Способ соединения труб сваркой взрывом

 

Изобретение относится к области сварки взрывом труб и может быть использовано при строительстве нефтепроводов и газопроводов. Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и повышение качества сварного соединения . Способ применяется для сварки взрывом секций металлических труб большого диаметра, при котором внутренний и внешний обручеобразные заряды взрывчатого вещества одновременно взрывают в зоне расположения телескопически соединенных концов труб. Сварочные заряды взрывают одновременно посредством инициир то цих зарядов взрывчатого вещества с очень высокой скоростью детонации, превышающей скорости детонации сварочных зарядов более чем в 1,5 раза. Скорость детонации инициирующего взрывчатого вещества выбирают такой, чтобы взрыв сварочных зарядов производился одновременно по всей окружности труб при поддерживании расположения фронтов детонации один над другим и под большим углом к оси труб. Это позволяет избежать возможности воздействия на трубы неуравновешивающих сил и получить минимальную силу столкновения движущихся по окружности труб ударных волн, что предотвращает повреждение труб при сварке, 3 з.п. ф-лы, 2 ил. :: о СО С со NHA О5 о 00 см

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 К 20/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2925902/25-27 (22) 20,05,80 (31) 40515 (32) 21,05.79 (33) US (46) 15.05.87. Бюл. ¹ 18 (71) СИ-Ай-Эл, Инк (VS) (72) Стефен Макмиллан Иствэнффи (CA) и Воун Дьюан Линз (US) (53) 621,791,044.03(088.8) (56)Патент США № 3985279, кл. В 23 К 21/00, опублик. 1976. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ СВАРКОЙ

ВЗРЫВОМ (57) Изобретение относится к области сварки взрывом труб и может быть использовано при строительстве нефтепроводов и газопроводов. Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и повышение качества сварного соединения. Способ применяется для сварки взрывом секций металлических труб большого диаметра, при котором внут„.,Я0„„1311608 А 3 ренний и внешний обручеобразные заряды взрывчатого вещества одновременно взрывают в зоне расположения телескопически соединенных концов труб. Сварочные заряды взрывают одновременно посредством инициирующих зарядов взрывчатого вещества с очень высокой скоростью детонации, превышающей скорости детонации сварочных зарядов более чем в 1,5 раза. Скорость детонации инициирующего взрывчатого вещества выбирают такой, чтобы взрыв сварочных зарядов производился одновременно по всей окружности труб при поддерживании расположения фронтов детонации один над другим и под большим углом к оси труб. Это позволяет избежать возможности воздействия на трубы неуравновешивающих сил и получить минимальную силу столкновения движущихся по окружности труб ударных волн, что предотвращает повреждение труб при сварке. 3 э.п. ф -лы, 2 ил.

1311608

При воспламенении детонатора Il происходит одновременная передача энергии ударных волн по инициирующим передающим средствам 9и 10 к шнурообразным инициируюшим зарядам 7 и 8 и одновременное подрывание последних.

Поскольку инициирующие шнурообразные заряды 7 и 8 имеют скорость детонации, существенно превышающую скорость детонации полосообразных зарядов 4 и 5, фронты детонационной волны сварочных зарядов 4 .и 5 будут перемещаться по окружности быстрее, чем вдоль оси трубы.

Изобретение относится к сварке взрывом труб и может быть использовано при строительстве нефтепроводов и газопроводов.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости и повышение качества сварного соединения °

На фиг. 1 изображены концы днух телескопически соединенных труб, готовых для соединения сваркой взрывом, продольное сечение; на фиг. 2 концы труб после сварки, продольное сечение, Способ осуществляется следующим образом, 1

Конец охватываемой трубной секции

1 вставляется в охватывающую трубную секцию 2, имеющую развальцовано ный конец 3 под углом 5-8 к оси о трубы (предпочтительно 6 ) .

К наружной поверхности разнальцованного конца 3 укладывают наружный полосообразный сварочный заряд

4 взрывчатого нещества (ВВ), другой такой же полосообразный сварочный заряд 5 ВВ прилагают к внутренней: поверхности трубной секции 1 в зоне, расположенной под зарядом 4, 3аряд 5 поджат к внутренней поверхности охватываемого конца трубной секции поджимными спицами 6.

Заряды 4 и 5 снабжены инициирующими шнурообразными зарядами 7 (наружный ) и 8 (внутренний), которые соединены с инициирующими передающими средствами 9 и 10 соответственно, Инициирующие передающие средства 9 и 10 присоединены к общему детонатору 11. К зарядам 4 и 5 прикрепляют предварительно упакованные забивочные материалы 12 и 13 соответственно.

2

В конечной точке, расположенной диаметрально протиноположно начальной точке, франты детонационной волны зарядов 4 и 5 встретятся под большим углом, уменьшая тем самым разрушающее действие, вызываемое встречным столкновением детонационных фронтон.

Пример, Для сварки были выбраны дне секции трубы большого диаметра, используемой для строительства крупнообъемных нефтепроводов. Íàружный диаметр трубы 122 см, толщина стенки 1,83 см. Один конец, длиной

29,2 см охватывающей трубной секции, был начисто обработан и развальцоо ван под углом примерно 6 по отношению к горизонтальной стенке трубы, Конец охва.тынаемой трубной секции был начисто обработан и вставлен в охватывающий развальцованный конец первой секции так, чтобы внутренняя поверхность развальцованного конца соприкасалась по окружности с наружной передней кромкой охватываемого конца. В результате получена нахлестка, длиной 12,7 см, развальцованной секции на охватываемый конец, Сварочные заряды ВВ, изготовленные из аматола (807. аммиачной селитры и 20Х тротила), со скоростью детонации около 4000 м/с были уложены в фигурные картонные контейнеры, которые были собраны в два непрерывных кольца весом около 11 кг каждый, Эти кольца имеют прямоугольное ступенчатое поперечное сечение с толщиной

2,54 см и шириной 6,4 см. Общая ширина )2,7 см, а общая длина подобрана такой, чтобы одно кольцо могло охватывать наружный диаметр охватывающей трубной секции, а другое внутренний диаметр охватываемой трубной секции.

Первый наружный сварочный заряд 4

ВВ был закреплен по всей окружности отогнутой кромки охватывающего конца, причем более толстый его край располагался ближе к телу трубы, Второй ннутренний сварочный заряд

5 ВВ был размещен вокруг внутреннего диаметра охватываемого конца второй трубной секции в той зоне, над которой был расположен наружный заряд, причем толстый его край был расположен вровень с концом трубы.

Посередине толстого края каждого упакованного заряда по всей длине

1311608 4 правлении, параллельном продольной оси трубы, вынуждая нахлесточные зоны трубы сближаться и образовывать сварное соединение.

Данный способ сварки труб не требует для его реализации применения

/с, внутренних и наружных оправок, 1 н вн последнего, закреплен обладающий высокой скоростью детонации детонирующий шнур, содержащий 360 зерен петрина на метр. Скорость детонации детонирующего шнура, используемого при наружном, расположенном рядом с отогнутой кромкой зарядом, 8450 м

Скорость детонации шнура, используемого при внутреннем расположенном около охватываемого конца заряде, 10

7430 м/с или на 13,7 меньше скорости детонации наружного шнура, что компенсировало укороченность на

13,7 кольца внутреннего шнура по сравнению с кольцом наружного шну- 15 ра. Уменьшение скорости детонации осуществлялось за счет соединения быстро и медленно горящих шнуров, в результате чего была получена требуемая величина скорости детонации. 20

Каждый из детонирующих (инициирующих) шнуров был соединен с отрезком стандартного детонируюшего шнура длины, достаточной для подсоединения шнура к концу трубной секции, расположенному дальше от развальцованного конца. Точки соединения отрезков стандартного детонирующего шнура с детонирующим шнуром с высокой скоростью детонации расположены 30 одна над другой с тем, чтобы возбуждение как внутреннего, так и наружного сварочных зарядов происходило в зонах их точного расположения одного над другим. Эти отрезки стандартного детонирующего шнура были подведены к открытому концу охватывающей трубной секции, соединены: между собой и с общим капсулем-детонатором, 40 !

Как внутренний, так и наружный сварочные заряды ВВ были покрыты слоем сухого песка, упакованного в картонный контейнер, который имеет ту же длину, что и взрывчатые заряды, и ширину 6,3 см с тем, чтобы этот слой выполнял функцию забивки данных зарядов, При воспламенении капсуля-детонатора энергия од50 новременно передается по стандартным детонирующим шнурам для поджога полых, обладающих высокой скоростью детонации детонирующих шнуров, которые, в свою очередь, одновременно инициируют внутренний и наружный сварочные заряды. Вызванный детонацией сварочных зарядов фронт детонационной врлны перемещается в наФормула изобретения

1. Способ соединения труб сваркой взрывом, при котором соединяемые трубы устанавливают с заходом до упора конца одной трубы в раструб, выполненный на конце другой трубы, размещают в месте соединения труб сварочные лентообразные заряды, причем заряд, охватывающий раструб, располагают вокруг наружной поверхности раструба, а процесс сварки осуществляют инициированием сварочного заряда с подпором внутренней поверхности конца охватываемой раструбом трубы о тл ич ающи и с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и повышения качества сварного соединения, в качестве подпора используют дополнительный сварочный лентообразный заряд, инициирование сварочных зарядов осуществляют посредством полых детонационных шнуров, имеющих разные скорости детонации, размещенных вдоль лентообразных сварочных зарядов и в контакте с ними в точках, ближайших к меньшему диаметру раструба, при этом скорость детонации полых детонационных шнуров задают из соотношения где Ч„ и увы — скорость детонации полых детонационных шнуров, контактирующих со сварочными зарядами, соответственно охватывающих раструб и расположенных со стороны внутренней поверхности одной иэ труб;

D< и Рвя — диаметры окружностей, которые образуют геометрические оси полых детонационных шнуров, имеющих скорости детонации соответственно

V„ H V „, которые вы) 3 l 1608 бирают большими скорости детонации сварочСоставитель Т. Кричевец

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Редактор В, Ковтун

Заказ 1904/57 Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ных зарядов не менее чем в 1,5 раза а инициирование полых детонационных шнуров осуществляют одновременно в точках, лежащих в плоскости, проходящей через геометрические оси соединяемых труб, и по одну сторону от этих осей.

2,Способпоп, l,отличаю шийся тем, что (нарочные заряды покрывают забивочным материалом °

3. Способ по и, l, о т л и ч а ю шийся тем, что раструб выполо няют под углом 5-8 к оси трубы.

4, Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что раструб выполняют под углом 6 к оси трубы.