SU1298028A1

SU1298028A1 - Centering device for pre-welding assembling of pipes

Info

Publication number: SU1298028A1
Application number: SU853902816A
Authority: SU
Inventors: Владимир Никитич Баранов; Владимир Петрович Бедняков; Виктор Сендерович Лифшиц; Борис Иванович Беловолов; Александр Васильевич Ямпольский; Александр Александрович Шевченко; Константин Степанович Швецов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2869
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1987-03-23

Abstract

Изобретение касаетс сварки, а именно установок дл сварки кольцевых швов труб большого диаметра, и может быть использовано при строительстве магистральных трубопроводов. Целью изобретени вл етс повышение качества сборки. Центратор содержит цилиндрический корпус, на котором смонтирован гидропривод и подвижный ползун, св занный со штоками гидропривода . На ползуне в сферических гнездах установлены концы двусторонних сферических толкателей, вторые их концы установлены в аналогичных сферических гнездах зажимных элементов. Последние с помощью жестких т г могут поворачиватьс относительно шарниров, смонтированных на цилиндрическом корпусе. На этих же шарнирах установлены упругие балки дл предварительного центрировани труб. При подаче давлени в гидропривод начинает перемешатьс кольцевой ползун. При этом двусторонние толкатели поворачиваютс в своих гнездах и перемеш,ают зажимные элементы в радиальном направлении. Это в свою очередь вызывает поворот т г вместе с упругими балками. Концы упругих балок первыми касаютс поверхности труб и производ т их предварительное центрирование и зажим. При дальнейшем перемешении кольцевого ползуна происходит окончательный зажим и экспандирование труб. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л iNd СО 00 |С 00The invention relates to welding, namely, installations for welding ring seams of large diameter pipes, and can be used in the construction of trunk pipelines. The aim of the invention is to improve the quality of the assembly. The centralizer includes a cylindrical housing on which a hydraulic actuator is mounted and a movable slider associated with the hydraulic actuator rods. The ends of bilateral spherical pushers are installed on the slider in spherical sockets, their second ends are installed in similar spherical nests of clamping elements. The latter can be rotated with the help of rigid joints relative to the hinges mounted on the cylindrical body. Elastic beams are installed on the same hinges to pre-center the tubes. When pressure is applied to the hydraulic drive, the annular slider begins to mix. At the same time, the double-sided pushers turn in their sockets and move, and clamp the elements in the radial direction. This in turn causes the rotation of the tg together with the elastic beams. The ends of the elastic beams first touch the surface of the pipes and pre-center and clamp them. With further mixing of the ring slider, the final clamping and expansion of the pipes takes place. 2 hp f-ly, 3 ill. i (L iNd CO 00 | C 00

Description

Изобретение относитс к производству сварных труб, а точнее к установкам дл сварки кольцевых швов труб большого диаметра , и может быть использовано на предпри ти х , изготавливающих электросварные трубы, а также при строительстве магистральных трубопроводов.The invention relates to the production of welded pipes, and more specifically to installations for welding annular joints of large-diameter pipes, and can be used in enterprises manufacturing electric-welded pipes, as well as in the construction of trunk pipelines.

Целью изобретени вл етс повышение качества сборки за счет обеспечени предварительного центрировани труб.The aim of the invention is to improve the quality of the assembly by providing pre-centering of the pipes.

На фиг. 1 представлен центратор дл сборки труб под сварку, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -- разрез Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows a centralizer for assembling pipes for welding, a general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one.

Центратор дл сборки труб под сварку содержит штангу 1, на которой с помощью подшипников 2 качени смонтирован разъемный корпус 3 кольцевого гидроцилиндра 4. Размещенные равномерно по окружности штоки 5 кольцевого гидроцилиндра 4 неподвижно закреплены на кольцевом ползуне 6, который посредством втулок 7 имеет возможность перемещени по консольной цилиндрической направл ющей корпуса 3 кольцевого гидроцилиндра 4. В кольцевом ползуне 6 размещены сферические подп тники 8 и двусторонние сферические толкатели 9. Цоследние своими вторыми концами взаимодействуют с зажимными элементами 10, снабженными двум выступами 11 и 12 дво кой кривизны соответственно дл каждой из свариваемых труб 13 и 14. Зажимные элементы 10 смонтированы на т гах 15, которые своими вторыми конца.ми щарнирно креп тс с помощью осей 16 и втулок 17 на наружной части корпуса 3 кольцевого гидроцилиндра 4. Крепление сферических двусторонних толкателей 9 в кольцевом ползуне 6 и зажимных элементах 10 осуществл етс с помощью разъемных крышек 18 и 19. Между выступами II и 12 на каждом зажимном элементе 10 креп тс защитные кожухи 20, выполненные из цветного металла. Между щетками 21 т г 15 на ос х 16 жестко закреплены, по крайней мере, чеиыре упругие балки 22 переменного сечени , которые своими вторыми концами закреплены с помощью шпилек 23 и гаек 24 в пазах 25 т г 15 в непосредственной близости к выступам 11. Подача рабочей жидкости от гидросистемы машины к кольцевому гидроцилиндру 4 осуществл етс через трубопроводы 26 и 27 и гидравлическое поворотное средство 28, На свободном конце штанги 1 крепитс сварочный аппарат внутренней сварки (не показан), а на корпусе 29 гидравлического поворотного средства 28 - токосъемник 30 и опорно-направл ющие ролики 31.A centralizer for assembling pipes for welding contains a rod 1 on which a split housing 3 of an annular hydraulic cylinder 4 is mounted by means of rolling bearings 2. The stems 5 of an annular hydraulic cylinder 4 placed evenly around the circumference are fixedly mounted on an annular slider 6, which by means of bushings 7 can be moved along a cantilever a cylindrical guide casing 3 of an annular hydraulic cylinder 4. In the annular slider 6 there are spherical hubs 8 and bilateral spherical pushers 9. The latter with their second ends They interact with clamping elements 10 provided with two protrusions 11 and 12 of a double curvature, respectively, for each of the pipes 13 and 14 being welded. The clamping elements 10 are mounted on legs 15, which are pivotally fixed by means of axes 16 and sleeves 17 on the outer part of the casing 3 of the annular hydraulic cylinder 4. The spherical double-sided pushers 9 are fastened in the annular slider 6 and the clamping elements 10 by means of detachable covers 18 and 19. Between the projections II and 12 on each clamping element 10 are secured 20 soup made from nonferrous metal. Between brushes 21 t g 15 on wasps x 16 are rigidly fixed, at least cheiire, elastic beams 22 of variable cross section, which with their second ends are fixed with studs 23 and nuts 24 in grooves 25 t g 15 in close proximity to the protrusions 11. Feed the working fluid from the hydraulic system of the machine to the annular hydraulic cylinder 4 is carried out through pipelines 26 and 27 and hydraulic rotary means 28. At the free end of the rod 1 there is an internal welding machine (not shown) attached, and on the case 29 of the hydraulic rotary means 28 A puller 30 and support rollers 31.

В случае сварки наружного шва, когда через штангу 1 передаетс крут щий момент дл вращени центратора вместе со свариваемыми трубами 13 и 14 кольцевой гидроцилиндр 4 крепитс на штанге 1 неподвижно , а гидравлическое поворотное средство 28 и токосъемник 30 отсутствуют.In the case of external seam welding, when a torque is transmitted through the rod 1 to rotate the centralizer together with the pipes 13 and 14 to be welded, the ring hydraulic cylinder 4 is fixed on the rod 1 stationary, and the hydraulic rotary means 28 and the current collector 30 are absent.

Конструктивной особенностью центратора вл етс равенство размеров от осей вращени рычагов до оси центратора и от центра наиболее удаленной шаровой поверх- ности толкателей при их расположении в диаметральной плоскости в рабочем положении до оси центратора. Это обеспечивает , как показали теоретические исследовани усилий и деформаций механизма, не только минимальную величину вертикального и горизонтального перемещени выступов зажимных элементов при повороте т г, но и минимальную величину дей вующих на т ги и их шарниры составл ющий усилий в процессе экспандировани концов свариваемых труб.The design feature of the centralizer is the equality of dimensions from the axes of rotation of the levers to the axis of the centralizer and from the center of the most distant spherical surface of the pushers when they are located in the center plane in the working position to the axis of the centralizer. This provides, as theoretical studies of the forces and deformations of the mechanism have shown, not only the minimum amount of vertical and horizontal movement of the protrusions of the clamping elements when turning tg, but also the minimum amount of forces acting on the pipes and their hinges in the process of expansion of the ends of the pipes to be welded.

5 Устройство работает следующим образом. Труба 13 транспортными средствами установки (не по азано) надвигаетс на центратор и при совмещении ее заднего торца с плоскостью сварки наружного свароч ,- ного аппарата (не показан) останавливаетс . Через трубопровод 26, гидравлическое поворотное средство 28 подаетс рабоча жидкость под давлением в поршневую полость кольцевого гидроцилиндра 4. Под действием рабочего давлени (Q-5 The device operates as follows. The pipe 13 by the installation vehicles (not in azano) slides over the centralizer and when its rear end is aligned with the welding plane of the external welding apparatus (not shown) stops. Through pipe 26, the hydraulic pivoting means 28 is supplied with working fluid under pressure into the piston cavity of the annular hydraulic cylinder 4. Under the action of the working pressure (Q-

5 5 МПа) штоки 5 вместе с кольцевым ползуном b перемещаютс вправо и через сферические двусторонние толкатели 9 поворачивают т ги 15 с упругими балками 22, выдвинутыми в исходном положении « на 35 мм дальше от оси центратора, чем высту0 пы 11 и 12 зажимных элементов 10. по направлению к внутренней поверхности трубы 13. При соприкосновении упругих балок 22 с внутренней поверхностью происходит совмещение оси центратора с осью трубы 13. При радиальном ходе (35 мм)5 5 MPa) rods 5 together with the ring slider b move to the right and through spherical double-sided pushers 9 rotate rods 15 with elastic beams 22 extended in the initial position "35 mm farther from the axis of the centralizer than the slots 11 and 12 of the clamping elements 10 towards the inner surface of the pipe 13. When the elastic beams 22 come into contact with the inner surface, the axis of the centralizer coincides with the axis of the pipe 13. During a radial stroke (35 mm)

зажимных элементов 10 труба 13 зажата общим радиальным усилием не менее 180 кН. При этом между поверхност ми дво кой кривизны выступов 12 и внутренней поверхностью трубы 14 остаетс зазор 25 мм, достаточный дл транспортировки трубы 4clamping elements 10 pipe 13 is clamped by a total radial force of at least 180 kN. At the same time, there is a gap of 25 mm between the surfaces of the double curvature of the projections 12 and the inner surface of the pipe 14 to transport the pipe 4

на центратор. Когда труба 14 упретс в торец трубы 13 и остановитс , в поршневую полость гидроцилиндра 4 снова подаетс рабоча жидкость под давлением О-5 МПа и его поршень совершает почти on centralizer. When the pipe 14 is pressed into the end of the pipe 13 and stops, the working fluid is again supplied to the piston cavity of the hydraulic cylinder 4 under the pressure O-5 MPa and its piston makes almost

, полный ход и при одинаковых или близких диаметрах труб 13 и 14, выступы 11 и 12 зажимных элементов 10 сцентрируют и зажмут обе трубы 13 и 14. Если оказываетс , что внутренние диаметры труб 13 и 14 различны, то оператор с пульта управле0 НИН переключает управл ющую аппаратуру гидросистемы на подачу в поршневую полость гидроцилиндра 4 под давлением 5-10 МПа. которое создает в зажимных элементах 10 усилие, достаточное не только .дл правки, НС и экспандироваки трубы, full stroke and at the same or close diameters of pipes 13 and 14, the protrusions 11 and 12 of clamping elements 10 center and clamp both pipes 13 and 14. If it turns out that the internal diameters of pipes 13 and 14 are different, then the operator from the control panel NIN switches the control hydraulic equipment for delivery to the piston cavity of the hydraulic cylinder 4 under pressure of 5-10 MPa. which creates in the clamping elements 10 force, sufficient not only .dl, NS and expander pipe

5 с наименьшим диаметром до выравнивани с трубой большего диаметра. Зажатые трубы 13 и 14 вместе с центратором 1од- нимаютс приводными поворотными роликами , к стыку подводитс сварочный аппарат наружной сварки, производитс наложение наружного сварного шва. После наложени необходимого количества наружных кольцевых швов трубы 13 и 14 останавливаютс , поршнева полость гидроцилиндра 4 соедин етс со сливом, а в штоко- вую полость подаетс рабоча жидкость под давлением, трубы 13 и 14 освобождаютс от зажима, сварочный аппарат отводитс и центратор транспортируетс средствами установки влево до совмещени плоскости сварки внутреннего сварочного аппарата со стыком труб 13 и 14. Производитс зажим сваренных труб 13 и 14 при подаче рабочей жидкости давлением до 5 МПа в поршневую полость гидроцилиндра 4, подвод тс наружный и внутренний сварочные аппараты к зоне сварки и при вращении труб 13 и 14 производитс одновременно наложение наружного и внутреннего сварных швов. После сварки кольцевого шва сварочные аппараты отвод тс , трубы останавливаютс , разжимаютс и транспортируютс с центратора . Центратор транспортным средством установки перемещаетс в исходное положение .5 with the smallest diameter prior to alignment with a pipe of larger diameter. The clamped pipes 13 and 14, together with the centralizer, are one-sided driven rotary rollers, an external welding machine is supplied to the joint, an external weld is superimposed. After applying the required number of external annular joints, pipes 13 and 14 are stopped, the piston cavity of hydraulic cylinder 4 is connected to the drain, and working fluid is supplied to the rod cavity, pressure pipes 13 and 14 are released from the clamp, the welding machine is retracted and the centralizer is transported by means of installation left to align the plane of welding of the internal welding machine with the joint of pipes 13 and 14. Clamping of welded pipes 13 and 14 is performed when the working fluid is pressurized to 5 MPa in the piston cavity of the hydraulic cylinder 4, external and internal welding machines are brought to the welding zone and, when the pipes 13 and 14 rotate, external and internal welds are simultaneously applied. After welding the annular weld, the welding machines are retracted, the pipes are stopped, unclenched and transported from the centralizer. The centralizer of the vehicle installation is moved to its original position.

Далее цикл повтор етс .Then the cycle repeats.

Предлагаемый центратор дл сборки и сварки позвол ет повысить качество сборки и сварки кольцевых швов труб, производительность сборки и расширить технологические возможности центратора в частиThe proposed centralizer for assembly and welding allows improving the quality of assembly and welding of annular seams of pipes, assembly performance and expanding the technological capabilities of the centralizer in part

5five

правки и экспандировани поврежденных толстостенных концов труб.straightening and expansion of damaged thick-walled pipe ends.

Claims

Invention Formula

. A centralizer for assembling pipes for welding, containing a hydraulic actuator with a cylindrical body, clamping elements and double-sided spherical tappets, kinematically connected with the hydraulic actuator and clamping elements, characterized in that, in order to improve the quality of the assembly by providing pre-centering of pipes, it is equipped with hinges according to the number of clamping elements, t gami and at least four elastic beams, each hinge is mounted on a cylindrical body on one generatrix with a corresponding clamping element and is kinematically coupled with it through the thrust, and the resilient beam mounted on the same schar0 niraham uniformly over the circumference with rotatable together with the connecting rods.

2. A hub according to claim 1, characterized in that the hydraulic actuator and the hinges are located on one side of the clamping elements.

3. A hub according to claim 1, characterized in that the double-sided spherical tappets are connected to the hydraulic drive through an annular slider mounted with the possibility of axial movement along the body of the hydraulic drive.

; j

2 s

5 22

,, s / "

15 8 320

20

/ 1-D

nineteen

31

2

, 7, .i

Fi.g.3