоединением к одному из концов трубы сети сжатого воздуха. Рулон закрепляют в жесткой обойме, предотвращающей его разворачивание или раздутие трубы. Показание манометра, присоединяемого к другому, предварительно заглушённому концу трубы, позволяет установить наличие неплотностей. Такие трубы могут иметь тол­щину стенок до 4 мм, диаметр до 300—400 мм и длину до 250— 300 м. На месте укладки трубопровода рулон разматывают и тру­бу раздувают (рис. 15.50,6). Отдельные плети соединяют друг с другом либо сваркой плоских концов труб до их раздутия, либо с помощью фланцевых соединений.

Рис. 15.50. Плоскосворачиваемые трубы:

а — схема изготовления; б — вид трубы до и после раздутия.

§ 4. Сварка стыков труб и трубопровод.

При строительстве магистральных трубопроводов приходится собирать и сваривать миллионы стыков труб большого диаметра. Укладка трубопроводов может быть либо непрерывной, либо сек­ционной. В первом случае производят последовательное наращива­ние, причем все стыки выполняют без вращения труб. Во втором случае первоначально сваривают секции, вращая при этом трубы,, а затем на трассе стыки выполняют без вращения. В СССР на строительстве магистральных трубопроводов применяют главным образом секционный способ укладки труб. Трубы длиной 12 м по­ступают на полевые сварочные базы, где их соединяют в секции длиной 24—36 м. Эти секции на специальных автомашинах транс­портируют на трассу и сваривают в плети.

Сборка стыков труб является важнейшей операцией, во многом определяющей качество сварки. При сборке необходимо обеспечить соосность труб, достаточ­но точное совпадение свари­ваемых кромок и равномер­ный зазор в стыке, позволяю­щий проварить корень шва по всему периметру. Для этой цели применяют центраторы наружные или внутренние. Применение внутренних цен­траторов позволяет механизи­ровать операцию сборки более полно. Кроме того, собранный стык оказывается целиком до­ступным для сварки и корне­вой шов можно выполнить от начала до конца без остано­вок и прихваток. Для внутрен­него центратора используют механизм типа «зонтик» с радиальным приложением сил к кром­кам труб (рис. 15.51). Два ряда 2, 3 центрирующих элементов могут разжиматься независимо, а сжиматься — одновременно. По­следовательное разжатие заднего и переднего рядов центрирующих элементов 2, 3 достигается подачей масла под давлением в поло­сти 8 и 1. При этом движение каждого из конусов 6 и 7 через ролики 5 и жимки 4 передаются башмакам, которые непосредст­венно соприкасаются с поверхностями собираемых труб и обеспечи­вают их центровку. Для освобождения стыка после сборки и при­хватки масло подается в полость 9, обеспечивая одновременный отвод центрирующих элементов обоих рядов. Центратор внутрь трубы обычно вводят с помощью штанги. При использовании цен­тратора в качестве вращателя штангу закрепляют в подшипниках и сообщают ей вращательное движение. При сборке и сварке секций на полевых базах используют ме­ханизированные трубосварочные линии типа МТЛ (рис. 15.52). Трубы с накопителя 2 поочередно манипулятором укладывают на рольганг 3. Сборку выполняют с помощью гидравлического вну­треннего центратора 1, закрепленного штангой и используемого в качестве вращателя. Первая труба рольгангом 3 надвигается на центратор так, чтобы ее торец располагался на расстоянии 15— 20 мм от ряда жимков центратора, которые при разжатии фикси­руют ее в этом положении. Вторая труба подается рольгангом 3 до соприкосновения с первой и фиксируется разжатием второго ряда жимков центратора, чем достигается центровка стыка. Сцен­трированные трубы приподнимаются над роликами продольного перемещения, и при вращении трубы два сварщика одновременно выполняют корневой шов полуавтоматами в среде С0₂ или ручной дуговой сваркой. Сваренная первым слоем двухтрубная секция подается рольгангом вперед, на ее место на центратор надвигается третья труба, и цикл сборки стыка и сварки первого слоя повторя­ется. После этого собранная трехтрубная секция перегружателем передается на промежуточный стеллаж 4, а затем на второй стенд 5, где стыки окончательно сваривают автоматами под флю­сом с помощью торцового вращателя 6.

Рис. 15.51. Схема внутреннего центра­тора.

Рис. 15.52. Линия МТЛ для на­ружной сварки поворотных сты­ков.

Поворотные стыки труб диаметром 1420 мм с толщиной стенки до 17 мм необходимо выполнять двусторонней сваркой. Торцы труб проходят механиче­скую обработку с одновременным нанесением риски на внутренней поверхности для автоматическо­го направления внутренней сварочной головки по стыку. Сборку выполняют с помощью самоход­ного центратора, вращение обеспечивается поворотными роликами стенда. Сначала сваривают наружные швы 1 и 2, затем внутрен­ний шов 3 (рис. 15.53). Автоматическую сварку внутреннего шва под флюсом выполняет оператор, который наблюдает за процес­сом по приборам.

Рис. 15.53. Схемы наложения швов.

Выполнение неповоротных стыков магистральных трубопрово­дов большого диаметра весьма трудоемко. Использование трубо­укладчиков и внутренних гидравлических центраторов обеспечи­вает механизацию процесса сборки, однако сварку по-прежнему выполняют, как правило, вручную. Для ускорения темпа укладки трубопроводов процесс сварки расчленяют на ряд последователь­ных операций. При поточно-расчлененном методе одновременно ра­ботают звено сборщиков и несколько звеньев сварщиков. Впереди движется звено сборщиков, собирая стыки с помощью внутреннего центратора. Двигаясь за ними от стыка к стыку, каждое звено сварщиков выполняет свой слой шва, а каждый сварщик — опре­деленный участок этого слоя.

При укладке трубопроводов диа­метром 114—529 мм используют обо­рудование для контактной сварки сты­ков труб с внешним кольцевым транс­форматором (установки ТКУС и ТКУП), Стационарная установка ТКУС имеет неразъемную сборочно-сварочную головку. Передвижная установка ТКУП, используемая для сварки стыков на трассе, имеет разъ­емную сварочную головку, подвеши­ваемую на стреле специального трак­тора. Для контактной сварки стыков труб большого диаметра (720 — 1420 мм) целесообразным оказалось оборудование с внутренним трансфор­матором. В ИЭС им. Е. О. Патона со­здана внутритрубная машина для сборки и сварки неповоротных стыков непосредственно на трассе (рис. 15.54). Механизм передвижения 1, гратосниматель 2 и электродвигатели 3 с на­сосной установкой 4 смонтированы 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 равномерно расположены по длине. Маршевая скорость машины составляет 28 м/мин, установочная—1 м/мин. Внутритрубный центратор с двумя распорными патронами 7 и 10 создает суммарное радиальное усилие 10—14 МН, что обеспечивает передачу усилия осадки при сварке до 4 МН. Внутренний кольцевой сварочный трансформатор имеет контактные губки 8, 9, закре­пленные в разных патронах центрато­ра. Контактная сварка оплавлением осуществляется автоматически по за­данной программе. Схема сборки не­поворотных стыков на трассе с ис­пользованием описанной внутритрубной машины показана на рис. 15.55. Производительность агрегата состав ляет шесть стыков в час. Широкое использование таких машин, по-видимому, позволит обеспечить комплексную механизацию все­го цикла сборочно-сварочных работ при укладке магистральных трубопроводов большого диаметра.

Рис. 15.54. Внутритурбиная машина для сборки и сварки стыков магистральных трубопроводов большого диаметра.

Очень много стыков труб приходится выполнять при сооруже­нии нефтяных, химических и металлургических заводов. Совре­менный нефтеперерабатывающий завод может иметь 500—600 км обвязочных и 1500—1600 км межцеховых трубопроводов. Эти трубопроводы имеют большое количество вварных деталей. В среднем на 10 м обвязочного трубопровода приходится устанавливать две задвижки, четыре фланца, два угольника, сваривать до десяти стыков, вваривать два штуцера. Часть вварных деталей также из­готовляется с помощью сварки. Межцеховые трубопроводы отли­чаются от обвязочных большим диаметром труб и меньшим коли­чеством привариваемых деталей.

Рис. 15.55. Схема сборки и сварки магистрального трубопровода с помощью внутритрубной машины:

J — трактор с подъемной стрелой; 2 — внутритрубная сварочная машина; 3 —штанга; 4~ трубоукладчик; 5 — передвижная электростанция; 6 — трактор с подъемником; 7 — подвес­ная машина для зачистки внутренних поверхностей труб под контакты; 8 — кабель-удлинитель; 9 — кабель; 10 — штепсельный разъем; И — индуктор для термообработки стыков.

Сборку и сварку большинства стыков заводских трубопроводов обычно выполняют в трубозаготовительных цехах, а на монтаже сваривают только стыки, соединяющие готовые секции или узлы. В условиях цеха трубы со склада направляют в заготовительное отделение, где их обрезают и скашивают кромки. Затем трубы по­дают на сборку, куда поступают и готовые детали (отводы, трой­ники, фланцы, переходы и т. п.). Сборку узлов производят на сто­лах-стендах, оснащенных приспособлениями, позволяющими соби­рать элементы в определенном диапазоне размеров.

Характеристики

Список файлов книги