Устройство для удаления внутреннего грата при контактной стыковой сварке труб

 

Изобретение относится к области сварки и предназначено для удаления кольцевого внутреннего грата, образующегося при контактной стыковой сварке труб. Целью изобретения является повьЕпение производительности устройства , увеличение его-долговечности и расширение технологических возможностей . После окончания процесса . сварки режущий инструмент притягивается через стык и ножи 8 срезают грат. С ножами 8 кинематически связана втулка 21, при перемещении которой перемещаются ребра брызгоуловителя и разрывают образованную в виде втулки шлакометаллическую корку. Посредством пружины ребра возвращаются в исходное положение. Ножи 8 посредством привода перемещаются до упора в ограничители 18. Опорная часть огi раничителей 18 вьшолнена со скосом (Л внутрь к оси режущего инструмента. Ножи 8 перемещаются по наклонной плоскости, сжимают пружины 6 и 7 и двигаются радиально к оси устройства . Уменьшение раскрытия ножей ускоряет процесс вывода режущего инструмента из сваренных труб и исключает трение ножей о стенки трубы в процессе движения инструмента. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1274892 А1 (51)4 В 23 К 31/06, 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) У5

Фие. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3890875/25-27 (22) 06.05,85 (46) 07, 12,.86. Бюл, Р 45 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В,Г. Борецкий, С,И, Кучук-Яценко, И.В, Перун, В,Г, Кривенко, Ю.В. Скульский, О,М. Серафин, Ф.И, Стоцкий, Ю.Г, Швец, А.М. Краснодембский и В.Д, Костюк (53) 621.791 ° 762.039(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 468730, кл. В 23 К 11/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N - 502730> кл. В 23 К 31/06, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 356075, кл, В 23 К 31/06, 1971, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА ПРИ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКЕ ТРУБ (5?) Изобретение относится к области сварки и предназначено для удаления кольцевого внутреннего грата, образующегося при контактной стыковой сварке труб, Целью изобретения является повышение производительности устройства, увеличение его долговечности и расширение технологических возможностей, После окончания процесса сварки режущий инструмент притягивается через стык и ножи 8 срезают грат. С ножами 8 кинематически связана втулка 21, при перемещении которой перемещаются ребра брызгоуловителя и разрывают образованную в виде втулки шлакометаллическую корку. Посредством пружины ребра возвращаются в исходное положение, Ножи 8 посредством привода перемещаются до упора в ограничители 18, Опорная часть ограничителей 18 выполнена со скосом внутрь к оси режущего инструмента, Ножи Я перемещаются по наклонной плоскости, сжимают пружины 6 и 7 и двигаются радиально к оси устройства, Уменьшение раскрытия ножей ускоряет процесс вывода режущего инструмента из сваренных труб и исключает трение ножей о стенки трубы в процессе движения инструмента. 7 ил.

74892 2 на, удерживаемые пружинными кольцами 15, Для центрирования инструменИзобретение относится к области сварки, а более конкретно к устройствам для удаления кольцевого внутреннего грата, образующегося приконтакт-., ной стыковой сварке труб, и может быть использовано как при сварке отдель" ных труб в длинномерные секции на механизированных поточных линиях, так и при сварке трубопровода из отдельных труб или длинномерных сек. ций.

Целью изобретения является повышение производительности устройства, увеличение его долговечности и расширение технологических воэможностей, Устройство для удаления внутреннего грата может быть выполнено в двух исполнениях: первое - для работы на механизированных поточных линиях при сварке труб в секции, и второе — для работы в передвижных установках при сварке отдельньгх труб или секций в непрерывную нитку трубопровода, На фиг.! схематично изображено устройство для удаления внутреннего грата в первом исполнении в момент сварки стыка; на фиг.2 " режущий инструмент, содержащий брыэгоулавливатель, общий вид; на фиг,3- разрез А-А на фиг.21 -на фиг,4 — разрез Б-Б на фиг.2„ на фиг.5 - положение ребер брызгоулавливателя до и после разрыва шлакометаллической корки; на фиг.6— устройство для удаления внутреннего грата при сварке труб передвижными установками; на фиг,7 — узел I на фиг.6 (конструкция штанги на участке присоединения тяги от привода), Устройство дпя удаления внутреннего грата (фиг,1) содержит гидропривод 1, режущий инструмент 2, на корпусе которого смонтирован брыэгоулавливатель 3, и штангу 4, соединяющую режущий инструмент с приводом, Режущий инструмент (фиг,2) состоит из корпуса 5 на котором,на упругих пружинных подвесках 6 и 7 установлены ножи 8, расположенные в сепараторах 9 и 10. Ножи установлены с возможностью продольного перемещения на корпусе между втулками 11 и 12, которые ограничивают также раскрытие ножей по диаметру, Положение сепаратора 10 и втулки 12 фиксируется гайкой 13, которая выполняет функции контрольного шаблона и на которой размещены сменные секторы 14 шабпота в трубе на корпусе режущего инструмента предусмотрены две регулируемые опоры 16. Для плавного входа инструмента в трубу или захода трубы на инструмент предусмотрен заход" ной конус 17.

Опорная часть ножей 8 и сепаратора 10 выполнены со скосом сй, способствующим прижатию ножей к стенке, На режущем инструменте в пазах сепаратора 9 установлены ограничители 18 продольного перемещения ножей, Ограничители 18 имеют форму клина, их опорная и обращенная часть выполнена со скосом внутрь под углом /Ь в сторону оси режущего инструмента, Каждый нож режущего инструмента гиб-. кой тягой !9 через направляющий ролик 20 соединен с подвижной втулкой

21, положение которой фиксируется пружиной 22. Подвижная. втулка 21 тягой 23 соединена с втулкой 24. Втулка 24 {фиг.2) тягой 25 соединена с коромыслом 26, которое поворачивается вокруг оси 27 диафрагменным приводом 28, закрепленным на штанге, соединяющей, режущий инструмент с силовым прйводом. Тяги 19 (фиг,2) являются тягами одностороннего действия, которые позволяют ножам 8 занимать любое промежуточное положение между двумя крайними из них при

35 продольном и радиальном перемещениях., Ограничители 18 хода, тяга 19, ролик 20, втулка 2), пружина 22, тяга 23,втулка 24, тяга 25 вместе с ножами 8, пружинами 6 и 7 образуют

40 клиновой механизм с приводом 28 для радиального перемещения ножей 8 при их продольном перемещении, за счет которого достигается регулирование диаметра раскрытия ножей. В зависи45 мости от конструктивных размеров можно получить необходимый диапазон регулирования диаметра раскрытия ножей, образующих режущую часть рабочего органа устройства для удалеgp ния внутреннего грата, Брызгоулавливатель является составной частью режущего инструмента и состоит из корпуса 29, который армирован медным или латунным листом у 30, Корпус установлен на двух фланцах 31 и 32, которые в части, выступающей над цилиндрической частью корпу1

,са, имеют два диаметрально расположен1274892 4 ных паза, в которые установлены ребра 33 и 34, Ребра одним концом закреплены в. проушинах на корпусе (фиг. 5) пальцами

35 и 36, а вторыми концами опираются на подвижную втулку 21, упорные 5 плоскости которой образуют клин, с которым ребра кинематически связаны.

Положение втулки 21, как указывалось вышее, фиксируется пружиной 22. Отверстия в ребрах для установки пальцев

35 и 36 выполнены в виде пазов с противоположным уклоном, Опорные для ребер плоскости 37 и 38 подвижной опоры образуют клин, при перемещении которого пружина 22 сжимается, и реб- 5 ра 34 и 33 перемещаются в радиальной плоскости из положения I в положение II, осуществляя плоско-параллельное движение. Обратное перемещение ребер из положения II в поло- 20 жение I осуществляется под действием пружины 22.

Во втором исполнении устройства для удаления грата (фиг,б) использован привод 39, который может работать в ударном режиме. Для этого поршень делит полость. цилиндра на две части А и В, и шток 40 может стопорится фиксатором 41 ° Шток со штангой 42 соединен быстросборной муфтой ЗО

43, В этом варианте устройства привод механизма регулирования диаметра раскрытия ножей совмещен с силовым приводом 39, шток которого (фиг,7) тягой 44 соединен через пружинный демпфер 45 и полэун 46, На участке перемещения ползуна штанга имеет сквозные пазы 47, через которые в ползун ввинчены крюки 48, движущиеся вместе с ползуном, На крюк зацеп" 4О лена гибкая тяга 49, которая через направляющий блок 50 закреплена к муфте 43, Направляющий блок 50 установлен таким образом, чтобы при установке штока 40 в правом крайнем положении тяга 49 перемещала бы ползун 46 и натягивала бы тягу 44, от перемещения которой зависит диаметр раскрытия ножей режущего инструмента. Изменяя положение блока 50, мож- 50 но достичь необходимой величины хода ползуна 46 (фиг,7), от перемещения которой зависит величина регулирования раскрытия ножей режущего инструмента. По аналогичной схеме мо- жет работать механизм регулирования диаметра раскрытия ножей в устройстве, представленном на фиг,1, При работе устройства по первому варианту исполнения (фиг, 1) трубы 51 и

52 подаются на сварку рольгангом 53, сварка осуществляется установкой 54, усилие для снятия грата воспринимается упорами 55 и 56. Пульт управления устройством для удаления грата совмещается с пультом управления сварочной установкой (не показан), При работе устройства по второму варианту исполнения (фиг.6) секция труб 57 подается на сварку и удерживается после центровки в сварочной головке 58 трубоукладчиком на крюк 59, а сварочная головка подвешивается на крюке 60 второго трубоукладчика или иного транспортного средства. Перемещение привода 39 H всего устройства к очередному стыку осуществляется трактором или другим транспортным средством.

Устройство для удаления внутреннего грата в зависимости от конструктивного исполнения работает следующим образом, В устройстве (фиг.1) подлежащие сварке трубы 51 и 52 подаются по рольгангу 53 к месту расположения сварочной головки 54, Длина штанги

4 при выдвинутом штоке привода 1 должна обеспечквать расположение брызгоулавливателя 3 по линии стыка свариваемых труб. Установленный на штанге привод 28 не должен препятствовать перемещению трубы 51 по рольгангу.

Центрирование режущего инструмента по внутреннему диаметру свариваемых труб при заданной толщине стенки осуществляется один раз с помощью регулируемых опор 16. Перед этим для контроля высоты остающегося усилия сварного шва на гайке 13 устанавливают (фиг.2) необходимого размера секторы 14.

Ножи 8 режущего инструмента под действием пружин 7 и 6 (фиг.2) всегда прижимаются к стенке трубы, Благодаря упругим подвескам ножей упрощается центрирование режущего инструмента в трубах и режущая часть принимает форму внутреннего периметра трубы.

После окончания процесса сварки стыка подачей жидкости в штоковую полость привода (фиг.1) создают давление, под действием которого режущий инструмент протягивается через стык и ножи 8 срезают грат, После

S 12748 срезки грата, что фиксируется по.резкому снижению давления в приводе 1, создают давление в приводе 28, который через систему рычагов и тяг перемещает подвижную втулку 21, сжимающую пружину 22, Опоры ребер (фиг,5), двигаясь по наклонным плоскостям 37 и 38, разводят в радиальной плоскости ребра 33 и 34, которые совершают плоско-параллельное движение и переходят иэ положения I в положение II ° Ребра разрывают образованную в виде втулки шлакометаллическую корку 61 вдоль образующих брыэгоулавливателя, После выхода режущего инструмента из трубы снятие отдельных частей шлакометаллической корки с медного экрана не вызывает затруднений, Зачастую в процессе движения инструмента происходит самоочистка брызгоулавливателя °

При снятии давления в приводе 28 под действием сжатой пружины 22 ребра возвращаются в положение I. При подаче давления в привод 28 (фиг,2) 25 ножи 8 перемещаются до упора в ограничители 18, А так как обращенная к ножам опорная часть ограничителей 18 выполнена со скосом внутрь к оси режущего инструмента, при натяжении 3ц приводом 28 тяг 19 ножи 8 перемещаются по наклонной плоскости, сжимают пружины 6 и 7 и двигаются радиально к оси корпуса, При этом диаметр раскРытия ножей уменьшается и между стенкой трубы и ножами образуется зазор, величина которого определяется конструктивными размерами элементов режущего инструмента, В этом случае инструмент перемещается в трубе на 4О роликовых опорах и снятие с помощью рольганга сваренной секции труб с режущего инструмента не вызывает затруднений, Благодаря возможности уменьшения диаметра раскрытия ножей 45 представляется возможность увеличить производительность процесса сварки за счет ускорения процесса вывода режущего инструмента из сваренных труб. При этом повышается также "рок Sp службы ножей, так как исключается трение ножей в процессе двюкения инструмента. В дальнейшем процесс повторяется.

При работе устройства по второму варианту исполнения (фиг.6) удаление газа происходит за счет заранее накопленной в полости А пневмопривода

92 а

39 энергии сжатого воздуха, переходящей в кинетическую энергию режущего инструмента, Устройство может использоваться в сос.таве передвижных установок при сварке труб или секций в непрерывную нитку трубопровода, а также при сварке труб в секции.

Для подачи очередной трубы или секции 57 (фиг.6) необходимо разъединить в муфте 43 штангу 42 и шток 40 и снять петлю тяги 49 с крюка 48, Поднятую трубоукладчиком трубу или секцию одевают на штангу 42, выполненную из труб, в которой установлена тяга 44 для регулирования раскрытия ножей режущего инструмента, В процессе одевания трубной секции 57 на штангу режущий инструмент находится во второй трубе или нитке 62, которая установлена на насыпном вале или подставке 63.

Длина штанги превышает длину привариваемой секции труб, что облегчает процесс соединения штанги со штоком привода 39. В данном устройстве положение режущего инструмента в момент сварки стыка такое же, как в устройстве согласно фиг,1, При работе устройства по фиг,6 после центровки с помощью подъемных механизмов 59 привариваемой секции труб 57 с ниткой 62 и зажатия свариваемых концов в сварочной головке

58 шток 40 пневмопривода стопорят фиксатором 41, полость А пневмопривода наполняют сжатым воздухом, а полость Б сообщают с атмосферой, После окончания процесса сварки фиксатор выводят из зацепления со штоком 40.

Поршень, шток и соединенный с ним

I режущий инструмент под действием сжатого воздуха разгоняются и приобретают кинетическую энергию, за счет которой происходит срезание грата, При работе данного устройства масса режущего инструмента и соединенных с ним частей значительно меньше массы сварочной головки и свариваемой пары труб, поэтому при соударении масс в процессе удаления грата линейные смещения сварочной головки ничтожно малы, Это не требует крепления головки, что упрощает конструкцию, После пробивки стыка и снятия грата поршень и шток привода перемещают в правое крайнее положение (фиг.6), При этом соединенная со штоком гиб12748 кая тяга 49, которая зацеплена к крюку 48 ползуна 46, перемещает тягу 44 в сторону штока 40 на величину, достаточную для срабатывания механизма регулирования диаметра раскрытия ножей режущего инструмента, при которой происходит также разрушение шлакометаллической корки описанным способом, t0

Затем с помощью трактора пневмопривод 39 и устройство в целом перемещают до выхода режущей части инструмента из приваренной трубы, После очистки и осмотра режущий инструмент 15 снова вводят в нитку трубопровода, В дальнейшем процесс повторяется, Выполнение механизма регулирования диаметра раскрытия ножей режущего инструмента в виде клинового механизма 2р с одним общим приводом, расположенным за пределами свариваемых труб, позволяет осуществить регулирование размера режущей части инструментов практически для всего диапазона ди- 25 аметров обрабатываемых труб простыми и более надежными техническими средствами, что упрощает конструкцию и делает надежной работу устройства, Изобретение обеспечивает увеличение .производительности сварочного комплекса за счет ускорения перемещения режущего инструмента для удаления грата от стыка к стыку и увеличение срока службы режущих элементов за счет уменьшения их трения. Наличие на брызгоулавливателе ребер, которые кинематически связаны с приводом перемещения ножей режущего инструмента и раздвигаются с помощью этого 40

92 8 привода, облегчает и ускоряет процесс снятия шлакометаллической корки, что также увеличивает производительность устройства °

Формула изобретения

Устройство для удаления внутреннего грата при контактной стыковой сварке труб, содержащее снабженный брыэгоулавливателем режущий инструмент, в котором подпружиненные ножи смонтированы с воэможностью перемещения, штангу и силовой,привод продольного перемещения режущего инструмента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, увеличения его долговечности и расширения технологических возможностей, ножи режущего инструмента снабжены ограничителями продольного перемещения, смонтированными впереди каждого ножа по ходу его рабочего движения, и с обращенной к ним стороны выполнены в виде клина с уклоном опорной плоскости клина к оси режущего инструмента в сторону направления его рабочего хода, при этом. устройство снабжено подпружиненной, кинематически связанной с приводом продольного перемещения ножей, подвижной втулкой, смонтированной на штанге и кинематически соединенной с ножами, а брызгоулавливатель выполнен с продольными пазами и снабжен смонтированными в них ребрами, шарнирно закрепленными на нем с возможностью плоскопараллельного перемещения в радиальных к брызгоулавливателю плоскостях.!

274892

)274892