Способ удаления внутреннего грата в электросварных трубах

 

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам для удаления обдувкой газом внутреннего грата в сварных трубах в процессе их изготовления. Целью изобретения является исключение налипания расплавленного металла и обеспечение полного удаления грата. Полное удаление грата достигается вращением точки истечения обдувающег о газа относительно оси трубы и перекрытием зон воздействия струй на шов. Струю газа направляют по ходу вращения ее точки истечения. При этом проекция вектора скорости струи на плоскость, проходящую через точку истечения и касательную к траектории вращения точки истечения, а также проекция этого Е ктора на плоскость диаметрального сечения трубы, проходящую через точки истечения струи, составляют с продольной осью трубы острый угол. Это позволяет воздействовать на грат струей газа с максимальным ее КПД. При этом образующиеся при горении грата окислы металла легко срезаются струей и уносятся в пространство между устройством и трубой. Исключается стекание этих окислов на поверхность устройства и образование на внутренней поверхности трубы сплошной пленки металла. 5 шт. t (Л ND tC :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 В 21 С 37/08

3CF4 .. Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4011306/25-27 (22) 21.01.86 (46) 23.02.87. Бюл. Ф 7 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) В.И,Кузнецов, Ю,В.Самарянов, 0.В.Танцырев, А.Ф.Шулежко, Л.А.Мироненко и А.Н.Аксючиц (53) 621.774.21(088.8) (56) Карзов П.С. и др. Удаление внутреннего продольного грата в электросварных трубах малого и среднего диаметра с помощью кислородной струи.-В сб,: Производство сварных и бесшовных труб, вып. 8, M. Металлургия, 1968, с.46-50. (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА В ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБАХ (57) Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам для удаления обдувкой газом внутреннего грата в сварных трубах в процессе их изготовления. Целью изобретения является исключение налипания расплавленного металла и обеспечение

„„SU, 1291230 А 1 полного удаления грата. Полное удаление грата достигается вращением точки истечения обдувающего газа относительно оси трубы и перекрытием зон воздействия струй на шов. Струю газа направляют по ходу вращения ее точки истечения. При этом проекция вектора скорости струи на плоскость, проходящую через точку истечения и касательную к траектории вращения точки истечения, а также проекция этого вектора на плоскость диаметрального сечения трубы, проходящую через точки истечения струи, составляют с продольной осью трубы острый угол. Это позволяет воздействоватьна грат струей газа с максимальным ее КПД. При этом образующиеся при горении грата окислы металла легко срезаются струей и уносятся в пространство между устройством и трубой.

Исключается стекание этих окислов на поверхность устройства и образование на внутренней поверхности трубы сплошной пленки металла. 5 ил.

91230

1 12

Изобретение относится к трубному производству, а именно к способам для удаления внутреннего грата в сварных трубах в процессе их изгoToBления, например высокочастотной сваркой.

Цель изобретения — исключение налипания расплавленного металла и обеспечение полного удаления грата.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы расположения устройства для удаления грата в трубе; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.l; на фиг.4— разрез Б-Б на фиг.l; на фиг.5 — схема привода вращения штанги устройства. !

Способ осуществляют следующим образом.

Обдувающий газ подается на грат l в зоне сварки кромок штрипса 2. Причем точка истечения струи газа иэ головки-сопла 3 перемещается по окружности в плоскости, перпендикулярной движению трубы, так что участок на шве, освобожденный от грата предыдущей струей, перекрывается частично воздействием последующей струи. При этом струя газа направлена по ходу вращения ее точки исте" чения и расположена таким образом, что проекция вектора скорости струи на плоскость Р (фиг.3), проходящую через точку истечения и касательную к траектории вращения точки истечения, а также проекция этого вектора на плоскость S (фиг.2) диаметрального сечения трубы, проходящую через точку истечения струи, составляют с продольной осью трубы острый угол. Условия частичного перекрытия участка шва, освобожденного от грата предыдущей струей, воздействием последующей струи может быть выполнено, если параметры процесса, связанные с кинематической, находятся между собой в строгой зависимости, выраженной формулой

U k cos f3 и где U — скорость сварки трубы, м/мин; и — число оборотов сопловой головки, об/мин;

Ы вЂ” количество сопл в сопловой головке, шт; — угол между проекцией вектора скорости струй и продольной осью трубы на плоскости, образованной этой осью и точкой истечения струи (угол наклона струи), град;

5 d — диаметр сопла, м; коэффициент перекрытия; — коэффициент, учитывающий величину раскрытия струи в зависимости от профиля канала сопла.

Такое перекрытие обеспечивает полное удаление грата по всей длине сварного шва„

Пример. Штангу-газопровод 4 (фиг.5) и жестко связанную с ней головку-сопла 3 помещают в трубную заготовку 2. Через штангу-газопровод в головку и далее в зону сварки на грат 1 подают гаэ. При передаче крутящего момента с электродвигателя 5 через муфту 6 и передачу 7 на штангу-газопровод 4, находящуюся в подшипниковых опорах 8, точка истечения струи газа, вращаясь с головкой 3, перемещается по окружности в плоскости, перпендикулярной движению трубы, так,.что участок на шве, освобожденный от грата предыдущей струей, перекрывается частично воздействием последующей струи, при этом струя газа не позволяет расплавленным окислам металла налипать на устройство и обеспечивает полное удаление грата по всей длине сварного шва.

Ограничение углов К и Р в опреде35 ленных пределах диктуется особенностями процесса удаления внутреннего грата. о

l. При g,= =О имеет место продоль40 ная подача кислорода навстречу дви.ь жению трубы или по ходу движения трубы, при которой не было получено положительного результата, 2. При с = 90 имеет место попереч ная подача, при которой также грат удаляется не полностью.

3. При отклонении струи газа от о углов = О и ф, = 90 имеет место тангенциальное движение расплавлен>О ных частиц, которые с учетом большой скорости струи отклоняются от устройства при их падении: при

85 ... 89 процесс удаления грата устойчив при сС = 1 ... 5 схема воздействия струи на грат приближается к случаю l. о

Границы угла о6, близкого к О зависят от размеров устройства, размещенного в трубе. В случае, когда

1291230

15

30 устройство состоит лишь из подводящего к кислородной головке кислородопровода в виде трубки малого диаметра (до 15 мм), угол оС может быть достаточно близ- 5 о ким к О, а именно порядка

15 . Начиная с этого угла, струя кислорода, воздействуя на грат, сжигает его, а, образующиеся при этом окислы металла срезаются струей, обеспечивая полное удаление грата с внутренней поверхности трубы.

На основании указанного угол оС ограничен в пределах

90 >М > 15 о

4. При P = О имеет место про,дольная подача кислорода навстречу либо по ходу движения трубы, параллельно ее продольной оси. В этом случае струя не попадает на грат, 20 т.е. процесс удаления грата невозможен.

5. При углах, близких к О воздействие струи на грат приближается к случаю 4. о

6. При P = + 90 кислород подает— ся перпендикулярно сварному шву.

В этом случае процесс также невозможен, так как струя кислорода прожигает шов.

7. При углах 8, близких к +90 воздействие струи на грат приближается к случаю 6.

Граница угла P, при которой процесс сварки и удаления грата ста- 35

О билен, лежит в пределах 15 P 60

В этом интервале струя кислорода, воздействуя на грат, сжигает его, обеспечивая полное удаление грата с внутренней поверхности трубы.

Оптимальными значениями углов, образованных проекциями вектора скорости на плоскостях P u S с продольной осью трубы, являются значе- 45 ния с и Р, равные 45, так как при подаче кислорода в направлении, встречном движению трубы в плоскости P (фиг.3) при угле с (45 увеличивается вероятность попадания го- g0 рячих окислов на устройство, при о угле с > 45 уменьшается проекция диаметра кислородного сопла на удаляемый грат, что приводит к увеличению числа оборотов кислородной головки, а это в свою очередь влияет на долговечность и работоспособность устройства в плоскости S (фиг.4) при о угле Р < 45 интенсивность воздействия кислорода на кромки снижается о

t при угле Р > 45 снижается стабильность процесса сварки, возможны про- жоги и непровары.

При подаче кислорода по ходу движения трубы в плоскости Р (фиг.З) о при угле с(> 45 уменьшается проекция диаметра кислородного сопла на удаляемый грат, что ведет к снижению долговечности и работоспособо ности устройства при угле с с 45 место воздействия на грат удаляется, вследствие чего устройство должно отодвигаться из зоны сварки, а это снижает интенсивность нагрева кромок трубной заготовки, а значит снижает производительность стана. В плоскости S (фиг.4) при угле 3 ) 45 зона воздействия кислорода на кромки сокращается, концентрация кислорода к моменту схождения и сварки кромок уменьшается, что приводит к снижению интенсивности нагрева кромок, ухудшению условий удаления грата и ухудшению стабильности шва, при угле о 45 зона воздействия на грат удаляется, поэтому устройство должно отодвигаться из зоны сварки, что снижает интенсивность нагрева кромок трубной заготовки, а значит производительность стана.

Использование изобретения позволяет непосредственно воздействовать струей на грат в любой момент времени с максимальным ее КПД, при этом струя кислорода почти полностью сжигает грат, а образующееся при его горении небольшое количество окислов металла легко срезается этой струей и уносится в пространство между устройством и трубой, не давая им стекать на поверхность устройства и образовывать на внутренней поверхности трубы сплошную пленку металла, что исключает налипание расплавленных окислов на поверхности трубы.

Формула изобретения

Способ удаления внутреннего грата в электросварных трубах, включающий подачу обдувающего газа на грат изнутри трубы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения налипания расплавленного металла и обеспечения полного удаления грата, точку истечения струи газа перемещают по окружности в плоскости, перпендикулярной движению трубы, учас1?91 ток на шве, освобожденный от грата предыдущей струей, частично перекрывают воздействием последующей струи, а струю газа направляют по ходу вращения точки ее истечения, при этом проекция вектора скорости струи на плоскость, проходящую через точку

230 истечения и касательную к траектории вращения точки истечения, а также проекция этого вектора на плоскость диаметрального сечения трубы, проходящую через точку истечения струи, составляют с продольной осью трубы острый угол.

1291230 иг.

Составитель 3.Ветрова

Техред Л.Олейник

Корректор М.Пожо

Редактор Н.Тупица

Тираж 733

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1t3035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Заказ б8/1О

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4