Спосіб контактного стикового зварювання труб та машина для його здійснення

VJ00080 ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЭ N » СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОІЦіАЛИСТИЧЕОКИХ РЄСПУБЛИН (5t)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГНРЫГИЯМ ПРИ ГННТ СССР (21) 4312731/31-27 (22) 02.10.87 (71*) Институт электросварки им. Е. 0. Патона (72)' С. И. Кучук-Яценко", В, А. Сахарнов, Б . И. Казымов, Ю. В. Швец, А. К. Харченко и В. Г. Кривенко (53) 621,791.762.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 251719, к л . В 23 К 1 1 / 0 2 , 1968 ( н е публик.). Авторское с в и д е т е л ь с т в о СССР Р 1213605, к л . В 23 К 1 1 / 0 4 , 1984. ( 5 4 ) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ' ТРУБ И МАЛИНА ДНЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение о т н о с и т с я к т е х н о л о гии к о н т а к т н о й стыковой с в а р к и и может быть использовано при с в а р к е коль цевых стыков т р у б . Цель и з о б р е т е н и я повышение производительности с в а р к и при обеспечении высокой точности центровки т р у б , имеющих допуски по н а ружному д и а м е т р у . Способ включает центрирование и зажатие концов труб групповой с и л , каждая из которых приложена к равномерно расположенным по периметру труб зажимам, размещенным в зажимных у с т р о й с т в а х подвижной и неподвижной ч а с т е й сварочной машины н установленным в исходном положении. Силы, воздействующие на зажимы каждого зажимного у с т р о й с т в а ( З У ) , р а з д е ляют на д в е смежно расположенные опор ную и прижимную группы с о о т в е т с т в е н но (ОГ) и ( И Г ) . Величину каждой силы ОГ устанавливают в \,05 - 1,25 р а з а больше величины к*ахдой силы ЇЇГ. Центровку и зажатие труб осуществляют путем в о з д е й с т в и я на зажимы сил ИГ. В 20-90 этот период времени зажимы, на к о т о рые воздействуют силы ОГ, остаются в крайнем положении, которое удалено о і центральной оси ЗУ на величину, р а в ную половине номинального диаметра свариваемых т р у б . После зажатия концов труб в таком положении измеряют величину смещения свариваемых кромок труб со стороны зажимов, ЇШ которые воздействуют силы ПГ подвижного и неподвижного ЗУ. Затем выделяют наибольшую величину смещения, сравнивают ее с заданной величиной, равной половине допуска на наружный диаметр с в а р и ваемых т р у б , и при величине смещения, превышающего заданную величину, производят перемещение опорных зажимов одного из ЗУ во второе крайнее положение в с т о р о н у удаления от центральной о с и ЗУ на величину, равную половине допуска на наружный диаметр свариваемых т р у б . Машина для контактной стыковой с в а р к и труб, реализующая описываемый с п о с о б , включает подвижное и неподвижное ЗУ, выполненные в виде радиально расположенных зажимов, снабженных силовыми цилиндрами, и си стему г и д р о п и т а н и я . Каждое 3V машины выполнено в виде ОГ и ПГ зажимов. Каждая группа зажимов каждого ЗУ с о единена индивидуальным трубопроводом с системой гидропитания машины. Каждый индивидуальный трубопровод, с о е диняющий каждую группу зажимов каждого ЗУ с системой гидропитакия машины, снабжен автономным узлом управления (гидрозолотникамн I ! и 1 2 ) . Зажимы каждой прижимной группы снабжены устройством 10 для измерения их перемещения. Диаметр силовых цилиндров 7 и 3 зажимов ОГ в 1,03 - 1,15 раза болъ ел an 05 ел 1568375 ше диаметра силовых цилиндров 13 з а жимов ПГ. В другом исполнении машины диаметры всех цилиндров одинаковые, но каждый индивидуальный трубопровод, соединяющий группы цилиндров 13 прижимных зажимов с системой гидропитания машины, снабжен редукционным клапаном 9. 2 с. и 2 з . п . ф-лн, 3 и л . Изобретение относится к контактной стыковой сварке и может быть исполь-1* зовано при сварке кольцевых стыков труб. I5 Цель изобретения - повышение производительности сварки при обеспечении высокой точности центровки труб, имеющих допуски по наружному диаметру. На фиг. 1 представлена предлагав- 20 мая машина; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. I; на фиг, 3 - часть гидросхемы сварочной машины, которая поз воляет реализовать описываемый способ. Сварочная машина содержит неподвиж 25 ное 1 подвижное 2 зажимные устройства, которые по своему устройству и принципу действия аналогичны. Каждое зажимное устройство 1 или 2 состоит ных для того, чтобы при зажиме труб , не происходило отжатие зажимов, на к о торые воздействуют опорные силы из крайнего положения. Такой диапазон я в ляется оптимальным для удержания зажимов в крайнем положении. При значениях менее 1,05 возможно перемещение зажимов из крайнего положения при воздействии на трубу прижимных сил и собственного веса трубы. Увеличение значений свыше 1,25 не является необходимым . На прижимных зажимах установлены устройства 10 .измерения перемещения. Гидросхема машины дополнительно имеет два гидрозолотника II и 12, которые обеспечивают управление силовыми цилиндрами и редукционный клапан 9. ИЗ ПОЛУКОрПуСОВ 3 И 4 , КОНЦЫ КОТОРЫХ Работа зажимных устройств происхосоединены осью 5, с которой соединен дит следующим образом. шток гидроцилиндра 6 раскрытия полуСвариваемые трубы подаются в з а корпусов. жимные устройства 1 и 2 и автономный В этих полукорпусах расположены узел выдает команду на перемещение зажимные устройства, состоящие из ,, зажимов прижимной группы. По этой к о двух групп. Опорная группа состоит манде срабатывает гидрозолотник 12, из зажимов с цилиндрами 7 и 8, котокоторый соединяет полость цилиндра 13 рые находятся в крайнем полонений (на зажимов прижимной группы с силовой номинальном диаметре трубы) и имеют магистралью гидросистемы через клапан возможность перемещаться в сторону 9. При этом цилиндр 13 перемещается увеличения диаметра на величину, р а в и трубы прижимаются к опорной группе ную половине допуска на наружный диазажимов, рабочая полость которых ч е метр трубы. В этом положении на опоррез гидрозолотник I1 соединена также ную группу цилиндров действует усилие с силовой магистралью. в 1„05 - 1,25 раза больше, чем на при При перемещении зажима прижимной жимную группу, которое создается за группы устройство 10 измеряет его п е счет дополнительного редукционного ремещение из исходно го положения. Посклапана 9» который установлен в систе ле остановки цилиндров сравниваются ме питания прижимной группы зажимов попарные перемещения одинаково распои обеспечивает понижение давления в 50 ложенных прижимных зажимов подвижного t 0,75 - 0,95 по сравнению с остальной и неподвижного зажимных устройств и магистралью, В случае применения для на основании этого определяются смеопорной группы цилиндров, диаметр к о щения торцов труб. После определения торых в 1,03 - 1,15 больше диаметра смещения труб выбирается максимальное цилиндров прижимной группы, редукционный клапан из гидросхемы исключает- 55 смещение торцов труб, которое сравнивается с заданной величиной, равной ся, а остальные элементы сохраняются. половине допуска на диаметр свариваеВеличина опорных сил выбирается в мых труб, и, если реааьное смещение 1,05 - 1,2Ь раза больше, чем прижим 568175 6 ройств перемещаются на 2 мм (половина больше заданной величины» то гидрозодопуска на диаметр). При этом смешение лотник И перекрывает питание одной в районе прижимных зажимов уменьшается из опорных групп подвижного или кес 4 до 2 мм, а в районе опорных в о з подвикного зажимного устройства сва5 растает с 0 до 2 мм. рочной машины в зависимости от смеИзобретение повышает производительщения торцов одной или другой трубы ность сварки труб за счет сокращения и соединяет рабочие полости цилиндров времени, необходимого для зажатия н 7 и 8 со сливной магистралью. При центровки труб, вследствие полного исэтом опорная группа зажимов под дав10 пользования производительности гидролением прижимных цилиндров отжимается станции сварочной машины. Машина для от своего крайнего положения в стоконтактной стыковой сварки труб, изго рону удаления от центральной оси во товленная согласно описываемому изобвторое крайнее положение, которое отретению, позволяет обеспечить ВЫСОКУЮ стоит на величину, равную половине допуска на наружный диаметр сваривае- 15 заданную точность центровки свариваемых труб путем однократного замера мых труб. смещения кромок, сравнения максимальВ том случае, когда реальное смете ного смещения с заданной величиной и» ние меньше заданной величины, то корректировка центровки труб не произво- 20 если необходимо, однократного корректирования взаимного положения труб, дится. зажатых в зажимах сварочной машины. Физическая сущность описываемого способа заключается в том, что при зажиме трубы устанавливаются так, что Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я на одном из участков периметра обеспе- 25 чивается отсутствие смещения торцов, ! . Способ контактной стыковой свара затем измеряются смешения на диаки труб, включающий зажатие 1 концов метрально противоположном участке петруб группой сил, каждая из которых риметра труб. Если это смещение меньприложена к равномерно расположенным ше половины допуска на наружный диапо периметру труб зажимами, центрирометр труб, то коррекция центровки не вание труб и последующую их сварку, производится, а если больше, то одна о т л и ч а ю щ и й с я тем, что о из труб перемещается. При этом создас целью повьячения производительности ется смещение торцов на участке, где при обеспечении высокой точности цен-* его не было, а смещение на диаметтровки труб, имеющих допуски по нарально противоположном участке умень- 35 ружному диаметру, силы, воздействуюшается. Величина перемещения одной из щие на зажимы каждого зажимного усттруб является дискретной и равна полоройства, разделяют на две смежно расвине допуска на наружный диаметр труб. положенные группы: опорную и прижимТаким образом, при центровке труб ную, причем величину каждой силы опор по описываемому способу максимальное 40 ной группы устанавливают в 1,05 смещение будет не более половины до1,25 раза больше величины каждой сипуска на диаметр свариваемых труб. лы прижимной группы, а зажатие и ценВ качестве примера рассмотрим возтрирование труб осуществляют, воздейможность применения описываемого споствуя на зажимы силами прижимной групсоба для сварки труб диаметром 530 мм. пы, при этом зажимы, на которые возПредельные отклонения по наружному действуют силы опорной группы, устадиаметру труб не должны превышать навливают в крайнее положение, кото±2 мм. При этом величина допуска на рое удалено от центральной оси зажимдиаметр составляет 4 мм. Отсюда сле- 50 ныл устройств на величину, равную подует, что минимальный диаметр трубы ловине номинального диаметра сваривасоставляет 528 мм, а максимальный емых труб, затем измеряют величину 532 мм. При яажиме этих труб в районе смещения свариваемых кромок труб со стороны зажимов, на которые воздействоздействия прижимной группы сил возвуют силы прижимной группы, определяникает смещение, равное 4 мм. Это сме55 ют наибольшую величину смещения, сравщение больше половины допуска на диа*нивают ее с заданной величиной, равметр труб (2 м м ) , поэтому производитной половине допуска на наружный диася коррекция центровки, при которой метр свариваемых труб, и при величине опорные зажимы одного из зажимных уст 7 1568375 смещения, превышающей заданную величину, производят перемещение зажимов, на которые действуют силы опорной группы, во "второе крайнее положение в сторону удаления от центральной оси зажимных устройств на величину, равную половине.допуска на наружный диаметр свариваемых труб, 2. Машина для контактной стыковой 10 сварки труб, включающая подвижное и неподвижное зажимные устройства, выполненные в виде радиально располо^ женных зажимов, снабженных силовыми цилиндрами, привод осадки и систему 15 гидропитания, о т л и ч а ю щ а я с я тем, ч т о , с целью повышения производительности при обеспечении высокой точности центровки труб, каждое 8 зажимное устройство выполнено в виде опорной и прижимной групп зажимов, с усилием зажатия зажимов опорной группы в 1,05 - 1,25 раза превышающим усилие зажатия зажимов прижимной группы, причем каждая группа зажимов снабжена автономным узлом управления и через него связана с системой гидропитания. 3. Машина по п . 2, о т л и ч а ющая с я тем, что диаметр силовых цилиндров зажимов опорной группы в 1,03 - 1,15 раза больше диаметра ' силовых цилиндров зажимов прижимной группы. 4 . Машина по п . 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что автономный'' узел управления прижимной группой з а жимов снабжен редукционным клапаном. 1568375 Фиг.3 Редактор Т. Горячева Составитель И. Фелицина Техред М.Ходанич Корректоре, Шевкун , Закаэ 1554/ДСП Тираж 463 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 П р о и з в о д с т в е н н о - и з д а т е л ь с к и й комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101