RU81450U1 - CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING - Google Patents
CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING Download PDFInfo
- Publication number
- RU81450U1 RU81450U1 RU2008144128/22U RU2008144128U RU81450U1 RU 81450 U1 RU81450 U1 RU 81450U1 RU 2008144128/22 U RU2008144128/22 U RU 2008144128/22U RU 2008144128 U RU2008144128 U RU 2008144128U RU 81450 U1 RU81450 U1 RU 81450U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- group
- working bodies
- centralizer
- welding
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области механической правки торцов труб при центрировании сварного стыка перед сваркой при строительстве и ремонте трубопроводов и трубных узлов. Устройство правки овала труб может быть применено там, где стоит задача при сварке стыков труб, а труб большого диаметра особенно, обеспечение нормируемых сварочных зазоров при сведении торцов: в цеховых условиях, на трубных базах, при строительстве и ремонте трубопроводов. Центратор, включает наружную кольцевую раму, охватывающую подлежащую деформации трубу, группу средств для деформирующего воздействия на наружную поверхность трубы в радиальном направлении, расположенных внутри указанной рамы, и вторую группу средств для деформирующего воздействия на внутреннюю поверхность трубы, с рабочими органами, находящимися в контакте с внутренней поверхностью трубы. Каждый рабочий орган второй группы установлен во внутренней кольцеобразной раме, конструктивно связанной с наружной рамой, и снабжен приводом перемещения. Количество рабочих органов каждой группы не менее пяти, центратор дополнительно включает датчики линейных перемещений каждого из рабочих органов, блок сравнения и управления, электрически связанный с указанными датчиками и с блоком управления силовыми приводами, а также блок гидрораспределителей, гидравлически связанный с силовыми приводами рабочих органов и питающей гидростанцией. Фиг.2The utility model relates to the field of mechanical straightening of pipe ends when centering a weld joint before welding during the construction and repair of pipelines and pipe assemblies. The device for editing the oval of pipes can be applied where there is a problem when welding pipe joints, and pipes of large diameter especially, providing normalized welding gaps when reducing ends: in workshop conditions, on pipe bases, during construction and repair of pipelines. The centralizer includes an outer annular frame covering the pipe to be deformed, a group of means for deforming the outer surface of the pipe in a radial direction, located inside the frame, and a second group of means for deforming the inner surface of the pipe, with working bodies in contact with the inner surface of the pipe. Each working body of the second group is installed in the inner ring-shaped frame, structurally connected with the outer frame, and is equipped with a displacement drive. The number of working bodies of each group is at least five, the centralizer additionally includes linear displacement sensors for each of the working bodies, a comparison and control unit electrically connected to these sensors and a power drive control unit, as well as a control valve unit hydraulically connected to the power drives of the working bodies and feed hydropower station. Figure 2
Description
Изобретение относится к области механической правки торцов труб при центрировании сварного стыка перед сваркой при строительстве и ремонте трубопроводов и трубных узлов. Предлагаемое устройство правки овала труб может быть применено там, где стоит задача при сварке стыков труб, а труб большого диаметра особенно, обеспечения нормируемых сварочных зазоров при сведении торцов: в цеховых условиях, на трубных базах, при строительстве и ремонте трубопроводов.The invention relates to the field of mechanical straightening of pipe ends when centering a welded joint before welding during the construction and repair of pipelines and pipe assemblies. The proposed device for editing the oval of pipes can be applied where there is a problem when welding pipe joints, and pipes of large diameter especially, providing normalized welding gaps when reducing ends: in workshop conditions, on pipe bases, during construction and repair of pipelines.
Выпускаемые промышленностью трубы, как правило, имеют отклонения формы торцов от правильной окружности - овальность. В соответствии с ГОСТ 24642-81 (СТ СЭВ 301-76) овальность - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях. Тогда отклонение от круглости (наибольшее расстояние от точек реального профиля до прилегающей окружности) оценивается количественно как половина разности максимального и минимального диаметров трубы.Pipes produced by industry, as a rule, have deviations of the shape of the ends from the correct circumference - ovality. In accordance with GOST 24642-81 (ST SEV 301-76) ovality is a deviation from roundness at which the real profile is an oval-shaped figure, the largest and smallest diameters of which are in mutually perpendicular directions. Then the deviation from roundness (the largest distance from the points of the real profile to the adjacent circle) is quantified as half the difference between the maximum and minimum pipe diameters.
В настоящее время при сборке трубных узлов (или трубопроводов) и сварке стыков основное требование к торцам свариваемых деталей - совмещение фасок с зазорами, определяющими размеры сварочной ванны, - выполняется с помощью либо внутренних, либо наружных центраторов. Способ сведения стыка с помощью центраторов призван, в частности, нивелировать разную величину овальности сводимых труб, так как несовпадение овалов при сведении стыка делает образование нормируемой сварочной ванны невозможным. Поэтому задача решается либо приведением свариваемых торцов к форме правильной окружности, либо подгонкой одного овала к другому с помощью радиальных механических воздействий на торцы. Внутренний центратор вводят внутрь двух стыкуемых труб, где он одновременно локально упруго деформирует сводимые трубы в зоне стыка, одновременно придает стыкуемым торцам труб перед сваркой форму окружности и удерживает их в этом положении, при этом разность периметров торцов равномерно распределяется по всей Currently, when assembling pipe assemblies (or pipelines) and welding joints, the main requirement for the ends of the parts to be welded - the combination of chamfers with the gaps determining the dimensions of the weld pool - is performed using either internal or external centralizers. The method of reducing the joint with the help of centralizers is intended, in particular, to level the different ovality of the pipes being reduced, since the mismatch of the ovals in the joint reduction makes the formation of a normalized weld pool impossible. Therefore, the problem is solved either by reducing the welded ends to the shape of a regular circle, or by fitting one oval to another using radial mechanical impacts on the ends. An internal centralizer is introduced inside two joined pipes, where it simultaneously locally elastically deforms the reduced pipes in the joint zone, at the same time gives the joined ends of the pipes a circular shape before welding and holds them in this position, while the difference in the perimeters of the ends is evenly distributed throughout
длине стыка. Основным рабочим узлом внутреннего центратора является центрирующий механизм конусного или рычажного типа, который одновременно воздействует на два ряда центрирующих радиально ориентированных внутренних жимков, равномерно распределенных по внутреннему периметру торцов сводимых труб, обеспечивая их взаимное совпадение с образованием сварочной ванны. Под термином «жимок» подразумевают конструктивный элемент, выполненный, например, в виде радиально подвижного штока, связанного с приводом перемещения и снабженного опорной пяткой, воздействующей на тело трубы. Конструктивная схема центратора приведена в книге «Сварка трубопроводов», Учеб. пособие/ Ф.М.Мустафин, Н.Г.Блехерова, О.П.Квятковский и др. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002., стр.116, рис.3.30. Основным недостатком способа сведения стыков труб с помощью внутреннего центратора является обеспечение деформирующего воздействия на стык изнутри сводимых труб, а значит, возможность его использования ограничена строительством протяженной гладкой нитки трубопровода, при отсутствии крутых изломов и поворотов.junction length. The main working unit of the internal centralizer is the cone or lever type centering mechanism, which simultaneously acts on two rows of centering radially oriented inner presses uniformly distributed along the inner perimeter of the ends of the reducer pipes, ensuring their mutual coincidence with the formation of the weld pool. The term "press" means a structural element made, for example, in the form of a radially movable rod associated with a displacement drive and provided with a supporting heel acting on the pipe body. The design of the centralizer is given in the book "Welding of pipelines", Textbook. manual / F.M.Mustafin, N.G. Blekherova, O.P. Kvyatkovsky and others - M .: Nedra-Business Center LLC, 2002., p. 116, Fig. 3.30. The main disadvantage of the method of reducing pipe joints using an internal centralizer is the provision of a deforming effect on the joint from inside the reducible pipes, which means that the possibility of its use is limited by the construction of an extended smooth pipeline thread, in the absence of sharp bends and turns.
Наружный центратор также локально упруго деформирует и удерживает в этом положении сводимые торцы, но воздействуя жимками снаружи трубы. Это позволяет использовать его при сведении стыков труб в сложных случаях: сварка захлестов, узлов, врезок и т.д. Конструктивная схема центратора приведена в книге «Каталог машин для строительства трубопроводов». Изд. 6-е, перераб. и доп., М., изд-во "Недра", 1977, с. 113. Основным рабочим узлом наружного центратора является, например, разъемная шайба в виде хомута, которую устанавливают на одной из сводимых труб. Торцевая поверхность шайбы снабжена радиально ориентированными жимками, которые осуществляют деформирующее воздействие на наружную поверхность второй трубы, чем обеспечивают сведение торцов стыка, компенсируя разность овалов. Наружный центратор вызывает необходимость вести сварку с применением «прихваток», т.е. корневой шов приходится делать прерывистым с последующей зачисткой смежных переходов, теряя качество, прочность шва и производительность.The external centralizer also locally elastically deforms and holds the reducible ends in this position, but acting with the benders on the outside of the pipe. This allows you to use it in the reduction of pipe joints in complex cases: welding of laps, nodes, insets, etc. The design of the centralizer is given in the book "Catalog of Machines for the Construction of Pipelines". Ed. 6th, rev. and add., M., publishing house "Nedra", 1977, p. 113. The main working unit of the external centralizer is, for example, a split washer in the form of a clamp, which is installed on one of the reducible pipes. The end surface of the washer is equipped with radially oriented presses, which carry out a deforming effect on the outer surface of the second pipe, thereby providing a reduction in the ends of the joint, compensating for the difference in ovals. An external centralizer necessitates welding using “tacks”, i.e. the root seam has to be made intermittent with the subsequent cleaning of adjacent junctions, losing quality, strength of the seam and productivity.
Общим недостатком такой корректировки овала при сведении стыка с помощью центраторов является наложение в зоне сварного шва дополнительных механических напряжений непосредственно перед сваркой, которые, складываясь с возникающими термическими напряжениями при сварке, приводят к полной неопределенности напряженного состояния шва после снятия центратора, и которое при повышенных A common drawback of such an oval correction when reducing the joint using centralizers is the imposition of additional mechanical stresses in the weld zone immediately before welding, which, when combined with the occurring thermal stresses during welding, lead to complete uncertainty of the stress state of the weld after removing the centralizer, and which at elevated
толщинах стенок трубы способно привести к разрушению корневого шва в результате упругого последействия остаточных напряжений.the thickness of the pipe walls can lead to the destruction of the root weld as a result of the elastic aftereffect of residual stresses.
Для устранения указанных недостатков на заводе-изготовителе шовных труб (после сварки продольного шва) применяют способ подготовки торцов труб трубопровода под сварку путем использования операции экспандирования труб для уменьшения величины овальности, как по всей длине трубы, так и ее торцов до нормируемой величины. Для придания телу трубы объемной пластической деформации на внутреннюю поверхность трубы оказывают механическое воздействие в радиальном направлении по всему ее периметру. Для этого используют устройство типа «экспандер».To eliminate these shortcomings at the manufacturer of suture pipes (after welding a longitudinal seam), a method is used to prepare the ends of the pipes for welding by using the pipe expansion operation to reduce ovality, both along the entire length of the pipe and its ends to a normalized value. To give the body of the pipe volumetric plastic deformation on the inner surface of the pipe, they exert a mechanical effect in the radial direction around its entire perimeter. To do this, use a device of the type "expander".
Одним из основных производителей устройств типа «экспандер» является фирма «SMS Мееr» (Германия) (http://www.sms-meer.com).One of the main manufacturers of devices of the “expander” type is the company SMS Meer (Germany) (http://www.sms-meer.com).
Основным рабочим элементом экспандера является силовая головка, состоящая из жесткой опорной рамы, закрепленной на несущей продольной штанге, расположенной соосно внутри обрабатываемой трубы, и снабженной подвижным в осевом направлении конусом, который одновременно воздействует на ряд радиально ориентированных внутренних жимков, равномерно распределенных по внутреннему периметру трубы. Продольное перемещение конуса относительно опорной рамы приводит к перемещению внутренних жимков в радиальном направлении, которые в свою очередь деформируют трубу, достигая пластического течения материала, при этом форма трубы достигает правильной окружности, а периметр увеличивается, и после возврата конуса в исходное положение внутренние жимки сводятся, освобождают трубу, в которой сохранена остаточная пластическая деформация.The main working element of the expander is a power head, consisting of a rigid support frame mounted on a supporting longitudinal rod located coaxially inside the pipe to be machined and equipped with an axially movable cone, which simultaneously acts on a number of radially oriented internal benders uniformly distributed along the inner perimeter of the pipe . The longitudinal movement of the cone relative to the support frame leads to the movement of the internal presses in the radial direction, which in turn deform the pipe, reaching the plastic flow of the material, while the shape of the pipe reaches the correct circumference, and the perimeter increases, and after the cone returns to its original position, the internal presses are reduced, release the pipe in which residual plastic deformation is stored.
При такой коррекции овала трубы при создании односторонней упруго-пластической деформации в теле трубы происходит увеличение периметра овала за счет остаточного пластического перемещения внутренних слоев металла после снятия нагрузки. При этом за счет остаточной деформации периметр трубы может увеличиваться до 1,5% от исходного. Это снижает точность совмещения овалов стыкуемых труб.With this correction of the oval of the pipe when creating a one-sided elastic-plastic deformation in the body of the pipe, the perimeter of the oval increases due to the residual plastic displacement of the inner layers of the metal after unloading. Moreover, due to permanent deformation, the perimeter of the pipe can increase to 1.5% of the original. This reduces the accuracy of combining the ovals of the joined pipes.
Другим недостатком является равномерность и одновременность перемещения жимков, которая приводит только к уменьшению овальности, т.е. приближению формы трубы к окружности, а значит, невозможности получения овала с заданными параметрами.Another disadvantage is the uniformity and simultaneity of the movement of the bench, which leads only to a decrease in ovality, i.e. the approximation of the shape of the pipe to the circle, and therefore, the impossibility of obtaining an oval with specified parameters.
Наиболее близким к заявляемому по конструктивным особенностям является наружный центратор (пат. РФ №2102213), включающий наружную раму, охватывающую подлежащую деформации трубу, группу средств для деформирующего воздействия на наружную поверхность трубы в радиальном направлении, выполненных в виде секторов с приводными центрирующими кулачками и фиксирующими секторы клиновыми механизмами и расположенным внутри указанной рамы.Closest to the claimed structural features is an external centralizer (US Pat. RF No. 2102213), including an external frame covering the pipe to be deformed, a group of means for deforming the outer surface of the pipe in the radial direction, made in the form of sectors with drive centering cams and fixing sectors with wedge mechanisms and located inside the specified frame.
При разведенных секторах центратор устанавливается на трубопровод в районе свариваемого стыка. Сектора сводятся. Силовыми цилиндрами обжимают трубопроводы кулачками в районе свариваемого стыка, обеспечивая соосность свариваемых труб и их цилиндричность.With divorced sectors, the centralizer is installed on the pipeline in the area of the joint being welded. Sectors are reduced. The power cylinders compress the pipelines with cams in the area of the welded joint, ensuring the alignment of the welded pipes and their cylindricality.
В этом техническом решении кулачки при перемещении стремятся привести торцы к правильной окружности, что, как уже указывалось выше, не обеспечивает получение овала с заданными параметрами, и, как следствие, снижает точность совмещения овалов стыкуемых труб.In this technical solution, the cams, when moving, tend to bring the ends to the correct circle, which, as already mentioned above, does not provide an oval with the given parameters, and, as a result, reduces the accuracy of combining the ovals of the joined pipes.
Кроме того, это техническое решение не предусматривает деформирование обоих торцов, и, следовательно, не обеспечивает получение минимальной разницы радиус-векторов овалов.In addition, this technical solution does not provide for the deformation of both ends, and, therefore, does not provide a minimum difference in the radius vectors of ovals.
Задачей заявляемой полезной модели является создание центратора, который обеспечивал бы сохранение периметра овала при коррекции и минимальную разницу радиус-векторов эталонного и стыкуемого овалов.The objective of the claimed utility model is the creation of a centralizer, which would ensure the preservation of the perimeter of the oval during correction and the minimum difference between the radius vectors of the reference and joined ovals.
Поставленная задача решается тем, что в центраторе, включающем наружную кольцевую раму, охватывающую подлежащую деформации трубу, группу средств для деформирующего воздействия на наружную поверхность трубы в радиальном направлении, расположенных внутри указанной рамы, при этом каждое средство имеет рабочий орган (наружный жимок), находящийся в контакте с наружной поверхностью трубы и силовой привод перемещения, в соответствии с изобретением центратор включает вторую группу средств для деформирующего воздействия на внутреннюю поверхность трубы, с рабочими органами (внутренними жимками), находящимися в контакте с внутренней поверхностью трубы. Каждый рабочий орган второй группы установлен во внутренней кольцеобразной раме, конструктивно связанной с наружной рамой, и снабжен приводом перемещения. Каждый рабочий орган первой группы расположен напротив рабочего органа второй группы, при этом рабочие органы контактируют с деформируемыми поверхностями трубы через The problem is solved in that in the centralizer, including the outer annular frame, covering the pipe to be deformed, a group of means for deforming the outer surface of the pipe in the radial direction, located inside the frame, each means has a working body (external press), located in contact with the outer surface of the pipe and the actuator displacement, in accordance with the invention, the centralizer includes a second group of means for deforming the inner surface spine tube, with the working bodies (internal zhimkami) located in contact with the inner surface of the pipe. Each working body of the second group is installed in the inner ring-shaped frame, structurally connected with the outer frame, and is equipped with a displacement drive. Each working body of the first group is located opposite the working body of the second group, while the working bodies are in contact with the deformable surfaces of the pipe through
опорные пятки, а количество рабочих органов каждой группы не менее пяти. Центратор дополнительно включает датчики линейных перемещений каждого из рабочих органов, блок сравнения и управления, электрически связанный с указанными датчиками и с блоком управления силовыми приводами, а также блок гидрораспределителей, гидравлически связанный с силовыми приводами рабочих органов и питающей гидростанцией.supporting heels, and the number of working bodies of each group is at least five. The centralizer additionally includes linear displacement sensors for each of the working bodies, a comparison and control unit electrically connected to the indicated sensors and to the power drive control unit, as well as a control valve unit hydraulically connected to the power drives of the working bodies and the supply hydraulic power station.
Благодаря наличию второй группы средств для деформирующего воздействия и взаимному расположению этих средств друг относительно друга деформация стенок трубы осуществляется одновременно снаружи и изнутри, что, как указывалось выше, уменьшает изменение периметра и минимизирует разницу радиус-векторов эталонного и стыкуемого овалов.Due to the presence of the second group of means for the deforming effect and the relative position of these means relative to each other, the deformation of the pipe walls is carried out simultaneously from the outside and from the inside, which, as mentioned above, reduces the perimeter change and minimizes the difference in the radius vectors of the reference and joined ovals.
Количество рабочих органов (жимков) в каждой группе является достаточным для приведения параметров деформируемого торца к параметрам эталонного.The number of working bodies (presses) in each group is sufficient to bring the parameters of the deformable end to the parameters of the reference.
Благодаря наличию датчиков линейных перемещений жимков, блоков сравнения и управления, обеспечивается деформация трубы при максимальной приближении параметров деформируемого торца к параметрам эталонного торца.Due to the presence of linear displacement sensors for bench presses, comparison and control units, the pipe is deformed at the maximum approximation of the parameters of the deformable end to the parameters of the reference end.
Количество рабочих органов первой и второй групп может быть различным. Это позволяет повысить точность корректировки и снизить суммарное количество жимков.The number of working bodies of the first and second groups may be different. This allows you to increase the accuracy of the adjustment and reduce the total number of benches.
Изобретение поясняется чертежами, на которыхThe invention is illustrated by drawings, in which
Фиг.1 изображает пример выполнения коррекции овала в соответствии с изобретением;Figure 1 depicts an example of the correction of the oval in accordance with the invention;
Фиг.2 изображает конструкцию устройства корректировки овала, реализующее описываемый способ, в соответствии с изобретением, в поперечном разрезе;Figure 2 depicts the design of the oval correction device that implements the described method, in accordance with the invention, in cross section;
фиг.3 изображает блок-схему устройства применительно к одной паре жимков: наружного и внутреннего.figure 3 depicts a block diagram of a device for one pair of benches: external and internal.
На фиг.1 изображен пример выполнения коррекции овала по предлагаемому способу. В качестве корректируемой кривой выбрана окружность 1, как частный случай овала, а измерение и силовое воздействие производится, например, по двенадцати осям 2-13 с углом между ними 30°. Количество точек силового воздействия может быть выбрано иным, но в любом случае не менее пяти. На фиг.1 приняты следующие обозначения: окружность 1 (базовый исходный контур (БИК)), упруго-пластический контур (УПК) 14 - геометрическое место точек радиусов кривизны нейтрального слоя трубы при силовом воздействии, остаточный пластический контур (ОПК) 15 - геометрическое место точек радиуса кривизны Figure 1 shows an example of the correction of the oval by the proposed method. The circle 1 was chosen as the corrected curve, as a special case of the oval, and the measurement and force action are performed, for example, along twelve axes 2-13 with an angle between them of 30 °. The number of force impact points can be chosen differently, but in any case not less than five. In Fig. 1, the following notation is used: circle 1 (base initial contour (BIC)), elastic-plastic contour (CCP) 14 - the geometric location of the points of the radii of curvature of the neutral layer of the pipe under force, the residual plastic circuit (OPC) 15 - the geometric location points of radius of curvature
нейтрального слоя трубы после прекращения силового воздействия (разгрузки), О -центр воображаемой оси трубы; DБИК - диаметр базового исходного контура; DОПК min, DОПК max - наименьший и наибольший диаметр остаточного пластического контура соответственно; DУПК min, DУПК max - наименьший и наибольший диаметр упруго-пластического контура соответственно.the neutral layer of the pipe after the termination of force (unloading), O-center of the imaginary axis of the pipe D NIR - the diameter of the base source circuit; D OPK min , D OPK max - the smallest and largest diameter of the residual plastic contour, respectively; D CPC min , D CPC max - the smallest and largest diameter of the elastic-plastic contour, respectively.
В приведенном примере по осям 0-2 и 0-8 расположим малые полуоси требуемого овала, а по осям 0-5 и 0-11 расположим большие полуоси требуемого овала.In the given example, along the axes 0-2 and 0-8 we will arrange the small semi-axes of the required oval, and along the axes 0-5 and 0-11 we will arrange the large semi-axes of the required oval.
Как показано на фиг.2, на общей опорной раме 16 расположены два ряда радиально ориентированных внутренних и наружных жимков 17, 18 соответственно, снабженных самоустанавливающимися (например, в виде сферического шарнира) опорными пятками 19 и 20, причем радиус кривизны опорной поверхности пятки 20 выбран для наружного жимка 18 не меньше радиуса кривизны наружной поверхности трубы при максимальном перемещении при коррекции, а радиус кривизны опорной пятки 19 внутреннего жимка 17 - не больше радиуса кривизны внутренней поверхности трубы при максимальном перемещении при коррекции. Каждый жимок 17, 18, например, в виде гидроцилиндра 21 и плунжера 22, оснащен устройством 23 измерения перемещения плунжера, например, в виде бесконтактного индуктивного датчика 24, 25 (фиг.3) линейных перемещений (на фиг.2 для примера показаны датчики только восьми плунжеров). Датчики 24, 25 соединены с блоком сравнения и управления 26, который служит для формирования математической кривой, соответствующей измеренному овалу, хранению данных о требуемом овале и управления гидрораспределителями жимков при измерениях и коррекции овала. Датчики 24, 25 электрически соединены с жимками 17, 18, а последние с помощью питающих гидрошлангов через блок гидрораспределителей 27 сообщаются с питающей гидростанцией 28 высокого давления.As shown in FIG. 2, on a common support frame 16 there are two rows of radially oriented inner and outer presses 17, 18, respectively, provided with self-aligning (for example, in the form of a spherical hinge) support heels 19 and 20, and the radius of curvature of the support surface of the heel 20 is selected for the external press 18 is not less than the radius of curvature of the outer surface of the pipe at maximum displacement during correction, and the radius of curvature of the support heel 19 of the internal press 17 is not greater than the radius of curvature of the inner surface of the pipe at max movement during correction. Each press 17, 18, for example, in the form of a hydraulic cylinder 21 and plunger 22, is equipped with a device 23 for measuring the movement of the plunger, for example, in the form of a contactless inductive sensor 24, 25 (Fig. 3) of linear displacements (in Fig. 2, only sensors are shown for example eight plungers). Sensors 24, 25 are connected to a comparison and control unit 26, which serves to generate a mathematical curve corresponding to the measured oval, to store data about the required oval and to control the hydraulic valves of the bench during measurements and correction of the oval. The sensors 24, 25 are electrically connected to the presses 17, 18, and the latter are in communication with the high-pressure power supply 28 through the control valves 27 through the control valve unit 27.
В приведенном примере реализации полезной модели количество внутренних и наружных жимков является одинаковым. В некоторых случаях можно использовать разное количество наружных и внутренних жимков. Это позволяет повысить точность корректировки и уменьшить суммарное количество жимков, и тем самым упростить и удешевить конструкцию. Выбор количества наружных и внутренних жимков определяют экспериментально.In the given example of the implementation of the utility model, the number of internal and external presses is the same. In some cases, you can use a different number of external and internal presses. This allows you to increase the accuracy of the adjustment and reduce the total number of presses, and thereby simplify and reduce the cost of construction. The choice of the number of external and internal presses is determined experimentally.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном положении внутренние жимки 17 полностью сведены, а наружные 18 разведены. В блок сравнения и управления 26 (БСУ) поступают сигналы исходного положения жимков 17, 18. В образовавшийся между пятками 19, 20 зазор водят торец обрабатываемой трубы 29, совмещая продольные оси трубы и устройства. В гидроцилиндры 21 жимков одновременно подают давление измерения, которое составляет не более 2% от рабочего. Все жимки перемещаются до контакта с наружной и внутренней поверхностями трубы 29 и в этом положении останавливаются, давление с гидроцилиндров 21 снимают. В БСУ 26 поступают сигналы о положении жимков 17, 18. По этому положению жимков 17, 18 БСУ 26 определяет параметры овала и толщину стенки обрабатываемой трубы 29. После этого параметры измеренного овала сохраняются в памяти БСУ 26 для дальнейшего использования. Далее БСУ 26 определяет пары жимков 17, 18, которые будут действовать в направлении большой полуоси 5-0-11 требуемого овала изнутри трубы 29 и пары жимков 17, 18, которые будут действовать в направлении малой полуоси 8-0-2 требуемого овала снаружи трубы 29, величину перемещения их плунжеров 22 до образования упруго-пластической деформации и управляет соответствующими гидрораспределителями, подавая в гидроцилиндры 21 рабочее давление. По достижении заданных величин перемещений плунжеров 22 давление снижают до давления измерения, а путем измерения обратного перемещения жимков 17, 18, например, под действием сил упругости трубы 29, определяют величину остаточных пластических деформаций и по их величине БСУ 26 определяет периметр, величину и угловое положение полуосей образованного овала, сравнивает их значения с параметрами требуемого овала. При необходимости цикл повторяет, до достижения минимальной разности радиус-векторов требуемого и измеренного овалов, что обеспечивает необходимую и достаточную идентичность сводимых овалов, а значит и повышение точности образования нормируемой сварочной ванны.In the initial position, the internal presses 17 are completely reduced, and the external 18 are divorced. The reference and control unit 26 (BSU) receives signals of the initial position of the presses 17, 18. The end face of the processed pipe 29 is brought into the gap formed between the heels 19, 20, combining the longitudinal axis of the pipe and the device. In the hydraulic cylinders 21 presses at the same time serves the measurement pressure, which is not more than 2% of the worker. All the presses move to contact with the outer and inner surfaces of the pipe 29 and in this position they stop, the pressure from the hydraulic cylinders 21 is removed. The BSU 26 receives signals about the position of the presses 17, 18. According to this position of the presses 17, 18, the BSU 26 determines the parameters of the oval and the wall thickness of the processed pipe 29. After that, the parameters of the measured oval are stored in the memory of the BSU 26 for further use. Next, the BSU 26 determines a pair of presses 17, 18 that will act in the direction of the major axis 5-0-11 of the desired oval from the inside of the pipe 29 and pairs of presses 17, 18 that will act in the direction of the minor axis of the 8-0-2 desired oval outside the pipe 29, the amount of movement of their plungers 22 to the formation of elastic-plastic deformation and controls the corresponding valves, giving the hydraulic cylinders 21 operating pressure. Upon reaching the specified displacement values of the plungers 22, the pressure is reduced to the measurement pressure, and by measuring the reverse movement of the presses 17, 18, for example, under the action of the elastic forces of the pipe 29, the magnitude of the residual plastic deformations is determined and the BSU 26 determines the perimeter, magnitude and angular position from them the semi-axis of the formed oval, compares their values with the parameters of the desired oval. If necessary, the cycle repeats, until the minimum difference of the radius vectors of the required and measured ovals is achieved, which provides the necessary and sufficient identity of the reduced ovals, and hence the increase in the accuracy of the formation of the standardized weld pool.
Применение описываемого устройства корректировки овала позволяет существенно упростить многие технологические операции при изготовлении труб, строительстве и ремонте трубопроводов.The use of the described oval correction device can significantly simplify many technological operations in the manufacture of pipes, construction and repair of pipelines.
В частности, при изготовлении труб на заводе овальность торцов менее 1% от наружного диаметра экспандированием достигается с большими трудностями, а это для трубы ⌀ 1420 мм составляет 14 мм. Такая величина овальности при сведении стыка на трассе трубопровода диктует применение устройств правки овалов и центраторов. Наиболее приемлемый результат - 0,1% от наружного диаметра - может In particular, in the manufacture of pipes at the plant, the ovality of the ends less than 1% of the outer diameter by expansion is achieved with great difficulties, and this is 14 mm for a pipe ⌀ 1420 mm. Such a magnitude of ovality when reducing the joint on the pipeline route dictates the use of straightening devices for ovals and centralizers. The most acceptable result - 0.1% of the outer diameter - can
быть достигнут на заводе-изготовителе с помощью описанного изобретения, что резко повышает качество выпускаемых труб и их потребительские свойства. Тогда потребителям на трассе можно правкой овала не заниматься, а просто свести торцы труб, что в несколько раз быстрее и проще, и нормируемая сварочная ванна будет готова. Как следствие, конструкция центратора может быть значительно упрощена, либо от него можно будет отказаться полностью, а значит, производительность сборки существенно повысится.be achieved at the factory using the described invention, which dramatically improves the quality of the pipes produced and their consumer properties. Then consumers on the highway can not correct the oval, but simply flatten the ends of the pipes, which is several times faster and easier, and the standardized weld pool will be ready. As a result, the design of the centralizer can be greatly simplified, or it can be completely abandoned, which means that the performance of the assembly will increase significantly.
При ремонте трубопроводов условия задачи сведения стыка более сложные: врезка ремонтной катушки возможна только с применением наружного центратора. К тому же овалы торца на ремонтной катушке и на ремонтируемой трубе вообще не регламентированы. Разность стыкуемых полуосей овалов на трубах больших диаметров из практики может достигать десятков миллиметров. В этом случае устройство, реализующее описываемый способ, может быть использовано и как измеритель параметров требуемого овала, например, на ремонтируемой трубе, и как корректор ответного овала уже на ремонтной катушке. Это позволяет также существенно упростить конструкцию центратора, либо отказаться от него полностью. Та же ситуация возможна при сварке переходов, тройников, отводов т.д. При этом повышается производительность сборки, а значит, скорость ремонта, и, кроме того, открывается путь для применения при ремонте автоматической сварки корневого шва.When repairing pipelines, the conditions of the joint reduction task are more complex: insertion of the repair coil is possible only with the use of an external centralizer. In addition, the end ovals on the repair coil and on the repaired pipe are generally not regulated. The difference of the joined semi-axes of ovals on pipes of large diameters from practice can reach tens of millimeters. In this case, a device that implements the described method can be used both as a meter for the parameters of the required oval, for example, on the pipe being repaired, and as a corrector for the response oval already on the repair coil. This also allows you to significantly simplify the design of the centralizer, or abandon it completely. The same situation is possible when welding transitions, tees, bends etc. This increases the productivity of the assembly, and therefore, the speed of repair, and, in addition, opens the way for use in the repair of automatic welding of the root seam.
Весьма важным обстоятельством применения описываемой полезной модели при сварке стыков является отсутствие наложенных в зоне сварного шва дополнительных механических напряжений непосредственно при сварке, что повышает качество сварки и надежность работы трубопровода в целом.A very important circumstance of the application of the described utility model for welding joints is the absence of additional mechanical stresses applied in the weld zone directly during welding, which increases the quality of welding and the reliability of the pipeline as a whole.
Конструктивно устройство для труб ⌀ 1420 мм, стенкой 40 мм выполнено в виде планшайбы с наружным габаритом по диаметру не более 2000 мм, высотой не более 400 мм. В настоящее время разрабатывается технический проект. Вес устройства без гидростанции и системы управления до 20 кН, что позволяет использовать его как в цехе трубопрокатного завода, так и на мобильной платформе трубосварочного поезда.Structurally, the device for pipes ⌀ 1420 mm, with a wall of 40 mm, is made in the form of a face plate with an external dimension of no more than 2000 mm in diameter and no more than 400 mm in height. A technical project is being developed. The weight of the device without a hydraulic station and control system is up to 20 kN, which allows it to be used both in the workshop of a pipe rolling plant and on a mobile platform of a pipe welding train.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008144128/22U RU81450U1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008144128/22U RU81450U1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU81450U1 true RU81450U1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008144128/22U RU81450U1 (en) | 2008-10-31 | 2008-10-31 | CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU81450U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116197595A (en) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 新乡市大唐鑫锐液压设备有限公司 | Cable coil welding positioning tool and welding process |
| RU2799963C2 (en) * | 2018-10-02 | 2023-07-14 | Серимакс Холдингз | Internal clamping and welding device |
-
2008
- 2008-10-31 RU RU2008144128/22U patent/RU81450U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799963C2 (en) * | 2018-10-02 | 2023-07-14 | Серимакс Холдингз | Internal clamping and welding device |
| CN116197595A (en) * | 2023-05-05 | 2023-06-02 | 新乡市大唐鑫锐液压设备有限公司 | Cable coil welding positioning tool and welding process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Herynk et al. | Effects of the UOE/UOC pipe manufacturing processes on pipe collapse pressure | |
| US8313016B2 (en) | Method and device for positioning a first pipe with respect to a second pipe | |
| US8695198B2 (en) | Method of positioning pipes end to end | |
| CN103028914B (en) | Manufacture method for curve plate of steel case girder | |
| Tkaczyk et al. | Integrity of mechanically lined pipes subjected to multi-cycle plastic bending | |
| RU2397854C2 (en) | Method for preparing pipeline pipes butt-ends for welding and centering skid for preparing pipeline pipes butt-ends for welding | |
| RU2572940C1 (en) | Welded steel large-diameter pipe produced by uoe process and its structure | |
| CN112570998B (en) | Manufacturing process method of air cooling pipeline of thermal generator set | |
| JP2015200410A (en) | Inner face material pressing device | |
| CN201543688U (en) | Pipe end ovality correcting device for large-caliber longitudinal welded pipe | |
| RU81450U1 (en) | CENTER FOR PREPARATION OF THE BUTTERS OF PIPELINES FOR WELDING | |
| CN106248277A (en) | A kind of Hi-grade steel large-caliber spiral submerged-arc welded (SAW) pipe residual stress prediction and verification method | |
| CN105268780B (en) | The method and apparatus of end for calibration metal pipe | |
| CN106294940B (en) | A kind of space large size bending round steel pipe multi-process accumulated error control method | |
| CN104646875B (en) | A kind of morpheme dimensional control methods of 5M level weak rigidity overlength tank | |
| Van Es et al. | Local buckling of spirally welded tubes–analysis of imperfections and physical testing | |
| JP5929968B2 (en) | UOE steel pipe and steel pipe structure formed by the UOE steel pipe | |
| US20170234463A1 (en) | Apparatus and method for strengthening welded-lap joints for steel pipeline | |
| CN205851605U (en) | Multiaxis periphery indentation cyclic bending numerical control set round machine | |
| RU2647062C1 (en) | Method of a large diameter welded pipe expanding, manufactured by bending from a sheet and by longitudinal welding | |
| RU2647063C1 (en) | Method of pipeline manufacturing by welding of pipes | |
| Zou et al. | Numerical simulation of X90 UOE pipe forming process | |
| Jianzeng et al. | Numerical simulation of the UOE forming process based on MSC. Marc secondary development technology | |
| JP6322510B2 (en) | Tube straightening method | |
| JPS6032531B2 (en) | Pipe straightening method and device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MG11 | Anticipatory lapse of a utility model patent in case of granting an identical utility model |
Ref document number: 2008144217 Country of ref document: RU Effective date: 20100827 |