ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

________________________________________________________________________________

УДК 621.791.94.035

БЕЗОГНЕВАЯ РЕЗКА НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ

Ш.К. Мукушев, кандидат технических наук, доцент; А.А. Байбисенова,студентка группы НТС-15Т2; Д.А. Гамалий, студент группы НТС-15Т2

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

(СибАДИ)», Омск, Россия

Аннотация. Представлены основные сведения о безогневой резки труб, а также были приведены различные виды машин, используемых с помощью пневмо-, гидро- и электроприводом, применяемых как в России, так и в зарубежных странах. Также приведены параметры использования металлорежущего оборудования и факторы, влияющие на производительность машины для безогневой резки труб.

Ключевые слова: Машина для безогневой резки труб, гидропривод, подача, скорость резания, привод фрезы.

FIRE-FREE CUTTING OF OIL PIPELINES

Sh.K. Mukushev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor;

A.A. Baybisenova,student gr. NTS-15T2; D.A. Gamaliy, student gr. NTS-15T2

Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Siberian State Automobile and Highway University», Omsk, Russia

Abstract. The basic information about flameless pipe cutting, which is also used in various types of machines, including using pneumatic, hydraulic and electric drives used both in Russia and in other countries, is presented. Also provided are the parameters for the use of metal-cutting equipment and factors affecting the performance of machines for fireless pipe cutting.

Keywords: Machine for flameless pipe cutting, hydraulic drive, hydraulic cylinder, pneumatic, hydraulic or electric drive, feed, cutting speed, cutter drive, machine parameters and productivity

Введение

В развитие нефтяной промышленности необходимо качественное обслуживание, которое влияет на ремонт трубопроводного транспорта. Для выполнения работ магистрального трубопровода, нередко, необходима замена части трубопровода. При ремонте магистрального трубопровода используют 2 метода резки труб: с применением энергии взрыва и безогневой метод. Наиболее перспективным методом для резки дефектных участков магистрального трубопровода является безогневой метод, позволяющий разрезать ровно трубу, без всяких дефектов, производить холодную врезку под давлением в действующих трубопроводах, выравнивать фаску и подготавливать кромку под фаску. Труборезы безогневого метода имеют в качестве режущего инструмента дисковую фрезу.

Безогневая резка — это механическая резка трубопрокатной продукции, осуществляемая специальными машинами или приспособлениями с помощью фрез или роликовых резцов, без побочного выделения огня и искр. Она способна работать в цеху, на стройплощадке и в полевых условиях[1].

Универсальность машин и приспособлений безогневого метода позволяет применять их для резки труб в вертикальном положении или при любом угле наклона, используя специальные направляющие полосы и ролики. При этом получать повышенную точность среза до 0,25 мм, исключая возможность несовпадение начала и конца реза [1].

Также безогневой метод нужен для магистрального трубопровода, при присутствии в нем остатков нефтепродуктов, где невозможно применение другого оборудования с использованием огневой резки магистрального трубопровода.

107

Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

________________________________________________________________________________________________

Виды машин безогневой резки

Машины, применяемые безогневой метод используют различные приводы: гидравлический, электрический и пневматический. Машины с гидравлическим приводом применяются при огнеопасных и взрывоопасных работах нефте- и газопроводах. Пневматический привод используется в полевых условиях и в различных цехах. А машины с электроприводом не должны применяться в условиях взрывоопасного обеспечения, они применятся в условиях специальных цехов.

выпускаемые в Германии (рисунок 1).

Имеют максимальную универсальность, благодаря инновациям фирмы Файн. Профессиональный инструмент с высокой производительностью и совершенной эргономикой. Многофункциональный электроинструмент с большим набором комплектующих деталей Файн. Труборезы известны во всем мире, они используются при строительстве магистральных водо-,газо- и нефтепроводов. При обработке нефте- и газопроводов используется труборез с влагозащищенным трехфазным двигателем. Техника фирмы Файн отличается чрезвычайной надежностью, защищает редуктор от перегрузки, имеет большой габарит по длине, но главный недостаток у этого трубореза является очень высокая цена (в два раза больше, чем машины для резки труб).У них высокая надежность, широкий диапазон разрезаемых труб (250…3000 мм) с толщиной стенки до 45 мм [2].

Рисунок 2 – Машина СМ 307

Машины для безогневой резки труб СМ 307, выпускаемые в Перми (рисунок2) предназначены для резки и разделки кромок трубы под сварку, включая резку по изоляции [3]. Труборезы обладают высокой надежностью, диапазон разрезаемых труб от 315 мм до 1420 мм с толщиной стенки до 20 мм, при меньшей массе (не более 95 кг), также труборезы обладают большой длиной, трудоемкостью изготовления и у них высокая стоимость, чем машины МРТ. Машина комплектуется только с электрическим приводом.

108

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

________________________________________________________________________________

Рисунок 3 – Машина гидравлическая

Машина гидравлическая для резки труб 352-218 (рисунок 3) предназначена для резки труб диаметром от 325 до 1420 мм с одновременной разделкой кромок под сварку и толщиной стенки до 16 мм. Может быть использована в полевых условиях, работать от автономной гидростанции, либо от гидросистемы тракторной и другой техники[4], имеет небольшую массу (до 50 кг), имеет только гидравлический привод, это означает, что потребуется гидростанция с большой массой 120 кг.

Рисунок 4 – Машина для безогневой резки труб МРТ 219-820 "Волжанка"

Машина для безогневой резки труб МРТ 219-820 «Волжанка». Машина для безогневой резки труб (рисунок 4) применяется для осуществления вырезки дефектных участков трубопроводов, а также линейной арматуры, в случаях вытекания нефти или газа без потребности очистки трубопровода. Резка для труб диаметром от 219 мм до 820 мм. Труборез имеет электрический и пневматический привод.У трубореза имеется дистанционный пульт. Мощность двигателя достигается до 1,6 кВт, в случае оснащения электродвигателями мощность приравнивается к 1,5 кВт.

Рисунок 5 – Машина "CGM-1"

109

Направление 1. Транспортное и строительное машиностроение

________________________________________________________________________________________________

Машина "CGM-1" безогневой резки труб ColdCuttingMachine (США-Италия) (рисунок 5). Эта машина используется с пневматическим и гидравлическим приводом. Главным достоинством данной машины является использование раздельного привода, один для перемещения машины вокруг трубы, а другой для вращения фрезы, изменяя скорость вращения фрезы искорость перемещения машины вокруг трубы. Машина используется для демонтажа и замены компонентов новой конструкции. Машина предназначена для работы в самых неблагоприятных условиях, возникающих во время строительства[5]. Еще одним преимуществом данной модели является то, что одна машина применяется на всем диапазоне диаметров труб от 153 до 1829мм и с толщиной стенки до 38мм. Это достигается тем, что машина CGM-1 крепится и передвигается вокруг трубы при помощи четырехзвенной цепи. Для того, чтобы машина была надежно и прочно закреплена на поверхности трубы, на CGM-1 установлен сверхмощный механизм натяжения цепи, Длина цепи регулируется путем добавления или убирания сегментов цепи в зависимости от диаметра разрезаемой трубы. При резке труб большого диаметра и резервуаров, чтобы достичь необходимой точности перемещения и качества реза, рекомендуется дополнительно использовать направляющие полосы. Машина не требует дополнительной компенсации различных отклонений от правильной геометрии формы трубы, т.к. машина перемещается по внешнему диаметру. Условия эксплуатации машины CGM-1 связаны с интенсивной и продолжительной работой в различных климатических условиях и достигаются использованием высокопрочной трансмиссией режущего механизма.

Машина безогневой резки труб и подготовки фаски Excalibur (153-1829 мм) (рисунок 6). Машина Excalibur способна производить резку труб с толщиной стенки до 2 дюймов (50мм) и разделку кромок труб из низкоуглеродистой или нержавеющей стали повышенной прочности. Также машина применяется с гидравлической станцией (рисунок 7) чтобы производительность была высокой.

Исследовательская часть

Применяя теорию резания, для нахождения производительности фрезерования необходимы параметры использования металлорежущего инструмента: B–ширина фрезерования;t–глубина фрезерования; sz–подача на зуб; z–число зубьев фрезы; n–частота вращения фрезы.

Ширина фрезерования зависит от прочности. Глубина фрезерования зависит от толщины стенки трубы. Частота вращения режущего инструмента должна быть максимально 60об/мин.

Выражение для производительности фрезерования:

К постоянным параметрам относятся: ширина фрезерования, глубина фрезерования, частота вращения фрезы во время резания конкретного трубопровода, а величина подачи –меняющийся

параметр.За счет подбора подачи sz увеличивается производительность работы машины резки труб.

К факторам, влияющим на производительность машины резки труб относятся: -стойкость инструментаТ,

-подачаS

Если уменьшается подача S,то увеличивается количественное значение стойкости Т инструмента (рисунок 8).Машина для безогневой резки труб МРТ219-820 "Волжанка").

110

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

________________________________________________________________________________

Рисунок 8 – График зависимости Т (V)

Для улучшения работы инструмента, необходимо скорректировать подачу, уменьшив её до определенного значения, неостанавливая рез трубы. Если не предпринять вовремя меры для работы машины, возрастает её нагруженность и произойдет поломка инструмента.Это приведет к нарастанию нагрузок на труборез, что вызовет разрушение элементов машины и ее остановку.

Заключение

Таким образом, машина для безогневой резки труб является безопасным методом при проведении ремонта и обслуживания нефтегазопроводов. Конструкция машины позволяет обеспечить регулировку режимов резания, предохраняет элементы машины от поломоки перегрузок. Применение гидропривода позволяет повысить качество работы машины, возможность плавного регулирования скорости резания, тем самым, повышая надежность и ресурс работы режущего инструмента.

Библиографическийсписок

1. Лопатин, Б.А. Машина для безогневой резки труб большого диаметра / Б.А.Лопатин, Т.Р. Хазиев // Вестник машиностроения. – 2014. – №1. – С.84-87.

2. Газнефтеоборудование // Каталог оборудования. 2016. – URL: http://gazneftspb.ru/category_truborezi_FEIN.html (дата обращения: 12.03.2018).

3.Машина безогневой резки труб СМ-307. – URL: http://sovitek.ru/mrt-cold/sm-307.html/ (дата обращения: 13.04.2020).

4.Машина гидравлическая для резки труб 352-218. – URL: http://www.totaltorg.energoportal.ru/mashina- gidravlicheskaya-dlya-rezki-trub-352-218-549035.html/ (дата обращения: 13.04.2020).

5.Машина "CGM-1" безогневой резки труб Cold Cutting Machine (США-Италия) . – URL: http://mathey- russia.ru/catalogue/mashiny-dlya-rezki-trub/mehanicheskaya-rezka/mashina-bezognevoj-rezki-trub-cgm-1/ (дата обращения: 14.04.2020).

111