Способ и устройство для центрирования и временной фиксации участков труб

Изобретение относится к способу и устройству для центрирования участков трубы (1, 5) относительно друг друга при сборке перед соединительной сваркой указанных участков труб друг с другом. Первый инструмент (9) центрируют относительно внутренней поверхности участка трубы (2, 6) с помощью приспособления для центрирования (13), которое регулируется в осевом направлении. Указанное приспособление для центрирования (13) первого инструмента (9) вставляют в участок трубы (1, 5). Второй инструмент (10) центрируют относительно первого инструмента (9) с помощью направляющего устройства (15), выполненное с возможностью центрирования инструментов (9, 10) относительно друг друга. Второй инструмент включает крепежное приспособление (17) для фиксации наружной поверхности (3, 7) участка трубы (1, 5) со вторым инструментом (10). Третье направляющее устройство (18) ,выполненное с возможностью центрирования двух указанных вторых инструмента (10) друг относительно друга в прикрепленном положении на соответствующем участке трубы (4, 8). Один соединительный элемент (19) предназначен для стыковки двух вторых инструментов (10). 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для центрирования и последующей временной фиксации двух труб или соединительных приспособлений относительно друг друга с целью создания максимально благоприятных условий для получения отвечающего всем требованиям сварного шва.

Предпосылки создания изобретения

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности необходимость в опытных слесарях-трубопроводчиках и сварщиках особенно велика. Требования к трубопроводам и сварным соединениям в указанном виде промышленности по понятным причинам очень высоки, и чтобы обеспечить высокое качество сварных швов и эффективный технологический маршрут сварочных операций, в настоящее время обычно требуется небольшая группа специалистов, состоящая из одного опытного слесаря-трубопроводчика и двух или трех опытных сварщиков. Слесарь-трубопроводчик производит сборку труб и соединительных приспособлений, которые должны свариваться вместе, а затем он нанимает двух-трех сварщиков, которые производят сварку смонтированных частей труб. В настоящее время сборка обычно осуществляется с помощью зажимных приспособлений, которые устанавливаются на трубе, или путем сцепления труб/ соединительных приспособлений с наружной стороны в трех или более местах. В зафиксированном положении осуществляется грубая и точная пригонка с целью центрирования одной трубы относительно другой с помощью зажимного приспособления. Таким образом, сцепление и пригонка осуществляются с наружной стороны, однако с точки зрения центрирования наиболее важна внутренняя сторона, так как в соответствии с действующими стандартами, чтобы получить надежную сварку хорошего качества, нужно чтобы не было смещения кромок между участками труб или чтобы оно было минимальным. Таким образом, точность центрирования проверяется визуально с внутренней стороны, часто с помощью фонаря, затем определяется необходимость пригонки, после чего осуществляется точная пригонка с помощью регулировочных винтов в зажимном приспособлении. Следовательно, данный способ основан на опыте и точности работы слесаря-трубопроводчика. В данной связи можно упомянуть, например, случаи, когда колена трубы имеют немного различную толщину стенок - более толстый материал внутреннего радиуса и более тонкий материал наружного радиуса. То же может относиться к Т-образному соединению, но и сама труба может иметь различную толщину стенок. Так как очень важно с точки зрения качества сварки, чтобы именно внутреннее смещение кромки было как можно меньшим относительно соседнего участка трубы, который приваривается к целой трубе, то способ внутренней визуальной проверки места стыковки с последующей внешней пригонкой представляется грубым и неточным, будучи полностью зависимым от опыта слесаря-трубопроводчика. Кроме того, данный способ требует много времени, к тому же при этом способе слесарь-трубопроводчик не может нанимать более двух-трех сварщиков. Другой трудностью является, например, стыковка соединительных приспособлений, таких как фланцы, Т-образных соединений и колен труб, которые должны привариваться под определенным углом к основной трубе в зависимости от трассы трубопровода. С помощью имеющегося в настоящее время оборудования часто представляется трудным производить сборку под определенным углом, обеспечивая при этом точное центрирование и соблюдение нужного расстояния между участками труб перед сваркой. Таким образом, почти невозможно использовать способ внутренней визуальной проверки стыковок, когда имеется несколько колен или Т-образных соединений, которые должны быть соединены между собой в ходе сварки. Подобные проблемы существуют и для длинных труб. Однако преимуществом такого типа внешнего зажимного приспособления является то, что не нужно извлекать изнутри никаких инструментов ни до операции сварки ни после нее.

Были разработаны инструменты с учетом того факта, что именно внутреннее пространство труб и соединительных приспособлений является наиболее важным с точки зрения центрирования труб относительно друг друга. В патенте США № US 3283115 используется внутренний зажимный элемент для центрирования внутреннего пространства труб с целью дальнейшего использования сварочного устройства, а в патенте США № US 4496093 показано устройство для центрирования участков труб относительно друг друга с помощью внутреннего зажима, причем рукоятки зажима расположены снаружи с целью центрирования труб путем выполнения нескольких действий. Оба предложенных решения трудно применять на более длинных участках труб и в местах изгиба труб, так как указанные инструменты располагаются внутри труб, и их каким-то образом надо оттуда извлекать. Более того, требуется много времени, как описано, например, в патенте США № US 4496093, чтобы производить несколько замеров с целью определения внутреннего диаметра соответствующего участка, настраивать рычаги зажима (29) на определенное значение радиуса и затем регулировать внутренний диаметр, поворачивая винты (37, 38), а после этого вставлять инструмент в место соединения и выдвигать третий рычаг (21) с целью центрирования указанного инструмента. Требуется более простой и быстрый способ.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение имеет своей целью решение вышеуказанных проблем и дальнейшее развитие технологии в данной области с помощью способа и устройства центрирования и последующей временной фиксации участков труб относительно друг друга.

Первый аспект настоящего изобретения заключается в том, что указанная цель достигается с помощью исходного способа, в соответствии с которым два участка трубы центрируются относительно друг друга с использованием внутреннего пространства соответствующей трубы. В настоящем документе термин «участок трубы» используется как собирательный термин для труб, колен труб, так называемых Т-образных соединений, Y-образных соединений и подобных им участков труб, которые встречаются в трубопроводных системах. В соответствии с указанным способом первый инструмент устанавливается на конце первого участка трубы и центрируется относительно внутренней поверхности первого участка трубы. Второй инструмент, который предпочтительно временно располагается в сопряжении с внешней поверхностью первого участка трубы, затем центрируется относительно первого инструмента. Благодаря этому второй инструмент также будет центрирован относительно внутренней поверхности первого участка трубы. В указанном положении наружная поверхность первого участка трубы крепится ко второму инструменту, при этом первый инструмент извлекается, чтобы не создавать преграду и не быть оставленным в трубе, что является проблемой решений известного уровня техники. Другой причиной извлечения первого инструмента является возможность использования этого же самого первого инструмента с целью повторения вышеуказанной процедуры для второго участка трубы. Когда это же действие производится для второго участка трубы, второй инструмент применяется для второго участка трубы и крепится на его внешней стороне, и таким образом этот инструмент также центрируется относительно внутренней поверхности второго участка трубы. Следующим этапом является сведение вместе и центрирование двух указанных участков трубы с их соответствующими вторыми инструментами. Далее два указанных инструмента закрепляются в осевом направлении относительно друг друга в центральном положении и на заранее определенном расстоянии друг от друга таким образом, что соответствующие концы трубы располагаются на немного большем расстоянии друг от друга, чем расстояние, нужное для данной сварки. Обычно расстояние между концами трубки, так называемый зазор между свариваемыми кромками, для сварок в данной области применения может составлять от нуля до нескольких миллиметров. С помощью описанного выше способа достигается быстрое, простое и надежное центрирование и фиксация участков труб друг с другом относительно их внутренних поверхностей, при этом инструменты не остаются внутри; вместо этого инструменты надежно и безопасно центрируются и фиксируются относительно друг друга с наружной стороны, причем с помощью данного изобретения можно легче и быстрее компенсировать различную толщину материалов. Это было невозможно в предшествующих решениях.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения допускается, что оба вторых инструмента, с соответствующими участками трубы, вращаются относительно друг друга вокруг общей центральной оси, находясь в центральном связанном положении. Это очень упрощает процедуру задания угла вращения, например, для колена трубы относительно остальной части трубы. Когда стыковка двух указанных инструментов выполняется как указано выше, то детали просто вращаются до тех пор, пока не будет достигнут нужный угол, и все это время участки трубы остаются соединенными друг с другом. В более ранних решениях с применением внешних зажимных приспособлений существует большая проблема, которая заключается в том, чтобы удерживать участки трубы в близком контакте друг с другом с нужным зазором между свариваемыми кромками, вращая при этом эти участки до нужного угла; кроме того, требуется много времени на проведение неоднократных контрольных измерений, чтобы обеспечить нужные совмещение, зазор и угол для фиксации участков трубы в правильном положении относительно друг друга перед сваркой.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в так называемом зазоре между свариваемыми кромками располагаются прокладки между концами трубы, так что два указанных вторых инструмента, находясь в центральном связанном положении, закрепляются в осевом направлении на определенном расстоянии друг от друга. Прокладки выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к сварке, и могу варьироваться по толщине от десятых долей миллиметра и выше. Когда прокладки помещаются в нужные места, участки труб смещаются в направлении зазора до тех пор, пока они не упрутся в опоры, и таким образом достигается зазор нужной широты. Это оказывается возможным, так как соответствующий участок трубы может смещаться относительно второго инструмента в связанном положении.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения два указанных инструмента закрепляются относительно друг друга таким образом, что ни вращение, ни осевое смещение невозможны, при этом соответствующий участок трубы фиксируется в нужном положении для последующей сварки.

Второй аспект настоящего изобретения заключается в том, что цель решения вышеуказанных проблем по центрированию участка трубы относительно внутренней поверхности таким образом, что после сварки внутри не остается инструмент, достигается с помощью устройства в соответствии с пунктом 5 формулы изобретения, которое характеризуется тем, что используется также второй инструмент. Первый инструмент устанавливается известным способом и может центрироваться относительно внутренней поверхности первого участка трубы с помощью набора приспособлений для центрирования, которые радиально регулируются относительно центральной оси первого инструмента. Указанный первый инструмент вставляется в открытый конец первого участка трубы и центрируется относительно внутренней поверхности первого участка трубы с помощью радиально регулируемых приспособлений для центрирования. Затем второй инструмент центрируется относительно первого инструмента, причем первый инструмент включает первое направляющее устройство, а второй инструмент включает второе направляющее устройство, и эти направляющие устройства взаимодействуют с целью центрирования инструментов друг относительно друга. В соответствии с другим техническим решением, указанные направляющие устройства используются вместе с внешним инструментом, таким как зажим или крюк, который центрирует первый и второй инструменты относительно друг друга с помощью направляющих устройств. С помощью указанного способа оказывается возможным центрировать наружный инструмент - второй инструмент - относительно внутренней поверхности трубы, что было неизвестно ранее, при этом преимуществом является то, что первый инструмент может быть извлечен до осуществления сварки стыка.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения второй инструмент включает крепежные приспособления, которые используются, чтобы прикрепить второй инструмент к наружной стороне первого участка трубы. Таким способом второй инструмент крепится к первому участку трубы в центральном положении, причем это положение центрируется относительно внутренней поверхности участка трубы.

Еще один аспект заключается в том, что цель достигается с помощью устройства в соответствии с пунктом 7 формулы изобретения, согласно которому два участка трубы центрируются относительно друг друга с использованием внутреннего пространства соответствующей трубы и временно закрепляются относительно друг друга в центральном положении. Это возможно благодаря тому, что первый инструмент устанавливается известным способом и может центрироваться относительно внутренней поверхности первого участка трубы с помощью набора приспособлений для центрирования, которые радиально регулируются относительно центральной оси первого инструмента. Указанный первый инструмент вставляется в открытый конец первого участка трубы и центрируется относительно внутренней поверхности первого участка трубы с помощью радиально регулируемых приспособлений для центрирования. Затем второй инструмент центрируется относительно первого инструмента, причем первый инструмент включает первое направляющее устройство, а второй инструмент включает второе направляющее устройство, и эти направляющие устройства взаимодействуют с целью центрирования инструментов друг относительно друга. В соответствии с другим техническим решением, указанные направляющие устройства используются вместе с внешним инструментом, таким как зажим или крюк, который центрирует первый и второй инструменты относительно друг друга с помощью направляющих устройств. С помощью указанного способа оказывается возможным центрировать наружный инструмент - второй инструмент - относительно внутренней поверхности трубы, что было неизвестно ранее, при этом преимуществом является то, что первый инструмент может быть извлечен до осуществления сварки стыка. Кроме того, второй инструмент включает крепежные приспособления, которые используются, чтобы прикрепить второй инструмент к наружной стороне первого участка трубы. Таким способом второй инструмент крепится к первому участку трубы в центральном положении, причем это положение центрируется относительно внутренней поверхности участка трубы. Указанное устройство также включает по крайней мере еще одно (третье) направляющее устройство, которое центрирует два одинаковых или сходных вторых инструмента относительно друг друга в собранном положении на соответствующем конце первого и второго участка трубы. Указанное третье направляющее устройство может само включать несколько объединенных компонентов, или может быть на самом деле компонентом, который взаимодействует, например, со вторым направляющим устройством, которое используется для центрирования второго инструмента относительно первого инструмента. Наиболее важным является тот факт, что имеется третье направляющее устройство для центрирования обоих вторых инструментов относительно друг друга. Указанное устройство также включает по крайней мере один соединительный элемент, который используется, чтобы стыковать два одинаковых или сходных вторых инструмента относительно друг друга, причем указанные вторые инструменты расположены на соответствующем конце участка трубы, в соответствии с предыдущим описанием. Возможен вариант, когда третье направляющее устройство и соединительный элемент - это одна и та же деталь, выполняющая функции направления и соединения. С помощью указанного устройства оказывается возможным как центрировать конец соответствующего участка трубы относительно внутренней поверхности этого участка трубы и относительно наружного второго инструмента, так и фиксировать соответствующий участок трубы в этом положении, а затем центрировать соответствующий участок трубы относительно другого участка трубы и его второго инструмента в сборке.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанный соединительный элемент является не отдельным инструментом, а вместо этого он прикреплен ко второму инструменту и может быть соединен с соответствующим вторым инструментом на втором участке трубы. Таким способом оба вторых инструмента могут легко «щелчком» соединяться друг с другом во время стыковки указанных участков труб. Как указывалось выше, соединительный элемент и третье направляющее устройство могут быть одной и той же деталью. Наружные приспособления предшествующего уровня техники, а также представленные выше решения внутреннего центрирования связаны с большими затратами времени на стыковку и удерживание участков труб в определенном положении в процессе продолжительной установки. Такая продолжительная установка может включать поворачивание участков трубы до достижения заданных углов вращения относительно друг друга.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанный соединительный элемент предназначен для того, чтобы в связанном положении закреплять оба вторых инструмента на определенном осевом расстоянии друг от друга, при этом оба вторых элемента могут вращаться относительно друг друга вокруг общей центральной оси. Как указывалось выше, проблема предшествующих решений заключается в том, чтобы обеспечить плавную и быструю установку с учетом внутреннего центрирования, обеспечивая при этом относительное вращение между участками трубы, такими как колено трубы, чтобы, соединив их друг с другом, получить непрерывную трассу трубопровода. Настоящее изобретение позволяет с легкостью соединять оба вторых инструмента друг с другом, а затем вращать их до достижения заданного угла, и все это благодаря тому, что третье направляющее устройство / соединительный элемент позволяет осуществлять такое гибкое крепление участков труб относительно друг друга.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения каждый соединительный элемент может смещаться по оси, что позволяет регулировать расстояние между концами участков трубы. Это значит, что оба вторых инструмента соединяются с соединительным элементом, предпочтительно «щелчком», на подходящем расстоянии, причем концы участков трубы находятся на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы поместить прокладки в зазор между концами участков трубы. Эти прокладки выбираются в зависимости от зазора между свариваемыми деталями, который указывается в чертежах или является заданным для выбранного типа сварки. После того как прокладки размещены в зазоре, участки трубы передвигаются в направлении прокладок до упора, что становится возможным благодаря тому, что соединительный элемент позволяет осуществлять такую регулировку. Настоящее устройство позволяет с легкостью центрировать и соединять участки трубы друг с другом, вращать трубу при необходимости, задавать нужный зазор между свариваемыми деталями сварки, регулируя расстояние до требуемого, причем в предшествующих решениях всего перечисленного нельзя было добиться без больших затрат времени и неоднократных измерений и регулировок.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанное устройство включает по крайней мере один соединительный элемент, который используется для того, чтобы запирать / жестко фиксировать оба вторых инструмента друг с другом в конечном положении, то есть в положении, которое достигается после установки правильного зазора и угла вращения между участками трубы. В результате этого участки трубы идеально центрируются друг относительно друга с минимальным смещением кромки между внутренними поверхностями двух участков трубы, и в таком положении они фиксируются простым способом перед предстоящей сваркой.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения по крайней мере один из двух вторых инструментов включает шкалу, или градуировку, которая показывает угол вращения между этими двумя инструментами и с помощью которой легко задавать нужный угол. Предшествующие решения основаны на том, что слесарь-трубопроводчик делает измерения и вращает трубу до нужного угла, и когда участок трубы оказывается в наилучшем положении, этот участок фиксируется под нужным углом. При этом возникает трудность сохранять один и тот же угол между участками трубы, пока выбирается зазор между свариваемыми деталями. В настоящем изобретении эта проблема решена простым и надежным способом.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения второй инструмент является разборным и легко извлекается из участка трубы. Указанный инструмент обычно удаляется после закрепления сварного шва с помощью так называемой перевивки, которая означает, что короткие (примерно 10 мм) отрезки металлического стержня того же качества, что и участок трубы, привариваются к сварному шву в нескольких местах. Когда участки трубы закрепляются с помощью перевивки, второй инструмент извлекается из них. Остатки перевивки и металлического стержня удаляются путем дробления, когда сварки доходит до участков перевивки.

С помощью настоящего изобретения достигается ряд преимуществ по сравнению с предшествующими решениями:

- Центрирование инструмента, расположенного снаружи, при этом центрирование осуществляется по внутренней поверхности участка трубы.

- Внутри не остается никаких инструментов / зажимных приспособлений.

- Центрирование и временная фиксация участков трубы относительно друг друга перед последующей сваркой участков трубы друг с другом, причем центрирование производится относительно внутренней поверхности участков трубы с минимальным смещением кромки между внутренними поверхностями в месте соединения.

- Простое соединение двух участков трубы друг с другом путем соединения «щелчком» обоих вторых инструментов, причем указанные два участка трубы центрируются относительно друг друга и фиксируются на нужном расстоянии друг от друга.

- В соединенном положении сохраняется возможность вращать указанные участки трубы / вторые инструменты до получения нужного угла относительно друг друга.

- в соединенном положении зазор между свариваемыми кромками регулируется с целью достижения нужного значения.

- Указанные участки трубы могут окончательно закрепляться в нужном конечном положении.

Краткое описание чертежей

Подробное описание настоящего изобретения, приведенное ниже, дается на не ограничивающем примере со ссылкой на следующие чертежи, на которых:

На Фигуре 1a показан вариант осуществления первого инструмента.

На Фигуре 1b показан вариант осуществления второго инструмента.

На Фигуре 1с показаны первый и второй инструменты, которые центрированы и зафиксированы на конце участка трубы.

На Фигуре 2а показаны два участка трубы, которые будут центрированы относительно друг друга.

На Фигуре 2b показаны два участка трубы, центрированные относительно их соответствующих внутренних поверхностей и соединенные между собой.

Конструкция настоящего изобретения станет очевидной из приводимого ниже подробного описания варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительный, но не ограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание чертежей

На Фигуре 1а показан первый инструмент (9), который, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, имеет три плеча (23), которые прикреплены к центральному цилиндру (20). Указанное плечо (23) имеет удлиненную канавку (24) в радиальном направлении относительно центральной оси (14) первого инструмента. В указанной канавке (24) находится приспособление для центрирования (13) в форме радиально перемещаемого выступа. Указанное приспособление радиального центрирования (13) прикрепляется относительно центральной оси (14) первого инструмента (9) к смещаемому в осевом направлении цилиндру (22) с помощью соответствующего соединительного плеча (25). Вокруг центрального цилиндра (20) также расположена пружина (21), между смещаемым цилиндром (22) и опорным выступом (26), причем указанная пружина закрепляется на одном конце центрального цилиндра (20) (см. также Фигуру 1с). Указанное плечо (23) также включает первое направляющее устройство (15), расположенное недалеко от наружного конца, в форме направляющего выступа.

На Фигуре 1b показан второй инструмент (10), который, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, имеет форму кольца. Указанный второй инструмент (10) включает второе направляющее устройство (16) в форме кругообразной канавки, сделанной в материале инструмента. Далее второй инструмент (10) включает ряд крепежных приспособлений (17), предпочтительно три и больше, в форме винтов. Указанные винты расположены так, что могут закручиваться в радиальном направлении или наружу относительно центральной оси (27) второго инструмента (10). На Фигуре также показаны три видимых участка третьего направляющего устройства (18), которые пригоняются под второе направляющее устройство (16), что объясняется ниже в связи с Фигурами 2а-2в. Указанный второй инструмент (10) также предпочтительно включает углубления (28) (не видны на Фигуре), которые, там, где это целесообразно, используются для соединения двух одинаковых / сходных вторых инструментов друг с другом, что объясняется в Фигуре 2в в качестве альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения.

На Фигуре 1с показаны первый и второй инструменты (9, 10) в соединенном положении на первом участке трубы (1). Процедура сборки такова. Предпочтительно второй инструмент (10) временно подвешивается на первом участке трубы (1) в положении, требуемом для последующей сборки. После этого устанавливается первый инструмент (9) таким образом, что цилиндр с осевым смещением (22) смещается в направлении первого опорного выступа (26), посредством чего пружина (21) сжимается, а радиально смещаемое приспособление для центрирования (13) смещается внутрь к центральной оси (14) первого инструмента (9), скользя по канавке (24). Таким способом приспособление для центрирования (13) может вставляться в конец (4) первого участка трубы (1). Предпочтительно первый инструмент (9) перемещается в том направлении до тех пор, пока плечо (23) не упрется в конец первого участка трубы (4). После этого сила пружины перестает действовать или ослабевает, так что цилиндр с осевым смещением (22) отпускается или смещается в направлении конца первого участка трубы (4), в силу чего приспособление для центрирования (13) выталкивается в радиальном направлении, пока оно не упрется в первую внутреннюю поверхность (2) первого участка трубы (1). Так первый инструмент (9) центрируется относительно внутренней поверхности (2). Следующий этап заключается в том, чтобы центрировать второй инструмент (10) относительно первого инструмента (9), и это оказывается возможным благодаря тому, что первое направляющее устройство (15) вставляется во второе направляющее устройство (16), а именно, выступ первого направляющего устройства (15) первого инструмента (9) вставляется в канавку второго направляющего устройства (16) второго инструмента. И таким способом второй инструмент (10) также оказывается центрированным относительно первой внутренней поверхности (2) первого участка трубы (1). С помощью крепежных приспособлений (17) первый участок трубы (1) затем сцепляется со вторым инструментом (10) в центральном положении путем закручивания крепежных приспособлений / винтов внутрь по направлению к первой наружной поверхности (3) первого участка трубы (1).

На Фигуре 2а показаны как первый участок трубы (1) со вторым инструментом (10), установленным в центральном положении, так и первый инструмент (9), в закрепленном положении. Далее показан второй участок трубы (5) со второй внутренней поверхностью (6), второй наружной поверхностью (7) и концом второго участка трубы (8). Еще один второй инструмент (10) расположен таким же образом на указанном втором участке трубы (5), как было описано на Фигуре 1с, посредством чего он центрируется относительно внутренней поверхности (6) второго участка трубы. В этом положении первый инструмент (9) извлекается из участка трубы (1,5), где он последний раз использовался, причем этот же самый первый инструмент (9) может использоваться в комплекте обоих вторых инструментов (10) поочередно. Когда первый инструмент (9) извлекается, описанное выше третье направляющее устройство (18) вставляется в канавки / второе направляющее устройство (16) по крайней мере одного из двух вторых инструментов (10). Указанное третье направляющее устройство (18) может также успешно крепиться на втором инструменте / инструментах (10). Теперь оба участка трубы (1, 5) перемещаются по направлению друг к другу, в силу чего третье направляющее устройство / устройства (18) вставляются или взаимодействуют со вторым направляющим устройством (16) соответствующего второго инструмента. Согласно приведенному примеру, третье направляющее устройство (18) состоит из трех свободных направляющих выступов, которые заставляют двигаться по направлению к канавке в противостоящем втором инструменте (10). Путем координации направляющих устройств (16, 18) оба указанных вторых инструмента (10) идеально центрируются относительно друг друга в силу минимального смещения кромок между внутренними поверхностями (2, 6) двух участков трубы (1, 5) (см. также Фигуру 2b и соответствующее описание ниже).

На Фигуре 2b показаны первый и второй участки трубы (1, 5) в их центральном положении относительно друг друга и относительно их внутренних поверхностей (2, 6) с общей центральной осью (11). Благодаря тому, что первый инструмент (9) во время сборки предпочтительно устанавливается так, что его плечи (23) упираются в концы участков трубы (4, 8), а затем второй инструмент (10) присоединяется к первому инструменту (9), достигается определенное расстояние между вторым инструментом и концом участка трубы, и затем, когда участки трубы сводятся вместе, и благодаря тому, что третье направляющее устройство (18) имеет определенные размеры, оба вторых инструмента (10) и соответствующие им концы участков трубы (4, 8) располагаются на закрепленном расстоянии друг от друга. В зависимости от типа сварки и от часто указываемого в чертежах зазора между свариваемыми кромками, размер по длине третьего направляющего устройства (18) может выбираться таким образом, что расстояние между концами участков трубы (4, 8) становится немного больше, чем предлагаемый зазор. Теперь, когда оба вторых инструмента (10) центрированы друг относительно друга, по крайней мере один, а желательно несколько соединительных элементов (19) используются для соединения инструментов (10). В самом простом случае соединительный элемент (19) представляет собой зажим, но в соответствии с другим техническим решением (не показано) это может быть другая форма запирающего устройства, которое может цеплять / соединять оба вторых инструмента (10). Во втором случае указанный соединительный элемент предпочтительно устанавливается по крайней мере на одном из вторых инструментов (10). Помимо этого, возможен случай, когда третье направляющее устройство (18) и соединительный элемент (19) представляют собой один и тот же компонент, например, крюк с зажимом, который одновременно центрирует / регулирует и соединяет. Далее, соединительный элемент (19) располагается таким образом, что он соединяет инструменты (10), а именно, он фиксирует оба вторых инструмента (10) в осевом направлении, но не настолько жестко, чтобы они не могли вращаться относительно друг друга. Таким образом, можно с легкостью поворачивать участки трубы до нужного угла вращения относительно друг друга, где это требуется, например, в случае, когда нужно присоединить колено трубы к общему трубопроводу. В другом типе соединительного элемента (19), отличающемся от показанного на Фигуре зажима, второй инструмент имеет одно или несколько углублений (28), расположенных таким образом, что, например, крюкообразный соединительный элемент (19) или подобный ему может использоваться для осевого поворотного крепления. Когда соединение и вращение завершено, зазор между свариваемыми кромками регулируется с большой точностью. Чтобы достичь высокой точности регулировки зазора, используются прокладки (12), которые располагаются в зазоре в нескольких местах, после чего концы участков трубы смещаются по направлению к прокладкам (12) до тех пор, пока они не упрутся в эти прокладки и нужное расстояние не будет достигнуто. Этого можно достичь либо путем затягивания зажимов / соединительных элементов (19) или, в соответствии с другим техническим решением, конструкция соединительного элемента (19) позволяет осуществлять такое смещение или включает средства, чтобы запускать / производить его. Когда правильный зазор между свариваемыми кромками установлен, участки трубы (1, 5) соединяются друг с другом с помощью соединительного элемента (19), и можно приступать к сварке, так как сборка завершена. Вторые инструменты (10) являются, как очевидно, разборными, чтобы их можно было извлечь из участков трубы, что предпочтительно осуществляется после того, как указанные участки сцеплены вместе.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

1 = первый участок трубы

2 = внутренняя поверхность первого участка трубы

3 = наружная поверхность первого участка трубы

4 = конец первого участка трубы

5 = второй участок трубы

6 = внутренняя поверхность второго участка трубы

7 = наружная поверхность второго участка трубы

8 = конец второго участка трубы

9 = первый инструмент

10 = второй инструмент

11 = общая центральная ось

12 = прокладка

13 = приспособление для центрирования

14 = центральная ось (первого инструмента)

15 = первое направляющее устройство

16 = второе направляющее устройство

17 = крепежное приспособление

18 = третье направляющее устройство

19 = соединительный инструмент

20 = центральный цилиндр

21 = пружина

22 = цилиндр с осевым смещением

23 = плечо

24 = канавка

25 = соединительное плечо

26 = опорный выступ

27 = центральная ось (второго инструмента)

28 = углубление

d i = внутренний диаметр.

1. Способ центрирования участков труб относительно друг друга при сборке перед соединительной сваркой указанных участков труб друг с другом, причем первый участок трубы (1) включает внутреннюю поверхность (2), наружную поверхность (3) и конец первого участка трубы (4), а второй участок трубы (5) включает внутреннюю поверхность (6), наружную поверхность (7) и конец второго участка трубы (8), отличающийся тем, что он включает следующие этапы:

a. первый инструмент (9) центрируют относительно внутренней поверхности (2) первого участка трубы (1),

b. второй инструмент (10) центрируют относительно первого инструмента (9),

c. второй инструмент (10) фиксируют на наружной поверхности (3) первого участка трубы (1), посредством чего указанный первый участок (1) фиксируют и центрируют относительно второго инструмента (10),

d. первый инструмент (9) извлекают из первого участка трубы (1),

e. шаги a-d повторяют для второго участка трубы (5),

f. оба вторых инструмента (10), расположенные соответственно на первом и втором участках трубы (1, 5), центрируют относительно друг друга по отношению к внутренним поверхностям (2, 6), а затем фиксируют на заранее определенном расстоянии между соответствующими концами участков трубы (4, 8).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что участки трубы (1, 5) в центральном и соединенном положении вращают вокруг общей центральной оси (11) до достижения нужного угла вращения относительно друг друга в соединенном положении.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одну прокладку (12) заранее заданной толщины располагают между концами трубы (4, 8), после чего участки трубы (1, 5) смещают по направлению к прокладке / прокладкам (12) до тех пор, пока концы трубы (4, 8) не упрутся в указанные прокладки и до достижения заданного расстояния между концами труб.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оба вторых инструмента (10) фиксируют друг относительно друга в нужном положении.

5. Устройство для центрирования участка трубы при сборке перед соединительной сваркой участков трубы друг с другом, причем первый участок трубы (1) включает внутреннюю поверхность (2), наружную поверхность (3) и конец первого участка трубы (4), содержащее первый инструмент (9) для центрирования относительно внутренней поверхности (2) участка трубы, включающий приспособление для центрирования (13), выполненное с возможностью регулирования в радиальном направлении относительно центральной оси (14) первого инструмента, причем указанное приспособление для центрирования (13) первого инструмента (9) вставлено в участок трубы, отличающееся тем, что оно содержит второй инструмент (10) для центрирования относительно первого инструмента (9) , включающий по меньшей мере одно направляющее устройство (15) , при этом второй инструмент (10) включает по меньшей мере одно направляющее устройство (16), причем указанные направляющие устройства (15, 16) выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом с целью центрирования инструментов (9, 10) относительно друг друга.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что второй инструмент (10) включает крепежное приспособление (17), которое фиксирует второй инструмент (10) на наружной поверхности (3) участка трубы.

7. Устройство для центрирования участков труб относительно друг друга при сборке перед соединительной сваркой указанных участков трубы друг с другом, причем первый участок трубы (1) включает внутреннюю поверхность (2), наружную поверхность (3) и конец первого участка трубы (4), а второй участок трубы (5) включает внутреннюю поверхность (6), наружную поверхность (7) и конец второго участка трубы (8), содержащее первый инструмент (9) для центрирования относительно внутренней поверхности (2, 6) участка трубы , включающий приспособление для центрирования (13), выполненное с возможностью регулирования в радиальном направлении относительно центральной оси (14) первого инструмента, причем указанное приспособление для центрирования (13) первого инструмента (9) вставляется в участок трубы (1, 5),отличающееся тем, что оно содержит второй инструмент (10) для центрирования относительно первого инструмента (9) , включающего по меньшей мере одно направляющее устройство (15) , при этом второй инструмент (10) включает по меньшей мере одно направляющее устройство (16), причем указанные направляющие устройства (15, 16) выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом с целью центрирования инструментов (9, 10) относительно друг друга, при этом второй инструмент (10) включает крепежное приспособление (17) для фиксирования второго инструмента (10) на наружной поверхности (3, 7) участка трубы (1, 5), причем указанное устройство включает по меньшей мере одно третье направляющее устройство (18) для центрирования двух одинаковых по существу вторых инструмента (10) относительно друг друга в прикрепленном положении соответственно на первом и втором участках трубы (4, 8), и по меньшей мере один соединительный элемент (19для стыковки двух указанных вторых инструмента (10), когда они установлены соответственно на первом и втором участках трубы (4, 8).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что соединительный элемент (19) установлен на втором инструменте (10), причем указанный соединительный элемент (19) стыкует второй инструмент (10), установленный на конце первого участка трубы (4) с соответствующим одинаковым по существу вторым инструментом (10), установленным на конце второго участка трубы (8).

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что каждый соединительный элемент (19) в закрепленном положении фиксирует оба вторых инструмента (10) на заранее определенном осевом расстоянии друг от друга с сохранением возможности вращения указанных вторых инструментов (10) относительно друг друга вокруг общей центральной оси (11).

10. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что каждый соединительный элемент (19) в закрепленном положении допускает регулировку осевого расстояния между обоими вторыми инструментами (10), при этом расстояние между соответствующими концами (4, 8) первого и второго участка трубы регулируется.

11. Устройство по п. 5 или 7, отличающееся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (19) выполнен с возможностью жесткого закрепления обоих вторых инструмента (10) друг с другом в конечном положении после регулирования расстояния между концами участков трубы (4, 8) и их взаимного вращения относительно друг друга.

12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что по меньшей мере один из вторых инструментов (10) включает шкалу, которая показывает угол вращения между указанными двумя вторыми инструментами (10).

13. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что второй инструмент (10) выполнен разборным.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для орбитальной обработки неповоротных стыков труб, в частности сварки, резки, обработки кромок, зачистки. Гибкая составная каретка состоит из по меньшей мере двух шарнирно соединенных составных частей, соединенных друг с другом последовательно в одном порядке.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке секций трубопроводов. Система содержит наружный центрирующий механизм для наружной поддержки и управления ориентацией секций труб и для центровки секций относительно друг друга.

Изобретение может быть использовано для внутренней сварки труб в защитном газе. Машина содержит переднюю раму (1), центрирующее устройство (13), механизм (3) вращающегося диска, сварочный блок (4), натяжной механизм (5), среднюю раму (6), плавающий пружинный механизм (7), приводной механизм (8), заднюю раму (9), тормозной механизм (10), механизм (11) передвижения и газовый резервуар (12).

Изобретение относится к выравниванию двух компонентов с крепежными отверстиями. Выравнивающее приспособление содержит два сопрягающих приспособления.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов. Зажимное устройство (1) для внутреннего центрирования труб относительно друг друга содержит две зажимные головки (5, 6), выполненные с возможностью размещения во взаимно обращенных концах труб.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сварки протянутых дисков. Способ фрикционной сварки протянутого диска, содержащего ячейки, выполненные с возможностью приема корней лопаток, включает в себя сварку с применением вспомогательного устройства.

Изобретение относится к устройству для соединения орбитальной сваркой концов уже выверенных и снабженных прихватками труб, в частности из стали, имеющему образованную концами труб разделку кромок под сварку.

Изобретение относится к способу аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей, одна из которых выполнена в форме стакана с центральным отверстием в донной части, а другая трубчатой формы.

Изобретение относится к автоматическому сварочному оборудованию для сварки изделий с внутренними цилиндрическими поверхностями. Центратор состоит из стержня 1, на конце которого шарнирно закреплены равномерно расположенные вокруг оси три рычага 2.

Изобретение может быть использовано для взаимного позиционирования труб, подлежащих стыковке и соединению, например, сваркой. Концевые участки труб содержат торцевые кольцевые поверхности, определяющие плоскость стыка, и примыкающие к ним поверхности скошенных кромок.

Изобретение относится к способу и устройству для центрирования участков трубы относительно друг друга при сборке перед соединительной сваркой указанных участков труб друг с другом. Первый инструмент центрируют относительно внутренней поверхности участка трубы с помощью приспособления для центрирования, которое регулируется в осевом направлении. Указанное приспособление для центрирования первого инструмента вставляют в участок трубы. Второй инструмент центрируют относительно первого инструмента с помощью направляющего устройства, выполненное с возможностью центрирования инструментов относительно друг друга. Второй инструмент включает крепежное приспособление для фиксации наружной поверхности участка трубы со вторым инструментом. Третье направляющее устройство,выполненное с возможностью центрирования двух указанных вторых инструмента друг относительно друга в прикрепленном положении на соответствующем участке трубы. Один соединительный элемент предназначен для стыковки двух вторых инструментов. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх