Разработка технологического процесса автоматической сварки под флюсом при монтаже трубопроводов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Сборочно-сварочные приспособления

 

При сборке труб на внутренних центраторах - прихватки не ставятся, за исключением двухсторонней автоматической сварки под флюсом.

В типовое оборудование трубосварочных баз включаются торцевые вращатели - ВТ-61 и ВТ-121, с помощью которых осуществляется вращение секций длиной до 36 м на автосварочных установках ПАУ-601 и ПАУ-602. На установках типа ПАУ устанавливаются роликовые опоры ОР-61 или ОР-121.

Роликовые вращатели СВР-142 осуществляют вращение свариваемой секции непосредственно ролико опорами, имеющими привод от электромотора. Стенд СВР-142 предназначен для вращения секцийтруб диаметром 720... 1420 мм. В типовое оборудование баз включаются также лебедки ЛТЗВ и ЛТЗВ-1 для стягивания труб диаметром до 1020 мм в секции и для других работ на сборочных стендах, а также машины для очистки и намотки проволоки МОН-51 (Рисунок 3).

Рисунок 3 Расположение прихваток при сборке под двухстороннюю автоматическую сварку под флюсом:

а— сборка труб с помощью одной прихватки; б— сборка труб с помощью двух прихваток; 1— положение сварочной головки в начале сварки; 2 — прихватка.

Головки ГДФ1001УЗ, СГФ601, СГФ1004 предназначены  для наружной сварки под флюсом поворотных стыков.Головка СРВ-1001 используется для сварки под флюсом изнутри трубы. Для подварки стыков труб большого диаметра изнутри трубы на базах ССТ-ПАУ используется серийный сварочный трактор ТС-17М.

Трубосварочные базы получают энергоснабжение от сварочных агрегатов, передвижных электростанций и линий электропередач.

Сварочные агрегаты применяют обычно на трубосварочных базах для сварки в секции труб диаметром 1020 мм и более.

При централизованном электроснабжении в качестве сварочных источников питания применяют сварочные  выпрямители или преобразователи. В этом случае ставятся одна или две прихватки на режимах сварки первого наружного слоя шва. Прихватки располагаются, как показано на рисунке 3. Длина каждой прихватки не менее 200 мм.

При сборке труб на наружных центраторах - прихватки распределяются равномерно по периметру стыка. Их количество и длина зависят от диаметра трубы, представлена в таблице 6.

Таблица 6 - Диаметры труб

Диаметр трубы, мм	До 400	400...1000	1000...1400
Ориентировочное число прихваток, не менее	2	3	4
Длина прихваток, мм,	30...50	60...100	100...200 не менее

Внутренний шов сваривается  в один слой. Выпуклость и длина  наружного шва равны 1...3 м. Увеличение тока при сварке наружных слоев шва  может привести к прожогам. В то же время удлиняется сварочная ванна, что ограничивает скорость сварки и  в свою очередь может вызвать  превышение допустимых пределов выпуклости шва (3 мм). Возрастание тока при сварке внутреннего шва приводит к увеличению погонной энергии, росту зерен металла  и ухудшению коэффициента формы шва.

Увеличение напряжения дуги нарушает форму шва, уменьшает глубину  проплавления, вызывает опасность непровара. Увеличение напряжения повышает склонность сварного соединения к образованию пор. Уменьшение напряжения может привести к подрезам, увеличенной выпуклости.

 

6 Технология изготовления сварных секций труб

 

При изготовлении трехтрубных секций осуществляется следующий технологический  маршрут труб:

• подготовка и обработка торцов отдельных труб;
• размагничивание труб;
• сборка и сварка двутавровой секции.

Рекомендуемая схема организации  работ и рабочих мест при сборке и сварке труб диаметром 1220 мм на трубосварочной базе БТС I42B.

Работы по сборке и сварке труб в секции выполняются комплексной сварочно-монтажной бригадой в составе 4 человек.

 

6.1 Структура и состав трубосварочной базы БТС-142

 

Схема организации работ и рабочих мест при сборке и сварке труб на трубосварочной базе БТС 142В представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 Схема организации работ  и рабочих мест при сборке труб

Для производства работ применяется  сборочно-сварочное оборудование, входящее в состав трубосварочной базы БТС-142В.Техническая характеристика трубосварочной базы представлена в таблице 7.

Таблица 7 - Технические характеристики трубосварочной базы

п/п	Наименование показателей	Единица измерения	Норма
1	Диаметр свариваемых тpyб	мм	1020-1420
2.	Длина свариваемых секиий	м	20-36
3.	Масса свариваемых, секций	Кг	не более 25
4.	Производительность при сварке двухтрубных, секций диам. 1220 х17, 5 мм	Стык/ч.	3,2
5.	Параметры питающей сети	-	3~; 50 Гц; 380 В
6.	Установленная мощность Линия обработки торцов  Линия сборки и сварки	КВт КВт	69 347
7.	Одновременно потребляемая мощность  Линия обработки торцов  Линия сборки и сварки	КВт КВт	50 213
8.	Станок для обработки торцов труб  СЩ41- для труб   диаметром  1220мм	шт.	2
9.	Сварочная головка наружной сваркой ГДФ 1001 УЗ  род сварочного тока  номинальное значение  сварочного тока диаметр электродной проволоки	шт. -   А мм	1   постоянный 1200 3-5
10.	Сварочная головка  внутренней сварки БТС 142В род сварочного тока  номинальное значение  сварочного тока  диаметр электродной  проволоки	шт. - А мм	1 постоянный 1000 3-4
11.	Вращатель роликовый: - окружная скорость вращения  - регулирование скорости	шт. см/мин, (м/ч)	2 42-150 (25-90) плавное
12.	Гидростанция  рабочее давление	шт. МПа	2 7,85 (80)
13.	Центраторы внутренние гидравлические для труб диаметром 1220/1420 мм	шт.	1
14.	Блок питания  количество сварочных  выпрямителей	шт. шт.	1 2
15.	Габаритные размеры:  - длина; - ширина;  - высота	м м м	65 27 5,5

В качестве вспомогательного оборудования и инструмента в процессе работы используются камерная электропечь  типа СНО (для сушки-прокалки сварочного флюса), кольцевой подогреватель  ПС-1424, газовая горелка, разжимное  приспособление, контактный термометр  ТП-1, термокарандаш ТХИК-110, ультразвуковой толщиномер УТ-93П, шаблон сварщика УШС-3, линейка, штангенциркуль, металлическая щетка, шлифмашинкаШ 1-230А.

Описаниеконструктивныхособенностей  отдельных постовБТС 142В. В состав трубосварочной базы БТС 142В входят сборочно-сварочное оборудование, которое представлено в таблице 7.

Рассмотрим  конструктивные особенности основного  оборудования.

Схема расположения электрооборудования  станка СПК 121 представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 Схема расположения электрооборудования станкаСПК- 121

ЭМ - электромагнит  центратора; У1-электронагреватель; У2-приемник; ВК1-выключатель рабочего хода планшайбы влево; ВК2- выключатель рабочего хода планшайбы вправо; М3- двигатель подачи планшайбы; М1-привод гидронасоса; КР - контактный регулятор; М2-двигатель привода планшайбы с резцами

Трубы, поставляемые с завода, имеют  форму разделки   кромок   под   ручную сварку и имеют комбинированную V- образную разделку кромок, как это показано на рисунке 6.

Рисунок 6 Заводская разделка кромки

СПК имеет механизм привода планшайбы  с резцами, смонтированный вместе с  внутреннимцентратором. Резцы, используемые на СПК, сменные. После завода станка в трубу, она фиксируется неподвижно зажимками внутреннего центратора по отношению к резцам станка, и производят обработку кромок трубы.

Необходимая зачистка до металлического блеска кромки и прилегающие к  ним внутреннюю и наружную поверхности  на ширину не менее 25 мм осуществляется с помощью шлифмашинок типа Ш 1-230А или «БОШ».

 

6.2 Внутренняя сварочная головка БТС 142В

 

Внутренняя сварочная головка, устанавливаемая на БТС, состоит  из тех же частей и узлов, что и  наружная ГДФ 1001УЗ. Отличие имеют: флюсобункер и механизм вертикального перемещения головки. Работа автомата внутренней головки  идентична работе наружной сварочной головки. Установка головки по шву осуществляется оператором, находящемся в специальной кабинке, с помощью системы зеркал и подзорной трубы.

Контроль за перемещением сварочной  головки по стыку осуществляется с помощью подзорной трубы  по светоуказателю. Оператор, наблюдая в подзорнуютрубу, при помощи пульта корректирует отклонения головки относительно стыка. Дополнительно, при сварке внутреннего шва применяют наружную видеокамеру, тем самым осуществляется дополнительный контроль за процессом сварки. На экране телевизора оператор наблюдает за интенсивностью прогрева металла, что позволяет оперативно воздействовать на процесс сварки, представлена на рисунке 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 Установка резца по шаблону: 1 - шаблон;  2 - копирный ролик; 3 - шестигранная пластина резца

До начала работ по подготовке и  обработке торцов  труб станками СПК I2IA для последующей автоматической сварки следует - произвести визуальный осмотр поверхностей труб.

Если обнаружены дефекты, то необходим  соответствующий ремонт:

- правку вмятин на концах труб из сталей с нормативным значением временного сопротивления разрыву 55 кгс/мм² (539 М/мм²) и более, независимо от температуры окружающего воздуха, и труб из менее прочных сталей при отрицательных температурах, следует выполнять с предварительным местным подогревом до 100 -150°С;

• трубы с царапинами, рисками и задирами глубиной более 5% от толщины стенки, вмятинами с глубиной, превышающей 3,5 от диаметра трубы, или с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм ремонту не подлежат, а дефектные участки труб обрезают;
• очистить внутреннюю полость труб от возможных загрязнений;
• подать трубы (не менее 3 шт.) на приемный стеллаж;
• подготовить линию обработки торцов отдельных труб к работе;
• закрыть двери шкафов ПЮ, ШУ, ШУ2, ШУЗ|
• включить автоматические выключатели на шкафах ШУ1, ШУЗ; ШБ;
• проверить звуковую сигнализацию;
• включить маслонасос (гидростанцию).

Линия обработки торцов труб состоит:

• покатей (магазин труб), на которых находятся трубы, подлежащие обработке;
• отсекателей, отделяющих отдельную трубу от остальных к
• укладывающих ее на рольганги;
• рольгангов продольного перемещения труб;
• укрытия (поста обработки торцов труб), в которых находятся рабочие места и станки для обработки торцов труб;
• двух станков для обработки торцов труб;
• гидроподъемников труб, промежуточных покатей, на которые подаются трубы с обработанными торцами;
• гидро- и электрооборудования;
• гидростанции, обеспечивающей работу гидро оборудования.

В посту обработки торцов труб установлены:

• шкаф вводный - ШВ;
• шкаф управления – ШУ1, ШУ2, ШУЗ;
• пульты управления - ПУ1, ПУ2, ПУЗ, ПУ4.

Станки в укрытии подвешены  на специальных подвесках, обеспечивающих смещение станков в сторону для  возможности перемещения сквозь укрытие труб рольгангами вдоль линии, поворот станков вокруг вертикальной оси и установку их в трубах.

Перечисленные узлы установлены на трех сварных рамах, соединенных  между собой и опирающихся  на основание посредством домкратных винтов и опорных плит.

Подготовка и обработка торцов труб станком СПК I2IA для автоматической сварки выполняется в соответствии со схемой (рисунок 4) в следующей последовательности:

• подача трубы № I на рабочее место и подвод станка № I;
• установка станка  №I в трубе № I;
• обработка торца;
• освобождение станка и отвод в исходную позицию;
• подача трубы № I на место обработки станком № 2 и подвод станка  №2;
• установка станка № 2 в трубе № I;
• обработка торца;
• освобождение станка и отвод в исходную позицию;
• подача трубы  №1 на промежуточный накопитель;
• подача трубы № 2 на рабочее место и подвод станка №2;
• установка станка № 2 в трубе № 2;
• обработка торца;
• освобождение станка и отвод в исходную позицию;
• подача трубы № 2 на промежуточный накопитель;
• подача трубы №3 на рабочее место и подвод станка № I;
• установка станка № I в трубе №3;
• обработка торца;
• освобождение станка и отвод в исходную позицию;
• подача трубы № 3 на промежуточный накопитель;
• осмотр и смена резцов, металлических щеток.

 

6.3 Внутренний центратор

 

На БТС-143 используют шарнирнозвенный   многоплунжерный внутренний гидравлический центратор, рисунок 8.

Рисунок 8 Внутренний гидравлический центратор

Несущей частью центратора является полая ось позиция 1.  На оси вращается на двух подшипниках корпус позиция 2 , на который установлены два корпуса зажимков и две поворачивающиеся обоймы. В корпусах смонтированы жимки позиция 3 , которые получают радиальное перемещение от поворачивающихся обойм позиция 4 с помощью гидроцилиндров позиция 5. Для подвода электроэнергии к гидрораспределителям и насосной станции установлен коллектор.