CS230580B2

CS230580B2 - Apparatus for melted metal refining

Info

Publication number: CS230580B2
Application number: CS52281A
Authority: CS
Inventors: Fernando Rinhaldi
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1980-04-21
Filing date: 1981-04-21
Publication date: 1984-08-13

Description

Vynález se týká zařízení pro podložení prvé vrstvy svaru při automatickém svařování styku dYou trubek držených u sebe pomocí dvou čelních obvodových sad radiálních pístů vnitřního centrátoru, obsahující sadu nezávislých měděných podložek rozmístěných ve tvaru prstence a upěvněných k příslušnému množství podložných prvků pružně uložených v jedné z ob vodových sad radikálních pistů vnitřního centrátoru pomocí radiálních tlačných pružin.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for underlaying a first weld layer in an automatic welding contact between tubes held together by means of two circumferential sets of radial pistons of an inner centerer comprising a set of independent copper washers spaced in an annular shape. water sets of radial pistons of the inner centrator by means of radial compression springs.

Je dobře známo, že při provádění první vrstvy dobře protsveného kořenového svaru z ven ku při automatickém svařování dvou trubek je nutné používat zařízení na podkládání vsunuté do trubek, jež mají být svařovány a to tak, že vsunuté žařízení se dotýké krajů v oblasti svařování. Účelem tohoto opatření je podepřít vrstvu svaru, která by jinak propadla do trubek jakmile by došlo k protavení tenkých styčných krajů při zhotovování prvé vrstvy.It is well known that when performing the first layer of well-lit root weld from the outside in the automatic welding of two tubes, it is necessary to use a backing device inserted into the tubes to be welded so that the inserted device touches the edges in the welding area. The purpose of this measure is to support the weld layer that would otherwise fall into the tubes once the thin contact edges melted when the first layer was made.

Takové zařízení pro podložení se obvykle připevňuje k vnitřnímu centrátoru, používanému k držení trubek, určených ke svaření, v poloze čely k sobě. Aby se zajistilo, že obě trubky jsou ve vzájemné žádoucí poloze, je zařízení dokonale vystředěno, a spočívá na krajích úkosu pro svařování.Such a backing device is typically attached to the inner centrator used to hold the tubes to be welded in a face-to-face position. In order to ensure that the two tubes are in the desired position relative to each other, the device is perfectly centered and rests on the edges of the bevel for welding.

V současném stavu jsou známá dvě zařízení, připevňovaná na vnitřní centrátory, určená pro podložení prvé vrstvy svaru. Prvý typ známého zařízení je tvořen v podstatě prstencem, složeným z nezávislých měděných dílů, majících délku čtvrtky nebo půlky obvodu. Těmito se radiálně pohybuje, pokud nespočívají na vnitřním obvodu trubek, určených ke svaření, a to radiálními tlačnými systémy rozdílných typů, nesenými vnitřním centrátorem.In the state of the art, two devices mounted on internal centrators for supporting the first layer of the weld are known. The first type of known device consists essentially of a ring composed of independent copper parts having a quarter or a half circumference length. These move radially when they do not rest on the inner circumference of the tubes to be welded by radial thrust systems of different types carried by the inner centrator.

Takové známé zařízení má řadu nevýhod, z nichž hlavní je skutečnost, že prstencové díly jsou na bocích ve styku pouze při jednom ze zvolených'průměrů, což není vhodné, protpžSuch a known device has a number of disadvantages, the main one being that the annular parts are in contact on the sides only at one of the selected diameters, which is not suitable because

230580 2 trubky nemají vždy stejný vnitřní průměr. Pokud se díly radiálně pohybuje tak, Že odpovídají vnitřnímu průměru trubek, jsou od sebe odtaženy a vznikají mezery a otevřená místa, kde potom není vrstva svaru již podložena.230580 2 tubes do not always have the same inner diameter. If the parts move radially so that they correspond to the inner diameter of the pipes, they are pulled apart and create gaps and open spaces where the weld layer is then no longer underlayed.

Dalěí nevýhodou tohoto známého provedení zařízení je skutečnost, že nezávislé měděné díly jsou příliš dlouhé pro účinný souhlas s vnitřním povrchem trubek, které mají být svařeny, a to hlavně je-li obvod více či méně oválný.A further disadvantage of this known embodiment of the device is that the independent copper parts are too long to effectively match the inner surface of the tubes to be welded, especially if the circumference is more or less oval.

Konečně dalším nedostatkem je konstrukční komplikace daná instalováním radiálního tlačného systému prstencových dílů na vnitřní centrátor.Finally, another drawback is the structural complication due to the installation of a radial compression system of the annular parts on the inner centerer.

Všechny výše uvedené nedostatky jsou prakticky odstraněny u druhého typu známého zařízení, které používá radiální písty vnitřního centrátoru pro radiální pohyb a které mohou odpovídat více délkám obvodu bez vzniku mezer a otevřených míst.All of the above drawbacks are virtually eliminated in a second type of known device which uses the radial pistons of the inner centerer for radial movement and which can correspond to multiple circumferential lengths without creating gaps or open spaces.

Toto druhé zařízení je tvořeno sadou v podstatě pravoúhlých nezávislých měděných podložek, rozmístěných stranou vedle strany do tvaru prstence podél jejich skloněných šířek a áešroubovaných k odpovídající sadě podpíracích podložek, které jsou samy podepřeny pružně pomocí radiálních tlačných pružin.The second device is comprised of a set of substantially rectangular independent copper washers spaced side-by-side in a ring shape along their inclined widths and bolted to a corresponding set of support washers, which themselves are resiliently supported by radial compression springs.

Tímto způsobem vyvolává radiální pohyb pístů vnitřního centrátoru ve spolupráci s činností radiálních tlačných pružin pružné přitlačení podložek k vnitřnímu povrchu trubek, určených ke svaření a podložky jsou schopny přizpůsobit svůj obvod vnitřnímu obvodu trubek vhodným sklouznutím navzájem relativním v radiálním směru podél styčné tlouštky, a to proti působení jejich pružin pro radiální přitlačování. Tím se vyvolá zmenšení jejich obvodu nebo zvětšení bez vzniku mezer a otevřených míst. Je to způsobené skutečností, že skloněné kraje zůstávají vždy ve vzájemném styku.In this way, the radial movement of the pistons of the inner centrator, in cooperation with the operation of the radial compression springs, resiliently presses the washers against the inner surface of the tubes to be welded and the washers are able to adapt their circumference to the inner circumference of the tubes the action of their springs for radial pressing. This causes a reduction in their circumference or enlargement without creating gaps and open spaces. This is due to the fact that inclined regions always remain in contact with each other.

Avšak i tento druhý typ zařízení má své nevýhody*.Radiální sklouzávání mezi podložkami při přizpůsobení vnitřnímu povrchu trubek, určených ke svařování, vyvolává stupínky mezi sousedními podložkami a tak mohou vzniknout dutiny, vyvolávající vady ve svarech.However, this second type of device also has its drawbacks. Radial slipping between the washers as it adapts to the inner surface of the tubes to be welded creates steps between adjacent washers and thus cavities can be created causing weld defects.

Kromě toho vnější povrch prstence, tvořený podložkami, má hlavy šroubů, které uchycují podložky k příslušným nosičům spodních podložek a to podstatně omezuje použitelné kruhóvé čelo, na němž může spočívat svařovaná vrstva. Dále je zřejmé, že nemajl-li být vytvořeny nebezpečné mezery nebo otevřená místa, musí být radiální posunutí mezi podložkami omezeno na tloušlku podložky, která nesmí být příliš veliká. Důsledkem toho je, že zařízení se může přizpůsobit pouze omezenému rozsahu obvodu.In addition, the outer surface of the ring formed by the washers has bolt heads that secure the washers to the respective lower washer carriers, and this substantially limits the usable circular face upon which the welded layer can rest. Furthermore, it is clear that in order to avoid dangerous gaps or open spaces, the radial displacement between the washers must be limited to the thickness of the washer, which must not be too large. As a result, the device can only adapt to a limited range of circuit.

Úkolem vynálezu je odstranit uvedené nedostatky a navrhnout nové zařízení pro podložení prvé vrstvy svaru, jež by bylo použitelné pro velký rozsah průměrů, dokonale odpovídalo vnitřnímu povrchu trubek určených ke svařování a nevytvářelo mezery nebo otevřená místa, ale ani stupně nebo dutiny, které by poskytlo dostatečně velkou užitnou plochu pro prvou vrstvu svaru.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome these drawbacks and to provide a new device for underlaying a first weld layer which is suitable for a wide range of diameters, perfectly matches the inner surface of welding tubes and does not create gaps or openings. large usable area for the first weld layer.

Podle vynálezu se toho dosáhne tím, že nezávislé měděhé podložky vykazují lichoběžníkový tvar a jsou upevněny na podložných prvcích, pohyblivě uložených na horizontálních kolících, které jsou pevně spojeny s podpěrnými bloky pružně podpíranými jednou z obvodových sad radiálních pístů vnitřního centrátoru pomocí radiálních tlačných pružin, přičemž nezávislá měděné podložky jsou k podpěrným blokům střídavě přivráceny svou menší základnou a svou větší základnou a horizontální kolíky jsou opatřeny horizontálními tlačnými pružinami opřenými střídavě o opačná čela podložných prvků za účelem vytvoření prstence z nezávislých měděných podložek konstantně přitlačováných svými skosenými stranami proti sobě.According to the invention, this is achieved in that the independent copper washers have a trapezoidal shape and are mounted on supporting elements movably mounted on horizontal pins which are rigidly connected to support blocks resiliently supported by one of the circumferential sets of radial pistons of the inner centrator by radial compression springs. the independent copper washers are alternately facing the support blocks with their smaller base and their larger base and the horizontal pins are provided with horizontal compression springs supported alternately on opposite faces of the support members to form a ring of independent copper washers constantly pressed against each other.

.Podle výhodného znaku vynálezu jsou nezávislé měděné podložky upevněny na podložných prvcích pomocí šroubů zapuštěných do tlouštky jejich základen.According to a preferred feature of the invention, the independent copper washers are fixed to the support elements by means of screws embedded in the thickness of their bases.

Řešení podle vynálezu přináší řadu výhod. Nezávislé měděné podložky mohou především vykonávat nejen radiálně, ale i horizontálnš relativní pohyb a vlivem působení radiálních a horizontálních tlačných pružin se stávají samonastavovacími v horizontálních a radiálních směrech a mohou se snadno přizpůsobit různým obvodům a taká i více či méně oválnému tvaru, aniž by mezi nimi vznikaly mezery nebo stupně v místech, kde se stýkají povrchy podložek.The solution according to the invention brings a number of advantages. In particular, the independent copper washers can perform not only radially but also horizontally relative movement and, due to the action of radial and horizontal compression springs, become self-adjusting in horizontal and radial directions and can easily adapt to different circuits and also more or less oval shape without gaps or steps have formed at the points where the surfaces of the mats meet.

Je to tím, že nezávislé měděná podložky se pohybují horizontálně relativně k sobě skluzem podál svých skloněných stran, což je umožněno horizontálními přítlačnými pružinami a mění se podle obvodu prstence. Dále sklon a dálka styčných stran podložek dovolují velký rozsah posunu a tím velké rozdíly v obvodu, což umožňuje uzpůsobení pro trubky, jejichž průměr se mění až o * \This is because the independent copper washers move horizontally relative to each other by sliding down their inclined sides, which is made possible by horizontal pressure springs and varies according to the circumference of the ring. Furthermore, the inclination and distance of the mating sides of the washers allow for a large displacement range and thus large circumferential differences, allowing adaptation for tubes whose diameter varies by up to * \

Dále pak kontinuální akce řečených tlačných pružin zajišťuje kontinuální styk mezi různými podložkami, takže nedochází k tvorbě ani mezer ani stupňů mezi podložkemi. Konečně vzhledem k tomu, že podpěry podložek a tím samotná podložky jsou volně uloženy na horizontálních kolících a mohou se otáčet okolo osy těchto kolíků, mohou se různé nezávislé podložky přizpůsobit více či méně oválnému vnitřnímu obvodu trubek, určených ke svaření.Furthermore, the continuous action of said compression springs ensures a continuous contact between the different washers, so that neither gaps nor steps are formed between the washers. Finally, since the supports of the washers and thus the washers are loosely supported on horizontal pins and can rotate about the axis of the pins, the various independent washers can adapt to the more or less oval inner circumference of the tubes to be welded.

Konečně- ještě zapuštění ěróubů upevňujících nezávislé měděné podložky na podložních prvcích do tloušťky základen měděných podložek přináší tu výhodu, že užitečná styčná plocha pro podepření prvé vrstvy svaru je velmi široká, protože není omezena přítomností šroubů nebo jiných kovových prvků.Finally, the embedding of the ribs securing the independent copper washers on the support elements to the thickness of the copper support bases brings the advantage that the useful contact surface for supporting the first weld layer is very wide, since it is not limited by the presence of screws or other metal elements.

Vynález je popsán více detailně v. delší části, a to za pomoci obrázků, která znázorňují výhodné provedeni vynálezu, přičemž uvedené zobrazeni neomezuje předmět vynálezu, ani technické nebo konstrukční modifikace, které jsou možné v souladu s uvedenými body předmětu vynálezu.The invention is described in more detail in the longer part, with the aid of the drawings, which show a preferred embodiment of the invention, and the present invention does not limit the invention, nor the technical or constructional modifications which are possible in accordance with the present invention.

Na přiložených obrázcích je znázorněno:The attached figures show:

obr. 1 - je schematické znázornění částečného podélného řezu dvěma trubkami, určenými ke svaření příčným svarem, trubky jsou drženy vnitřním centrátorem, na němž je upevněno zařízení pro podložení prvé vrstvy svaru v souladu s vynálezem, obr. 2 -je pohledem ve zvětšeném měřítku na dvě sousední části zařízení pro spodní podložení vrstvy svaru podle vynálezu, obr. 3 - je bočním pohledem v linii A-A podle obr. 2, obr. 4 - je bočním pohledem v linii B-B podle obr. 2.Fig. 1 is a schematic representation of a partial longitudinal section through two tubes to be welded transversally, the tubes being held by an internal centrator on which the first layer supporting device is fastened in accordance with the invention; Fig. 2 is an enlarged view of Fig. 3 is a side view in line AA of Fig. 2; Fig. 4 - is a side view in line BB of Fig. 2.

Na obrázcích jsou znázorněny dvě trubky 1 a 2 určené ke svařeni příčným svarem po obvodu Ji, a dále vnitřní centrátor A opatřený dvěma čelnými obvodovými sadami radiálních pístů Ž a 6, které při radiálním přitlačení proti vnitřním povrchům trubky 1 a 2 udržují trubky vystředěné a drží je pohromadě v průběhu svařovací operace. Aby se zabránilo propadnutí první vrstvy svaru do trubek, použije se spodní podložení této vrstvy pomocí přípravku I, který je umístěn mezi trubky v místě stykových hran svaru i.The figures show two tubes 1 and 2 intended to be welded transversely by circumference Ji, as well as an inner centerer A provided with two face circumferential sets of radial pistons Z and 6 which keep the tubes centered and hold when radially pressed against the inner surfaces of tubes 1 and 2. is together during the welding operation. In order to prevent the first layer of the weld from falling into the tubes, a lower underlay of this layer is applied by means of a jig I which is located between the tubes at the joint edges of the weld 1.

Přípravek 1 je v souladu s vynálezem v zásadě tvořen sadou nezávislých měděných podložek 8 lichoběžníkového tvaru, které jsou rozloženy jedna vedle druhé podél skloněných stran 2 tak, ®by tvořily prstence a jsou situovány svými základnami alternativně otočeny tak, že menší základna 10 jedné z podložek sousedí s větší základou-11 druhé sousední podložky a naopak, což je jasně patrné z obr. 2.In accordance with the invention, the device 1 is essentially comprised of a set of independent copper trapezoidal pads 8 which are spaced apart side by side along the inclined sides 2 so as to form rings and alternatively facing their bases so that the smaller base 10 of one of the pads adjacent to the larger base-11 of the second adjacent washer and vice versa, as is clearly seen in FIG. 2.

Uvedeno více specificky, každá lichoběžníková měděná podložka 8 je upevněna na podložném prvku 12 a k tomuto prvku je připevněna pomocí šroubů 13. které jsou zapuštěny do tlouštky 14 větší základny 11 podložky a pomocí šroubu Uj, který je zapuštěn do tloušťky menší základny 10 podložky (viz obr. 2). Tímto způsobem je vytvořen kruhový čelní tvar prstence, tvořeného podložkami 8, a tento kruhový tvar je určen k podepření prvá vrstvy svaru v celé dálce, protože nedochází k omezení přítomností žádných upevňovacích kovových prvků.More specifically, each trapezoidal copper washer 8 is mounted on the washer element 12 and attached to it by means of screws 13 which are embedded in the thickness 14 of the larger washer base 11 and by a screw Uj which is recessed into the thickness of the smaller washer base 10 (see Fig. 2). In this way, a circular frontal shape of the ring formed by the washers 8 is formed and this circular shape is intended to support the first layer of the weld over the entire distance, since there is no restriction on the presence of any fastening metal elements.

Podpěrný prvek podložek 12 je volně podepřen horizontálním kolíkem 17 pevně s podpěrným blokem ig ve vertikálním otvoru, do něhož je vsunut radiální píst 6 z jedné z uvedených dvou sad. Podpěrný, blok 18 je veden radiálně van radiální tlačnou pružinou 19. která působí mezi nižším čelem bloku 18 a zvětšením 20 pístu 6 a odtlačenl z radiálního pietu 6 je zabráněno ramenem a distanční podložkou 21. upevněnou k hlavě radiálního pístu 6 spojovacím šroubem 22. Na opačném čele podpěrného bloku 18. než je čelo nesoucí horizontální kolík 17. 3^e připevněna zarážecí deska 23. která spolupůsobí se zarážecím prstencem 26 vnitřního centrátoru 1, proti němuž spočívá, aby bylo zabráněno rotaci podpěrného bloku 18 kolem osy radiálního pístu 6 tak, že uvedený podpěrný blok 18 se může pohybovat pouze radiálně.The support element of the washers 12 is loosely supported by the horizontal pin 17 firmly with the support block ig in the vertical bore into which the radial piston 6 of one of the two sets is inserted. The support block 18 is guided radially by a radial compression spring 19 which acts between the lower face of the block 18 and the enlargement 20 of the piston 6 and is pushed away from the radial rebate 6 by an arm and a spacer. Otherwise head support block 18th than the horizontal face of the bearing pin 17. 3 ^e fixed plate 23. the stopper which cooperates with the stop ring 26, the inner one centraliser against which rests, in order to prevent rotation of the support block 18 around the axis of the radial piston 6 so that said support block 18 can only move radially.

Uvedený podložený prvek 12 je tvarován tak, že relativně lichoběžníková nezávislá měděná podložka 8 vybíhá radiálně relativně k hlavě uvedeného spojovacího šroubu 22 (viz obr. 2 až 4) a uvedené lichoběžníková nezávislá-měděná podložky £ jsou udržovány pružně a konstantně přitlačené proti sobě podál jejich šikmých stran 2» ,a to pomocí příalúš ných horizontálních tlačných pružin 24. která jsou podepřeny horizontálními kolíky 17. a jspu zhotoveny tak, že alternativně působí na opačná čela podložných prvků 12.Said washer 12 is shaped such that a relatively trapezoidal independent copper washer 8 extends radially relative to the head of said connecting bolt 22 (see FIGS. 2 to 4) and said trapezoidal independent copper washers 8 are held resiliently and held against each other by their by means of adjacent horizontal compression springs 24, which are supported by the horizontal pins 17 and 16, are designed to alternatively act on opposite faces of the support elements 12.

Podrobněji uvedeno, horizontální tlačná pružina 24 je umístěna mezi vnějším čelem 12' podložného prvku 12. jak je patrno z obr. 3, a pojistná matice 25 je našroubována ne volný konec horizontálního kolíku 17. přičemž u sousedního podložného prvku je horizontální tlačná pružina 24 umístěna mezi protilehlými čely podpěrného bloku 18 a příslušného podložného prvku 12. jak je patrno z obr. 4.In more detail, the horizontal compression spring 24 is positioned between the outer face 12 'of the washer 12 as shown in Fig. 3, and the lock nut 25 is screwed onto the free end of the horizontal pin 17, with the horizontal washer 24 positioned at the adjacent washer. between opposing faces of the support block 18 and the respective backing member 12 as shown in FIG. 4.

Funkce je při provozu tohoto zařízení zřejmá. Obvodová sestava radiálních pí-atů £ vnitřního centrátoru 1 se pohybuje radiálně aby došlo k upevnění trubky^. Taká radiálně pohybuje sestavou lichoběžníkových nezávislých měděných podložek g, která přicházejí do sty ku s vnitřním povrchem trubky 2 před písty. Když je písty £ dále radiálně pohybováno, aby bylo vyvoláno přitlačení jejich hlav 22 proti řečenému vnitřnímu povrchu vlivem stlačení relativně radiálních tlačných pružin 12, ale podložky taká kloužou horizontálně podál svých skloněných styčných stran 2 vkhledem ke stlačení jejich horizontálních tlačných pružin 24. takže jejich prstenec souhlasí s obvodem vnitřního povrchu trubky.The function is obvious when this unit is operated. The circumferential assembly of the radial pins 6 of the inner centerer 1 moves radially to secure the tube. It also radially moves the set of trapezoidal independent copper washers g which come into contact with the inner surface of the tube 2 in front of the pistons. When the pistons 8 are further radially moved to cause their heads 22 to press against said inner surface due to the compression of the relatively radial compression springs 12, but the washers also slide horizontally along their inclined contact sides 2 with respect to the compression of their horizontal compression springs 24 so that their ring coincides with the circumference of the inner surface of the pipe.

Jelikož podpěry podložních prvků 12 a následně podložky g jsou volně umístěny na horizontálních kolících 17 a mohou proto rotovat okolo os kolíků, mohou podložky g zaujmout i oválný tvar vnitřního povrchu a nedojde přitom ke tvorbě mezer nebo stupínků na jejich skloněných styčných stranách 2·Since the supports of the washers 12 and subsequently the washers g are loosely placed on the horizontal pins 17 and can therefore rotate about the pin axes, the washers g can assume an oval shape of the inner surface without gaps or steps on their inclined contact sides.

Jelikož lichoběžníkové podložky jsou nezávislé a eamonastavovacl jak v horizontálním tak i v radiálním směru, jsou schopny dokonale, opsat obvod, který je oválný a/nebo se liší v průměru o * 1.Since the trapezoidal washers are independent and eamonadjusting in both the horizontal and radial directions, they are perfectly capable of describing a circuit that is oval and / or differs in diameter by * 1.

Claims

An apparatus for underlaying a first weld layer in the automatic welding of the contact of two tubes held together by two front circumferential sets of radial pistons of an inner centerer comprising a set of independent copper washers spaced in a ring shape and fastened to a plurality of supporting elements resiliently mounted in one of circumferential sets of radial pistons of the inner centrator by means of radial compression springs, characterized in that the independent copper washers (8) are trapezoidal in shape and are mounted on the supporting elements (12) movably mounted on horizontal pins (17) which are fixedly connected to the supporting blocks (8). 18) resiliently supported by one of the circumferential sets of radial pistons (6) of the inner centerer (4) by radial compression springs (19), the independently copper washers (8) alternately facing their support blocks (18) with their m The larger base (10) and its larger base (11) and the horizontal pins (17) are provided with horizontal compression springs (24) alternately supported on opposite faces of the support elements (12) to form a ring of independent copper washers (8) beveled sides against each other.

Device according to claim 1, characterized in that the independent copper washers (8) are fastened to the support elements (12) by means of screws (13, 15) recessed into the thickness (14, 6) of their bases (10, 11).