книги / Справочник по пайке
..pdf
|
|
|
|
|
|
Оптимальный режим нагрева стыка труб из |
|||||
|
|
|
|
|
|
стали 20 складывается из равномерного нагре |
|||||
|
|
|
|
|
|
ва до 735 °С, когда фазовые превращения не |
|||||
|
|
|
|
|
|
происходят, и ускоренного нагрева до темпера |
|||||
|
|
|
|
|
|
туры пайки (1180 °С). Изменение мощности, |
|||||
|
|
|
|
|
|
необходимой для нагрева стыков, в зависимо |
|||||
|
|
|
|
|
|
сти от сочетания труб приведено на рис. 4. |
|||||
|
|
|
|
|
|
Электрические |
параметры |
индукционного на |
|||
|
|
|
|
|
|
грева стыков труб приведены в табл. 4. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Результаты механических испытаний об |
||||
|
|
|
|
|
|
разцов, вырезанных из стыков стволов опор |
|||||
|
|
|
|
|
|
ВЛ, показали, что при нахлестке 20 мм соеди |
|||||
|
|
|
|
|
|
нения равнопрочны основному металлу. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
При индукционной пайке трубчатых опор |
||||
|
|
|
|
Времм, с |
|
припоем П-87 изделие нагревается до температу |
|||||
|
|
|
|
|
ры 1180 °С. Максимальная температура 1200 °С |
||||||
Рис. 4. Изменение мощности, необходимой для |
|||||||||||
обнаруживается |
в средней |
части |
стыка. Зона |
||||||||
|
нагрева стыков труб до 1200 °С. |
влияния имеет |
протяженность порядка 70 мм |
||||||||
|
Размеры соединяемых труб, мм: |
||||||||||
|
по обе стороны от соединения (см. рис. 3). |
||||||||||
/ - 0 |
108 х 159; 2 - 0 |
159х 18О ;3 -0 |
159х 194 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
4. Электрические параметры индукционного нагрева стыков труб |
|
||||||||
Диаметр соеди |
Ступени нагрева |
Р, кВт |
/, А |
и, В |
К |
С, мкФ |
Время, с |
||||
няемых труб, мм |
(температура. °С) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
1 0 8 х |
159 |
|
1 (4 5 0 ) |
28 |
30 |
5 2 0 |
24 |
1,42 |
52 |
||
|
|
|
|
2 ( 7 5 0 ) |
5 6 / 4 8 ’ |
75 |
7 0 0 |
24 |
1,42 |
32 |
|
|
|
|
|
3 ( 1 1 8 0 ) |
2 6 |
76 |
5 0 0 |
24 |
1,42 |
44 |
|
1 5 9 х |
180 |
|
1 (4 5 0 ) |
4 0 |
120 |
775 |
18 |
4,2 |
6 0 |
||
|
|
|
|
2 ( 7 5 0 ) |
7 6 / 5 8 |
120 |
775 |
18 |
4 ,2 |
32 |
|
|
|
|
|
3 ( 1 1 8 0 ) |
28 |
120 |
775 |
18 |
4 ,2 |
28 |
|
1 5 9 х |
194 |
|
1 ( 4 5 0 ) |
4 8 |
100 |
525 |
12 |
16 |
50 |
||
|
|
|
|
2 ( 7 5 0 ) |
8 0 / 6 0 |
ПО |
8 0 0 |
12 |
16 |
4 4 |
|
|
|
|
|
3 ( 1 1 8 0 ) |
3 6 |
55 |
5 5 0 |
12 |
16 |
26 |
|
ф |
Числитель дроби - максимальная мощность |
в начале |
нагрева; знаменатель - |
минимальная в конце |
|||||||
нагрева. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О б о з н а ч е н и я |
К - коэффициент, учитывающий расход припоя на формирование галтелей. |
Максимальная прочность соединения труб из стали 20 припоем П-87 достигается при охлаждении стыка после пайки сжатым возду хом под давлением 4 - 6 ат. Аналогичная зако номерность наблюдается и в изменении микро твердости составляющих микроструктуры пая ного шва. Свойства паяных соединений стыков трубчатых опор ВЛ в зависимости от условий охлаждения, охлаждающей среды представле ны на рис. 5; влияние на скорость охлаждения охлаждающей среды - на рис. 6.
На основе проведенных исследований на Волжском заводе стальных конструкций 6i?ma создана Поточная линия по производству труб-
250 500 750 W00 Скорость охлаждения,°С/мин
Рис. 5. Свойства паяных соединений стыков трубчатых опор ВЛ в зависимости от условий охлаждения после пайки:
/ - микротвердость; 2 - прочность на срез
Рис. 6. Влияние среды на скорость охлаждения
стыка труб 0 159 х 4,5 мм. Охлаждение:
I - естественное; 2 - сжатым воздухом; 3 - водой
чатых опор ВЛ. В итоге в Республику Бангла деш было поставлено свыше 80 000 трубчатых опор ЛЭП в экспортном исполнении.
ПАЙКА СТЫКОВ ТРУБ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Необходимость применения пайки для соединения стыков труб тепловых электро станций вызывается высокой долей ручного труда в производстве, причем сварщиков высо кой квалификации. Применение пайки не толь ко устраняет этот недостаток, но и обеспечива ет получение равнопрочных соединений, обла дающих более высокой, чем при сварке, проч ностью. Самое же важное - пайка позволяет механизировать и автоматизировать процесс производства, что особенно важно при соеди нении труб диаметром 219 426 мм с толщи ной стенок 7 18 мм. Для пайки таких труб ТЭС наиболее отвечающим требованиям ока зался индукционный нагрев. Требуемая мощ ность для нагрева таких труб приведена в табл. 5.
5. Мощность для нагрева труб тепловых электростанций
Диаметр |
Полная мощ |
Диаметр |
Полная мощ |
|
ность источ |
ность источ |
|||
трубы, |
грубы. |
|||
ника нагрева. |
ника нагрева, |
|||
мм |
мм |
|||
кВт |
кВт |
|||
|
|
|||
2 1 9 |
7 5 ,8 |
1020 |
3 6 6 |
|
273 |
9 5 ,3 |
1220 |
4 3 8 |
|
325 |
114,2 |
1320 |
4 7 5 |
|
3 7 7 |
133,0 |
1420 |
5 1 0 |
|
4 2 6 |
150,8 |
1520 |
5 4 7 |
|
6 0 0 |
2 1 4 ,0 |
1620 |
583 |
Конструкция стыка имеет определяющее значение для обеспечения прочности паяного соединения. Из приведенных на рис. 7 типов разделки концов труб оптимальное формиро вание паяного соединения обеспечивает торце вая форма разделки стыка, когда на стыкуемую поверхность наносится накатка или спиральная насечка (рис.7, в). При этом качественное со единение образуется при осевом давлении на стык до 30 кгс/см2 (3 МПа). Наиболее надеж ные и стабильные результаты достигаются при V-образной разделке торцев (рис. 7, г). Пайка
стыков труб диаметром 219 |
426 мм произ |
||
водится |
припоем |
П-87 |
(грануляции |
0,05 |
0,35 мм), флюс № 201 до 15 % от массы |
припоя и порошка стали 20, связующее - акри ловый лак АС-82. Порошок основного металла - сталь 20 (грануляции 0,05 0,35 мм) до 20 % от массы припоя.
Режим пайки: температура пайки 1180 °С, время нагрева 60 с, время выдержки при тем пературе пайки 1 2 мин, осевое давление 5 кгс/см2 (0,5 МПа). Высокочастотный нагрев обеспечивает установка МГЗ-102А с преобра зователем ПВС-100-2500 и высокочастотным трансформатором ВТО-500. Нагрев труб диа метром 325 мм осуществляется с применением индуктора (рис. 8); зазор между нагреваемой трубой и индуктором 8 10 мм.
Режимы нагрева стыков труб из стали 20 диаметром 325 мм приведены на рис. 9. Меха нические испытания подтвердили, что соеди нения с V-образной разделкой торцев труб по прочности соответствуют прочности основного металла. Угол изгиба образцов паяного соеди
нения 150 |
180° |
Рис. 7. Формы разделки концов труб:
а- под углом 30°; б - под углом 30° с двумя ступеньками; в - встык; г - V-образная
Рис. 8. Разъемный индуктор для пайки труб диаметром 325 мм
Рис. 9. Режимы нагрева стыков труб из стали 20 диаметром 325 мм:
I - термический цикл при пайке труб, соединенных встык; 2 - термический цикл пайки труб с разделкой кромок стыка под углом 30°; 3 - напряжение
на индукторе при пайке труб с разделкой кромок под углом 30°; 4 - напряжение на индукторе
при пайке труб встык
В эксплуатации трубопроводы ТЭС должны обеспечивать сопротивляемость удар ным нагрузкам в диапазоне температур +350 -70 °С. Исследования паяных образцов при
комнатной и пониженной температурах пока зали, что прочность паяного соединения труб определяется многими факторами. Зависи мость ударной вязкости образцов из основного металла (сталь 20) и паяных образцов, разли чающихся местом надреза и расположением индуктора (Я), приведена на рис. 10. В итоге испытаний соединения 5-го и 6-го типов при няты за основу оценки прочности стыков. Ударная вязкость исследовалась при темпера турах: +20, -20, -40 и -70 °С. Результаты ис-
Рис. 10. Зависимость ударной вязкости основного металла и паяных соединений от типа образцов:
1 - 6 - типы образцов, отличающиеся местом надреза и расположения индуктора И
-70-60 -40 -20 о 20 Температура,°С
Рис. 11. Зависимость ударной вязкости стали 20
ипаяных соединений от температуры испытаний:
1 - сталь 20 (образец типа 1, см. рис. 10); 2 - П-87
(образец типа 5); 3 - П-87 - сталь 20 (тип 6); 4 - П-87 (тип 6)
пытаний образцов из стали 20 и образцов пая ных соединений из стали 20 (рис. 11) показали, что ударная вязкость образцов 5-го и 6-го ти пов в 2 - 3 раза ниже ударной вязкости осталь ных образцов. По сравнению с основным ме таллом ударная вязкость паяных соединений уступает незначительно. Разрушение образцов происходит по основному металлу в зоне тер мического влияния. Микротвердость зон тер мического влияния образцов из стали 20 (фер ритная фаза) представлена на рис. 12. Микро твердость зон термического влияния (перлит ная фаза) - на рис. 13.
Таким образом, применение пайки взамен сварки для производства строительных конст рукций позволяет обеспечить получение рав нопрочных с основным металлом соединений в условиях механизации и автоматизации, а так же повысить культуру производства.
о ю 20 зо w so ео
Расстояние от центра нагрева, мм
Рис. 12. Микротвердость зоны термического влияния стали 20 (ферритная фаза) в зависимости от температуры нагрева (охлаждение на воздухе): / - 1150 °С; 2 - 1200 ° С ;3 - 1250 ° С \ 4 - 1300 °С
Рис. 13. Микротвердость зон термического влияния стали 20 (перлитная фаза) после охлаждения с 1200 °С в различных средах:
I - сжатый воздух 2 ат (1 ат * 0,1 МПа); 2 - сжатый воздух 4 ат; 3 - вода - 5 ат; 4 - вода - 1,6 ат
ПАЙКА СТЫКОВ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
Бурение геологоразведочных скважин осуществляется снарядами со съемными керноприемниками, важнейший элемент которых - бурильная колонна, определяющая производи тельность и экономичность бурения. Для по
вышения прочности конструкции колонны к стальной трубе (сталь 36Г2С) присоединяются на резьбе концы из более прочной стали 40ХН. Применение вместо резьбового соединения сварки электродуговой. трением, контактной, диффузионной в вакууме, электронно-лучевой не дало положительных результатов. Разруше ние при диффузионной сварке происходит по шву, в остальных способах сварки - по зоне термического влияния. При применении всех видов сварки изгибающий момент соединения ниже, чем при резьбовом варианте, причем в большинстве случаев образуются зоны термиче ского влияния, прочностные характеристики которых ниже допустимого уровня.
Переход на пайку позволил получать со единения, равнопрочные с основным металлом, обладающие высокой герметичностью, вибра ционной и усталостной прочностью. Для пай ки бурильных труб использован индукцион ный нагрев. Применительно к сталям 36Г2С и 40ХН индукционный нагрев не вызывает зна чительного роста зерна и обезуглероживания при кратковременном нагреве до температуры пайки. Нагрев при пайке производится машин ным генератором с преобразователем повы шенной частоты 2500 Гц, мощностью 100 кВт. Пайка велась припоем П-100 с применением флюса № 201 со стеклом № 15 в соотношении 1:1 по режиму: температура пайки - 1180 °С, время нагрева до температуры пайки 45 с, вы держка 10 с.
Нагрев - на высокочастотной установке МГЗ-102А (с преобразователем частоты ПВС- 100-2500 и трансформатором ВТО-500) и ЛГ-363 с частотой 68 кГц. В качестве припоя применялась смесь припоев П-87 и П-100. Из паяльной смеси готовились закладные детали методом горячего прессования. На состав па яльной пасты для пайки труб с муфтами Госу дарственным Комитетом по делам изобретений
иоткрытий (Российское агентство по патентам
итоварным знакам) выдано авторское свиде тельство № 671961. Режимы пайки бурильных труб из стали 36Г2С с муфтами из стали 40ХН
сприменением высокочастотного нагрева при ведены в табл. 6.
6. Режимы пайки бурильных труб
Тип генератора |
Мощность. кВт |
Сила тока, А |
Напряжение. кВ |
Время нагрева, с |
|
Машинный |
5 - для первой ступени, |
10(первичная |
0 4+0,7 |
50 |
|
с частотой 2,4 кГц |
15 - для второй ступени |
обмотка) |
и’Ч-0.9 |
|
|
Ламповый |
67 |
Сетки - 2; |
11(анода) |
57 |
|
с частотой 68 кГц |
анода - 12 |
||||
|
|
|
Рис. 14. Форма стыка при соединении бурильных труб пайкой:
1 - труба из стали 36Г2С; 2 - кольцо припоя; 3 - муфта из стали 40ХН
Форма стыка при соединении бурильных труб пайкой приведена на рис. 14.
Пайка производилась припоем П-100 с использованием флюса № 201 со стеклом № 15 в равных соотношениях. Температура пайки - 1180 °С. время нагрева до температуры пайки 45 с, время выдержки 10 с. Установки МГЗ-102А (с преобразователем ПВС-100-2500 и транс форматором ВТО-500) и ЛГ363 с частотой 68 кГц. Нагрев осуществлялся с применением конусного индуктора, обеспечивающего рав номерный нагрев труб разного диаметра (рис. 15). Пайка трубы с муфтой производится в оснастке, обеспечивающей соосность в усло виях. поджатия в осевом направлении. Предот вращение вытекания жидкого припоя П-87 достигнуто применением смеси припоев П-87 и П-100. В итоге из этих припоев штампуются закладные детали химсостава, приведенного в табл. 7.
Рис. 15. Термокинетические циклы нагрева и пайки стыка трубы с муфтой:
I - термический цикл для трубы 0 70х4,5 мм, сталь 36Г2С; 2- термический цикл для муфты 0 73 х 10 мм, сталь 40ХН; 3- термический цикл для стыка трубы с муфтой; 4 - изменение напряжения при нагреве стыка трубы с муфтой; 5 - изменение напряжения на индукторе при нагреве муфты; 6- изменение напряжения на индукторе при нагреве трубы
7. Компонентный состав закладных деталей
Компонент |
Содержание. |
Грануля- |
|||
% |
ция, мм. |
||||
|
|||||
Припой П-87 |
47.2 |
± 1.5 |
© |
р |
|
Припой П-100 |
47,2 |
± 1,5 |
0.5 ... 0,7 |
||
Связующие СФД |
4,2 |
± 0,5 |
|
0,1 |
|
Связующие ПЭВД |
1,4 ±0.5 |
|
0,1 |
Режим нагрева стыков бурильных труб определяется их типоразмером, видом раздел ки стыка, формой и размерами индуктора. Ре жим пайки бурильных труб с использованием высокочастотного нагрева приведен в табл. 8.
Термокинетические циклы нагрева и пайки стыка трубы с муфтой представлены на рис. 15.
8. Режим пайки бурильных труб с использованием высокочастотного нагрева
Тип высокочастотного |
Мощность, кВт |
Сила тока, А |
Напряжение, кВ |
Время нагрева, с |
|
генератора |
|||||
|
|
|
|
||
Машинный |
5 (1-я ступень) |
10 |
и,ч0 440,79 |
25 (до 300 °С) |
|
с частотой 2,4 кГц |
15 (2-я ступень) |
|
|
50 (до t° пайки) |
|
Ламповый |
67 |
Сетки - 2; |
Анода - 11 |
57 |
|
с частотой 68 кГц |
|
анода - 12 |
|
|
ПАЙКА СТЫКОВ ОБСАДНЫХ ТРУБ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
С ростом глубины бурения нефтяных и газовых скважин повысились требования к прочности и эксплуатационным свойствам труб нефтяного сортамента и способам их со единения. Для соединения труб над устьем скважин обычно использовались только резь бовые соединения и сварные с применением электродуговой или контактной сварки. Недос татками этих способов соединения труб обсад ных колонн являются:
1) наличие подкладных колец, ослабляю щих тело трубы и повышающих металлоем кость конструкции;
2)сложность изготовления, хранения и транспортировки подкладных колец большого диаметра с толщиной стенки 2,5 мм;
3)трудность обеспечения соосности труб
при сборке под сварку над устьем скважины;
4)наличие внутреннего и наружного гра та при применении контактной сварки;
5)увеличение диаметра обсадной колон ны за счет муфт при применении резьбового соединения.
Технологический процесс соединения труб пайкой над устьем скважин включает:
1)разделку торцев труб;
2)сборку под пайку (припой и флюс вно сятся в зазор в виде кольца по форме стыка труб);
3)нагрев токами высокой частоты при приложении осевого усилия.
Соединение обсадных труб над устьем скважин пайкой с применением припоя на же лезной основе П-87 обеспечивает соединение стандартных труб и из легированных сталей. При этом отсутствует внутренний и наружный грат; обеспечивается надежная герметичность;
прочность паяного соединения соответствует прочности основного металла труб; имеется возможность распая соединения.
Длина паяной колонны на скважине № 509 Кюрсанги-южная Кюрсангинского УБР составила 1553 м, а на скважине № 1 пл. Щирванли Джарлинского УБР - 2005 м.
Пайка стыков обсадных труб производит ся с V-образной разделкой, угол при вершине 60°, припой П-87, флюс № 201.
Режимы индукционного нагрева стыков труб типоразмера 0 168 х 10 приведены в табл. 9.
Обсадка нефтяных скважин колоннами труб, стыкованными пайкой припоем Г1-87, показала надежность и перспективность этого метода и получила широкое распространение.
ПАЙКА СТЫКОВ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Исследования по пайке стыков труб ма гистральных трубопроводов были предприня ты с целью преодоления недостатков сущест вовавшего способа их производства. В итоге накоплен опыт применения индукционной пайки стыков труб из низкоуглеродистых ста лей 36Г2С, 40ХН, коррозионно-стойких диа метром до 426 мм. Отработаны геометрия сты ка, метод нагрева, условия пайки неповорот ных стыков, состав паяльной смеси и опти мальные условия ее нанесения, а также создан комплекс оборудования, обеспечивающего механизацию производственных процессов. Пайка припоем на железной основе П-87 труб диаметром до 426 мм с толщиной стенки от 7 до 12 мм осуществлялась по режиму:
-время индукционного нагрева до тем
пературы пайки 1,5 2 мин; - температура пайки 1200 °С;
|
|
9. Режимы индукционного нагрева стыков труб 0 |
168 х 10 мм |
|
|
||||||
Режим |
Ступень |
Параметры индукционного нагрева |
Время, с |
Температура, °С |
|||||||
/, А |
|
Р, кВт |
С, мкФ |
||||||||
|
|
и в |
|
|
|
|
|
||||
1 |
1 |
800 |
170 |
120 |
100 |
85 |
10,7 |
55 |
60 |
|
|
|
2 |
500 |
70 |
|
|
35 |
10,7 |
|
60 |
|
|
II |
1 |
600 |
150 |
120 |
90 |
7 |
10,7 |
|
25 |
1200 |
1220 |
|
2 |
400 |
60 |
|
25 |
20 |
10,7 |
|
25 |
||
|
|
|
|
|
|||||||
|
3 |
600 |
80 |
|
|
45 |
10,7 |
|
45 |
|
|
|
4 |
500 |
70 |
|
|
35 |
10,7 |
|
60 |
|
|
-выдержка при температуре пайки 1 мин;
-охлаждение на воздухе.
Припой в соединение труб вносится в ви де закладных колец, изготовленных по форме стыкуемых кромок концов труб под углом 30°. Состав паяльной смеси для прессования за кладных колец (по массе): припой - 79 %; по рошок основного металла - 1 1 % ; сополимер формальдегида с диаксаном - 10 %. Режим прес
сования: |
температура |
нагрева 210 |
220 |
°С; |
|
давление |
400 |
500 |
Па. Пресс-форма |
обо |
рудуется нагревателем и имеет охлаждающие каналы. После достижения заданной темпе ратуры и выдержки 0,5 3 мин (в зависимо сти от габаритов прессформы) включается охлаждение.
В целях реализации полученных резуль татов в практику к работам по пайке труб, применяемых для магистральных трубопрово дов, был привлечен Всесоюзный научноисследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (ВНИИСТ), в котором в итоге была создана собственная ла боратория пайки. На основе полученных ре зультатов в 1986 г. ВНИИСТом процесс ин дукционной пайки припоем П-87 успешно применен для прокладки магистрального тру бопровода на Уренгойском газоконденсатном месторождении. В проспекте ВНИИСТа отме чается: «При индукционной пайке стыков трубопроводов производительность труда в 3 раза выше, а стоимость расходуемого мате риала в 3 раза ниже, чем при ручной электро дуговой сварке».
ПРОИЗВОДСТВО ПАЯНЫХ РЕШ ЕТЧАТЫХ
ОПОР ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
железнодорожных перевозок. Кроме того, про изводство решетчатых металлических опор слабо механизировано, сварка осуществляется вручную. Решетчатая опора под пайку конст руктивно изменена по сравнению со сварной, выполняется из трех плоских независимых панелей, которые легко транспортировать, обеспечивая высокий процент загрузки ваго нов. Паяные соединения в отличие от сварных имеют сплошное прилегание раскосов к поя сам; в итоге при цинковании образуется моно литная конструкция панели и, соответственно, опоры при сборке. Пояса стоек и траверсы со стоят из двух ветвей тонкостенного профиля сечением 40 х 90 х 55 х 4 мм, соединяемых болтами или пайкой через прокладки толщи ной 8 мм. Решетка стоек и боковые решетки траверсы выполнены из гнутого швеллера се
чением 32 х 25 х 3 мм, а решетка нижней грани
траверсы - из гнутого уголка 50 х 50 х 3 мм. Крепление раскосов к поясам осуществляется пайкой. Материал конструкции опоры - сталь СтЗсп. Паяная опора подлежит горячей оцин ковке.
Конструкция плоских панелей позволяет не только механизировать процесс производст ва, но и облегчает и удешевляет транспорти ровку и монтаж опор. Преодолевается и недос таток сварных опор, связанный с низкой корро зионной стойкостью. Конструкция промежу точной паяной опоры на оттяжках представле на на рис. 16. Стойки и траверса опоры - трех гранного сечения. Особенностью конструкции опоры является применение холодногнутых профилей (пояса и раскосы).
Опоры ЛЭП являются одними из ответст |
|
венных элементов электроэнергетики. Метал |
|
лические опоры из стали СтЗсп выпускаются в |
|
болтовом и сварном исполнении. Болтовые |
|
опоры ввиду отсутствия сварных швов устой |
|
чивее против коррозионного разрушения и |
|
обеспечивают при транспортировке высокий |
|
коэффициент загрузки вагонов. Но они трудо |
|
емки при сборке, и, соответственно, удорожа |
|
ется стоимость монтажных работ. Применение |
|
сварных опор ЛЭП нерентабельно, так как при |
|
этом возрастает стоимость автомобильных и |
Рис. 16. Конструкция паяной опоры ЛЭП-500 |
Основные параметры и размеры опоры:
Рабочее напряжение, кВ |
500 |
Габариты, м: |
|
расстояние между крайними |
|
подвесками......................................... |
24 |
расстояние между опорными |
|
шарнирами........................................... |
17,4 |
высота опоры до траверсы |
27,2 |
полная высота опоры |
32,4 |
Масса опоры без учета массы |
|
покрытия, кг |
6007 |
Технологический процесс пайки решет чатых опор ЛЭП включает: заготовку элемен тов конструкции, сборку, нанесение припоя, закрепление элементов конструкции, нагрев, пайку, нанесение защитных покрытий.
Припои типа твердого раствора на желез ной основе нетребовательны к состоянию по верхности. Ржавчина в местах пайки не влияет на прочностные и другие характеристики пая ных соединений.
Сборка под пайку осуществляется на спе циальных стендах. Проведенные исследования показали, что при пайке металлоконструкций из стали ВСтЗ припоем П-87 максимальная
прочность достигается при зазоре 0,4 |
0,5 |
||
мм. Увеличение зазора до |
1,1 |
1,2 мм вызы |
|
вает снижение прочности |
до |
10 %, поэтому |
оптимальным при пайке стали ВСтЗ припоем П-87 считается зазор 0,4 0,8 мм. Следует, однако, учитывать, что при пайке в отличие от сварки соединение осуществляется по плоско сти, поэтому паяные швы имеют более высо кий запас прочности; некоторое снижение пре дела прочности на срез с увеличением зазора практически не влияет на прочность паяного соединения и конструкции опоры в целом.
Припой можно вносить в виде фольги толщиной 0,3 0,5 мм, паст или порошка, в виде закладных деталей на полимерном свя зующем. При соединении пайкой толстостен ных элементов конструкций равномерность зазора по всей площади шва обеспечить труд но, поэтому на основе порошка припоя П-87 разработаны припои-пасты. Оптимальное со держание порошка припоя в пастах - 79 85 % по массе.
Состав пасты ППА-1 на акриловом лаке (% по массе): припой П-87 (порошок) - 71; акриловый лак АС-84 - 12; ацетон - 12; флюс АП-1 - 4,5; триэтиламин - 0,5.
Состав пасты ПГ1Э-1 на основе кремнийорганической эмульсии (% по массе): припой П-87 (порошок) - 83,4; эмульсия кремнийорганическая КМ-11/70 - 4; дистиллированная вода - 7; флюс ЛП-1 - 4,8; триэтиламин - 0,4; крахмал - 0,3; марганцово-кислый калий - 0,1.
Нагрев при пайке может осуществляться токами высокой частоты методом электросо противления, а также с применением газовых горелок. В условиях массового производства наиболее целесообразна групповая пайка пло ских панелей методом сопротивления на кон тактных машинах типа сварочных со специ альными электродами, создающими рассредо точенный нагрев. При индукционном или газо пламенном нагреве необходимы специальные приспособления для поджатия соединяемых элементов.
При пайке конструкций из стали СтЗ припоем П-87 (флюс ЛП-1) с индукционным нагревом оптимальный режим пайки для эле
ментов толщиной 5 |
8 мм: скорость нагрева |
|
70 |
80 °С/мин, температура пайки 1180 °С, |
выдержка 60 с, охлаждение естественное.
По месту пайки устанавливают выносные трансформаторы ТВД-500 с разъемными ин дукторами и смонтированный на трансформа торе пневмоцилиндр для создания давления при пайке. Источник питания - машинный генератор МГЗ-102-А. Трансформаторы могут быть установлены стационарно, и изделие, уложенное в кондуктор-тележку, последова тельно с определенным шагом проходит через индуктор или трансформатор с индуктором и цилиндром, установленными на тележку, пере двигается вдоль изделия.
Режим индукционной пайки панелей опор ЛЭП ППО-500 (припайка раскоса к поясу): площадь спая 900 мм2; температура пайки
1180 °С; удельное давление 0,1 |
0,2 кге/мм2 |
|
(10 |
20 МПа); время выдержки |
140 с; напря |
жение 750 В. |
|
|
|
Обработка после пайки включает травле |
ние в растворе серной кислоты, промывку в про
точной холодной и теплой воде (30 |
40 °С), |
флюсование с последующей сушкой и горячее цинкование.
Соединение при пайке осуществляется по плоскости, поэтому «карманы» не образуются, что исключает попадание коррозионно-актив ных растворов в зазоры и обеспечивает высо кую коррозионную стойкость конструкций.
Испытания натурных конструкций в ста тических условиях, а также на удар и вибра цию показали, что они обладают высокой прочностью и надежностью. Искусственно вводимые непропаи площадью до 60 % площа ди соединения, но не выходящие в галтельные участки, практически не снижают статической прочности конструкции.
Испытания цельнопаяных опор ЛЭП-500 производились на испытательном полигоне института ОРГРЭС. В процессе испытаний установлено, что они полностью удовлетворя ют требованиям, предъявляемым к сварным опорам ЛЭП при значительно меньшей массе.
Испытания на воздействие влаги, морско го тумана, динамическое воздействие пыли, хладостойкость, коррозионную стойкость по казали, что конструкция паяной опоры отвеча ет всем техническим требованиям.
Экономическая и техническая целесооб разность перехода от сварки на пайку в произ водстве решетчатых металлоконструкций опор ЛЭП складывается из повышения производи тельности труда при применении механизиро ванных способов заготовки, сборки и пайки опор ЛЭП, снижения стоимости перевозок (коэффициент использования подвижного со става при перевозке сварных опор составляет 1,5 6 %), сокращения эксплуатационных расходов за счет снижения металлоемкости паяной опоры ЛЭП.
Партия цельнопаяных решетчатых опор ЛЭП и цельнопаяных решетчатых траверс опор ЛЭП-500 установлена на действующей линии электропередачи Владимир - Суздаль.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Петрунин И. Е. Физико-химические процессы при пайке. М.: Высшая школа, 1972.
2.Петрунин И. Е. О строении спаев и пайке с большими зазорами / В кн.: Новые ма териалы и технология пайки в машинострое нии. М.: ЦП НТО «Машпром», 1971. С. 6 - 14.
3.Петрунин И. Е., Мороз П. К., Стре калов Г. Н., Шеин Ю. Ф. Пайка при произ водстве крупногабаритных строительных ме таллоконструкций. М., 1980.
4.Петрунин И. Е., Маркова И. Ю., Данилов Ю. П. Пайка для соединения стыков труб в трассовых условиях / В сб.: Современ ные методы пайки. Киев: АН УССР, 1982. С. 69.
5.Петрунин Н. Е., Маркова И. Ю. Прочность паяных соединений магистральных трубопроводов из малоуглеродистых сталей /
Всб.: Прогрессивные методы высокотемпера турной пайки. Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1989. С. 61.
6.Петрунин И. Е., Шеин Ю. Ф., Мос каленко А. Л. Поточная линия по производст ву паяных трубчатых опор высоковольтных линий / В сб.: Механизация и автоматизация процессов пайки. М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзер жинского, 1976. С. 9.