Устройство для формирования шва внутреннего стеклянного покрытия металлических труб

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам для защиты изнутри сварного соединения труб с внутренним покрытием преимущественно стеклоэмалевым. Цепь изобретения - повышение качества покрытия. Устройство для формирования шва внутреннего стеклянного покрытия металлических труб содержит цилиндрический корпус 5, колеса 6, двигатель 7, приводной вап 8, кронштейн 9, раму прижимного узла 10, обкатывающий элемент 11, дегазирующий элемент 12, управляющую муфту 13 и упорный штифт 1 А. Дегазирующий элемент выполнен в виде ролжа с шипами 4 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (19) RU {11) 2002988 С1 (51) 5 Г161.58 14 И2,3К37 06 (21) 4421986/33 (22) 18.03.08 (46) 15.11.93 Бюл. Иа 41-42 (71} Московский инженерно-строитепьный институт им.В В Куйбышева; Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт;

Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строитепьным работам (72) Чернавский ДМ:, Ширшов Ю.В.; Соколов Ю.В;

Загиров ММ; Стеблецов А.Г.; Поздеев В.Н.; Лебедев

АА (73) Московский инженерно-строительный институ им.В.B.Êóéáûøååà (54) УСТРОЙСТВО @lH ФОРМИРОВАНИЯ

ШВА ВНУТРЕННЕГО СТЕКЛЯННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ (57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам дпя защиты изну"ри сварного соединения труб с внутренним покрьпием преимущественно стеклоэмапевым. Цель изобретения — повь|шение качества покрытия. Устройство дпя формирования шва внутреннего стекяянного покрытия металлических труб содержит ципиндрический кe"pïóñ 5, колеса 6, двигатель 7, призодной вал 0, кронштейн 9, раму прижимного узла 10, обкатывающий элемент 11, дегазирующий эпемент !2, управляющую муфту 13 и упорный штифт 14. Дегазирующий элемент выполнен в виде ролика с шипами. 4 ип.

2002988

d= — — S — Л

55

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам для -защиты изнутри сварного соединения труб с внутренним покрытием, преимущественно труб со стеклозмалевым покрытием, При сварке непоаоротных стыков трубопровода не всегда удается получить сплошного и равномерного по толщине покрытия изнутри трубы в зоне шва.

Цель изобретения — повышение качества покрытия, На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — вид по стрелке А на фиг,1, дегазирующий и обкатывающий элементы в нейтральном положении; на фиг.3 — вид по стрелке А (раскатка покрытия); на фиг.4 — вид по стрелке А (дегазация покрытия), Устройство размещают в соединяемых трубах 1 и 2, имеющих внутреннее стекло— эмалевое покрытие 3 и на концах — аалообразное утолщение покрытия 4.

Устройство для формирования защитного покрытия сварного соединения остеклованной трубы изнутри после сварки включает цилиндрический корпус 5, колеса б, механизм перемещения(не показан), двигатель 7 постоянного тока, приводной вал 8, кронштейн 9, раму прижимного узла 10, обкатывающий элемент 11, дегазирующий элемент 12, управляющую муфту 13 и упорный штифт 14. При вращении вала привода в одном направлении покрытие раскатывают роликами обкатывающего элемента, а при вращении вала привода в другом направлении — покрытие накалывают роликами с шипами, В последнем случае происходит дегазация покрытия, которая и обеспечивает повышение качества стеклоэмалевого покрытия а зоне сварного соединения.

При работе раскатывающего ролика осуществляется поперечная деформация валика стеклоэмалевого покрытия, Из теории прокатки известно, что с увеличением диаметра раскатывающего валика возрастает степень поперечной деформации раскатываемого материала.

Таким образом, для получения наибольшей поперечной деформации, с целью увеличения эффективности раскатки и качества покрытия, диаметр обкатывающего рабочего элемента в устройстве должен быть возможно большего размера.

При обкатке внутренней поверхности трубы шипы дегазирующего элемента прокалывают слой покрытия и тем самым дегазируют его. Конец шипа касается при этом стенки трубы (металлической ее части) и при обкатке описывает траекторию гипоциклоиды. При прокалывании покрытия образуется полость, с одной стороны ограниченная кривой гипоциклоиды, с другой — диаметром (толщиной) иглы. Известно, что чем меньше диаметр окружности, которая катится по внутренней стороне другой окружности большего радиуса, тем "положе" кривая гипоциклоиды. Отсюда следует, что чем меньше диаметр дегазирующего элемента, тем большая полость образуется в покрытии и, следовательно, больше надо выполнять проходов для ее уплотнения, С другой стороны, при уплотнении большей полости, возникает опасность, что будет не полностью выполнено уплотнение и останется газовая пора. Таким образом, для повышения качества покрытия за счет его дегазации в устройстве необходимо иметь дегазирующий рабочий элемент также с максимальным диаметром.

Исходя из условия свободного перемещения вдоль трубы роликов, нетрудно определить максимальный диаметр d роликов где 0 — внутренний диаметр трубы, мм;

S — требуемый зазор между роликами и внутренним диаметром трубы при положении устройства в нейтральном положении, мм;

Л вЂ” минимальный зазор между роликами, мм.

Учитывая, что толщина покрытия составляет, как правило, максимум 3 мм, эллипсность труб допускается по ГОСТУ

8732 — 78 2 — 3 мм максимальная величина валообраэного утолщения у торца труб не превышает 3 мм и конструктивный зазор 5 мм (исходя из габаритных размеров устройства, то требуемый зазор S составляет 14 мм.

При меньшем значении конструктивного зазора увеличивается вероятность заклинивания устройства при его перемещении внутри трубы.

Минимальный зазор между роликами по конструктивным соображениям составляет 4 мм. Исходя из требования максимального диаметра роликов следует, что оси последних должны находиться в одной плоскости с осью устройства.

Для осуществления смены циклов обкатки и дегазации в устройстве ось рамы прижимного узла 10 смещена относительно оси устройства на некоторую величину. Такое смещение оси рамы прижимного узла позволяет выполнять обкатку рабочими элементами внутренней поверхности трубы с

2002988 ми;

55 учетом ее эллипснасти или других неровностей покрытия.

Устройство для формирования шва внутреннего стеклянного покрытия металлических труб может функционировать при определенных пределах радиуса качения рабочих элементов (роликов) R — + (R (d+A

2 2S+d+ 2 где б — диаметр ролика;

Л- минимальный зазор между роликаS — требуемый зазор между роликами и внутренним диаметром трубы при положении устройства в нейтральном положении. б+Ь S

Если R < — Е 2Е а О а, то обкатка рабочей поверхности роликами невозможна.

Таким образом, существует минимальный радиус качения роликов, ниже которого обкатки внутренней поверхности трубы не произойдет из-за отсутствия общих точек касания роликов и поверхности трубы, и максимальный радиус качения роликов, выше которого возможно заклинивание устройства внутри трубы при его перемещении.

Устройство работает следующим образом.

Трубы 1 и 2, на внутреннюю поверхность которых нанесены слои стеклянного покрытия 3, устанавливают встык с зазором и свариоа1ат. Предварительно внутри труб 1 и 2 в зоне их сварки выполняют валообразное утолщение покрытия 4, либо устанавливают подкладное кольцо и вводят настоящее устройство, находящееся в нейтральном положении, Устройство устанавливают либо таким образом, чтобы . середина рамы прижимного узла 10 совпадала с серединой зазора в стыке трубчатых деталей в случае выполнения обкатывающих роликов из материала с низкой адгезией, например, графита. либо на некотором удалении от зоны сварки внутри трубы (привариваемой) плети в случае выполнения обкатывающих роликов из металла.

После сборки труб осуществляют предварительный подогрев металла в зоне сварки до 450-500 С, например, с помощью муфельного нагревателя сопротивления типа ПТО (не показано) и затем производят сварку деталей обычным способом, например, ручной дуговой сваркой покрытыми

35 электродами, Предварительный подогрев свариваемых кромок необходим для того, чтобы избежать растрескивания стеклоэмалевого покрытия в околошовной зоне металла шва в процессе сварки.

После сварки осуществляют повторный подогрев зоны шва до размягчения покрытия, например, 630-680 С, и затем начинают формировать покрытие в корневой части шва. Если устройство было собрано в отдалении от стыка, то его вначале перемещают в рабочую зону. Датчиком ограничения пе- . ремещения устройства внутри трубы, например, может служить сигнал коронарного разряда в "оголенной" зоне трубы от источника тока высокого напряжения.

Формирование покрытия в зоне сварки начинают с процесса раскатки оалоабразнаго утолщения покрытия 4 роликом 11, который под действием упорного штифта 14 при вращении приводного вала 8 против часовой стрелки создает уплотнение и перемещение размягченного покрытия в зону шва. Зате1л при реверсе двигателя 7, т,е. при вращении приводного вала 8 по часовой стрелке дегазирующий элемент с шипами

12 пад действием упорного штифта 14 пере-. мещается K соарному соединению и накалывает стеклазмалеоае покрытие. При этом поры и воздушные прослойки, снижающие каррозиснну1а стойкость и адгезианную прочность покрытия, вскрываются и происходит дегазация пакрь,тия. Затем опять меняют напраолен1е вращения приводного вала 8 против госаоай стрелки, т.е, праизвадят окончательную раскатку стеклаэмалеоаго покрытия. При раскатке размягчен11ае стеклаэмалеоае покрытие заполняет зазоры и нераонасти о корневой части шва. Покрытие получается плотное, роонае, без сколов и трещин с хорошей адгезионной прочностью. Таким образом, минимальный цикл фар -1llpoB3lll1A покрытия состоит из раскатки. дегазацци и окончательной раскатки, после чего качество покрытия контролируем коронарным разрядом.

Приведеннь1е испытания устройства на трубах нефтчнага сортамента диаметром

114 мм показали, что для получения хорошего качества покрытия обкатка составляет

10 20 с. дегазация 10 — 20 с и окончательная обкатка 20 — 60 с.

После процесса формирования пакрытия изнутри о зоне сварки устройства удаляют, протаскивая его через нарощенну1а плеть, г трубопровод снаружи (в зоне сварки) утепляют матами.

Сигналы на устройство подаются из шкафа управления, о котором заранее на прибарно л щите устанаолиоа1от время

2002988 предварительной и окончательной обкатки, время дегазации покрытия и сигнал окончания.йроцесса.

Изобретение позволит существенно повысить качество антикоррозионного покрытия в зоне сварки и всей трубы в целом примерно в 3-4 раза за счет устранения несплошностей, пор и наплывов путем уплотнения стеклянного покрытия на внутренней поверхности трубы в зоне шва при

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ШВА ВНУТРЕННЕГО СТЕКЛЯННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ, включающее механизм перемещения, привод и прижимной узел, выполненный в виде рамы, на которой размещен обкатывающий элемент с роликами, отличающееся тем, раскатке, дегаэации и окончательной раскатке, т.е. получить в зоне шва стеклянное покрытие с такими же свойствами, как и свойства накрытия на внутренней поверх5 ности труб основного металла. (56) Авторское свидетельство СССР

М 535432, кл. F 161 59/14, 1976.

Заявка Франции N 2500348, кл.В 23 К

10 37/06, опублик.1982, что, с целью повышения качества покрытия, оно снабжено размещенным на раме

"5 прижимного узла дегазирующим элементом, выполненным в виде ролика с шипами, и управляющей муфтой, установленной на валу привода с воэможностью взаимодействия с прижимным узлом.

2002988

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

Редактор H.Cåìåíoâà

Заказ 3226

Составитель В.Юдина

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M.Êóëü

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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