Установка для сборки и сварки трубопроводов
Иллюстрации
Реферат
Социалистических
<11>882714
Реслублнк (61) Дополнительное н авт. саид-ву (22) 3am®пеНо 290678 (21) 2636601/25-27 с присоединением заявки М? (23) Приоритет
Опубликовано 2311.81, Бюллетень М 43
Дата опубликования описания 23.1181
В 23 К 37/00
В 23 К 31/06
Госуяарствеымый комитет
СССР. ыо аеаам изобретений
ы открытий (53) УДК 621 ° 791. .039(088.8) (72) Автор изобретения
A.В.Вутылкин (71) заявитель (5") УС НОВК 1ВН СВОРКИ И СВ КИ 1РУВОЦРОВ ЦОВ
Изобретение относится к устрой- ствам, обеспечивающим комплексную обработку стыка при снарке трубопроводов, в частности при прокладке магистральных трубопроводов большого, диаметра, например 1420 мм, и может найти применение в нефтедобывающей, газовой, строительной отраслях промышленности.
Известна установка для сборки и .сварки трубопроводов, содержащая полуприцеп, на котором размещен механизм подачи труб, центратор, механизм для перемещения устройства по трубе, выполненный с опорными коническими роликами (1) .
Однако эта установка не обеспечивает быстрого монтажа и демонтажа оборудования, так как центратор состоут из нераэъемных колец, кроме того, установка не обеспечинает проведение полного комплекса работ,связанных с обработкой стыка. Например, она не выполняет зачистку кромой, термообработку, автоматическую сварку, контроль качества соединения, защиту рабочей зоны и т.д. То есть эта установка не обеспечивает в полной мере механизацию и автоматизацию технологического процесса по комплексной обработке неповоротного стыка. Кроме того, отсутствие защитного укрытия рабочего места ухудшает условия труда сварщиков, работающих в различных климатических зонах, особенно в неблагоприятную погоду .
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для сборки и сварки трубопроводов, содержащая смонтированный на прицепе с нозможностью подъема и продольного перемещения центратор, вы1з полненный в виде двух пар, шарнирно соединенных между собой полукольцевыми направляющими для сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого переме20 щения труб с силовыми цилиндрами (21 .
Однако данная установка также не обеспечивает полного комплекса работ н необходимой точности стыковки труб, что снижает качество сварки, 25 производительное-,ь и ухудшает условия труда.
Цель изобретения — повышение качества сварки путем увеличения точности стыковки труб, а также по30 вышения производительности и улучшения ус..овин труда при работах под
Открь<тым 1;ебам,.
Эт Эй ЦЕЛЬ)<> Б r "танОБКЕ ДЛЯ сбо(эки и сварки трубопрОВОдов, СОдержащей смонтированный HB 1(р)лцепг
БОзмО>кнОстью подъема и ГlрОдоль()О— го перемещения центратор,. выполненный в виде днух пар, шарнирно соединенных между собой полукольценых
:зажимных секций с полукольцевыми наг(равляющими для сварочных голснок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещения труб с силовыми цилиндрами, корпуса укаэанных цилиндрон расположены диаметрально противоположно и шарнирнО установлены на одной из пар зажимных секций центратора>на штоках указанных цилиí((poB смонтированы зà:::.имы,для труб, а зажимные секции центратора
oснащены шаровыми опорами труб, при эгом L(Bpîçûe опоры, расположенные в
СЕК - .,ИЯХ< СОЕДИНЕННЫХ С СИЛОВЫМИ ЦИ линдрами механизма осевого переме)цен )я труб, устанонлены с возможностью нра(цения, B шаровые опоры, размещенные в другой паре секций закрег)лены жестко. кроме того,на центраторе смонтирован "..а цитный кожух, торцовые стенки которого выполнены в Биде двух lтор с шарнирно соединеннь:ми между собой полукольцевыми опорами, сня !анными с секциями центратора., При =-"Tîì на направляющих центра."Ора установлены с doBìî>êíîñòüþ к ремещения нагренательный и охлаж..B ци11 элементы,. выполненные в Биде двух полуколец.
На фиг. изображена устаH(>HHB„ лид cç".åð>tó; íB фиг. 2 — вид (-1 на фиг. 1, яа фиг. 3 — вид Б На фиг. 1> на фиг. 4 — центратор; на фиг. 5 — вид на;„ иг. 4; на фиг. б — установка свар:чной головки; на фиг. 7 — сече.-Бие (. — Г на фиг. 4; на фиг. 8 — сечение Д-Л ) -. фиг. 4; на фиг. 9 — узел
1 )B фиг. 8; на фиг. 10 — узел П на ., :x. 5) на фиг. 11 — защитный кожухj н<. фиг.12 — cHñòåìà обеспечения микро" климата в рабочей зоне; на фиг.13
:.хема размещения установки при прок.ас(КЕ тРУбОПРОБОДОН. установка содержит тележку-трубо.ярокладчик 1 со стрелой 2, на которой смонтирон<тн центратор 3 с защитным кожухом 4, а также полуприцеп 5 с источником б питания, нагре
Бат льным устройством для термообра. ботки,. электростанцией 7, мощностью
100-150 КВТ, установкой 8 для прознодства углекислого газа, компрессор 9 и несамоходный транспортный блок 10, представляющий собой двухосный прицеп, продольной связью кото„ого является труба 11, по диаметру соответстную(цая центратору. ja этой трубе 1) Б =ранспортном положен <и(смонтирован центратор 3, его
<.=:М<к) % (>Bii «!lr >>с 1-(О<и:1- Ложн:)ИИ блОК .10 JB H T j \ rl >r О < llpr«< ется к пс; у(.:,1<::, . 1,: и тран..портируется г(,;lбоук,1ад (H<.о;.- 11.
ЦентРатоР 3 c: Gr».< онан на стоеле
2 посре;»стном пои асла i3 лля поцьема центратора.
Центратор сспep H;ò привог, 14„ н. апример г<идравлнчс ский, на корпусе которогс смонтирова:; кронштейн 15 с шарнирно установленными на них посредст Бом осей 18 дьумя дву)(лечими рычагами 7, оцнс из плеч кажного соединено посредство<м Оси "8 со штохаги привода "; 4., -)а другом плече
)>ычаГОБ J 7 посгеь:,с : БО)<1 шарнн НОГО .зле HB. 19 -. Б аи !Hc )T:-;и <н; 1 "vr.ярными . осями 20 и 21 смон(лрованы две пары г)олукальцевых зак;и).:ны; сек;ий 22.
Каждая секция поедс †..авляет собой две призмы 23 с ша .Оны ги Опорами 24., 1lpHr Gfv) HB Г, рИЗМ<т>. Одио.!, .ИЭ 1 Вр За" жИМНЫХ СЕ Кктйй З 2 <>ПОО;,< ;- <» Г:та:<,-,Влс<ны с Bc:-:ìîæностью Брз ения, а на пр)лзь)ах другой НB:,ç-:. зажимны> сек)(и)» закреплены >)tec "ко
Призмы 3 соединены l;=.жду собой жестко тремя бал)(акз» 25. Сек)гии 22 между собОй со -.дине ны днухз <енным механиз)с)ом,= б, с 8(/ая Ос- „ : ко» Орого
<" перемещаетс;; -,,G:,Бум наг(ран <н((.-;<)им н, выполнен;<ы,„н . и «<)ш й<)е 1 5 «р<и зTGM на свободных i >н)(ах !lаг(равляк> ш<ях 2 8 закреплены с з)>э можно стью вращения ша<рс вые -.;":Dpi=i 29 . (()аровые опоры 29 г)ри це-и>:р.:.Гг эвани.. :с: )ка образую:. жест к)-:; -..:еy го; (ь Н«,; прллоГ(ЕНН)»1"" " кл
Привод 4 уст .НОБЛЕН Hа прнноде
1 3, си н<хрОн))с рабОт ающем с при БОдОм
14» Сн !редназна=-ен для вертикальнога под ьема и,>1(<>
На приз IBx 23 смонтиронаны одина:;;Оные разье<<ные 1.>ланцы 30-33 с напранляющи(.(и и шестерней и H рабочем
ПОЛОжеНИИ образующие замкнутый круг.
HrB фла<":це 30 смонтирОВаны четыре самоходные зач;GIные пневматические машинки (не показаны ), На. фпанце 31 монтированы сварочные < ojiо<<к)л, напl:1(14 — г> че Гь<ре двухд<< гоных сьарочных = ппар.—:т а 34, настроенные на режи) : - арки 1:Орненого шва
Н СРЕДЕ <ГЛЕКИСЛСГ О Гс1эа.
На фланца 32 смонтированы такие же части, четыре сварочных аппарата
34 настроенные на режим заполняющего и облицовоч.-;ого шва<
На фланце 33 смонтированы, например две самоходные, известной конструкции, ультразнуковь)е го.гонки (НЕ ПОК<)заНЫ) .
Все GGopyдоьанис установлено на разъемных фланца:;,. крегплтся к ним подвижно и: нестным способом, например
С 11СМОЩ1зЮ ))ан) -I Б (rtl<."< IHХ,.
На все r сд асс .i!!t:х аппарата yo га.— новлевы защитны 3 канны 3 л5 ат свето ного воздействия as!ектриче=кой дуги и предусмотрена место для кр пления кронштейна 36 c !.àýoâûèè ре= àxþ! 37.
Между каайней и среди и !1o - ч:-и расположен механизм 38 осевого перемещения трубы. Он выполнен в виде двух силовых цилиндран 39 (фиг. 5), нагример гидравлических, расположенных диаметрально противоположно. Один конец силового цилиндра 39 шарнирно закреплен на средней призме 23, а второй конец подпружинен с помощью пружины 40, закрепленной на кронштейне 41, который установлен на призме 23. На конце штока цилиндра 39 шарнирна поставлен зажим 42 для труб, например электромагнитный или вакуумный не .Ребую щий дополнительных операций па закреплению зажимов или эакрепляемый, прихваткой.
Между средними призмаья СмантиРОнаны подвижно выпускаемые н виде двух полуколец нагреватель 43,. например электрический, охлаждающий 44 элементы, которые закреплены подвижно, например с помощью фрикционных роликов 45, установленных иа балках
25, и могут перемещаться па oxpóæности и па награвляющ,м осям 46.
На одном из днуплечих рычагсв
17 смонтирован гулы 47 у1.. "ан,е ия с которого осуществляется у=,: .- †;-. ние приводами 13 и 14 центратора, приводами механизма 38 осевого перемещения трубы и приводом поворота стрелы 2 самоходной тележки 1.
Один иэ кабелей сварочной це)!H
48 подключен к шаровому гнезду 49 шаровой опоры 24, при этом шаровое гнезда 49 изолирована диэлектрической прокладкой (не показано) от призм 23. Такое подключение обеспечивает автоматическое соединение сварочной цепи с трубами 50 и 51.
На опорном кронштейне 15 центрато"ра с помощью балок 5? смонтирован защитный кожух 53 с открываыцимися окнами 54, по периметру которога прикреплен защитный материал (не показано). К конструкции крышки прикреплены опоры 55 (не менее 4-х). например телескопические. Торцовые стенки выполнены в ниде двух штор с полукальцевыми опара2ал 56, шарнирно соединенными днухзнепным меха" ниэмом 57, общая ось 58 которого перемещается по направляющей 59, прикрепленной к конструкции крьпми, при этом каждая полукольцевая опора
56 шарнирно связана с осью 20 днуплечего ры ага 17, которая перемещается по своей направляющей 60, установленной на опоре 55. С внутренней стороны к опорам 56 прикреплен уплотнительный материал 61, например резина, à с наружной стороны т з Bi.:, s " Hi материал например ,= .иненная тка. ь (не показано).
/ пай ниir пр1! -" йaх а 3 сверху
::,.Онлены (д.—;:= удобства обслуживЂ.-::-и...-, площадки „-2,. а на оси 20 дву. .га р2-1ч= ":а 17 шари :-;рва установ. я .:. c." ñpåìû;-!ê:=à -:63, верхний конец
О.-арой подвижна закреплен на призма,. . ?3. 1ад кожухом 53 смонтировано вспо О могательнае оборудование, включаюа;е-.: кондиционеры 64 и 65 наэдуха, обеспечивающие требуемый микроклимат, системы 66 освещения, систему 67
;;р;-. с 1на-вытяжной вентиляции, противсн ..ы 68 для балансировки всей конст эукции, инструментальные шкаф=, 69, сиденья 70 для отдыха so
Врал-,: — тЕХНаЛОГИЧЕСКОй ПауЗЫ. наружной с. ораны (фиг. 11) к
О::op, м 55 прикреплены объемные крок26 шт;.:=.; ны 71, на концах которых уста -:а::ле .ы шкафы 72 для размещения руч-;о;:. -.- механизированного инструмента, .-.-.;!: :a.:,sie2þão на время предварительной подгата -x . канцон труб . KpoHш:ей 2ы 71 также предназначены и для прокладки xoi никаций (например электрический кабель, воздушный шла=;:ã;) соединяющих оборудование
-1я обработки стыка с внутренней сто.:сны (например сварочный аппарат).
: "танонка раба ае! следующим аб- . ен раТор 3 снимается с блока 10 к;:..кпм-нибудь трубоуклацчиком, уста на1 1инается ча опары 55 над стыкуемай трубсй 50 и 51, Подключаются
Бее ка. 42а . никации к энергетическому обарудав..нии, расположенному на полу п;:="" це::с: 5 . Ион тируют ся кронште йны
7 : е н:",ружнай стороны (фиг. 3 ), ко4О ".;-,-.-. —::--.. "="., емя транспортировки были к конструкции кожуха с н .,::::Вней стороны. Все гидроци.s1!:.---,,g=-;:. ц.:, .:.Ратара подключаются к ;..ц...=.;,с;".с.. †:;ы трубаукладчика. Прокзваднтся балансировка всей конструкции, падьe анной на стреле 2 тележки-трубауклад=:ка l с помощью противовесов 66 (-:.i:ã. 1 1 проверяется работоспособное z.. кодекса оборудования. 0 За"е:. центра; =.p подводится к стыку, пр;; этом концы труб 50 и 51 находятся еа некатара..-; расстоянии друг оТ друГа, наприме 5 100 мм ° пульта 4 7 управ 1ения (фиг. 8 ) одним из ры.=,. ..:е:. 2.р: водится в действие дна 2 р .:Вад;. . - и 14,. при этом
:-.ризмы 23 —. -1анп;: = -е";-;каю.. ся с уснлием 5-". 0:c, и :редьарительно центрируют обе тр, бы - 0 н 51 ., Прихваты-. вают односторонней сваркой или за60 крепляют иным «пасабом зажимы 42 к трубе 50, <-апример п=луавтаматом в среде угле;псле "o . аз1, С пульта 47 управления други.". рычагам приводят н деиствие механизм . 8 осевого пере
65 мещения тр -, - -, йаравые с.пары 24, 7
352714 зажимающие трубу 51 „установлены иа ..."; Ко и обе спе чи вают неподвижност ь центратора на этой трубе, а шаровые опоры 24, зажимающие трубу 50, установлены с Воэможностью их вращения,. г<г>этому при стыковке труба 50 подвиI :.
После чего с пульта 47 на привод центратора подается дополнительное усилие развиваемое до 100-140 тс, IQ в резуль: àòå ус-.раняется эллипсность концов и выполняется окончательное центрирование.
С Внутренней стороны„ если предусмотрено технологией, на стык устанавливается быстрораэъемно=- подклад- 1з нос Korlüöo (не показано) .
С наружной стороны стык эащищаетсамоходчым з ачи от ными >аши н каустанОВленными на фланце 30 (фиг.2 j затем подогревается электри- Щ ческим нагревательным элементом 43., ггэсле чего производится сварка корнеес>ão шва В среде С01 с помощью четырех -.Варочных аппаратов, установлен;ых на фланце 31. (С помощью этих
25 сварочных аппаратов, в зависимости
От технологии, допускается сварка и-его стыка) . После сварки корнеВого шва обратным ходом силового цилиндра 39 (фиг. 7) открывается односторонняя прихватка кронштейна 42.
:Од действием пружины 40 весь приВод механизма осевого перемещения трубы -.оцнимается вверх до кронштейна 4 .. Затем призмы раскрывают и переставляют всю конструкцию на дру.-ую технологическую огерацию по свар«е запслняющего и облицовочного ш а. ..ерестанов <а производится с пульта
4, управления:ICBopoToM стрель1 2 . рубоукладчика 1. 40
< -"арка заполняющего и облицовоч:.jj o шва производится также В среде
СО, сварочными аппаратами, установ.>IBHH Ml на фланце 32. После
:. Ня сварки стыка вся конструкция .;..!< и ранее переставляется в исходное
:.i)J<Ожение, здесь производится зачист:.à и его термообработка упомянуты,<й устройствами. После термообработ.<и СТе«а вся конструкция переставлястся на контроль качества соединения. :HтрОль осуществляется двумя ультразвуковыми головками (например УДМ-З), "станоэленными на фланце 33 (фиг.2}.
Цараллельно вышеописанной работе внуTðåííåé стороны снимается подклц>3гое кольцо и проваривается стык . r Оматиче ской сваркой (если пре.;. смотрено технологией, например с при;.<енением порошковой проволоки > .
После контроля качества соедине- Щ ния Вся конструкция перемещается в первоначальное положение, затем с раскрыты< ги призмами она переносится ! p >o кладчиком 1 K следующему
;;у 65
При г рокладке .. -".-:.траль .ых трубопроводов в завис; .<> —.ги ст объем; работ Mожнс работать ка., одной установкой пристыковывая ранее сВаренные э Венья,, так и есколькими установками В ОднОм ::.>
Первые две уст ано;:êè 7 3 свари вают трубы В двухтрубки 74,. при этом выполняются все технологические операции, кроме контроля Качества стыка.
Следующая установка 75 пристыкоВывает к тpyáoпрОВОду /б Г<ле cb из двух труб 74, при этом сваривал только корневой шов. Установка 77 сваривает заполняющий и облицовочный шов, а так:;<е выполняет термсобPB6OTKÓ CT jIl=: „У тBHOEIrB Я ществляет контроль всех сварных соединений и и".правление Возможных дефектов.
Установка может быть грименена для любо -О диаметра труб, при этом основном будет изменяться конструкция центратора, cl остальное оборудование будет универсальным.
Установка обеспечивает необходиMjjI0 тojIHcсгь стыкОВI
Вышает качество сварки.
Приме не нне у станов ки ПО э :,Оли Hc ключить применение различного рода оборудования на трубных базах по сварке поворотных сты;<ов.
Ускорится ввод в эксплуатацию труб посл; их изготовления на заводе эа счет доставки на трассу по схеме: завод - Bdrон — трубопровод.
Прокл.=;.дк;. трубспровода практи— чески не зависит от климатических условий,. а условия труда работаю<цих близки к цеховым.
Производительное-,ь одной установки в зависимости от мар;H стали и толщины стенки труб, например диамет— ром 1420 мм, составит 2-3 час,. >. акая произ Водитель нос Гь при мерно в 4 раза Выше чем комплексная обработк=-. Неповоротных стыков, например при прокладке городских сетей или при небольшом объеме ремонтных работ по замене участка магистрального трубопровода.
При прокладке срубопровода коЛОННОй Из flHTH УС;. BHOBOK ПРОИЭВОДИтельность рабст по сравнению с ручнОй свар?<ой и пер<-доВОй технОлОгией увеличится на одного работающего более чем в два р..::jçà, Формула изобретения
Установка для .борки и сварки
".РУбопроводов, содержащая СМОНтнрОваиный на тележке с Воэможностью подьема и продольного перемещения цент— ратор, выполненный в Виде двух пар„ шарнирно соединенных между собой
10,полукольцевых зажимных секций с ! полукольцевыми направляющими для сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещения труб с силовыми цилиндрами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения качества сварки путем увеличения точности стыковки труб, корпуса силовых цилиндров механизма осевого перемещения труб расположены диаметрально противоположно и шарнирно установлены на одной из пар эажимных секций центратора, на штоках указанных цилиндров смонтированы зажимы для тру ., а зажимные секции центратора оснащены шаровыми опорами для труб, при этом шаровые опоры, расположенные в секциях, соединенных с силовыми цилиндрами механизма осевого перемещения труб, установлены с воэможностью вращения, а шаровые опоры, размещенные s другой паре секций, закреплены жестко.
2. Установка по п. 1, о т л и .ч ающая ся тем, что,с целью .Улучшений условий труда, на центраторе смонтирован защитный кожух, торцовые стенки которого выполнены в виде двух штор с шарнирно соединенными между собой полукольцевыйи опорами связанными с секциями центратора.
3. Установка по пп. 1 .и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что на направ ляющих центратора установлены с воэможностью перемещения нагревательный и охлаждающий элементы, выполненные в виде двух полуколец.
Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе
1. Акцептованная заявка Японии
Р 48-3053б, 210973.
2. Таран В. Д. Техиология сварки и монтажа магистральных трубопрово;у дов и резервуаров. M., Гостомтехиэдат, 1953, с. 151, фиг. 90.,9 (прототип).
88271 4
Ри 8
Ко ектор О. Билак
Редакто В. Иванова
Подписное д. 4/5
Филиал ППП "Патент ", r . Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 10058/15
ВНИИПИ по
113035
Составитель Е. Крюкова
Тех ед М.Голинка
Тираж 1151
Государственного комитета СССР делам изобретений и открытий
Москва Ж-35 Раушская наб.