Способ обработки внутренней поверхности труб и устройство для его осуществления

Способ обработки внутренней поверхности труб и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р }М К з

В 08 В 9/02

В 24 С 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет —

Опубликовано 07,03.83. Бюллетень Ио 9!

53} УДК 621. 7 ° .025.06(088.8) Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Авторы. изобретения

E.A.СУРнакин и P Х Хуснут

".с

Всесоюзный научно-исследовательский институт. разработхи и эксплуатации нефтепромысловых труб, - :., . .:= :ЖЩо., ( (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТР5? Б " -" - -" = 4

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к обработке внутренней поверхности труб, в частности к способам и устройствам для очистки, окраски, нанесения покрытий и т.п., и может найти применение в машиностроительной, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известен способ обработки внутренней поверхности труб, включающий подачу сжатого воздуха, его закручивание с образованием эоны пониженного давления в центре потока, в которую подают абразивный материал, Абразив смешивается с воздухом в спиралеобраз— ном потоке в смесительной камере, после чего его раскрывают внутри трубы в виде факела воздушно-абразивной сМеси. Указанный способ реализуетсяустройством для очистки внутренней поверхности труб, содержащем полый корпус, аппарат для закручивания потока воздуха, насадку для подачи абразивного материала, установленную в центре полого корпуса, и смесительную камеру подачи воздушно-абразивной смеси внутрь трубы Г13. .Недостатком указанного способа является то, что его использование не позволяет получить требуемую гидродинамическую структуру потоков сжатого воздуха и абразивного материала. Потенциальная возможность эак" рученного потока и присущая ему пульсация осевых и тангенциальных скоростей не могут быть полностью использованы вследствие того, что закрученный поток вначале сужают к центру, подают в него абразивный материал и только после этого смесь soapyxa с абразивным материалом подают к, обрабатываемой поверхности,,раскры" вая его внутри трубы в виде факела воздушно-абразивной смеси. Всу едствие затухания потока воздушно-абразивной смеси по длине трубы указанным способом невозможно очищать трубы длиной более 2 м. Внутренняя поверхность смесительной камеры в этом случае также подвергается интенсивному износу.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки и надежности в работе.

Цель достигается тем, что в спо" собе обработки внутренней поверхности труб, включающем подачу сжатого воздуха, его закрутку с образованием в центре потока области пониженного дав. ления, подачу в область пониженного давления рабочего агента., его сме1002054 шивание с воздухом, воздействие смеси на обрабатываемую поверхность, воздушный поток закручивают со степенью закрутки, равной 0,4-0,6, формируют в виде усеченного конуса, а рабочий агент перед подачей в область 5 пониженного давления аэрируют воз-: духом при давлении 0,1-0,3 ати.

Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим установленные в корпусе средство для закрутки воздуха, воздушное сопло и трубопровод подачи рабочего агента, н котором выходной торец трубопровода подачи рабочего агента выступает эа выходной торец воздушного сопла 15 на расстояние, равное 0,5-2 наружного диаметра трубопровода подачи рабочего агента, а диаметр воздушного сопла составляет 0,3-0,5 внутреннего диаметра обрабатываемой трубы. 2О

Сущность изобретения поясняется черт ежом.

Устройство для обработки внутренней поверхности труб содержит полый корпус 1, средство для закрутки воэ- духа, выполненное в ниде танrенциального патрубка 2 подачи воздуха и выводного воздушного сопла 3, соосно установленный в корпусе l трубопРовод 4 подачи рабочего агента, преимущественно абразивногo материала, выходной торец 5 которого расположен от выходного торца 5 воздушного сопла 3 на расстоянии К, равном 0,52 наружным диаметрам трубопровода 4 подачи абразивного материала, который соединен с источником подачи воздуха низкого давления, (на чертеже не показан). Диаметр воздушного сопла 3 выбран равным 0,3-0,6 ннутреннего диаметра обрабатываемой трубы 7, 40

Устройство работает следующим образом.

Устройство для обработки внутренней поверхности трубы закрепляют на любом подвижном механизме 8 типа штанги g$ кронштейна и т.и. и вводят н обрабатываемую трубу 7. Включает подачу воздуха от компрессора в патрубок 2 и подачу абразивного материала с транспортирующим его воздухом низкого $Q давления 0,1-0,3 ати н центральный трубопровод 4. верхности трубы, Причем при S)0,6 в центр закрученного потока начинает подсасываться воздух окружающей среды и возникающие обратные токи воздуха увлекают частицы абразива, а вершина конуса. смеси садится на выходную кромку устройства для по.дачи воздуха и ведет к его износу.

Малая степень закрутки S(0,4 дает малые тангенциальные скорости, что ухудшает качество обработки в круговом поле, Величина S определена экспериментальным путем и зависит

Выходя из патрубка 2, воздух закручивается и подается в ниде вращательно-поступательного потока в воздушное сопло 3. У выходного торца б сопла 3 поток раскрывается в виде усеченного полого конуса с диаметром меньшего основания, равным 0,3-0,6 внутреннего диаметра трубы и диамет- 60 ром большего основания, равным внутреннему диаметру трубы, при этом в центре конуса образуется разряжение, за счет которого осуществляется подача абразивного материала из трубо- у провода 4 внутрь воздушного конуса.

Воздушно-абразивная смесь подается к стенкам трубы. Очистка всей внутренI ней понерхности по длине происходит при поступательном перемещении устройства внутри трубы 7. При обрат- ном ходе кронштейна 8 можно продолжить очистку или, отключив подачу абразивного материала, провести обувку поверхности трубы чистым нозухом .

При таком способе обработки внутренней поверхности труб частицы воздуха в конусе имеют три составляющих скорости: осевую;параллельную оси трубы, радиальную;направленную по радиусу трубы и тангенциальную;направленную по касательной к внутренней поверхности трубы. В результате центрального разряжения,возникающего под действием центробежных сил воздушного потока, ocyu,eñòâëяется транспорт абразивного материала внутрь воздушного конуса. Частицы абразивного материала, имея начальную скорость, близкую к нулю, приобретают необходимую скорость эа счет

° перепада давлений внутри пустотелого конуса воздушного потока и.на его nepuферии. Указанный перепад радиально перемещает частицы абразивного материала с центра в плотный слой воэдуха, обеспечивая газодинамическое смешение абразивного материала с воздухом. Эа счет выбора определенной степени закрутки (S), представ-. ляющей собой отношение осевого им" пульса к тангенциальному импульсу скорости воздушного потока, достигается требуемое соотношение осевых и тангенциальных скоростей смеси абразивного материала с воздухом, что позволит регулировать угол раскрытия факела воздушно-абразивной смеси в широком диапазоне применяеых типоразмеров труб, увеличить и удлинить зону обработки внутренней поот физических характеристик абразинного материала, н частности, от его удельного веса. Благодаря интенсивной закрутке частицы абразивного материала многократно подаются к поверхности трубы. Кроме того, вихревым потокам присущи сильные пульса1002054 енциальной так и осевой только из соображений преодоления л ния т босоставляющей скорости, что о е сти что обеспечи- гидравлического сопротивления тру овает не только круговое ое воздействие час- провода подачи абразивного материатиц абразивного материала на загрязне- ла. При давлении более О, 3 ати скония, имеющиеся на тру е, с на т бе но и пульсирую- рость абразивного материала в центральной трубе возрастает, что ведет щее воздействие, что пов ае фективность обработки. к износу трубы. роме

Для повышения эффективности обра- воздухом и транспорта из абразивного

6оТКН важно правильно выбрать рас- мат риала послед и ла последний можно подавать стояние между торцами воздушного соп- в потоке воды с пос еду щ сле ю ей one ацией

P ла и трубопровода подачи абразивно- 10 высушивания трубы. го: материала. Как показали проведен- Указанным способом осуществлялась ные исследования, по мере удаления очистка вн т енней поверхности стальот выходного торца воздушного соп- ной трубы неф р ной т бы нефтяного сортамента — насосно-комп ессорной, с внутренним дила 3 величина радиальной составляющей сосно к мпP Р аметром 104 мм. Устройство для очист скорости воздушного потока вначале 15 аме Р авного О 5 наруж- ки было установлено на штанге, котоо расстояния Р, равного О, наружая с помощью электромеханизма имела возможность перемещаться внутри трут а т боп овода 4, растет РаЯ с помощью э е а затем в промежутке Р= 0,5-2 Д ги были Расположены трубопроводы пония Р > 2д рр радиальная составляющая Я тр ильно- дачи воздуха под давлением м 6 атии резко уменьшается вследствие сильноодача песка (электрокору

ro раскрытия угла воздушного потока, транспортирующим его воздухом с. и транспорт абразивного материала из давлением О, 1 ати. Выходно торе трубопровода 4 практически становится невозможным. Пр р 25

ы . П и снижении ассто- 2 бопровода подачи песка установлен за с о т аб аэивного выходным тор о яния Р <0„5d транспорт р расстоянии Q, равном наружному диаматериала . фф мате нала .эффективен, но вследствие

Ках т 6опро» метру трубопровода подачи абразивсрывных вихрей на кромках тру бопро» вода возникают обратные токи абра песка подавали поток воздуха, котоому сообщали степень закрутки равследовательно, возможен износ и ную 0,4, с помощью тангенциальных аботоспособности устройпатрубков, установленных на периферии камеры закручивания. Вначале форства. Оптимальная величина Q также мировали полый усеченный конус с диаабРазивного матеРиала, пРичем чем З5 метром меньшего основания, равн больше удельный вес абразивного ма0,3 диаметра внутренней поверхности териала, чем меньше должна быть ветрубы, и диаметром большего основания, личина 0 . ш„о о п Равным внУтРеннемУ Диаметру тРУбы.

Степень раскрытия воздушного поВ центре конуса создавалась эона разря40 жения и осуществлялся транспорт песражений. Диаметр меньшего основания ка внутрь конуса. В результате гаконуса, т.е. диаметр иамет сопла 3 опреI зодинамического смещения песка с . воздухом частицы песка приобретают словия того что при c. i вн.тр раты на транспорт воздушно-абразивтангенциальную и осевую составляющие скорости, что позволяет обрабатывать и пове хности 45 всле — внУтРеннюю повеРхность тРУбы ет эффективность ее очистки, вследприводя ее во вращение,.Как показали и иведеиные испытания. предлагаемый способ позволяет эффективно очищать ный поток. 50 внутреннюю поверхность тру бы. ПредП и увеличении dc) О,б ан..тр пойв лагаеьый способ можно также применять ри уве ляется опасность снижения надежнос- для нанесения покрытий и окраски ти оборудования и, в частности, вы- внутренней поверхности трубы. ходных р то цов сопел устройства, 55 Предлагаемое решение позволит повслед е ствие возможности возникновеб высить эффективность обработки внутния р об атных токов воздуха с а рамеж стенками воз- р нней поверхности трубы за счет инзивом в зазор ду е а и т бы из-за усложне- тенсивно и закрутки абразивного матедушного сопла и ру оздухом по длине трубы, ст кт ы потока ° риала с во ния структур

6 — 60 беспечения газодинамического смешеэ и ование воздуха в трубопрово- 60 о еспече те нала 4 ния абразива с воздухом, многократде подачи абразивного материала об абатываемой поент полого конуса воздушного по- ной подачи смеси к о ра а в центр полого конуса в а- верхности вследствие пульсационной; тока предотвращает слеживание абра- верхи структуры воздушного в го вихревого позива, и величина Минимального давлеозможности регулирования стения воздуха — О 1 ати выбирается 65 тока, возможности ре

1002054

Формула изобретения

Сост а ви тель У. Р афиажа нов а

Редактор С. Титова Техред М. Коштура Корректор А.Ференц

Заказ 1685/4 THðàå 589. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пени раскрытия факела воздушно-абразивной смеси; обеспечить надежную работу оборудования, так как исключается его износ абразивным материалом.

По сравнению с базовым аналогом, применяемым для очистки труб пескоструйной обработкой, предлагаемый способ позволит повысить надежность оборудования в 2 раза, а производительность процесса очистки внутрен- 0 них поверхностей длинномерных деталей в 1,5 раза.

Кроме того, вследствие исключения необходимости вращения трубы уп рощается оборудование за счет исключения приводных узлов для вращения трубы.

Снижаются затраты электроэнергии, связанные с питанием приводных узлов вращения цилиндрических длинномерных иэделий.

1. Способ обработки внутренней поверхности труб, включающий подачу сжатого воздуха, его закрутку с образованием в центре потока области пониженного давления, подачу в область пониженного давления рабочего агента, 8 смешивание его с воздухом и воздействие смеси на обрабатываемую поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, обработки, воздушный поток закручивают со степенью закрутки, равной 0,40,6, формируют в виде усеченного конуса, а рабочий агент перед подачей в область пониженного давления аэри— руют воздухом при давлении 0,1-0,3 атм.

Устройство для осуществления способа по п.i, содержащее установленны в корпусе средство для закрутки воздуха, воздушное сопло и трубопровод подачи рабочего агента, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки и надежности работы, выходной торец трубопровода подачи рабочего агента выступает за выходной торец воздушного сопла на расстояние„равное 0,52,0 наружного диаметра трубопровода подачи рабочего агента, а диаметр воздушного сопла составляет 0,3-0,6 внутреннего диаметра обрабатываемой трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 449800, кл. В 08 В 5/00, 1973 (прототип) .