Оборудование для подогрева и термической обработки стыков труб

Подготовка кромок труб к сварке начинается с выявления забоин и зади- ров на фасках глубиной до 5 мм, которые заплавляют узкими ниточными валиками, а затем шлифовальной машинкой обеспечивают скос кромок с притуплением. При наплавке валика на кромки из стали, которая требует подогрева, место наплавки подогревают до температуры 150—200°С. Подо­грев стыков и концов труб на трассе и трубосварочной базе выполняют по­догревателями, работающими на сжиженном или природном газе. Наиболь­шее распространение получили подогреватели типа ПС, состоящие из двух полуколец с расположенными на них инжекционными газовыми горелка­ми. Наружные подогреватели ПС-1022, ПС-1221 и ПС-1421 комплектуют га­зовыми баллонами БГ-П-50, по 6 баллонов на каждую горелку. Подогрева­тель ПС-1424 имеет наружную и внутреннюю модификации и работает от емкости PC-1600, масса пропана в которой 680 кг. При отборе газа зимой резервуар подогревают продуктами сгорания двигателя сварочного агрега­та. Установка подогрева укомплектована вспомогательным оборудованием: бензоэлектрическим агрегатом АБ-40 мощностью 4 кВт и двумя шлифоваль­ными машинками мощностью по 1,9 кВт, работающими на напряжении 220 В.

Для выполнения сборки труб под сварку применяют центраторы, которые позволяют совмещать цилиндрические поверхности двух стыкуемых изделий. Центровка предусматривает закрепление отдельных труб или секции труб так, чтобы они не имели сдвига и поворота относительно трех координатных осей. Это условие достигается за счет приложения радиальных сил, развиваемых силовым механизмом центратора. Для обеспечения устойчивого положения труб в центраторе необходимо, чтобы центры приложения радиальных сил (опоры) были расположены от стыка на значительном расстоянии, что уменьшит действие макрогеометрических погрешностей базовых поверхностей (наружных или внутренних поверхностей труб). В зависимости от положения центраторов при установке их на базовую поверхность они бывают наружные или внутренние.

По конструкции наружные шарнирные центраторы изготавливают жесткими и многозвенными. Жесткий эксцентриковый центратор состоит из двух или трех дуг рамочного типа, соединяемых между собой шарнира­ми. Звенные центраторы ЦЗН применяют для трубопроводов диаметров 57—1420 мм. Центраторы имеют 16 типоразмеров: ЦЗН51, ЦЗН81, ЦЗН111, ЦЗН151, ЦЗН211, ЦЗН271, ЦЗН321, ЦЗН371, ЦЗН421, ЦЭН531, ЦЭН631, ЦЗН721.ЦЗН821, ЦЗН1021, ЦЗН1221, ЦЗН1421. Для центровки труб диаметром 530—1420 мм используют наружные центрато­ры с гидродомкратом пяти типоразмеров: ЦНГ51, ЦНГ71, ЦНГ81, ЦНГ121, ЦНГ141. Кроме этого, для центровки применяют наружные центраторы модификации ЦТР для трубопроводов диаметром 203—1420 мм шести типоразмеров: ЦТр-1, ЦТр-2, ЦТр-3, ЦТр-4, ЦТр-5, ЦТр-6.

Для подгонки торцов труб под сварку диаметром 1020, 1220 и 1420 мм с увеличением в 2,5 раза усилия центровки применяют центраторы двух типоразмеров: ЦНЦ121, ЦНЦ141.

Наружный многозвенный центратор (рис. 4.6) имеет несколько наружных 6 и внутренних 5 звеньев, шарнирно соединенных между собой и образующих вместе с накидным замком 3 замкнутую цепь. На внутренних звень­ях укреплены ролики 4, с помощью которых удерживаются трубы при центровке. Замыкающий шарнир имеет крестовину 2 и натяжной винт 1. При сборке раскрытая цепь центратора подводится под трубы, на цапфы крестовины надеваются накидные замки. Во время центровки пластины цепи располагаются симметрично по обеим сторонам от плоскости стыка. Затем цепь натягивают винтом 1 и ролики 4 совмещают кромки обеих труб. Усилие, развиваемое винтом с башмаком:

где N — усилие рабочего, Н; I — длина рукоятки, м: d— наружный диаметр винта, м; г— радиус поверхности винта, передающего давление на башмак, м;/— коэффициент трения,/= 0,16, а — угол конуса башмака, а = 118°. Типо­вой ряд многозвенных центраторов типа НЦ унифицирован (табл. 4.7).

Унификация всех звеньев, упорных роликов и осей позволяет произво­дить переналадку центраторов на любой диаметр в пределах указанного диапазона путем удаления или установки дополнительных звеньев.

Внутренние или распорные центраторы обеспечивают наиболее качеств венную сборку труб благодаря более точному совпадению кромок труб. При центровке стык открыт снаружи, что позволяет вести сварку без пред­варительной прихватки. При достаточной мощности механизма центровки и высокой прочности его корпуса он может быть использован как расширитель, выравнивающий длину окружности концов.

Применение внутренних центраторов позволяет повысить производи­тельность и степень сборки для сварки как поворотных, так и неповорот­ных стыков магистральных трубопроводов.

Внутренний гидравлический центратор находит широкое применение для сборки стыков трубопроводов диаметром 525—1420 мм и секций дли­ной до 36 м (рис. 4.7). Работа внутреннего гидравлического центратора основана на действии клинового многоплунжерного зажима (рис. 4.8) Два сферических клина (левый 2 и правый 8) устанавливаются в жестком кор­пусе 4. Под действием давления масла, подаваемого в цилиндры / и 9, концы воздействуют через ролики 10 на два ряда независимых рычагов-жимков 5 и 6. На первом этапе центровки зажимается торец трубы 3 с помощью левого ряда рычагов-жимков 5. Затем устанавливается вторая труба 7 с не­обходимым зазором и разжимается правый ряд рычагов-жимков 6. Таким образом торцы приобретают форму, а трубы устанавливаются с требуемым положением осей в пространстве. После сварки корневого слоя шва масло сливается из полости цилиндра и клиновые зажимы под действием пружины 11 перемещаются в исходное положение, освобождая трубы от действия рычагов-жимков.