RU152028U1

RU152028U1 - DEVICE FOR COMBINED STRENGTHENING TREATMENT OF WELDED JOINTS OF LARGE DIAMETER METAL PIPES

Info

Publication number: RU152028U1
Application number: RU2014136144/02U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Бутенко; Анатолий Прокофьевич Бабичев; Лиана Валерьевна Гусакова
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2015-04-27

Abstract

Устройство для упрочняющей обработки сварных стыков металлических труб большого диаметра, содержащее многоконтактный виброударный инструмент с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом, выполненным в виде разъемной обоймы, зачистным устройством и тележкой, при этом упомянутые виброударный инструмент и зачистное устройство диаметрально расположены в указанном корпусе, который установлен на ролики тележки и выполнен с возможностью кругового перемещения относительно свариваемых труб, а тележка выполнена с возможностью продольного осевого перемещения относительно свариваемых труб.A device for hardening processing of welded joints of large-diameter metal pipes, comprising a multi-contact vibro-impact tool with deforming elements in the form of cylindrical rods, characterized in that it is provided with a housing made in the form of a detachable holder, a stripping device and a trolley, wherein said vibro-impact tool and a stripping device diametrically located in the specified housing, which is mounted on the rollers of the trolley and is made with the possibility of circular movement relative to the weld pipes, and the trolley is made with the possibility of longitudinal axial movement relative to the welded pipes.

Description

Полезная модель относится к области механической обработки материалов, а именно к отделочно-упрочняющей, может быть использована в различных отраслях машиностроения и при прокладке труб большого диаметра в холодном состоянии.The utility model relates to the field of mechanical processing of materials, namely, finishing and hardening, can be used in various branches of engineering and for laying large diameter pipes in the cold state.

Известно устройство для комбинированной обработки цилиндрических поверхностей, включая совместную обработку резанием и отделочно-упрочняющую обработку, содержащее планетарную многороликовую головку, в корпусе которой размещены сепаратор с деформирующими роликами, и смазочно-охлаждающую систему (А.с. №831583 B24B 39/04, бюл. №44, 1982).A device for the combined treatment of cylindrical surfaces, including joint machining and finishing hardening processing, comprising a planetary multi-roller head, in the housing of which a separator with deforming rollers, and a lubricating-cooling system are located (A.S. No. 831583 B24B 39/04, bull. No. 44, 1982).

Признаком аналога, совпадающим с существенными признаками заявляемой полезной модели, является корпус с размещенной в нем головкой с деформирующими роликами.A sign of an analogue that coincides with the essential features of the claimed utility model is a housing with a head placed in it with deforming rollers.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченная длина обработки, которая определяется расстоянием между передними и задними центрами станка, низкая производительность, а также ограниченная область применения на операциях резания и отделочно-упрочняющей обработки деталей.The reasons that impede the achievement of the technical result are the limited processing length, which is determined by the distance between the front and rear centers of the machine, low productivity, as well as the limited scope for cutting and finishing-hardening processing of parts.

Известно устройство, для комбинированной обработки цилиндрических поверхностей совмещенной обработкой резанием и отделочно-упрочняющей обработкой, содержащее резцовую и деформирующую головки, а также смазочно-охлаждающую систему (А.с. №977139 B24B 39/04, бюл. №44, 1982).A device is known for the combined treatment of cylindrical surfaces with combined cutting and hardening treatment, containing cutting and deforming heads, as well as a lubricant-cooling system (A.S. No. 977139 B24B 39/04, bull. No. 44, 1982).

Признаком аналога, совпадающим с признаками заявляемой полезной модели, является наличие корпуса с деформирующими элементами и возможность осуществлять совмещенную обработку.A sign of an analogue that coincides with the features of the claimed utility model is the presence of a housing with deforming elements and the ability to carry out combined processing.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограниченная длина обработки, определяемая расстоянием между передними и задними центрами станка, низкая производительность и невозможность использования устройства в непроизводственных условиях.The reasons that impede the achievement of the technical result are the limited processing length determined by the distance between the front and rear centers of the machine, low productivity and the inability to use the device in non-production conditions.

За прототип принято устройство (А.с. №1230808 кл. B24B 39/00, бюл. №18, 1986), содержащее корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней и регулируемый нажимной механизм в виде плунжера с распределительным элементом, выполненным в виде шариков с диаметром, соизмеримым с диаметром стержней.The device (A.S. No. 1230808 class. B24B 39/00, bull. No. 18, 1986) containing a housing with deforming elements in the form of cylindrical rods and an adjustable push mechanism in the form of a plunger with a distribution element made in the form of balls with a diameter commensurate with the diameter of the rods.

Признаком прототипа, совпадающим с признаками заявляемого устройства для комбинированной упрочняющей обработки, является наличие корпуса с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней.A sign of the prototype, coinciding with the features of the claimed device for combined hardening treatment, is the presence of a housing with deforming elements in the form of cylindrical rods.

Недостатком описанного устройства для комбинированной упрочняющей обработки является то, что устройство не позволяет одновременно производить зачистку и упрочнение поверхности сварного шва и околошовной зоны, в связи с чем имеет низкую производительность и не обеспечивает требуемое качество сварных стыков металлических труб большого диаметра.A disadvantage of the described device for combined hardening treatment is that the device does not allow both cleaning and hardening of the surface of the weld and heat-affected zone, and therefore has a low productivity and does not provide the required quality of welded joints of large diameter metal pipes.

Задача полезной модели состоит в увеличении производительности процессов зачистки и упрочнения сварного шва и околошовной зоны, а также повышении качества сварных стыков металлических труб большого диаметра.The objective of the utility model is to increase the productivity of the processes of cleaning and hardening of the weld and heat-affected zone, as well as improving the quality of welded joints of large diameter metal pipes.

Технический результат заключается в том, что зачистное устройство и диаметрально расположенный многоконтактный виброударный инструмент с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней закреплены в корпусе устройства, выполненном в виде разъемной обоймы, опирающегося на ролики тележки и имеющего возможность совершать круговую подачу и перемещаться вдоль оси свариваемых труб большого диаметра.The technical result consists in the fact that the stripping device and the diametrically located multi-contact vibro-impact tool with deforming elements in the form of cylindrical rods are fixed in the device body, made in the form of a detachable holder, resting on the cart rollers and having the ability to make a circular feed and move along the axis of the welded large pipes diameter.

Для достижения технического результата в устройство для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков металлических труб большого диаметра, включающее корпус с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней, отличающееся тем, что зачистное устройство и диаметрально расположенный многоконтактный виброударный инструмент с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней закреплены в корпусе устройства, выполненном в виде разъемной обоймы, опирающегося на ролики тележки и имеющего возможность совершать круговую подачу и перемещаться вдоль оси свариваемых труб большого диаметра.To achieve a technical result, a device for combined hardening processing of welded joints of large diameter metal pipes, comprising a housing with deforming elements in the form of cylindrical rods, characterized in that the stripping device and a diametrically located multi-contact vibro-impact tool with deforming elements in the form of cylindrical rods are fixed in the device made in the form of a detachable cage resting on the rollers of the trolley and having the ability to make cr govuyu flow and move along the axis of the welded pipes of large diameter.

Устройство для комбинированной упрочняющей обработки сварного шва трубы 1 представлено на фиг. 1 и состоит из зачистного устройства 2 в виде металлической щетки и многоконтактного виброударного инструмента 3, диаметрально расположенных и закрепленных в корпусе 4, выполненном в виде разъемной обоймы. Конструктивное исполнение и виды многоконтактного инструмента 3 с деформирующими элементами в виде цилиндрических стержней даны в работе Бабичева А.П., Мотренко П.Д., Аксенова В.Н. и др. «Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом. - Ростов-на-Дону: Изд-во ДГТУ, 2003. - 192 с. Корпус 4 в виде обоймы опирается на ролики 5, установленные на тележке 6, обеспечивающей перемещение устройства вдоль оси свариваемых труб от стыка к стыку при помощи роликов 7, один из которых является ведущим, сообщающим обойме 4 круговую подачу S_крпри зачистке и упрочнении сварного шва и околошовной зоны, которая осуществляется при помощи зубчатой передачи, состоящей из ведомого колеса 8 и ведущего колеса 9, соединенного с электродвигателем (на фиг. не показано). Передаточное отношение зубчатых колес 8 и 9 определяет величину круговой подачи S_кр обоймы 4. Для удобства эксплуатации обойма 4 выполнена разъемной; в рабочем состоянии обойма 4 замыкается при помощи стыкового винта 10. Наличие разъемного стыка в обойме обеспечивает удобный подвод и отвод устройства и последующее его перемещение (перекатывание) от стыка к стыку на роликах 7. В рабочем состоянии обойма замыкается с помощью стыкового винта 10. Подача сжатого воздуха от передвижного (полевого) компрессора осуществляется шлангом 11.A device for combined hardening treatment of a pipe weld 1 is shown in FIG. 1 and consists of a stripping device 2 in the form of a metal brush and multi-contact vibro-impact tool 3, diametrically located and fixed in the housing 4, made in the form of a detachable holder. The design and types of multi-contact tool 3 with deforming elements in the form of cylindrical rods are given in the work of Babichev A.P., Motrenko P.D., Aksenova V.N. and others. "Finishing and hardening processing of parts with multi-contact vibro-impact tools. - Rostov-on-Don: Publishing house of DSTU, 2003. - 192 p. The casing 4 in the form of a cage is supported by rollers 5 mounted on a trolley 6, which provides the device moving along the axis of the pipes to be welded from joint to joint using rollers 7, one of which is the leading one, informing the cage 4 of the circular feed S _cr during stripping and hardening of the weld and the heat-affected zone, which is carried out using a gear train consisting of a driven wheel 8 and a driving wheel 9 connected to an electric motor (not shown in Fig.). The gear ratio of the gears 8 and 9 determines the value of the circular feed S _{cr of the} clip 4. For the convenience of operation, the clip 4 is made detachable; in working condition, the cage 4 is closed using the butt screw 10. The presence of a detachable joint in the cage provides a convenient supply and removal of the device and its subsequent movement (rolling) from the joint to the joint on the rollers 7. In working condition, the cage is closed with the help of a screw 10. Supply compressed air from a mobile (field) compressor is carried out by a hose 11.

Устройство работает следующим образом. Корпус 4 в виде обоймы, расположенный на тележке 6, перемещается вдоль оси свариваемой трубы 1 до места расположения сварочного шва, фиксируется в этом положении и с помощью зачистного устройства 2 и многоконтактного виброударного инструмента 3, установленных в обойме 4, осуществляет одновременную зачистку и упрочнение сварного шва и околошовной зоны, поворачиваясь вокруг оси трубы с круговой подачей S_кр. При этом обойма 4 делает не менее двух оборотов вокруг оси свариваемой трубы и останавливается в исходном положении.The device operates as follows. The housing 4 in the form of a cage, located on the trolley 6, moves along the axis of the welded pipe 1 to the location of the weld, is fixed in this position and with the help of the stripping device 2 and multi-contact vibro-impact tool 3 installed in the cage 4, performs simultaneous cleaning and hardening of the welded seam and heat-affected zone, turning around the axis of the pipe with a circular feed S _cr . When this clip 4 makes at least two revolutions around the axis of the welded pipe and stops in its original position.

После обработки сварного шва и околошовной зоны свариваемой трубы устройство при помощи тележки 6 перемещается к следующему свариваемому шву. Рекомендуется обработку проводить с частотой сообщаемых ударных импульсов 50…70 Гц и энергией 25 Дж при многопроходном (не менее двух) перемещении инструмента вдоль зоны стыка свариваемой трубы, подвергаемой упрочнению.After processing the weld and the heat-affected zone of the pipe being welded, the device, with the help of the cart 6, moves to the next weld. It is recommended that the processing be carried out with a frequency of reported shock pulses of 50 ... 70 Hz and an energy of 25 J with multi-pass (at least two) movement of the tool along the joint zone of the welded pipe subjected to hardening.

Проведены производственные и лабораторные испытания двух видов устройств для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков стальных труб диаметром 80 см: с использованием устройства по прототипу (А.с. №1230808, кл. B24B 39/00, бюл. №18, 1986) и предлагаемого устройства для комбинированной упрочняющей обработки сварных стыков металлических труб большого диаметра. Испытания сварных швов и околошовной зоны проводились на прочность σ_св.ш, коррозионную стойкость T_кор. (путем размещения испытываемых образцов в морской воде до появления сплошной коррозионной пленки на сварном шве и околошовной зоне) и производительность процесса t_o (время зачистки и упрочнения сварных швов и околошовной зоны). Результаты испытаний по пяти образцам сварных стыков труб приведены в таблице.Production and laboratory tests of two types of devices for combined hardening processing of welded joints of steel pipes with a diameter of 80 cm were carried out: using the device according to the prototype (A.S. No. 1230808, class B24B 39/00, bull. No. 18, 1986) and the proposed device for combined hardening treatment of welded joints of large diameter metal pipes. Tests of welds and the _{heat-affected} zone were carried out for strength σ _s.v , corrosion resistance T _cor. (by placing test samples in seawater until a continuous corrosion film appears on the weld and the heat-affected zone) and the productivity of the process is t _o (time for cleaning and hardening the welds and heat-affected zone). The test results for five samples of welded pipe joints are shown in the table.

Анализ полученных результатов испытаний (см. таблицу) свидетельствуют о том, что использование предлагаемого устройства при зачистке и упрочнении сварного шва и околошовной зоны стыков труб большого диаметра в холодном состоянии позволяет на 20-25% уменьшить время зачистки и упрочнения сварных швов и околошовной зоны, повысить на 30-50% прочность сварных стыков и в 2-2,5 раза увеличить коррозионную стойкость сварного соединения, не нарушая общего технологического процесса сваривания труб.The analysis of the test results (see table) indicate that the use of the proposed device during the cleaning and hardening of the weld and the heat-affected zone of the joints of large diameter pipes in the cold state allows for 20-25% reduction in the time of cleaning and hardening of the welded joints and the heat-affected zone, to increase the strength of welded joints by 30-50% and increase the corrosion resistance of a welded joint by 2-2.5 times, without violating the general technological process of pipe welding.

Claims

A device for hardening processing of welded joints of large-diameter metal pipes, comprising a multi-contact vibro-impact tool with deforming elements in the form of cylindrical rods, characterized in that it is provided with a housing made in the form of a detachable holder, a stripping device and a trolley, while said vibro-impact tool and a stripping device diametrically located in the specified housing, which is mounted on the rollers of the trolley and is made with the possibility of circular movement relative to the weld pipes, and the trolley is made with the possibility of longitudinal axial movement relative to the welded pipes.