Устройство для контроля соосности труб

Устройство для контроля соосности труб

Реферат

Изобретение относится к области строительства и ремонта магистральных трубопроводов для транспортировки жидкостей и газов и предназначено для ремонта трубопроводов с заменой дефектного участка ремонтной "катушкой", точнее - для контроля соосности труб.

При проведении ремонтных работ самыми сложными и трудоемкими операциями являются центрирование труб после вырезки дефектного участка, проверка и контроль соосности труб, разметка ремонтной "катушки" и подгонка стыков труб и ремонтной "катушки".

В большинстве случаев трубы не центрируют, так как проведение этой операции без специального оборудования невозможно. Разметку ремонтной "катушки" и ее подгонку проводят "на глазок", соосность труб не контролируют в связи с отсутствием надежных средств и способов контроля. Все это в конечном итоге приводит к значительной трудоемкости ремонтных работ и к низкому качеству ремонта.

Известно устройство для центрирования труб, обеспечивающее фиксацию труб перед вырезкой дефектного участка /1/. Оно содержит хомуты, монтируемые по концам труб, и стрингеры, которые продеваются в отверстия приливов хомутов с последующим их закреплением. В устройстве имеются подвижные упоры для поддержки ремонтной "катушки". Устройство позволяет повысить производительность разметочных работ, повысить точность центрирования и разметки ремонтной "катушки".

Недостатками устройства являются: сложность конструкции, большая трудоемкость его монтажа и отсутствие средств контроля соосности труб. Кроме того использование устройства затрудняет доступ к трубопроводу, что создает неудобства и снижает производительность труда.

Отсутствие средств контроля соосности труб приводит к снижению точности разметки ремонтной "катушки".

Известен способ подготовки труб под сварку при замене дефектного участка магистрального трубопровода /2/. Способ заключается в том, что при разметке и обрезке ремонтной "катушки" и концов труб сравнение размеров и форм соединяемых концов производят с кругом-эталоном, диаметр которого равен номинальному диаметру ремонтируемого трубопровода. Обеспечение совпадения размеров и форм концов труб производят до монтажа "катушки" путем пластической деформации металла труб за счет распределенного усилия на концы труб.

Точное центрирование труб и контроль их соосности при этом не производятся, что снижает качество ремонта и увеличивает трудоемкость ремонтных работ. Подгонку стыков труб и ремонтной "катушки" производят трудоемкой пластической деформацией, что требует дорогостоящего специального оборудования. Эта операция позволяет устранить эллипсность труб и обеспечить одинаковый диаметр труб и ремонтной "катушки".

Однако, если бы трубы были отцентрированы, соосность труб контролировалась и торцы труб обрезались в плоскостях, строго перпендикулярных оси труб, то пластической деформации не требовалось бы, так как эллипсность труб в этом случае исключается.

Таким образом, при проведении ремонтных работ на магистральных трубопроводах с вырезкой дефектного участка и заменой его ремонтной "катушкой" требуется осуществление точного центрирования труб и контроля их соосности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является телескопическое соединение двух деталей /3/, широко применяемое в различных технических конструкциях. Оно содержит наружный и внутренний стержни (трубы, патрубки), телескопически и подвижно соединенные друг с другом.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение точности разметки стыков труб и ремонтной "катушки" под сварку за счет разработки и дальнейшего использования при ремонтных работах устройства для контроля соосности труб, что позволило бы увеличить производительность труда и снизить трудоемкость ремонтных работ.

Задача решена тем, что устройство для контроля соосности труб, включающее телескопическое соединение двух стержней, дополнительно снабжено двумя полыми коническими упорами, смонтированными на концах стержней соосно с ними, при этом конические упоры направлены вершинами на внешнюю сторону телескопического соединения, а с внутренней стороны снабжены пружиной, охватывающей упомянутое соединение и опирающейся на внутреннюю полость конических упоров.

Устройство для контроля соосности труб при ремонте магистрального трубопровода иллюстрируется чертежом. На чертеже представлена конструкция устройства в продольном разрезе. Устройство показано в рабочем положении в процессе контроля соосности труб.

Устройство для контроля соосности труб состоит из двух телескопических стержней 1 и 2, соединенных подвижно относительно друг друга. Стержень 1 - наружный, стержень 2 - внутренний. На концах стержней соосно с ними смонтированы полые конические упоры 3. Своими вершинами конические упоры направлены на внешнюю сторону телескопического соединения стержней 1, 2. Стержни охватываются пружиной 4, смонтированной с внутренних сторон конических упоров 3.

Пружина 4 своими концами опирается на внутреннюю полость конических упоров.

Устройство работает следующим образом. Его действие основано на известном свойстве поверхностей вращения (цилиндр и конус): соосные поверхности вращения второго порядка пересекаются по окружности, которая на некоторых проекциях "вырождается" в прямую линию. Другими словами полый цилиндр плотно прилегает к поверхности конуса по окружности.

При проверке соосности труб устройство сжимают вдоль оси и размещают его в пространстве между контролируемыми трубами 5. Далее устройство освобождают от продольного сжатия. Под действием пружины 4 конические упоры 3 перемещаются на внешние стороны и входят в контакт с торцами труб 5 по их внутреннему диаметру. Если контакт между коническими упорами и торцами труб по внутреннему диаметру плотный без зазоров, то это свидетельствует о точной соосности труб. Если имеются зазоры, то операцию центрирования и подгонки труб продолжают до выборки всех зазоров. После достижения соосности устройство демонтируют и приступают к разметке ремонтной "катушки" и ее последующей сварке с трубами.

Положительный эффект, достигаемый в результате использования предлагаемого изобретения, заключается в следующем:

а) устройство позволяет контролировать соосность труб, при этом контроль производится просто, быстро и эффективно;

б) точность измерения несоосности труб достаточно высокая и равна 0,5-1,5° (угол между осями труб);

в) достигаемая в результате использования устройства точная соосность труб положительно сказывается на точности и скорости разметки ремонтной "катушки" и стыкуемых труб, что позволяет повысить качество сварных швов, производительность труда без использования трудоемких операций подгонки стыкуемых деталей "на глазок".

Устройство несложно по конструкции, просто в обслуживании. Оно найдет применение в строительстве и ремонте магистральных трубопроводов с заменой дефектного участка ремонтной "катушкой".

Источники информации

1. Патент РФ №2217650, М. кл. F16L 1/036. Устройство для центрирования труб.

2. Патент РФ №2123922, М. кл. В23Р 6/00; В23К 33/00. Способ подготовки концов труб под сварку при замене дефектного участка магистрального трубопровода.

3. Заявка на изобретение №94004600, М. кл. F16B 7/10. Телескопическое соединение.

Устройство для контроля соосности труб, включающее телескопическое соединение двух стержней, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя полыми коническими упорами, смонтированными на концах стержней соосно с ними, при этом конические упоры направлены вершинами на внешние стороны телескопического соединения стержней, а с внутренней стороны упоров - пружиной, охватывающей упомянутое соединение и опирающейся на внутренние стороны конических упоров.