Способ электродуговой сварки монтажных поворотных стыков стальных труб малого диаметра

Способ электродуговой сварки монтажных поворотных стыков стальных труб малого диаметра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

) A (19) ПАТЕНТУ

СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

И ГКНТ СССР (1) 5004938/08 (2) 01.07.91 (6) 30.08.93 Бюл, ЬЬ 32 (1) Институт электросварки им. Е.О. Патона (2) С.Е. Семенов, С.В. Федорко, А.И. Степан нко, Е,Е. Зорин и М.И. Косарев (3) Институт электросварки им. Е.О. Патона (6) ВСН2-124-80, Инструкция по технолог и сварки магистральных трубопроводов. иннефтегазстрой, М,: ВНИИСТ, 1980.

В С Н-219-87. Строител ьство и ром ыслов ix стальных трубопроводов, М.: Миннефт газстрой, 1987.

Фалькевич А.С. Сварка магистральных заводских трубопроводов. Гостоптехизат, 1958, с.102, 103. (4) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

ОНТАЖНЫХ ПОВОРОТНЫХ СТЪ|КОВ

ТАЛЬНЫХ ТРУБ МАЛОГО ДИАМЕТРА (7) Использование: изобретение относится строительству трубопроводов, в частности сварке монтажных стыковых соединений руб малого диаметра. Сущность изобретеия: шов выполняют по стыку винтовообазной формы. Шаг винтообразного стыка пределяют из выражения I = KD, где D— иаметр трубы; К вЂ” коэффициент, определямый экспериментально. Шов сваривают по

1

1 (!

Изобретение относится к строительству рубопроводов, в частности к сварке монажных стыковых соединений труб малого иаметра.

Цель изобретения — повышение качеств, надежности сварного соединения и ! (я)5 В 2 К 3 ./0,. /, В 2 V 101:06 стыку, состоящему из равных по длине участков винтообразной формы левого и правого направлений навивки, а также по стыку, состоящему из участков винтообразной формы и прямолинейных продольных, выполненных по образующей участков суммарной длиной, равной шагу винтовой линии ). Сварку начинают и заканчивают в средней части продольного участка стыка.

Шов, свариваемый по образующей трубы, выполняется в неповоротном положении.

Сваривая стыки труб, разматываемых из бунтов, начальный участок последующего бунта, пристыковываемый к концевому участку трубы предыдущего бунта, перед стыковкой разворачивают относительно продольной оси трубы на один оборот в направлении, соответствующем размотке бун- Б та, причем в процессе сварки стык проворачивают в направлении, соответствующем размотке предыдущего бунта. Наиболее эффективно способ может быть использован при строительстве трубопроводов диаметрол1 30..80 мм из штучных труб и труб, поставляемых в бунтах, а также при соединении цилиндрических элементов в QQI других отраслях народного хозяйства. 3 (Д з.п.ф-лы, 9 ил. Q0 уменьшение стекания расплавленного металла в процессе сварки.

Способ поясняется фиг. 1-9.

Для пояснения предлагаемого способа рассмотрим концевой участок трубы 1, сваренной продольным швом 2, со специальной подготовкой торца, Он представляет

1838065 собой два равных по длине участка 3 винтообразной формы с полувитками левого и правого направлений навивки с полушагом !! = i/2, где — полный шаг винтовой линии.

Концевой участок нужной конфигурации может быть получен при изготовлении трубы из штрипса шириной i (поз.4) по заданным параметрам шага I и угла а(фиг. 2), либо фигурной резкой и соответствующей механической обработкой готовой штучной трубы. Возможны также и другйе варианты подготовки стыкуемых кромок с использованием кратного количества участков левого и правого направлений навивки. 15

Опыт сварки кольцевых стыков труб малого диаметра показывает, что при диаметре трубы 100 мм обеспечивается высокое и стабильное качество соединения. Следовательно, выполняя сварку по винтовой линии 20 с определенным шагом 1, кривизна которой соответствует кольцевой линии на трубе диаметром 100 мм, возможно получение качественных сварных соединений на трубах меньшего диаметра.

LUar винтовой линии зависит от диаметра трубы D и может быть определен по выражению i = К D. Однако коэффициент

К является переменной величиной, которая 30 определяется экспериментально в зависимости от диаметра трубопровода. Проведенные эксперименты показали, что К = 4.8 при 0= 30 мм. К = 3.1 при 0 = 50 мм, К = 1 5 при D = 80 мм. Зависимость коэффициента 3K от диаметра трубопровода, стыки которого выполняются по предложенному способу, представлена на фиг. 3, При сварке стыков труб малого диаметра по предлагаемому способу обеспечивается качество соединения не хуже, чем при сварке кольцевых стыков труб диаметром 100 мм по ныне действующей технологии.

Оптимальная технология выполнения таких швов следующая, После сварки стыка сварку начинают на расстоянии не ближе 40 мм от точки пересечения винтовых линий, при этом электрод находится в верхнем положении (фиг. 6), В процессе с ар и стык вращают с окружной скоростью vgp = vcg

Sifl а, ГДЕ Vcg — ПРИНЯтаЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ скорость сварки. Одновременно электрод начинает движение в продольном направлении со скоростью vf p +vcg cos а. После 55 того как электрод доходит до точки пересечения винтовых линий стыка его перемещение вдоль образующей трубы осуществляется в противоположном направлении. Сварку заканчивают на винтовой линии, обеспечивая нужное перекрытие начального участка шва.

Для сварных соединений труб, требующих повышенной жесткости конструкции стыка, может быть использована подготовка конца трубы в соответствии с фиг. 4. От описанного выше такое соединение отличается тем, что состоит из участка 3, выполненного по винтовой линии и продольного участка, соответствующего длине шага винтовой линии. Концевой участок нужной конфигурации также может быть получен при изготовлении трубы из штрипса (фиг, 5).

Возможны и другие варианты подготовки стыкуемых кромок с использованием сочетания нескольких продольных участков и участков, выполненных по винтовой линии.

Например, на фиг, 8 показан концевой участок трубы, состоящей из двух полувитков 3 одного направления навивки и двух продольных участков 3, Особенностью технологии выполнения такого соединения является то, что сварку начинают и заканчивают в средней части. продольного участка стыка, при этом шов, свариваемый по образующей трубы, выполняется в неповоротном положении.

Оптимальная технология выполнения таких швов следующая . Собранный стык разворачивают так, чтобы продольный участок находился в верхнем положении (в точке зенита), Сварку начинают в средней части продольного стыка на расстоянии не менее

40 мм от начала винтовой линии (фиг, 7).

После совмещения электрода с началом винтовой линии стык начинают разворачивать с окружной скоростью vgp = vcg sin Q, Одновременно электрод начинает движение в продольном направлении со скоростью vf p = vcg cos а . По достижЕнии конечной точки винтовой линии вращение стыка прекращается и сварка продолжается в продольном направлении до момента, обеспечивающего нужное перекрытие начального участка шва.

При сварке труб. размэтываемых из бунтов 9, пристыковывэемый к концевому участку трубы предыдущего бунта 5 начальный участок последующего бунта 6 перед стыковкой разворачивают относительно продольной оси трубы на один оборот в на-. правлении, соответствующем размотке бунта (фиг. 9б). Затем осуществляют сборку и сварку стыка 3, подготовленного по предлагаемомуспособу, причем в процессесварки стык проворачивают в направлении, соответствующем размотке предыдущего бунта за счет упругости его витков(фиг, 9, e). После

1838065 с арки одного прохода стык разворачивают в первоначальное положение и процесс пав оряют.

Пример 1. Соединяли на монтаже тучные трубы длиной 10 м диаметром 57 м, с толщиной стенки 4 мм иэ стали 09Г2С.

Т рцы труб подготавливались по предлагае ому способу путем газовой резки по заанному контуру, состоящему из двух олувитков правого и левого направлений авивки (согласно фиг. 1) с полушагом 1 = мм. Затем торцы труб обрабатывались еханическим способом с помощью штифашинки, обеспечив притупление кромки .0 мм и скос фаски наружной поверхности од углом 30...40О. Концы смежных труб соирали встык путем соответствующего сомещения и прихватки. Ручная ектродуговая сварка покрытими электроами диаметром 3,25 мм марки Э50А Л Б — 52 диаметром 3 мм марки Э50А УОНИ-13/55 существлялась в три прохода на режиме: ок сварки — 1с = 90...110 А, напряжение— д = 24...26 В, полярность обратная, Повоот стыка при сварке по винтовой линии роизводили вручную с помощью специалього ключа таким образом. чтобы точка варки находилась в верхнем положении.

После сварки производился визуальный у -графический к онтрол ь качества сва рных соединений. Результаты контроля соотетствовали требованиям ВСН 2-146-82 (нструкция по радиографическому контрою сварных соединений трубопроводов разичных диаметров). Внешний вид шва без теков металла и наплывов соответствовал ольцевому стыку при сварке труб диамет ом .1 00 мм.

Пример 2. Сваривали концы труб, оставляемых в бунтах по техническим усовиям ТУ 14 — 3 — 1470 — 87, диаметром 57 мм толщиной стенки 4 мм из стали 10 сп. одготовку концов труб выполняли в соотетствии с приведенной на фиг. 4 при длине родольного участка стыка, равной шагу интовой линии 1 = 156 мм.

Сборку стыков осуществляли следуюим образом; пристыковываемый к концеому участку трубы предыдущего бунта ачальный участок последующего бунта пеед стыковкой разворачивали относительно родольной оси трубы на один оборот в аправлении, соответствующем размотке унта, затем производили сборку путем сомещения и прихватки, Сварку осуществляи сварочными материалами и на режимах, риведенных в примере 1, В процессе свари стык проворачивали внаправлении,,со5

10 мок стыка.

1. Способ электродуговой сварки мон35 тажных поворотных стыков стальных труб

55 ответствующем размотке предыдущего бунта с помощью специального ключа и стрелы трубоукладчика. Перед сваркой последующего прохода трубу разворачивали в обратном направлении на 360О. Результаты контроля полученных сварных соединений соответствовали требованиям ВСН 2 — 14682.

Сборку и сварку поворотных стыков труб по предлагаемому способу можно осуществлять в специальном приспособлении, обеспечивающем вращение трубы относительно продольной оси и совмещение кроПоложительный эффект, по сравнению с прототипом, повышения качества, надежности сварного соединения и уменьшения стекания расплавленного металла в процессе сварки, достигнут за счет специальной подготовки торца трубы и сварки в поворотном положении.

Наиболее эффективно предлагаемый способ может быть использован при строительстве трубопроводов диаметром 30...80 мм из штучных труб и труб, поставляемых в бунтах, а также в других отраслях народного хозяйства при соединении цилиндрических элементов.

Формула изобретения малого диаметра, при котором выполняют обработку торцов труб, сборку стыка и сварку, отличающийся тем, что свариваемым торцам труб при обработке придают винтообраэный контур с шагом1= К О, где

D — диаметр трубы, К вЂ” коэффициент, определяемый экспериментально, 2. Способ поп, 1, отл ичаю щийся тем, что торцы труб при обработке выполняют в виде равных по длине участков винтообразной формы левого и правого направления навивки, 3. Способ поп.1,отличающийся тем, что торцы труб при обработке выполняют.в виде участков винтового профиля и прямолинейных участков суммарной длиной, равной шагу винтовой линии, а их сварку начинают и заканчивают в средней части продольного участка стыка, при этом шов, свариваемый по прямолинейному участку, выполняют в неповоротном положении.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в случае сварки стыков труб, разматываемых из бунтов, начальный участок пристыковываемого последующего

1838065

Фиг. 2 бунта перед стыковкой разворачивают относительно продольной оси трубы на один оборот в направлении, соответствующем размотке бурта. а в процессе сварки стык проворачивают в направлении, соответствующем размотке предыдущего бунта.

50 60

Фиг. 3

Фиг. 4 фиг. 5

1838065

@г. 9

Составитель С.Семенов

Техред М.Морген àï )(орректор А.Моть ль

Тираж Подписное ого комитета по изобретениям и откр - тиям при Г!(НТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У><город, ул.Га.; и; л. 101