Устройство для удаления внутреннего грата при контактной стыковой сварке труб

 

СЙЖЗ CGHET(HN!( (СЦМАЛИСТИЧЕС-ИХ

РЕ(ПУБЛИК (19) (11) З(5В В 21 К 11/0Î (ООУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ио ДЕЛАМ ИЗО(5(.ЕтЕНИЙ И отНЕЦТИЙ

I ! t !(6.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3557117/25-27 (22) 26.02.83 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) В.Г.Борецкий, С.И.Кучук-Яценко, Ф.И.Стоцкий, О.И.Серафим, С.A.Солодовников, В.И.Хоменко и Ю.Г.Мвец (71) Ивано-Франковский институт нефт. ти и газа (53) 621. 791. 76. 039 (088. 8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Ы 402427, кл. В 23 В 5/16, 1973.

2: Авторское свидетельство СССР

ii! 4 8 28, кл. В 23 К 11/00, 1967 (.--;.:от отип),,; 54) (5 / ) ) СТРОЙСТВО ДЛЯ УДкГ ЖИЯ

ВНУТРБННЕГО ГРАТА IIPP. КОНТАКТНОЙ

СТУКОВОЙ СВАРКЕ ТРУБ, содержащее режущий инструмент и пневмопривод, шток которого соединен с режущим инструментом тросом, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности оно снабжено приводной лебедкой, шток пневмопривода выполнен полым, трос размещен в полом штоке, одним концом трос соединен с режущим инструментом, а другим — а барабаном лебедки, полый шток пневмопривода со стороны лебедки снабжен управляемым захватом троса, а с другой стороны — конусом для посадки режущего иícTрумента.

2. Устройство по и. 1,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что лебедка снабжена ограничителем хода барабана, муфтой сцепления с приводом .и тормозом.

1076172

Изобретение относится к устрой» ствам для контактной стыковой сварке труб, в частности для механи» ческой обработки стыков с целью удаления грата внутри труб °

Известно, что в местах контактной стыковой . сварки непрерывным оплавлением за счет наплывов и вдавливания разогретого металла при осадке иэделий образуются шлакометаллические выступы, называемые гратом. 10

Образующийся внутри труб грат называют внутренним гратом, который уменьшает проходное сечение трубопровода, увеличивает сопротинление движению жидкости или газа, затруд- 15 няет очистку трубопровода, поэтому внутренний грат необходимо удалять.

Известно устройство для механического удаления внутреннего грата н трубах, содержащее злектропривод, штангу и режущий инструмент, выполненный в виде центробежного механизма, снабженного бойками, которые при вращении электродвигателя под действием центробежных сил прижимаются к грату, раскатывают и частично срезают его (1) .

Недостатками укаэанного устройства являются сложность конструкции, неравномерность удаления грата по периметру стыка и низкая производи- тельность при работе н комплексе передвижных электроконтактных устанонок. Ниэкая производительность обусловлена большими затратами 35 нремени на передвижение устройства от одного стыка к другому, т.е. иэ одной секции труб в другую, которые при больиой их длине трудно установить соосно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для удаления внутреннего грата при контактной стыконой сварке труб, которое содержит режущий инструмент и привод перемещения, выполненний в виде пненмоцилиндра ударного действия, шток которого соединен. с режущим инструментом тросом (2) .

Недостатком известного устройства является невозможность удаления грата со стыков, расположенных н разных местах, что не позволяет испольэовать устройство н передвижных установках для сварки трубопроводов.

Цель изобретения - повышение про-, изводительности устройства для удаления грата, как составного элемента комплекса оборудования электро- 60 контактной сварки трубопроводов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для удаления внутреннего грата при контактной стыконой сварке труб, содержащее 65 режущий инструмент и пненмопривод, шток которого соединен с режущим инструментом тросом, снабжено .приводной лебедкой, шток пненмопривода выполнен полым, трос размещен в полом штоке, одним концом трос соединен с режущим инструментом, а другим -с барабаном лебедки, полый шток пневмопривода со стороны лебедки снабжен управляемым захватом троса, а с другой стороны — конусом для посадки режущего инструмента.

Причем лебедка снабжена ограничителем хода барабана, муфтой сцепления с приводом и тормозом.

Устройство для удаления грата может иметь два исполнения: первое— с рабочим ходом режущего.инструмента в сторону привариваемой.трубы, т.е. в сторону расположения привода, второе — с рабочим ходом инструмента от привода в сторону нитки трубопровода.

На фиг. 1 изображено устройство н первом исполнении н момент сварки стыка, общий виду на фиг. 2 — положение составных частей устройства н момент подачи на сварку очередной трубы; на фиг.3 — устройство но нторсм исполнении н момент стыка, общий вид; на фиг. 4 — то же, после удаления грата.

Устройство для удаления грата содержит привод 1, режущий инструмент 2, который соединен с приводом тросом 3. Привод, в свою очередь, состоит иэ высокоскоростного (стреляющего) пневмопринода 4 и лебедки

5. Привод снабжен напранлякщими 6, которые соединены с корпусом 7 пневмопринода. Поршень 8 делит полостьн корпусе пненмопринода на две части А и Б. Шток 9, который является быстродвижущейся деталью пневмопринода, выполнен со сквозным продольным каналом для свободного прохода троса. Шток и направляющие пневмоцилиндра снабжены открытыми проемами 10 и 11, которые совмещаются при перемещении поршня н крайнее правое положение. Шток со стороны приваринаемой трубы снабжен посадочным конусом 12, а со стороны лебедки — фиксатором 13 и управляемым клиновым захватом 14. Клиновый захват, в свою очередь, состоит иэ корпуса 15, четырех клиньев 16, соединенных шарнирно с полым штоком

17 пневмоцилиндра 18. Пневмоцилиндр выполнен двухстороннего действия, н котором поршень делит полость цилиндра на две части В и Г.

Лебедка состоит иэ электродвигателя 19, редуктора 20, вал которого с помощью муфты 21 соединен с валом барабана 22. Барабан снаб1076172 жен ленточными тормозами 23. Свобод" Б пневмопривода подают сжатый возный конец вала 24 барабана закрыт дух, а полость A сообщают с атмосфекожухом 25 и выполнен:с винтовой рой. При этом муфту 21 барабана отнарезкой, на которой навинчена гай- ключают, ленточные тормоза 23 ка 26. Кожух выполнен с продольным размыкают. Пневмопривод 4 до этого пазом, через который в гайку ввин5 должен быть отцентрирован относительчен палец 27, снабженный на высту- . но привариваемой трубы 33. Затем пающем из кожуха конце роликом 28. отключают фиксатор 1 3 . Под дей ств иДля управления подачей воздуха ем сжатого воздуха поршень 8, шток 9 в муфту и к тормозам барабана ле- вместе с головкой 31 и тросом 3 бедки установлен кран 29, вилка 30 10 разгоняются до расчетной скорости. которого входит в зацепление с паль- После разгона поршень и шток под цем гайки. Вал 24 с винтовой нарез- действием сжимаемого в полости А кой, кожух 25, гайка 26, палец 27 воздуха тормозятся и останавливас роликом 28, кран 29 с вилкой 30 ются, а головка 31 с тросом 3 эа и тормоз 23 образуют ограничитель 15 счет полученной при разгоне кинетихода свободного вращения барабана ческой энергии движется в трубе до лебедки. Трос от лебедки присоединя- выхода иэ нее на втором конце. Затем ется к инструменту посредством голов- головку 31 соединяют с инструментом ки 31. В зоне предполагаемого места . 2< ранее установленным в нитку сварки стыка на корпусе режущего Z0 тРУбопРовода (фиг. 2) . инструмента установлен искроэащитный При срабатывании пневмопровода 4 экран 32. Режущий инструмент выпол- длина пути движения головки 31 с нен составным, согласно а.с.СССР тросом 3 по трубе 33 регулир"ется

Р 502730, режущие элементы в кото- : числом оборотов свободного вращения ром установлены на независимых барабана лебедки, что достигается упругих подвесках, перекрывают пери. путем включения тормозов 23 после метр трубы и образуют конструкцию, выполнения барабаном заданного числа режущая часть в которой может иэме- оборотов. нять форму и размеры в зависимости При вращении барабана 22 гайка от соответствукщих параметров вну- 30 26 вместе с пальцем 27, не имеЯ воэтреннего сечения труб. Сварка труб можности вращаться вместе с налом

33 и 34 осуществляется в сварочной в кожухе 25, будет двигаться вдоль головкой 35. винтовой части вала. Ход гайки 26

При работе в передвижных установ- зависит от шага винтовой паРы валках привод 1 монтируется с возмож- гайка. Зная шаг винтовой нарезки, ностью регулирования положения диаметр барабана и длину привариваев пространстве на самоходном или мой трубы, через которую должна прицепном транспортном средстве. пролетать головка 31 с тросом 3, Как указывалось выше, устройство можем определить Рабочий ход гайки для удаления внутреннего грата мо- с пальцем, при котором должны проижет иметь два исполнения. Во вто- 40 .зойти необходимые переключения в

I .Ром исполнении устройства клиновый системе управления тормозами баразахват 14 может использоваться для бана лебедки. Для этого кран леувеличения натяжки троса 3 Пневмопри- беЛки 29 и гайкУ 26 Устанавливают водом 4 в случае заклинивания инст- на расстоянии рабочего хода гайки. румента в трубе (Клиновый захват не 45 При движении гайки 26 палец 27 пепоказан (фиг .3 и 4) . реводит вилку 30 из рабочего положе.

Устройство для удаления внутрен- ния в.положение П, при котором него грата работает следуизяим происходят необходимые переключеобраэом. ния в системе управления тормвэами

Трос 3 с присоединит ьной голов- 50;и барабан затормозится. Для увеличекой 31 отцепляют от р его инстру-,ниЯ числа обоРотов свободного вРамента 2. В по держива мую трубоук- ЩениЯ баРабана и пУти ДвижениЯ голадчиком или установленную на подловки необходимо увеличить расстоякладки трубу 34 вставляют реж и ние пальца 27 до переводного плеча инструмент 2 (фиг.2) . При этом IIo 55 вилки 30 крана 29. линии стыка должен находиться ис- После регулировки о улировки ограничителя кроэащитный экран 32, а режущие элементы удалены от места сварки инструментом 2 торцы труб совмещана расстояние, обеспечивающее их ют и центрируют в сварочной головтеплозащиту при сварке стыка (фиг.l) 60 ке 35. С помощью лебедки 5 а дают

Трос 3 наматывают на барабан 22 натяжку тросу 3 фиксатором 13 столебедки 5, головка 31 садится на шток 9 пневмопривода 4 в посадоч- привода 4 и в полость Г ц индра цилиндра ный конус 12 (фиг. 2). Затем Фиксато- клинового захвата 14 подают сжать|

Ром 13 шток стопорят и в полость 65 воздух, полости Б и В сообщают с

1076172 атмосферой. При этом клинья 16 входят в корпус 15, зажимают и соединяют трос 3 с штоком 9 пневмопривода 4. При этом муфту 21 лебедки выключают, тормоз 23 лебедки размыкают. В таком положении начинают сварку труб. После окончания процесса сварки фиксатор 13 отключают, поршень, шток.и соединенный с ними режущий инструмент под действием сжатого в полости A воздуха разгоняются и приобретают запас кинетической энергии.

Режущий инструмент срезает грат, теряя при этом значительную часть полученной при разгоне кинетической энергии. Кинетическая энергия поршня и штока гасится при сжатии воздуха в полости Б, а остаточная скорость инструмента гасится силами трения между стенкой трубы и деталями инструмента.

При работе устройства запас кинетической энергии инструмента регулируют величиной давления в полости А пневмопривода. При большой остаточной после удаления грата скорости движения инструмента возможен случай перемещения инструмента через всю трубу. В этом случае трос будет выходить через окна 10 и 11 направлякщих и штока, инструмент войдет в посадочный конус 12 на штоке и скорость окончательно погасится при сжатии воздуха в полос ти Б пневмопривода. При этом пневмопривод будет выполнять функцию демпфера.

После срезания грата трос в клиновом захвате освобождают, включают лебедку, трос наматывают на барабан. Если режущий инструмент остановился в трубе перед посадочным конусом штока, инструмент передвигают в трубе с помощью лебедки до упора в посадочный конус штока пневмопривода. После этого привод 1 сни„мают с трубы, инструмент вытягивают, осматривают, очищают и обратно вставляют в трубу в исходное положение. Головку 31 с тросом 3 отцепляют от инструмента 2 и привод устанавливают на очередную трубу, в дальнейшем процесс повторяется.

При работе устройства второго ис полнения, в котором рабочий ход инструмента направлен от пневмспривода в сторону нитки трубопровода, режущий инструмент до начала сварки устанавливают на шток пневмопривода (фиг.3). При эастопоренном штоке пневмопривода полость Б заполняют сжатым воздухом, а полость

A сообщают с атмосферой. При этом муфта барабана лебедки должна быть отключена, тормоэы барабана разомкнуты (барабан расторможен) . При таком положении элементов устройства начинают процесс сварки труб.

После сварки стыка отключают Фиксатор 13, после чего поршень, шток и режущий инструмент под действием сжатого воздуха разгоняются, при— обретая кинетическую энергию. Поршень и шток пневмопривода, достигнув максимальной скорости, под действием сжимаемого в полости A воздуха (фиг. 4) тормозятся и, в конечном итоге, останавливаются, а режущий инструмент продолжает двигаться в трубе, пробивает стык и срезает грат.

При этом запас кинетической энергии должен быть достаточн м для выполнения полезной работы по удалению грата. Остаточная после удаления грата скорость гасится тормозной системой лебедки через тросовый фал после срабатывания ограничителя хода свободного вращения барабана лебедки, работа которого описана выше. Обратное движение инструмента через стык осуществляется с помощью лебедки. Срезанный грат в, обоих исполнениях устройства виносится из труби щеткой. В дальнейшем процесс повторяется.Устройство обеспечивает высокую производительность при удалении грата вне зависимости от длины свариваемых труб за счет ускорения процесса передвижения инструмента от одного стыка к другому.

Использование изобретения позволяет повысить производительность сварочных комплексов при сооружении магистральных трубопроводов в

1,5 раза, а также улучшить качество удаления внутреннего грата.

1076172

1076172

ВНИИПИ Заказ 592/9 Тираж 641 Подписное. филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4