Машина для контактной стыковой сварки труб

 

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки кольцевых стыков труб в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Цель изобретения - расширение технологических возможностей машины. Машина содержит центральную штангу 1 с двумя опорными дисками 2 и 3, подвижный и неподвижный зажимы свариваемых труб с распорными дисками 6 и 26, центрирующими элементами (ЦЭ) и зажимными токоподводящими башмаками. На подвижном зажиме концентрично центральной штанге установлен диск оплавления 20. ЦЭ 5 и 4 подвижного и неподвижного зажимов закреплены одними концами шарнирно относительно соответственно диска оплавления 20 и опорного диска 2. Подвижный зажим имеет двуплечие рычаги 27. На одних концах последних закреплены центрирующие ролики 31, а другие концы выполнены с возможностью взаимодействия с жесткими упорами. Распорный диск 6 подвижного зажима связан с опорным диском посредством гидроцилиндров с корпусами 24 и 25, смонтированными на опорном 3 и распорном 26 дисках. Штоки гидроцилиндров установлены соосно и жестко связаны с диском оплавления 20. ЦЭ 4 и 5 снабжены полыми колодками 10 с выполненными раздельно и размещенными на них токоподводящими 12 и зажимными 11 башмаками. Колодки 10 шарнирно связаны другими концами ЦЭ 5 и 4. Балки 16 установлены шарнирно на осях 15 в полостях колодок с зазором. Серьги 17 балок расположены параллельно друг другу и связывают балку с распорным диском 6. Опорный диск 3 подвижного зажима выполнен с жестким упором 33 в виде кольцевого выступа со стороны распорного диска 26. Подвижный диск оплавления 20 установлен с зазором относительно упора 33 опорного диска 3. Каждый из ЦЭ выполнен в виде двух параллельных пластин. Между пластинами на оси 29 с возможностью поворота смонтирован рычаг 27. На плече рычага со стороны центрирующего ролика установлен упор с возможностью контактирования с распорным диском. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 В 23 К 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПЮ ËÌ73

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312974/31-27 (22) 05.10.87 (46) 07.04.90. Бюл. У 13 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона АН УССР (72) С.И.Кучук-Яценко, В.А.Сахарнов, Б,А.Галян, А.А.Толдин, Г.И.Хайми, А.П.Мирошниченко и A,В.Лукин (53) 621 .791.762(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1337216, кл. В 23 К 11/06, 1981. (54) МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ ТРУБ (57) Изобретение относится к оборудованию контактной стыковой сварки кольцевых стыков труб в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промьппленности. Цель изобретения — расшире2 ние технологических возможностей машины. Машина содержит центральную штангу 1 с двумя опорными дисками

2 и 3, подвижный и неподвижный зажимы свариваемых труб с распорными дис" ками 6 и 26, центрирующими элементами (ЦЭ) и зажимными токоподводящими башмаками. На подвижном зажиме концентрично центральной штанге установлен диск оплавления 20. ЦЭ 5 и 4 подвижного и неподвижного зажимов закреплены одними концами шарнирно относительно соответственно диска оплавления 20 и опорного диска 2, Подвижный зажим имеет двуплечие рычаги 27. На одних концах последних закреплены центрирующие ролики 31, а другие концы выполнены с возможностью взаимодействия с жесткими упорами.

1 155084

Распорный диск 6 подвижного зажима связан с. опорным диском посредством ! гидроцилиндров с корпусами 24 и 25, смонтированными на опорном 3 и распорном 26 дисках. Штоки гидроцилиндров установлены соосно и жестко связаны с диском оплавления 20. ЦЭ 4 и 5 снабжены полыми колодками 1 О с выполненными раздельно и размещенными на них токоподводящими 12 и за жимными 11 башмаками. Колодки 10 шарнирно связаны с другими концами ЦЭ 5, и. 4. Балки 16 установлены шарнирно на осях 15 в полостях колодок с зазором. Серьги 17 балок расположены

Изобретение относится к оборудованию для контактной стыковой сварки кольцевых стыков труб в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промыш- 25 ленности.

Цель изобретения — повышение технологических возможностей сварочной машины.

На фиг. 1 изображена машина, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Машина для контактной стыковой сварки труб содержит центральную штангу 1, продольная ось которой совпадает с осью свариваемых труб.

На противоположных концах штанги 1 закреплены опорные диски 2 и 3. Вблизи опорного диска 2 установлен неподвижный центрирующий механизм 3 зажатия, а вблизи опорного диска 3 расположен подвижный центрирующий механизм 5 зажатия. Неподвижный центрирующий механизм 4 зажатия вы- 45 полнен в виде распорного диска 6, 1 установленного на центральной штанге 1 с возможностью перемещения с помощью гндропривода 7 перемещения, выполненного в виде силовых цилиндров, расположенньж симметрично вокруг центральной штанги l при этом корпус каждого иэ них закреплен жестко на распорном диске 6, а шток 8 жестко закреплен на опорном диске 2, .на котором шарнирно закреплены цент55 рирующие элементы — эажимные рычаги

9, расположенные рав номе рно и с имметрично относительно продольной параллельно друг другу и связывают балку с распорным диском 6. Опорный диск 3 подвижного зажима выполнен с жестким упором 33 в виде кольцевого выступа со стороны распорного диска

26. Подвижный диск оплавления 20 установлен с зазором относительно упора 33 опорного диска 3. Каждый из ЦЭ выполнен в виде двух параллельных пластин. Между пластинами на оси

29 с возможностью поворота смонтирован рычаг ?7. На плече рычага со стороны центрирующего ролика установлен упор с возможностью контактирования с распорным диском. 3 ил. оси штанги l. Другие концы зажимных рычагов 9 шарнирно связаны каждый с полой колодкой 1 О, на которой установлены зажимной башмак 11 и токоподводящий башмак 12, соединенный гибкими токоподводами 13 с одним из полюсов трансформатора 14.

На каждой полой колодке 10 с помощью шарнира 14 установлена балка

)6 с возможностью покачивания, На балке 16 шарнирно закреплены две параллельные серьги 17, которые своими другими концами шарнирно соединены с распорным диском 6 неподвижного центрирующего механизма 4 зажатия.

Другой подвижный механизм 5 эажатия свариваемых труб имеет аналогичную конструкцию и отличается тем, что его центрирующие элементы - зажимные рычаги 18 одними своими концами связаны посредством шарниров 19 с подвижным диском 20 оплавления, При этом распорный диск подвижного цеитрирующего механизма 5 зажатия установлен на штанге 1 с возможностью продольного перемещения посредством блоков цилиндров, расположенных равномерно и симметрично относительно продольной оси центральной штанги 1. Каждый блок цилиндров выполнен в виде штока 21 с двумя расположенными на разных концах штока поршнями 2? и 23, каждый из которьж установлен с возможностью перемещения в корпусах 24 и 25 соответственно. Корпуса 24 каждого блока цилиндров закреплены жестко в опорном диске 3, а корпусы 25 в распорHGM диске 26 подвижного механизма 5

55084 ь

5 15 зажатия. 11ри этом пггоки 21 блоков цилиндров жестко закреплены на подвижном диске 20 оплавления, который расположен относительно опорного диска 3 коаксиально с зазором.

Второе центрирующее устройство 2? машины выполнено в виде ряда двуплечих рычагов, количество которых соответствует количеству центрирующих элементов — эажимных рычагов 18.

Каждый зажимной рычаг 18 выполнен в виде двух параллельных пластин 28 (фиг. 2), между которыми на оси 29 закреплен с возможностью прокачивания двуплечий рычаг 30, На одном конце двуплечего рычага 30 центрирующего устройства 27 закреплены с воэможностью проворота на оси центрирующий ролик 31 и упор 32 с возможностью его контакта с распорным диском 26 подвижного механизма 5 зажатия. Другой конец каждого двуплечего рычага 30 имеет возможность взаимодействовать с жестким упором

33, выполненным на опорном диске 3 со стороны подвижного механизма 5 зажатия свариваемых труб.

В машине для контактной стыковой сварки труб установлены насосная станция 34 и механизм 35 перемешения машины по внутренней поверхности трубопровода с приводными роликами 36. Трубопровод обозначен позицией 37, а привариваемая труба позицией 38.

Работа машины для контактной стыковой сварки осуществляется следующим образом.

Машина для контактной стыковой сварки перемещается после сварки очередного стыка вдоль сваренной трубы — трубопровода 37 при помощи механизма 35 ее перемещения. При этом в полостях Д и Г каждого блока цилиндров гидропривода подвижного центрирующего механизма 5 находится рабочая жидкость под давлением, так как корпусы 24 и 25 этих цилиндров закреплены жестко на опорном 3 и распорном 26 дисках. Подвижный диск

20 оплавления с закрепленными штоками 21 блоков цилиндров совместно с распорным диском 26 перемещается в сторону опорного диска 3. При этом другой конец каждого двухплечего рычага 30 контактирует с упором 33 опорного диска 3. Двуплечий рычаг 30 центрирующего механизма 27 поворачиваясь на оси 29, вводит в контакт центрирующий ролик 31 с внутренней поверхностью трубопровода 37. Машина при этом сцентрирована на центриру— ющих роликах 30 и приводных роликах

36 механизма перемещения иперемещается к следующему стыку, опираясь на них.

Майина при этом устанавливается таК, что передняя часть машины выезжает иэ трубопровода 37, а торец трубопровода располагается посередине между механизмами 4 и 5 зажатия свариваемых труб на месте будущего сваренного стыл<а.

От машины отключают кабели питающей сети и на ее переднюю часть надевают подлежащую сварке трубу 38 до упора в торец трубопровода 37.

После этого к машине опять подключают кабели питания и управления.

Затем в полости F. блоков цилиндров гидропривода подвижного центрирующего механизма 5 эажатия свариваемых труб подается рабочая жидкость под давлением. Так как штоки 21 каждого блока цилиндров жестко закреплены в подвижном диске 20 оплавления корпусы 24 и 25 жестко закреплены на диске 3 и распорном диске 26, а поршень 22 штоков 21 находится в крайнем положении, так как в полости Г жидкость находится под давлением, то распорный диск ?6 перемещается в сторону стыка и происходит эажатие плети — трубопровода 37 подвижным механизмом 5 зажатия.

Далее в полость В подается рабочая жидкость под давлением, а полость

Г соединяется со сливом. А в связи с тем, что центрирующий механизм 5 зажатия неподвижен и зажимает трубопровод 37, то зчинает перемещаться неподвижный дис 3 в сторону от стыка, Концы двупл их рычагов 30 центрирующего механь 1а 27 выходят из контакта с высту|. г 33, выполненным на диске 3, при этом центрирующие ролики 31 отходят от внутренней поверхности трубопровода 37 к центральной оси до упора выступа 32 в распорный диск 26 подвижного механизма з ажатия.

В полостях Б и Г нет давления, следящий золотник (не показан) находится на нейтрали. Далее в полость

Ж гидропривода 7 неподвижного механизма 4 зажатия подается под дав1 555084 ле рабочая жидкость. А так как их штоки 8 жестко закреплены на диске 2, а корпусы — на распорном диске 6, то распорный диск 6 перемещается в сторону стыка и происходит эажатие и центрирование привариваемой трубы 38 относительно подвижного механизма 5 зажатия. Таким образом машина зажата и сцентрирована относительно трубопровода 37, а привариваемая труба 38 зажата и сцентрирована относительно сварочной машины.

Зажатие трубопровода 37 и трубы

38 производится при помощи зажимных башмаков 11, при этом распределение необходимого соотношения между усилиями зажатия и токоподвода производится при испытании машины путем перемещения положения шарнира 15 балки

16 в полой колодке 10. !!ри подаче рабочей жидкости в полости В блоков цилиндров происходят оплавление и осадка. Так как подвижный механизм 5 эажатия и неподвижный 25 механизм 4 зажатия зажимают машину к трубопроводу 37 и привариваемую трубу 38 с помощью эажимных башмаков 11, то усилие оплавления и осадки от блоков цилиндров передается через штангу 1 машины и неподвижный механизм 4 зажатия к привариваемой трубе 38, торец трубы 38 в процессе оплавления и осадки перемещается в сторону торца трубопровода 37 сов35 местно с центральной штангой маши- . ны и неподвижным механизмом 4 зажатия, Происходят сварка-сплавление и осадка согласно технологическому про- 40 цессу,. Трубы сварены.

Иэ полостей Е, В, Ж всех цилиндров выпускают рабочую жидкость и подают ее в противоположные полости, при этом все механизмы возвращаются в ис- 45 ходное положение, освобождаются свариваемые трубы от зажатия их зажимными токоподводящнми башмаками 10.

Одновременно в полостях Д и Г каждого блока цилиндров гидропривода находится рабочая жидкость под давле50 нием, распорный диск 26 совместно с подвижным диском 20 оплавления перемещаетсяя в сторону опорного диска .3.

Конец каждого двуплечего рычага 30 входит в контакт с выступом 33 опор55 ного диска 3, двуплечие рычаги 30 центрирующего устройства, поворачи" ваясь на осях, входят в контакт с внутренней поверхностью трубо ронода 37. Машина сцентрирована на приводных роликах 36 и центрирующих роликах 31. Процесс сварки повторяется.

При незначительных неровностях или погрешностях трубы, не влияющих на качество сварки, благодаря наличию в конструкции зажимных 11 и токоподводящих башмаков 12, установленных на полой колодке 10 подвижного и неподвижного механизмов 5 и 4 зажатия, шарнирного соединения 15 с балкой 16 обеспечиваются полное прилегание зажимных и токоподводящих башмаков к внутренней поверхности трубопровода и уменьшение энергетичесКих затрат.

При значительных отклонениях параметров привариваемых труб, влияющих на качество сварки, выбирая относительно небольшой зазор И (фиг, 1) между балкой 16 и корпусом качающейся полой колодки 10, зажимной и токо подводящий башмаки совместно с балкой 16 и параллельными серьгами 17 и рев ращаютс я в жес тк ий калибр, который п рав ит недоп ус тимые п о r реши ос т и трубы и позволяет сваривать качественный трубопровод из труб, которые при использовании других конструкций сва рочн ых машин п риход итс я от б рак ов ывать.

Благодаря наличию центрирующего механизма 27, который поддерживает сварочную машину все время в сцентрированном состоянии, при зажатии не тратятся усилия для подъема машины к центру, а также машина не ложится на внутреннюю поверхность трубопровода на трассе.

Кроме того, выполнение в подвижном механизме 5 эажатия блоков цилиндров, штоки которых жество закреплены на подвижном диске, расположенном с зазором относительно корпуса машины, позволяет уменьшить длину машины, так как в этом случае за базу центрирующего механизма, можно считать расстояние между поршнями блоков цилиндров и легче проходить закругление трубопровода.

Конструктивные особенности предлагаемой машины для контактной стыковой сварки труб улучшают условия центрирования, а следовательно, и качество сварки труб с большим допуском, что расширяет технологические возможности машин для контактной стыковой сварки труб, расположенных

1555084 внутри свариваемых труб, применяемых при сварке магистральных трубопроводов .

Формула изобретения

Е-б

Составитель И. я елицина

Техред Л,Олийнык Корректор С ° Черни

Редактор А. Мотыпь

Заказ 524

Тираж 649

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Машина для контактной стыковой сварки труб, содержащая центральную штангу с двумя опорными дисками, подвижный и неподвижный зажимы свариваемых труб с распорными дисками, установленными на штанге между опор" ными дисками с возможностью перемещения, центрирующими элементами и эажимными токоподводящими башмаками, между распорным диском подвижного зажима и ближайшим к нему опорным диском концентрично штанге с возможностью перемещения относительно нее установлен диск оплавления, центрирующие элементы подвижного и неподвижного зажимов закреплены одними концами шарнирно относительно соответственно. диска оплавления и опор- 25 ного диска, кроме того, подвижный. зажим снабжен двуплечими рычагами, на одних концах которых закреплены центрирующие ролики, а другие выполнены с возможностью взаимодействия с жесткими упорами, распорный диск подвижного зажима связан с опорным диском посредством силовых цилиндров, 1 корпусы которых соосно и жестко установлены на опорном и распорном дисках, а штоки жестко связаны с диском оплавления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей машины, зажимы снабжены полыми колодками, каждая из которых mBpHHpFco связана со свободным концом центрирующего элемента, балками, каждая из которых установлена шарнирно на оси в полости колодки с зазором, серьгами, каждые две иэ которых установлены параллельно одна другой и шарнирно связаны с балкой и распорньи диском, при этом зажимные и токоподводящие башмаки выполнены раздельно и установлены на колодках, жесткий упор подвижного зажима выполнен в виде кольцевого выступа на опорном диске со стороны распорного диска, подвижный диск оплавления установлен с зазором относительно упора опорного диска, каждый центрирующий элемент выполнен в виде двух параллельных пластин, а между ними на оси с возможностью покачивания расположен двуплечий рычаг, кроме того, на плече двуплечего рычага со стороны ролика выполнен с воэможностью контактирования с распорным диском упор.