Сварка прямошовных труб

Сварка труб до 530 мм осуществляется электроконтактным способом на автоматических установках. Под давлением сварочных валков 5 и токоподводящих электро­дов 3 нагретые до пластичного состояния кромки осаживаются и свариваются. Прямолинейное направление свариваемых кромок заготовки трубы 4 создается валками 3 с направляющим валком 5

После сварки и охлаждения труба подвергается правке и калибровке в калибровочном стане, а затем разрезается специальным резаком на трубы заданной длины.

Сварку О-образных заготовок труб диаметром 530—820 мм прово­дят на установках автоматической сварки под флюсом, где сваривают продольный шов сначала с наружной стороны, а затем с внутренней. О-образные заготовки труб диаметром 1020—1420 мм подают сначала на установку для сварки технологического шва, на которой смещение кро­мок предотвращается благодаря применению внешних валков. Техноло­гический шов накладывают непрерывно сварочным автоматом с двумя головками в среде защитного газа. Рабочий шов варят под флюсом, что способствует предотвращению дефектов. Сначала проваривают внутренний слой до техно­логического шва, затем выполняют подварочный шов снаружи. При этом технологический шов полностью расплавляется.

Калибровка труб и контроль качества шва.

Калибровку труб, т.е. доводку их размера и формы, осуществляют экспандированием — расширением трубы внутренним гидравлическим давлением, превышающим испытательное. Экспандирование труб прово­дят на прессах-расширителях в специальной разъемной цилиндрической секционной обойме штампа общей длиной, равной длине трубы. С обе­их сторон обоймы располагают силовые головки, закрывающие трубу с концов. Работой пресса-расширителя управляют при помощи гидравлической системы. Пластическая деформация металла труб при экспандировании не должна превышать 1,2 %.

Когда стенки трубы в процессе экспандирования прижмутся к внутрен­ней поверхности обоймы, труба достигает максимального диаметра. Это называется пределом экспандирования и дает возможность получить трубу данного диаметра и точной формы.

После экспандирования проводят гидравлическое испытание трубы. В трубе снижают давление до давления, несколько меньшего испытательного. Во время испытания давление и время выдержки регистрируются с помощью самописца. Окончательная операция – контроль сварного шва с помощью ультразвукового и рентгеновского контроля.

Спиральношовные трубы

Спиральношовные сварные трубы изготавливают из стальной рулоновой ленты шириной 600-1500 мм, путем сворачивания ее по спирали на цилиндрической оправке в непрерывную трубу.

Станы спиральной сварки включают линию подготовки полосы, формовочную машину и сварные головки, для выполнения двусторонней сварки под флюсом. Спиральная лента входит в формовочную машину с одной стороны, сворачивается в ней по спирали и выходит из неё в виде готовой трубы, совершая поступательное движение.

Сварочные головки, флюсоаппараты, катушки электродной проволоки устанавливаются на самоходной тележке, перемещающиеся вдоль свариваемых кромок.

Сприральношовные трубы малых (до 530 мм) и средних (530-820) мм диаметров формуют с двусторонним сварным швом на специальном трубном стане.

Для изготовления спиральношовных труб большого диаметра (1020-1420 мм и толщиной 10-12 мм) применяют трехслойную сварку спирального шва.

Сразу после формовки труб в момент схождения кромок полосы, при формовании первого витка шва трубы, сваривают технологический шов с внутренней стороны. Через пол-оборота витка – вторая сварочная головка сваривает спиральный рабочий шов с наружной стороны трубы.

Затем через шаг спирали от первого внутреннего технологического шва – третья сварочная головка выполняет автоматическую сварку под флюсом внутреннего рабочего шва. При этом первый технологический шов полностью переваривается.

Особенностью изготовления спиральношовных труб является то, что формовочно-сварочное оборудование очень компактно, легко позво­ляет из ленты одной ширины изготовлять трубы правильной формы и точных размеров, без дополнительной правки и экспандирования.

Спиральношовные трубы дешевле прямошовных, так как стальная лента на 20—35 % дешевле широколистовой стали. При этом достигается экономия металла примерно на 10% за счет снижения его расхода на обрезку после прокатки.

Недостатком спиральношовных труб считают большую протяженность швов по сравнению с прямошовными трубами, их нельзя гнуть, они плохо копируют местность.

ПЛОСКОСВОРАЧИВАЕМЫЕ ТРУБЫ

Заготовки для сварных, плоскосворачиваемых труб изготовляют из стальных или алюминиевых полос толщиной 1,5—2,0 мм. Две полосы свари­вают по продольным кромкам (электроконтактной шовной свар­кой или автоматической под флюсом) и сворачивают в рулоны. Длина плоской трубной заготовки мо­жет быть равной 1,0—2,0 км. Полученный после сварки очень компактный рулон плоских труб имеет диаметр 1,8-2,5 м.

Изготовляют рулонные заготовки на стане по следующей схеме: (5), имеется два барабана 1 с намотанными лентами; сва­рочный агрегат 2, роликовые правильные вальцы 3, которые правят заго­товку и устраняют деформацию, вызванную сваркой. Они и тянут ленты со смоточных барабанов и толкают заготовку к устройству 4, где заготовку сворачивают в рулон.

На трассе трубопровод разматы­вают вдоль траншеи и нагнета­ют в него через штуцер воду или воздух насо­сами или компрессорами.

Плоскосворачиваемые трубы обладают большей гибкостью, чем обычные сварные или бесшовные горячекатаные трубы.

Благодаря применению плоскосворачиваемых труб обеспечи­вается значительная экономия металла, сокращаются транспортные расходы, и снижается трудоемкость монтажных операций, так как отпадает необходимость в сварочных работах на трассе. Концы труб соединяют при помощи фланцев или муфт.

ЧУГУННЫЕ ТРУБЫ

Чугунные трубы обладают по сравнении со стальными большей коррозионной стойкостью и долговечностью и более экономичны в изготовлении и эксплуатации. Однако они имеют большую металлоемкость (большая толщина стенок)

Для газонефтепроводов используют трубы из высокопрочного чугуна, который сочетает высокую прочность с достаточной пластичностью и как и обладает хорошими литейными свойствами. Имеет низкую стоимость по сравнению с другими материалами.

Трубы из серого чугуна применяют для изготовления водопроводов.

Изготовление труб

Изготовление чугунных труб осуществляется центробежным и полунепрерывным методами.

Центробежное литье. При центробежном литье сплав заливают во вращающуюся форму; формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокие механические свойства и плотность отливки.

Металлические формы - изложницы изготовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы обычно в 1,5-2 раза больше толщины отливки. В процессе литья из­ложницы снаружи охлаждают водой или воздухом. Пе­ред началом работы изложницы подогре­вают до температуры 200 °С.

При получении чугунных водопро­водных труб на машинах с горизонталь­ной осью вращения (рис. 4.40, а) излож­ницу 2 устанавливают на опорные ролики 7 и закрывают кожухом 6. Изложница 2 приводится во вращение электродвигателем 1. Расплавленный чугун из ковша заливают через желоб 3, который в процессе заливки чугуна перемещается в обратном на­правлении, что обеспечивает получение равностенной от­ливки 5. Для образования раструба трубы используют либо песчаный, либо оболоч­ковый стержень 8. После затвердевания залитого чугуна трубу извлекают из из­ложницы.

Полунепрерывный метод литья. Сущность полунепрерывного литья заключается в изготовлении отливок большой протяженности непрерывной заливкой расплавленного металла в водоохлаждаемую форму- кристаллизатор, дальнейшем затвердевании металла и вытягивании из него сформированной части отливки.

При изготовлении отливки жидкий чугун из ковша 1 через литниковую воронку 3 непрерывно заливают в кольцевую полость между наружным и внутренним водоохлаждаемыми кристаллизаторами 4. Труба, которая формируется в этой полости, непрерывно вытягивается по мере затвердевания металла вниз с помощью тросов и приспособления 5 в течение всего процесса заливки чугуна в кристаллизатор. Для формования внутренней раструбной части трубы применяют песчаные или металлические стержни. Скорость формования трубы составляет 1-3 м/мин. Полунепрерывным литьем изготовляют трубы диа­метром 300... 1000 мм и длиной до 10 м.

Трубы, не имеют неметаллических включений, усадочных раковин и пористости благодаря направленной кристаллизации отливки.

Кроме того, обеспечивается одно­родность физико-механических свойств отливки по длине; обеспечивается необходимая шероховатость внутренних и наружных поверхностей.

Характеристика труб. Трубы из серого чугуна отливают не ниже марки СЧ15. Толщина стенки в зависимости от класса труб составляет 6,7-31 мм. Гидравлические испытания труб с раструбом проводят в зависимости от их типа-размера.

Прочность труб определяют растяжением кольца, отрезанного от гладкого конца трубы. Кольцо поддерживается двумя диаметрально расположенными опорами и нагружается этим опорами изнутри. Предел прочности чугунных труб с раструбом в зависимости от диаметра находится в пределах Ду 300-1000 соответственно от 392-235 МПа.

Напорные трубы из высокопрочного чугуна изготавливают центробежным и полунепрерывным литьем марок ВЧ40-10 - ВЧ50 -5 и др. с Ду 65-600 мм и L 2-6 м.