RU2184798C2

RU2184798C2 - Device for treating pipe internal surface

Info

Publication number: RU2184798C2
Application number: RU2000114534A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Смирнов; Г.В. Смирнов; А.К. Гаврилов
Original assignee: ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: pickling of metals with chemical means; applicable in continuous jet pickling of pipe internal surfaces. SUBSTANCE: device has a stationary shaft with drive of reciprocating rotation and tube plates installed on it and provided with sealing plugs for fixing of treated pipes; system of autonomous and intermediate vessels for treatment solutions with pipelines, switches, valves and pump. Sealing plug has flexible and compressing members. EFFECT: prompt and easy readjustment of device for different sizes of pipes and complex treatment cycle for one device setting. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для непрерывного струйного травления внутренней поверхности труб. The invention relates to metal etching by chemical means and can be used for continuous jet etching of the inner surface of pipes.

Известно устройство для размерного травления внутренней поверхности трубчатых изделий, с заданной жесткостью на кручение, содержащее основание, насос, две герметизирующие заглушки, соединенные с подводящим и отводящим трубопроводами. Одна из заглушек жестко укреплена на основании, другая выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси и снабжена механизмом для нагружения крутящим моментом и устройством замера деформации, электрически связанным с насосом. (Авторское свидетельство СССР N 933803, C 23 F 1/04, 1982). A device for dimensional etching of the inner surface of tubular products, with a given torsional rigidity, containing a base, a pump, two sealing plugs connected to the inlet and outlet pipes. One of the plugs is rigidly fixed to the base, the other is rotatable around its axis and is equipped with a mechanism for loading torque and a strain gauge electrically connected to the pump. (USSR Author's Certificate N 933803, C 23 F 1/04, 1982).

Данное устройство совпадает с заявленным устройством по следующим существенным признакам: наличие насоса, герметизируюших заглушек, подводящего и отводящего трубопроводов. This device coincides with the claimed device according to the following essential features: the presence of a pump, sealing plugs, inlet and outlet pipelines.

Недостатком данного устройства является неравномерная глубина съема металла по длине трубы. The disadvantage of this device is the uneven depth of metal removal along the length of the pipe.

Известно устройство для размерного травления внутренней поверхности труб, содержащее средство для подачи раствора и герметичные заглушки, которые совмещены и выполнены в виде мембранных камер с плунжерами. Устройство содержит механизм перемещения заглушек и обрабатываемых изделий, выполненный в виде двух параллельных бесконечных цепных конвейеров с захватами для мембранных камер и неподвижных копиров, установленных с возможностью взаимодействия с плунжерами мембранных камер. Устройство содержит средство для управления скоростью травления, выполненное в виде ряда спрейеров для подачи жидкости или пара, расположенных нормально к плоскости перемещения мембранных камер и под углом к оси перемещения трубы. (Авторское свидетельство СССР N 1742354, C 23 F 1/08, C 23 G 3/04, 1992) - прототип. A device for dimensional etching of the inner surface of the pipes containing a means for supplying a solution and sealed plugs, which are combined and made in the form of membrane chambers with plungers. The device comprises a mechanism for moving plugs and workpieces, made in the form of two parallel endless chain conveyors with grippers for membrane chambers and stationary copiers installed with the possibility of interaction with plungers of membrane chambers. The device comprises means for controlling the etching rate, made in the form of a series of sprayers for supplying liquid or steam, located normally to the plane of movement of the membrane chambers and at an angle to the axis of movement of the pipe. (USSR author's certificate N 1742354, C 23 F 1/08, C 23 G 3/04, 1992) - prototype.

Данное устройство совпадает с заявленным устройством по следующим существенным признакам: наличие средства для подачи раствора, герметичных заглушек, механизма перемещения обрабатываемых труб, средства управления скоростью травления. This device coincides with the claimed device according to the following essential features: the presence of a means for supplying a solution, sealed plugs, a mechanism for moving the processed pipes, means for controlling the etching rate.

Недостатками данного устройства являются малый съем металла, ограниченный объемом травильного раствора в мембранных камерах, и ограниченный сортамент труб по длине и диаметру, так как устройство разработано для узкоспециализированного производства труб нескольких близких размеров по диаметру и толщине стенки и одной длины. Кроме того, время травления ограничено длиной копиров. The disadvantages of this device are the small removal of metal, limited by the volume of etching solution in the membrane chambers, and the limited assortment of pipes by length and diameter, since the device is designed for the highly specialized production of pipes of several similar sizes in diameter and wall thickness and one length. In addition, the etching time is limited by the length of the copiers.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка универсального устройства для обработки широкого сортамента труб с обеспечением регламентированного съема металла для неспециализированного производства. The problem to which the claimed invention is directed, is the development of a universal device for processing a wide range of pipes with a regulated removal of metal for non-specialized production.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в легкости оперативной переналадки устройства на разную длину труб, в том числе с компенсацией технологических отклонений по длине, и в обеспечении комплексного цикла обработки за одну загрузку. The technical result achieved by the implementation of the invention is the ease of operational readjustment of the device to different pipe lengths, including the compensation of technological deviations along the length, and to provide a comprehensive processing cycle for one load.

Дополнительный технический результат заключается в обеспечении регламентированного съема на трубах широкого по диаметру сортамента и в повышении производительности устройства. An additional technical result is to ensure a regulated removal on pipes of a wide assortment in diameter and to increase the productivity of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что заявлено устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее средство для подачи раствора, герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения обрабатываемой трубы и ряд спрейеров, в котором в соответствии с изобретением средство для подачи раствора выполнено в виде нескольких автономных емкостей для различных технологических растворов, связанных поочередно посредством трубопроводов через переключатели и насос с двумя промежуточными емкостями, соединенными с обрабатываемыми трубами гибкими трубопроводами через вентили и герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения труб выполнен в виде стационарного вала с приводом возвратного вращения, на котором установлены трубные доски с отверстиями в количестве "n" штук для размещения герметизирующих заглушек. The specified technical result is achieved by the fact that the claimed device for processing the inner surface of the pipe containing a means for supplying a solution, sealing plugs, a mechanism for rotating and moving the processed pipe and a number of sprayers, in which, in accordance with the invention, the means for supplying a solution is made in the form of several autonomous containers for various technological solutions, connected alternately through pipelines through switches and a pump with two intermediate tanks connected to the pipes being processed by flexible pipelines through valves and sealing plugs, the mechanism of rotation and movement of pipes is made in the form of a stationary shaft with a reverse rotation drive, on which pipe boards with holes in the amount of "n" pieces are installed to accommodate sealing plugs.

Промежуточные емкости снабжены устройствами предотвращения их переполнения и регуляторами давления обрабатывающего раствора. Intermediate tanks are equipped with devices to prevent overflow and pressure regulators of the processing solution.

Регулятор давления обрабатывающего раствора выполнен в виде гибкого шланга. The pressure regulator of the processing solution is made in the form of a flexible hose.

Хотя бы одна трубная доска установлена с возможностью переустановки по длине вала, а герметизирующие заглушки этой доски установлены с возможностью перемещения относительно ее плоскости вдоль оси, параллельной оси вала. At least one tube plate is installed with the possibility of reinstallation along the length of the shaft, and the sealing plugs of this plate are installed with the possibility of movement relative to its plane along an axis parallel to the axis of the shaft.

Герметизирующая заглушка снабжена рычагом с эксцентриком, нажимным и опорным конусами, размещенной между конусами эластичной манжетой, соединенной с гибким трубопроводом, и эластичной втулкой с профилированной поверхностью, эквидистантной поверхности конца обрабатываемой трубы. The sealing plug is equipped with a lever with an eccentric, pressure and support cones, an elastic sleeve between the cones, connected to a flexible pipe, and an elastic sleeve with a profiled surface, an equidistant end surface of the processed pipe.

Каждая автономная емкость может быть снабжена собственным насосом и трубопроводами, соединяющими ее с промежуточными емкостями. Each autonomous tank can be equipped with its own pump and pipelines connecting it to the intermediate tanks.

Автономные емкости содержат различные технологические растворы: травильный, промывочный, пассивирующий и т.п. За счет поочередного подключения к этим емкостям промежуточных емкостей для подачи каждого обрабатывающего раствора непосредственно через обрабатываемые трубы обеспечивается комплексный технологический цикл обработки их внутренней поверхности за одну загрузку. Количество автономных емкостей может быть различно в зависимости от требований технологического процесса. Autonomous containers contain various technological solutions: pickling, flushing, passivating, etc. Due to the alternate connection of intermediate tanks to these tanks for supplying each processing solution directly through the pipes being processed, a complex technological cycle is provided for processing their inner surface in one load. The number of autonomous containers may vary depending on the requirements of the process.

В процессе травления благодаря переключению системы подачи раствора направление протекания травильного раствора в трубах может быть изменено несколько раз до достижения регламентированного съема металла. Переключение направления подачи других растворов необходимое число раз обеспечивает высокое качество обработки поверхности металла. During etching, due to the switching of the solution supply system, the direction of flow of the etching solution in the pipes can be changed several times until a regulated metal removal is achieved. Switching the flow direction of other solutions as many times as necessary ensures high quality metal surface treatment.

За счет установки труб в трубных досках, имеющих возможность возвратного вращения вокруг оси стационарного вала, обеспечивается поворот труб за счет планетарного движения относительно оси вала и, следовательно, обработка всех точек по периметру внутренней поверхности труб. Due to the installation of pipes in pipe boards, with the possibility of return rotation around the axis of the stationary shaft, the pipes are rotated due to planetary motion relative to the axis of the shaft and, therefore, the processing of all points along the perimeter of the inner surface of the pipes.

Выполнение в трубных досках нескольких отверстий под герметизирующие заглушки, в зависимости от диаметра обрабатываемых труб, позволяет произвести обработку нескольких труб за одну загрузку. Возможность возвратного вращения трубных досок вокруг оси стационарного вала обеспечивает планетарный поворот труб вокруг своей оси и, следовательно, обработку на равных условиях всех точек по периметру их внутренней поверхности. The implementation in the pipe boards of several holes for sealing plugs, depending on the diameter of the processed pipes, allows you to process several pipes in one load. The possibility of the return rotation of the tube plates around the axis of the stationary shaft provides a planetary rotation of the tubes around its axis and, therefore, the processing on equal conditions of all points along the perimeter of their inner surface.

За счет того, что хотя бы одна трубная доска имеет возможность переустановки по длине вала, достигается оперативная перенастройка на требуемую длину обрабатываемых труб, и легкость перехода с одного размера труб на другой. А за счет осевого перемещения герметизирующих заглушек относительно плоскости этой трубной доски дополнительно компенсируются технологические отклонения по длине каждой трубы. Due to the fact that at least one tube plate has the ability to reinstall along the length of the shaft, quick reconfiguration to the required length of the processed pipes is achieved, and ease of transition from one pipe size to another. And due to the axial movement of the sealing plugs relative to the plane of this tube plate, technological deviations along the length of each pipe are additionally compensated.

Предложенное конструктивное выполнение герметизирующей заглушки позволяет осуществить быструю фиксацию трубы в устройстве, чем сократить вспомогательное время процесса. Сменные эластичные втулки позволяют расширить сортамент труб по диаметру и за счет эквидистантной поверхности исключить травление наружной поверхности трубы в зоне контроля величины съема металла с внутренней поверхности трубы. The proposed constructive implementation of the sealing plug allows for quick fixation of the pipe in the device, thereby reducing the auxiliary time of the process. Replaceable elastic bushings allow you to expand the assortment of pipes in diameter and, due to the equidistant surface, to eliminate etching of the outer surface of the pipe in the control zone of the amount of metal removal from the inner surface of the pipe.

Снабжение промежуточных емкостей устройствами предотвращения их переполнения и регуляторами давления обрабатывающего раствора в виде гибкого шланга позволяет легко регулировать давление растворов в устройстве и регламентировать их максимальное давление. The supply of intermediate tanks with devices to prevent overflow and pressure regulators of the processing solution in the form of a flexible hose makes it easy to adjust the pressure of the solutions in the device and regulate their maximum pressure.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема устройства, на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 показана герметизирующая заглушка в разрезе. The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 is a diagram of the device, in Fig. 2 shows a section AA in FIG. 1, and FIG. 3 shows a sectional sealing plug.

Устройство для обработки внутренней поверхности труб содержит автономные емкости 1, 2, 3 и т.д. с обрабатывающими растворами, соединенные посредством трубопроводов 4, 5, переключателей 6, 7 и насоса 8 с промежуточными емкостями 9, 10 для раствора, задействованного на данном этапе обработки. Промежуточные емкости снабжены устройствами 11, 12 предотвращения их переполнения и гибкими шлангами 13, 14, выполняющими роль регуляторов давления обрабатывающего раствора. На стационарный вал 15, имеющий привод 16 возвратного вращения, насажены трубные доски 17, 18 с "n" числом отверстий 19. Одна из досок установлена с возможностью перемещения вдоль вала. В отверстия установлены герметизирующие заглушки 20, 21, соединенные гибкими трубопроводами 22, 23 через вентили 24, 25 с промежуточными емкостями. Герметизирующая заглушка имеет рычаг 26 с эксцентриком, нажимной конус 27 и опорный конус 28. Между конусами размещена эластичная манжета 29, соединенная с гибким трубопроводом 22 или 23. Заглушка снабжена эластичной втулкой 30 с профилированной поверхностью А, эквидистантной поверхности конца обрабатываемой трубы 31. A device for processing the inner surface of the pipe contains autonomous containers 1, 2, 3, etc. with processing solutions, connected through pipelines 4, 5, switches 6, 7 and pump 8 with intermediate tanks 9, 10 for the solution used at this stage of processing. The intermediate tanks are equipped with devices 11, 12 to prevent overflow and flexible hoses 13, 14, which act as pressure regulators of the processing solution. Tube boards 17, 18 with "n" number of holes 19 are mounted on a stationary shaft 15 having a reverse rotation drive 16. One of the boards is mounted to move along the shaft. Sealing plugs 20, 21 are installed in the openings, connected by flexible pipes 22, 23 through valves 24, 25 with intermediate containers. The sealing plug has a lever 26 with an eccentric, a pressure cone 27 and a support cone 28. Between the cones there is an elastic sleeve 29 connected to a flexible pipe 22 or 23. The plug is equipped with an elastic sleeve 30 with a profiled surface A, an equidistant surface of the end of the processed pipe 31.

Устройство снабжено рядом спрейеров 32, выполняющих функцию средства управления скоростью травления. The device is equipped with a number of sprayers 32 that perform the function of means for controlling the etching rate.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В соответствии с технологическим процессом в автономные стационарные емкости 1, 2, 3 (и другие по необходимости) заливаются технологические растворы, например травильный раствор, промывочный раствор, пассивирующий раствор и т.д. Трубы 31 зажимаются в герметизирующих заглушках 20 и 21 трубных досок 17 и 18. При загрузке труб меньшего количества, чем отверстий 19 трубной доски, в свободные заглушки вставляются пробки. Насос 8 через переключатели 6 и 7 подключается к автономной емкости 1 с травильным раствором. Травильный раствор закачивается в промежуточную емкость 9 до определенного уровня, обеспечивающего требуемое давление при травлении, причем производительность насоса выше, чем расход раствора, проходящего через трубы 31. Затем включается привод 16 вращения вала. Трубы 31 перемещаются по окружности на угол, равный углу поворота вала, при этом происходит их поворот вокруг своей оси. Одновременно открывается вентиль 24, и по гибким трубопроводам 22 в трубы 31 подается травильный раствор. После поворота вала, например, на 360^o и соответственного поворота труб, направление вращения вала изменяется на обратное до исходного положения. При этом в каждой точке внутреннего периметра трубы травление происходит с одинаковой интенсивностью и с равным съемом металла. Травильный раствор проходит через трубы 31, по гибким трубопроводам 23 попадает в промежуточную емкость 10 и из нее сливается в стационарную емкость 1. Затем насос 8 переключается переключателями 6 и 7 на подачу травильного раствора из емкости 1 в промежуточную емкость 10 и затем через трубопроводы 23, трубы 31 и трубопроводы 22 в промежуточную емкость 9, т. е. травление труб осуществляется при протекании травильного раствора в обратном направлении. Такое переключение могут осуществлять несколько раз. За счет подачи в спрейеры 32 различного количества охлаждающей жидкости по длине труб, например, большего количества на концевые участки, устраняется повышенный съем металла на концах труб. После съема регламентированной величины металла с внутренней поверхности труб травильный раствор сливается из промежуточных емкостей 9 и 10 в емкость 1, насос 8 подключается к емкости 2 с промывочным раствором, например водой. Процесс промывки труб производится аналогично процессу травления. Также производится процесс обработки пассивирующим раствором из емкости 3 и последующими растворами из других соответствующих автономных емкостей. Все операции обработки внутренней поверхности труб осуществляются за одну установку труб в заявленном устройстве при непрерывном возвратном вращении труб.In accordance with the technological process, autonomous stationary containers 1, 2, 3 (and others, if necessary) are filled with technological solutions, for example, etching solution, washing solution, passivating solution, etc. Pipes 31 are clamped in the sealing plugs 20 and 21 of the tube plates 17 and 18. When loading pipes of a smaller quantity than the holes 19 of the tube plate, plugs are inserted into the free plugs. The pump 8 through the switches 6 and 7 is connected to a stand-alone tank 1 with etching solution. The pickling solution is pumped into the intermediate container 9 to a certain level, providing the required pressure during etching, and the pump capacity is higher than the flow rate of the solution passing through the pipes 31. Then, the shaft rotation drive 16 is turned on. Pipes 31 move around a circle at an angle equal to the angle of rotation of the shaft, while they rotate around its axis. At the same time, the valve 24 opens, and through the flexible pipes 22, the etching solution is supplied to the pipes 31. After the rotation of the shaft, for example, 360 ^o and the corresponding rotation of the pipes, the direction of rotation of the shaft is reversed to its original position. Moreover, at each point of the inner perimeter of the pipe, etching occurs with the same intensity and with equal removal of metal. The pickling solution passes through pipes 31, through flexible pipes 23 it enters the intermediate tank 10 and is discharged from it into the stationary tank 1. Then, the pump 8 is switched by switches 6 and 7 to supply the pickling solution from the tank 1 to the intermediate tank 10 and then through the pipelines 23, pipes 31 and pipelines 22 into the intermediate container 9, i.e., the pipes are etched when the etching solution flows in the opposite direction. Such switching can be carried out several times. Due to the supply to the sprayers 32 of a different amount of coolant along the length of the pipes, for example, a larger amount at the end sections, the increased removal of metal at the ends of the pipes is eliminated. After removing the regulated amount of metal from the inner surface of the pipes, the pickling solution is discharged from the intermediate tanks 9 and 10 into the tank 1, the pump 8 is connected to the tank 2 with a washing solution, for example water. The pipe washing process is similar to the etching process. The process of processing a passivating solution from the tank 3 and subsequent solutions from other relevant autonomous containers is also carried out. All processing operations on the inner surface of the pipes are carried out in one installation of pipes in the claimed device with continuous reverse rotation of the pipes.

Claims

1. A device for processing the inner surface of the pipes, containing means for supplying the solution, sealing plugs, a mechanism for rotating and moving the pipe to be treated and a number of sprayers, characterized in that the means for supplying the solution is made in the form of several autonomous containers for various technological solutions, connected in turn by pipelines through switches and a pump with two intermediate tanks connected to the processed pipes by flexible pipelines through valves and sealing e plugs, the mechanism of rotation and movement of pipes is made in the form of a stationary shaft with a reverse rotation drive, on which pipe boards with holes for placing sealing plugs are installed.

2. The device according to p. 1, characterized in that the intermediate tanks are equipped with devices to prevent overflow and pressure regulators of the processing solution.

3. The device according to p. 2, characterized in that the pressure regulator of the processing solution is made in the form of a flexible hose.

4. The device according to p. 1, characterized in that at least one tube plate is installed with the possibility of reinstallation along the length of the shaft, and the sealing plugs of this board are installed with the possibility of movement relative to its plane along an axis parallel to the axis of the shaft.

5. The device according to p. 1, characterized in that the sealing plug is equipped with a lever with an eccentric, pressure and support cones placed between the cones by an elastic cuff connected to a flexible pipe and an elastic sleeve with a profiled surface, an equidistant surface of the end of the processed pipe.

6. The device according to p. 1, characterized in that each autonomous tank is equipped with its own pump and pipelines connecting it to the intermediate tanks.