SU882714A1 - Установка дл сборки и сварки трубопроводов - Google Patents

Description

:1

Изобретение относитс  к устройствам , обеспечивающим комплексную обработку стыка при сварке трубопроводов , в частности при прокладке магистргшьных трубопроводов большого диаметра, например 1420 мм, и модет найти применение в нефтедобывающей, газовой, строительной отрасл х промвлипенности .

Известна установка дл  сборки и. /сварки трубопроводов, содержаща  полуприцеп , на котором размещен механизм подачи труб, центратор, механизм дл  перемещени  устройства по трубе, выполненный с опорными коническими роликами tl.

Однако эта установка не обеспечивает быстрого монтаика и демонтажа оборудовани , так как центратор соCTOj T из неразъемных колец, кроме того,установка не обеспечивает проведение полного комплекса работ,св занных с обработкой стыка. Например, она не выполн ет зачистку кромок, термообработку, автоматическую сварку , контроль качества соединени , защиту рабочей зоны и т.д. То есть зта установка не обеспечивает в полной мере механизацию и автоматизацию технологического процесса по

комплексной обработке неповоротного стыка. Кроме того, отсутствие защитного укрыти  рабочего места ухудшает услови  труда сварщиков, работающих в различных климатических зонах, особенно в неблагопри тную погоду.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае10 мому результату  вл етс  установка дл  сборки и сварки трубопроводов, содержгида  смонтированный на прицепе с возможностью подъема и продольного перемещени  центратор, вы15 полненный в виде двух пар, шарнирно соединенных между собой полукольцевыми направл кхцими дл  сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещени  труб с силовыми цилиндрами 2.

Однако данна  установка также не обеспечивает полного комплекса работ н необходимой точности стыковки труб, что снижает качество сварки,

25 производительность и ухудшает услови  труда.

Цель изобретени  - повышение качества сварки путем увеличени  точности стыковки труб, а также по30 вьинени  производительности и улучшеи  условий труда при работах под ткрытым кебом.

С этой целью в установке дл  сборки и сварки трубопроводов, соержа1 .цей смонтированный на прицепе с возможностью подъема и продольного перемещени  центратор, выполненный в виде двух пар, шарнирно соеиненных между собой полукольцевых зажимных секций с полукольцевыми .на-. пpaвл ющи to дл  сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещени  труб с силовыми цилиндрами, корпуса указанных цилиндров расположены диаметрально противоположно и шарнирно установлены на одной из пар зажимных секций центратора,на штоках указанных цилиндров смонтированы зажимы дл  труб , а зажимные секции центратора оснащены шаровыми опорами труб, при этом шаровые опоры, расположенные в секци х, соединенных с силовыми цилиндрами механизма осевого перемещени  труб, установлены с возможностью вращени , а шаровые опоры, размещенные в другой паре секций закреплены жестко.

Кроме того,на центраторе смонтирован з.ащитный кожух, торцовые стенки которого выполнены в виде двух штор с щарнирно соединенными между собой полукольцевыми опорами, св занными с секци ми центратора.

При этом на направл ющих центратора установлены с возможностью перемещени  нагревательный и охлаждающий элементы, выполненные в виде двух полуколец.

На фиг. 1 изображена установка, вид сверхуfна фиг. 2 - вид А на фиг.1, на фиг. 3 - вид В на фиг. 1) на фиг. 4 - центратор; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4; на фиг. б - установка свар. 1чноа головки; на фиг, 7 - сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг, 8 - сечение Д-Д на фиг, 4; на фиг, 9 - узел Т на фиг. 8; на фиг, 10 - узел 11 на ,.. фиг. 5) на фиг. 11 - защитный кожух на фиг,12 - система обеспечени  микроклимата в рабочей зоне на фиг.13 схема размещени  установки при прокладке трубопроводов.

Установка содержит тележку-трубопрокладчик 1 со стрелой 2, на которой смонтирован центратор 3 с защитным кожухом 4, а также полуприцеп . 5 с источником 6 питани , нагре ват льным устройством дл  термообработки , электростанцией 7, мощностью 100-150 кВт, установкой 8 дл  производства углекислого газа, компрессор 9 и несамоходный транспортный блок 10, представл ющий собой двухосный прицеп, продольной св зью которого  вл етс  труба 11, по диаметру соответствующа  центратору. На этой трубе 11 в транспортном положени  смонтирован центратор 3, его

крепление на трубе 11 осуществл етс  с помогцью ст жных винтов с гайками 12. В транспортном положении блок 10 с центратором 3 прицепл етс  к полуприцепу 5 и транспортируетс  трубоукладчиком 11,

Центратор 3 смонтиоован на стоеле 2 посредством привода 13 дл  подъема центратора.

Центратор содержит привод 14, например гидравлический, на корпусе которого смонтирован кронштейн 15 с шарнирно установленными на них посредством осей 16 двум  двуплечими рычагами 17, одно из плеч каждого соединено посредством оси 18 со штоками привода 14. На другом плече рычагов 17 посредством шарнирного звена 19 с взаимно перпендикул рными ос ми 20 и 21 смонтированы две пары полукольцевых зажимных секций 22, Кажда  секци  представл ет собой две призмы 23с шаровыми опорами 24 причем на призмах одной из пар зажимных секций 22 опоры 24 установлены с возможностью вращени , а на призмах другой пары зажимных секций закреплены жестко.

Призмы 23 соединены между собой жестко трем  балками 25. Секции 22 между собой соединены двухзвенным механизмом 26, обща  ось 27 которого перемещаетс  по двум направл ющим 28 выполненным на кронштейне 15, при этом на свободных концах направл ющих 28 закреплены с возможностью вращени  шаровые опоры 29, Шаровые опоры 29 при центрировании стыка образуют жесткий треугольник приложенных сил.

Привод 14 установлен на приводе

13,синхронно работающем с приводом

14.Он предназначен дл  вертикального подъема и опускани  центратора во врем  раскрыти  и закрыти  захвата,

На призмах 23 смонтированы одинаковые разъемные фланцы 30-33 с направл ющими и шестерней и в рабочем положении образующие замкнутый круг

На фланце 30 смонтированы четыре самоходные зачистные пневматические машинки (не показаны),

На фланце 31 смонтированы сварочные головки, например четыре двухдуговых сварочных аппарата 34, настроенные на режим сварки корневого шва в среде углекислого газа.

На фланце 32 смонтированы такие же части, четыре сварочных аппарата 34, настроенные на режим заполн ющего и облицовочного шва.

На фланце 33 смонтированы, например две самоходные, известной конструкции , ультразвуковые головки (не показаны),

Все оборудование установлено на разъемных фланцах, крепитс  к ним подвижно известным способом, наприме с помощью направл гадих.

На всех сварочных аппаратах установлены защитные экраны 35 от светового воздействи  электрической дуги к предусмотрено место дл  креплени  кронштейна 36 с газовыми резаками 37

Между крайней и средней призмой расположен механизм 38 осевого перемещени  трубы. Он выполнен в виде двух силовых цилиндров 39 (фиг. 5), например гидравлических, расположенных диаметрально противоположно . Один конец силового цилиндра 39 шарнирно закреплен на средней призме 23, а второй конец подпружинен с помощью пружины 40, закреплен ной на кронштейне 41, который установлен на призме 23. На конце штока цилиндра 39 шарнирно поставлен зажим 42 дл  труб, например электромагнитный или вакуумный не требующий дополнительных операций по закреплению зажимов или закреШ1 ег.«й, прихваткой,

Между средними призмами смонтированы подвижно выпускаемые в виде двух.полуколец нагреватель 43, например электрический, охлаждающий 44 элементы, которые закреплены подвижно , например с помощью фрикционных роликов 45, установленных на башках 25, и могут перемещатьс; по окруж ности и по направл клдим ос м 46.

На одном из двуплечих рычагов 17 смонтирован пульт 47 угзравлени , с которого осуществл етс  управление приводами 13 и 14 центратора, приводами механизма 38 осевого перемещени  трубы и приводом поворота стрелы 2 самоходной тележки 1.

Один из кабелей сварочной цепи 48 подключен к шаровому Гнезду 49 шаровой опоры 24, при этом шаровое гнездо 49 изолировано диэлектрической прокладкой (не показано) от призм 23. Такое подключение обеспечивает автоматическое соединение сварочной цепи с трубами 50 и 51.

На опорном кронштейне 15 центрато ра с помощью балок 52 смонтирован защитный кожух 53 с открывакадимис  окнами 54, по периметру которого прикреплен защитный материал (не показано). К конструкции крышки прикреплены опоры 5-5 (не менее 4-х), например телескопические. Торцовые стенки выполнены в виде двух штор с полукольцевыми опорами 56, шарнирно соединенными двухззепным механизмом 57, обща  ось 58 которого перемещаетс  по направл ющей 59, прикрепленной к конструкции крыши, при этом Кс1жда  полукольцева  опора 56 шарнирно св зана с осью 20 двуплечего рычага 17, котора  перемещаетс  по своей направл ющей 60, установленной на опоре 55. С внутренней стороны к опорам 56 прикреплен уплотнительный материал 61, например резина, а с наружной стороны

н,ат нут защитный материал, например Г рореэиненна  ткань (не показано) .

На крайних призмах 23 сверху установлены (дл  удобства обслужи- . ванил) площадки 62, а на оси 20 двупл-эчаго рычага 17 шарнирно установ5 . -ена стрем нка 63, верхний конец -Оторой подвижно закреплен на призмах 23.

Под кожухом 53 смонтировано вспомогательное оборудование, включаюo щее кондиционеры 64 и 65 воздуха, обеспечивающие требуемый микроклимат, системы 66 освещени , систему 67 приточно-выт жной вентил ции, противовесы 68 дл  балансировки всей

5 конструкции, инструментальные шкафы 69, сидень  70 дл  отдыха во врем  технологической паузы.

С наружной стороны (фиг. 11) к опорам 55 прикреплены объемные крон0 штейны 71, на концах которых установлены шкафа 72 дл  размещени  ручного механизированного инструмента, примен емого во врем  предварительной подготовки концов труб. 14)онштейны 71 также предназначены и дл 

5 прокладки коммуникаций (например электрический кабель, воздушный шланг), соедин ющих оборудование дл  обработки стыка с внутренней стороны (например сварочный аппарат).

0

Установка работает следующим об- , разом.

Центратор 3 снимаетс  с блока 10 J кaким-нибyдь трубоукладчиком, уста .навливаетс  на опоры 55 над стыкуе

5 . мой трубой 50 и 51. Подключаютс  все коммуникации к энергетическому оборудованию, расположеннокс на по|Луприцепе 5. Монтируютс  кронштейны 71 с наружной стороны (фиг. 3), ко0 торыз на врем  транспортировки были ; прккрегшекы -к конструкции кожуха с внутренней стороны. Все гидроци ,ликдры центратора подключаютс  к гидросистема трубоукладчика. Про- , изводитс  балансировка всей конструк5 ции, подвешенной на стреле 2 тележки-трубоукладчика 1 с помощью противовесов 68 (фиг. 12) провер етс  работоспособность комплекса оборудовани . Затем центратор подводитс  к стыку,

0 при этом концы труб 50 и 51 наход тс  на некотором рассто нии друг от друга , например 50-100 мм.

С пульта 47 управлени  (фиг. 8) одним из рычагов приводитс  в дейст5 вие два привода 13. и 14, при этом призмы 23 плавно замыкаютс  с усилием 5-10 тс, и предварительно центрируют обе трубы 50 и 51, Прихваты вают Односторонней сваркой или за0 крепл ют иным способом зажиг ы 42 к трубе 50, например полуавтоматом в среде углекислого газа. С пульта 47 .управлени  другим рычагом привод т ,в действие механизм 38 осевого пере5 мещени  трубы 50-, Шаровые опоры 24

зажимающие трубу 51, установлены жестко и обеспечивают неподвижность центратора на этой трубе, а шаровые опоры 24, зажимающие трубу 50, установлены с возможностью их вращени , поэтому при стыковке труба 50 подвигаетс  к трубе 51, Трубы стыкуютс  с требуемым технологическим зазором. После чего с пульта 47 на привод центратора подаетс  дополнительное усилие развиваемое до 100-140 тс, в результате устран етс  эллипсность концов и выполн етс  окончательное центрирование.

С внутренней стороны, если предусмотрено технологией, на стык устанавливаетс  быстроразъемное подкладное кольцо (не показано).

С наружной стороны стык защищаетс  самоходныгли зачистными машинками , установленными на фланце 30 (фиг.2),затем подогреваетс  электрическим нагревательным элементом 43., после чего производитс  сварка корневого шва в среде COij с помощью четырех сварочных аппаратов, установлен-ных на фланце 31. (С помощью этих сварочных аппаратов, в зависимости от технологии, допускаетс  сварка всего стыка) . После сварки корневого шва обратным ходом силового цилин ,цра 39 (фиг. 7) открываетс  односторонн   прихватка кронштейна 42. Под действием пружины 40 весь привод механизма осевого перемещени  трубы поднимаетс  вверх до кронштейна 41. Затем приз№л раскрывают и переставл ют всю конструкцию на другую технологическую операцию по сварке заполн ющего и облицовочного шва. Перестановка производитс  с пульта 47 управлени  Поворотом стрелы 2 трубоукладчика 1.

Сварка заполн ющего и облицовочного шва производитс  также в среде CUQ сварочными аппаратами, установленными на фланце 32, После окончани  сварки стыка вс  конструкци  как и ранее переставл етс  в исходно положение, здесь производитс  зачистка и его термообработка упом нутыми устройствами. После термообработки стыка вс  конструкци  переставл етс  на контроль качества соединени  Контроль осуществл етс  двум  ультразвуковыми головками (например УДМ-3 установленными на фланце 33 (фиг.2) Пдраллельно вышеописанной работе с внутренней стороны снимаетс  подK .naifHoe кольцо и провариваетс  стык автоматической сваркой (если предусмотрено технологией,например с применением порошковой проволоки).

После контрол  качества соединени  вс  конструкци  перемещаетс  в первоначальное положение, затем с раскрытыми призмами она переноситс  трубоукладчиком 1 к следующему стыку .

При проклсщке магистральных трубопроводов в зависимости от объема работ можно работать как одной установкой , пристыковыва  ранее сваренные звень , так и несколькими установками в одном технологическом потоке. Например, при большом объем работ можно работать п тью установками в одной колонне (фиг. 13).

Первые две установки 73 свариваю трубы в двухтрубки 74, при этом выполн ютс  все технологические операции , кроме контрол  качества стык

Следующа  установка 75 пристыковывает к трубопроводу 76 плеть из двух труб 74, При этом сварива  только корневой шов. Установка 77 сваривает заполн ющий и облицовочный шов, а также выполн ет термообработку стыка. А установка 78 осуществл ет контроль всех сварных соединений и исправление возможных дефектов .

Установка может быть применена д любого диаметра труб, при этом в основном будет измен тьс  КОНСТРУКЦИЯ центратора, а остальное оборудовние будет универсальным.

Установка обеспечивает необходимую точность стыковки труб, что повышает качество сварки.

Применение установки позволит исключить применение различного рода оборудовани  на трубных базах по сварке поворотных стыков.

Ускоритс  ввод в эксплуатацию труб после их изготовлени  на заводе за счет доставки на трассу по схеме: завод - вагон - трубопровод.

Прокладка трубопровода практически не зависит от климатических условий, а услови  труда работанндих близки к цеховым.

Производительность одной установ в зависимости от марки стали и толщины стенки труб, например диаметром 1420 мм, составит 2-3 стыка в час. Така  производительность примерно в 4 раза выше чем комплексна  обработка неповоротных стыков, например при проклгщке городских сетей или при небольшом объеме ремонтных работ по замене участка магистрального трубопровода.

При прокладке трубопровода колонной из п ти установок производительность работ по сравнению с ручной сваркой и передовой технологией увеличитс  на одного работающего более чем в два раза.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1, Установка дл  сборки и сварки трубопроводов, содержаща  смонтированный на тележке с возможностью подъема и продольного перемещени  центратор , выполненный в виде двух пар, 45 шарнирно соединенных между собой

   лолукольцевых зажимных секций с полукольцевыми направл ющими дл  сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещени  труб с силовыми цилиндрами, отличающа с   тем, что с целью повышени  качества сварки путем увеличени  точности стыковки труб, корпуса силовых цилиндров механизма осевого перемещени  труб расположены диаметрально противоположно и шарнирно установлены на одной из пар зажимных секций центратора, на штоках указанных цилиндров смонтированы зажимл дл  труО а згикимные секции центратора оснащены шаровыми опорами дл  труб, при этом шаровые опоры, расположенные в секци х, соединенных с силовыми ци индрами механизма осевого перемещени  труб, устайовлены с возможностью вращени , а шаровые опоры, размещенные в другой паре секций, закреплены жестко.
2. 2.Установка по п. 1, о т л и ч ающа  с  тем, целью .улучшений условий труда, на центраторе смонтирован згицитный кожух, торцовые стенки которого выполнены

   в виде двух штор с шарнирно соединенными между собой полукольцевыМй опорами св занными с секци ми центра тора..
3. 3.Установка по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что на иаправ

   О л ющих центратора установлены с возможностью перемещени  нагревательный и охлаждгиощий элементы, выполненные

   в виде двух полуколец.

   Источники информации,

   5 прин тые во внимание при экспертизе

   1.Акцептованна  за вка Японии 48-30536, 2t09.73.

   2.Таран В. Д. Тех{ ологи  сварки и монтажа магистральных трубопрово0 дов и резервуаров. М., Гостомгехиздат , 1953, с. 151, фиг. 90,9 (прототип ) ,

   В

   -НР

   / //УУ/У// // // // // // / /

   /

   аг/

   nh

   4

   23

   Фиа.//

   V/ //V/Xy/A// W /V/ y/A7//C 7/

   Фиг. 12

   74