Разработка технологического процесса автоматической сварки под флюсом при монтаже трубопроводов

Стык труб выставляют между рядами внутренних жимков. При автоматической сварке под флюсом между стыкуемыми трубами выставляют "слепой" зазор при помощи гидравлических домкратов, расположенных на направляющих рольгангах.

Заводские швы стыкуемых труб должны располагаться друг от друга по периметру  стыка на расстоянии не менее 100 мм. На отдельных участках труб длиной до 100 мм допускается зазор величиной  не более 0,5 мм. Величина наружного смещения кромок труб при сборке не должна превышать 3,0 мм. Смещение кромок должно быть равномерно распределено по периметру стыка.

 

6.4  Устройство и принцип работы  головки для наружной сварки 

ГДФ – 1001УЗ

 

Сварочная головка состоит из следующих  основных механизмов: механизма подъема, штанги, суппортов продольной и поперечной подачи, механизма подачи проволоки, правильногомеханизма, горелки, катушки, тормозного устройства, флюсоаппарата с флюсобункером, опорных роликов и механизма скольжения, рисунок 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 Наружная сварочная головка ГДФ 1001 У3

1-механизм подачи, 2-флюсоаппарат, 3-механизм скольжения, 4-суппорт  продольный, 5-суппорт поперечный, 6- подвеска, 7-штанга, 8-устройство тормозное, 9-флюсобункер, 10-катушка, 11-пульт, 12-механизм подъема, 13-роликоопоры, 14-механизм правильно-прижимной, 15-горелка.

Механизм подъема служит для  перемещения головки по высоте. Состоит  из подвески редуктора в литом  корпусе и электродвигателя. Движение передается от электродвигателя на червячную пару первой ступени, далее по двум цепям на две червячные пары второй ступени, затем на реечные шестерни.

Скорость перемещения головки 0,43 м/мин. Предельные вертикальные перемещения ограничиваются двумя микропереключателями типа МП-1105, исполнение  среднее промежуточное положение ограничивается путевым выключателем ВПК-1112.

Штанга (позиция 7) выполнена в виде трубы. Вдоль образующих штанги прикреплены ходовые рейки, зацепляющиеся с реечными шестернями механизма подъема. Штанга обеспечивает величину вертикального перемещения- 250 мм.

Суппорт поперечный (позиция 5) предназначен для поперечной относительно стыка корректировки положения электрода. Имеет направляющие качения, привод ручной с передачей винт-гайка. Ход суппорта составляет 150мм.

Суппорт продольный (позиция 4) предназначен для смещения электрода с зенита трубы. Имеет направляющие качения, привод ручной с передачей винт-гайка. Ход суппорта составляет 230мм. Крепится к суппорту поперечной корректировки в положении, повернутом относительно него на 90°.

В механизме подачи привод осуществляется от электродвигателя постоянного тока, скорость вращения которого регулируется в десятикратном диапазоне. Кинематическая цепь механизма состоит из червячной  пары и двух цилиндрических пар, что  обеспечивает диапазон скоростей подачи 53-532 м/ч. Двигатель устанавливается  в стакане.Корпус подшипника подающего  ролика служит базой для установки  правильного механизма.

Механизм правильно-прижимной (позиция 14) служит для правки электродной проволоки, прижима ее к тянущему ролику механизма подачи, а также для установки горелки. Выпрямляющий механизм имеет возможность поворачиваться относительно оси стакана подающего ролика механизма подачи на угол до 30° (углом вперед) и фиксироваться в нужном положении.

Механизм имеет четыре правильных ролика, установленных на эксцентричных  осях. Меняя положение двух роликов, отпустив зажимные винты, регулируют систему  правки, два других ролика зажаты и  откидываются при заправке проволоки.

Прижимной ролик подпружинен и установлен в качающемся рычаге на эксцентричной оси, что позволяет открывать его поворотом маховичка при заправке проволоки.

Горелка предназначена для подвода  сварочного тока к электродной проволоке. Имеет трубу для ссыпки флюса, токоподвод, к которому крепятся сварочные кабели, гибкую перемычку для подвода тока, иглу для слежения по стыку трубы, шибер и насадку для регулирования подачи флюса.

К электроду ток подводится через  три ролика, один из которых установлен на подпружиненном рычаге.

Устройство тормозное (позиция 8) служит для предотвращения вращения катушки по инерции и «распушивания» проволоки. Имеет изолированную от установочного фланца поверхность для установки катушки, с которой сцепляется с помощью зуба. Для запирания катушки имеется байонетный зажим. Регулировка производится с помощью гайки, установленной на оси тормоза и изменяющей силу поджатия пружины тормозного диска. Тормоз устанавливается на кронштейне катушки.

Катушка (позиция 10) имеет вид крестовины. Четыре подпружиненных запорных колодки при заправке проволоки оттягиваются и поворачиваются в сторону. Конец проволоки зажимается одним из четырех винтов.

Флюсо аппарат (позиция 2) служит для отсоса нерасплавившегося флюса с поверхности сварного шва. Разрежение во флюсо аппарате создается эжектором. В диффузор через сопло подается сжатый воздух под давлением 58,8 -10⁴ Па (6 кгс/см²). Отсасываемый воздух очищается от пыли фильтром из гринзбона. Ссыпное отверстие флюсо аппарата закрывается клапаном. Открывается с помощью рукоятки. Одновременно встряхивается фильтр, связанный клапаном стягой.

Для уменьшения износа внутренняя поверхность  флюсоаппарата выложена резиной. Флюсоаппарат имеет всасывающее сопло-сосун, положение которого определяется установленными режимами сварки (угол наклона, смещение с зенита трубы и др.).

Флюсобункер (позиция 9) представляет собой сварную емкость. Флюс ссыпается через патрубок с шибером. На стенке бункера крепится панель

управления  флюсобункером. На панели установлен воздушный кран. Для подсыпки флюса в бункер в панели имеется съемный лючок. Для контроля наличия флюса на передней стенке бункера имеется смотровое окно.

Механизм скольжения предназначен для вертикального перемещения  нижних частей головки (механизма подачи, механизма правильно-прижимного, горелки, суппортов и др.). Состоит из стакана, направляющей и кронштейна. Для улучшения  условий скольжения в стакан запрессованы два бронзовых кольца. Стакан своим  отверстием крепится к торцу штанги. Механизм скольжения обеспечивает ход 150 мм.

Ролики опорные предназначены  для обеспечения постоянства  вылета регулировки электрода и  вертикального перемещения нижних частей головки в зависимости  от радиального биения труб. Узел состоит  из колес, вилки, кронштейна, рычага. В  рабочем положении ролики обкатываются по поверхности трубы и перемещают нижнюю часть головки в вертикальном направлении на величину, равную радиальному  биению трубы. Регулировка вылета электрода  производится с помощью стяжки и  гайки.

 

6.5 Размагничивание труб

 

Размагничивание с использованием переменного тока можно проводить для отдельных труб в местах с наибольшей концентрацией магнитных полей по длине трубы, концов отдельных труб до их сборки, а также концов собранных стыков труб с толщиной стенки до 25 мм.  Размагничивание переменным током можно проводить с использованием электрических регуляторов для плавного снижения тока.Размагничивание с использованием электромагнитов и постоянных магнитов проводят для отдельных участков длиной 100-200 мм на состыкованных трубах, особенно при знакопеременном магнитном поле. При этом после размагничивания отдельного участка следует выполнить сварку корневого шва, а затем проводить размагничивание следующего участка.

Для размагничивания применяют  электромагниты специальной конструкции, обычно изготовляемые в строительно-монтажных организациях. Электромагнит устанавливают на собранный стык так, чтобы северный полюс электромагнита размещался на кромке трубы, имеющей южный полюс намагниченности, и наоборот (рисунок 10).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 Схемы размагничивания собранных стыков труб электромагнитами (а), С-образными (б) и цилиндрическими (в) постоянными магнитами:1 — размагничиваемая труба:2 — электромагнит; 3 — сварочный провод; 4 — сварочный источник питания постоянного тока; 5 —Сообразный постоянный магнит; 6 — цилиндрические постоянные магниты.

В процессе размагничивания необходимо периодическиизмерять направление и величину остаточного поля труб с помощью магнитометра (при включенном источнике питания).

Величину размагничивающего поля регулируют путем увеличения или  уменьшения тока, а направление — изменением полярности, т. е. переключением проводов на источнике питания.

Для размагничивания постоянными  магнитами используют С-образные или  цилиндрические постоянные магниты (рисунок 10), изготовленные из сплавов ЮНДКТ 5. Магниты устанавливают на концы труб собранного стыка так, чтобы он располагался между полюсамимагнитов (рисунок 10).

При правильной установке полюса магнитов должны быть противоположны полюсам намагниченных стыкуемых труб. Правильность установки магнитов на собранном стыке контролируют магнитометром.

Для увеличения размагничивающего  действия магниты соединяют между собой (по два-три и более, в этом случае они действуют как единый магнит). После размагничивания участка стыка необходимо выполнить сварку корневого шва в этом месте, после чего магниты следует переместить на следующий участок размагничивания. Для увеличения размагничивающего поля магниты приближают к месту размагничивания, для уменьшения — удаляют. Перемещая магниты по поверхности трубы, можно добиться уменьшения намагниченности в сварном стыке до минимума.

Для изменения направления размагничивающего потока необходимо повернуть Сообразные магниты на 180° в горизонтальной плоскости, а цилиндрические магниты, установленные на кромках стыка, поменять местами или повернуть на 180° в вертикальной плоскости. После каждой операции размагничивания необходимо магнитометром проверять величину остаточного магнетизма.

Производственный опыт работ по размагничиванию при сварке и ремонте газопроводов показал эффективность применения технологических приемов размагничивания.

 

6.6Технология двусторонней автоматической сварки под флюсом

 

Двухстороннюю автоматическую сварку под флюсом поворотных стыков труб диаметром 1220мм с толщинами стенки 15,7 и 18,7мм (сталь прочностного класса К60) выполняют с использованием сварочного оборудования и источников питания, которыми укомплектована трубосварочная база БТС-142В. Сварку стыка производят в следующем порядке:

• Первым -  наружный слой шва.
• Внутренний слой шва.
• Облицовочный слой шва.

Освобождать жимкицентратора можно только после завершения процесса сварки первого наружного слоя шва.

Для изготовления трубных секций следует  использовать трубы с одинаковой нормативной толщиной стенки и одинаковым диаметром.

Сварка первого наружного слоя. Начинать сварку следует на расстоянии не менее 100 мм от заводских швов труб.

Таблица 8 - Режимы сварки

Параметры режима	1-й наружный
Для толщины стенки труб	15,7 мм	18,7 мм
Диаметр проволоки, мм	3,2 /3,0
Сила тока, А	700-750	730-780
Род тока (полярность)	Постоянный/обратная
Напряжение на дуге, В	30-32	32-34
Скорость сварки, см/мин (м/ч)	72-75 (43-45)	63-67 (38-40)
Вылет электрода, мм	35-37
Угол наклона электрода (вперед)	12-15	9-10
Смещение электрода с зенита (надира) против вращения трубы, мм	60-70

Вначале выполняют прихватку на режиме первого наружного слоя шва. Количество прихваток - 1. Длина прихватки  не менее 200 мм.

Собранный стык следует повернуть  на 180° таким образом, чтобы прихватка  находилась в нижней части стыка (в положении «6 час»), после чего в верхней части стыка (в положении «12 час») начинают сварку первого слоя шва. Во избежание образования шлаковых включений и непроваров рекомендуется выполнять пропилы начального и конечного участков прихватки шлифмашинкой, а также начального участка первого слоя шва. Глубина каждого пропила 3-4 мм, ширина 3-4 мм, длина 25-40 мм, сварка внутреннего шва. После сварки первого шва освобождают жимки внутреннего центратора, центратор перемещается, тем самым, подводя закрепленную на нем внутреннюю сварочную головку на место стыка. За перемещением и установкой сварочной головки на стык наблюдает сварщик-оператор внутренней сварки. Через подзорную трубу, систему зеркал и светуказатель он фиксирует положение головки.