Способ ремонта трубопроводов с отколами

 

Изобретение относится к ремонту и восстановлению ресурса трубопровода, в частности к ремонту трубопроводов с отколами. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Соединяют части трубопровода втулкой с последующей заваркой линии откола. Новым является выполнение внутренней втулки в виде упругой спирали, концы которой закрепляют на частях трубопроводов с противоположных относительно их продольной оси сторон после ее растяжения. Упругую спираль выполняют не короче внешнего диаметра трубопровод да, а обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 Р 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4768845/27 (22) 14.12.89 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Всесоюзное научно-и роизводственное объединение восстановления деталей "Ремдеталь" (72) В.А.Ульянов (53) 621 .791(088.8) (56) Цеков В.И. Ремонт деталей металлурги. ческих машин. М.; Металлургия, 1987, с.316 — 317. (54) СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ

С ОТКОЛАМИ

Изобретение относится к ремонту и вос-, становлению ресурса трубопроводов, в частности к ремонту трубопроводов с отколами.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 изображена схема установки спирали при фиксации откола с основной частью; на фиг. 2 — трубопровод с линией откола, расположенной под углом P к продольной его оси; на фиг. 3 — внутренняя втулка в виде упругой спирали; на фиг. 4— отремонтированный трубопровод после обварки.

Способ осуществляют следующим образом., Основная часть 1 и сопрягаемая с нейчасть 2 по линии 3 откола скрепляются с внутренней втулкой в виде упругой спирали

4, концы 5 и 6 которой через отверстия 7 и 8 закрепляются на частях трубопровода с противоположных относительно их продольной оси сторон после ее растяжения.

Причем упругая спираль 4 выполняется по

„„Я „„1722764 А1 (57) Изобретение относится к ремонту и восстановлению ресурса трубопровода, в частности к ремонту трубопроводов с отколами.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей. Соединяют части трубопровода втулкой с последующей заваркой линии откола. Новым является выполнение внутренней втулки в виде упругой спирали, концы которой закрепляют на частях трубопроводов с противоположных относительно их продольной оси сторон после ее растяжения. Упругую спираль выполняют не короче внешнего диаметра трубопровода, а обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. длине L,не короче внешнего диаметра трубопровода D>«<., а последующую обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали 1 .

Обварку производят скоростной плазменной наплавкой с применением порошковых "твердых сплавов" на никелевой основе, Именно сплавы на никелевой основе за счет содержания бора и кремния имеют низкую температуру плавления (980-1080 С), что позволяет вести наплавку на режимах с минимальным проплавлением поверхности стального трубопровода примерно до 0,3 мм, что в конечном итоге ведет к минимальным деформациям и поводкам деталей. Такой характер процесса позволяет вести наплавку с необычайно высокой скоростью — до 20 м/мин при толщине наплавки 0,25 — 0,3 мм с производительностью до 120 — 150 см /мин, что в несколько раз

2 выше, чем при использовании других конкурентно способных способов наплавки. При этом поверхностный слой наплавленного

1722764

2,2 мм. бспир. = 1, 40 операцией обварки

55 металла 9 формируется ровным, без наплывов, пор и включений (фиг, 4).

Закрепление концов втулки-спирали в разных частях трубопровода именно диаметрально противоположно дает положительный эффект при линиях откола, в основном, перпендикулярных продольной оси трубопровода. При нарушении этого условия, когда концы спирали закреплены по одну сторону от оси трубопровода, наблюдается при последующей операции обварки в режиме вращения детали недопустимые величины раскрытия линии откола с противоположной стороны. Это раскрытие нарушает соосность сопрягаемых частей трубопровода, ведет к образованию трещин, понижает надежность ремонта и уменьшает ресурс работы трубопровода, Практика ремонта трубопроводов с отколами с использованием не упругих, гибких, а жестких втулок показало низкие технологические возможности при ремонте трубопроводов с сложной геометрией, с невозможностью надежно перед обваркой стянуть и зафиксировать концы трубопровода без применения специальных стягивающих приспособлений.

Применение внутренней втулки в виде упругой спирали позволяет расширить технологические возможности ремонта трубопроводов не только цилиндрической формы, но и трубопроводов сложной геометрии; конических, с криволинейными участками, когда упругая спираль отслеживает любой сложной конфигурации изгиб, гибко приспосабливается и принимает форму переменного сечения, осуществляя соосную, с предварительным натягом надежную фиксацию основной и отколотой части перед

Длину упругой спирали выбирают не короче внешнего диаметра трубопровода, а обварку осуществляют не менее длины спирали исходя: из геометрии линии откола, располагающейся под углом Р к продольной оси трубопровода (по результатам дефектации он лежит в 65 — 85 в интервале

P = 75 — 90О, в 15 — 35 о случаев — в интервале

P= 45 — 75 ), из его нижней границы, равной

45 (фиг, 2), при котором катеты равнобедренного треугольника Л BKM — ВК = Двнеш., а KM = L — ясно, что для полного перекрытия линии откола при ее обварке длина втулки в виде спирали L просто не может быть короче Двнеш„ из сопротивления термическим напряжениям при обварке, когда спираль выполняет роль оправки, обеспечивающей достаточный теплоотвод, радиальную жесткость и прочность, а также сопротивления

35 изгибу, возникающему при погрешностях закрепления и вращения детали на наплавочном станке, приводящего к возможному раскрытию линии откола и нарушению соосности; из восстановления герметичности трубопровода, нарушенного кроме линии откола также и сверловкой сквозных отверстий для концов закрепляемой спирали; из необходимости обеспечения предварительного натяга (для надежного удержания откола с основой) за счет остаточного растяжения конечных витков на шаг t, равный 1,5 — 2 бспир.

Пример. Производился ремонт стального цилиндрического трубопровода с линией откола, расположенной под угломер =

50 к продольной его оси, с внешним диаметром Двнеш. = 40 мм, толщиной стенок 5 мм, внутренним диаметром Двнутр, = 30 мм.

Внешний диаметр спирали Дспир. был выбран равным внутреннему диаметру трубопровода Двнутр., т.е. Дспир = 30 мм. Диаметр витка спирали dcwp., был определен, исходя из максимального значения по окружности витка напряжения z = 500 — 700 МПа, растягивающей нагрузки P = 100 н, коэффициента кривизны витка С вЂ” Р— 10 — 13, 0спир. оспир. коэффициента К—

4 С+2

= 1,12 при С = 12;

Длина рабочей части спирали L была определена по формуле

L = d(i+1) = 2,2 (18 + 1) 42 мм.

В длину L входит и шаг t = 1,5-2 бспир,, т=3 мм.

Найденная величина L удовлетворяет условию &Двнеш, По обе cTopoHbl от вертикальной оси А — А на расстоянии 22 мм сверлят ! наклонные отверстия 7 и 8 диаметром ф 3 мм на частях трубопровода с противополож-! ных относительно их продольной оси 0-0 сторон, Затем удлиненный конец 5 втулки -спирали 4 вводят в полость основной части 1 трубопровода и протягивают через отверстие 7 на наружную сторону, а конец 6 после растяжения спирали — в полость откола 2 через отверстие 8 также на наружную сторону. Откусив излишнюю длину свободных концов 5 и 6 и загнув их в сторону от линии откола 3, снимают нагрузку предварительного растяжения пружины-спирали P и под действием ее сокращения основная часть 1 и откол 2 без нарушения соосности надежно примыкают друг к другу, Обварку зоны линии откола осуществляли на ширину 48-50 мм способом порошко1722764

8 — 10

16-18 вой плазменной скоростной наплавки на следующих режимах:

Сила тока дуги, А 160-200

Напряжение дуги, В 24-27

Расстояние от среза сопла плазмотрона до детали, мм

Частота вращения детали, об/мин 120 — 140

Расход самофлюсующегося хромоникелевого порошка

ПГ-СРЗ, г/мин

Продольная подача плазмотрона, мм/об 1,5 — 1,7

Расход плазмообразующего газа, л/мин 1,5-2

Расход защитного газа (аргона), л/мин 5 — 7

Способ ремонта трубопроводов с отколами с применением внутренних втулок в виде спирали возможен только в том случае, если ее использование значительно не уменьшает полезное пропускное сечение трубопровода. В этом случае, как показали испытания, диаметр витка спирали не должен превышать 7 — 87; от диаметра Авнутр. трубопровода, чтобы сопротивление пропускаемым рабочим газам или жидкостям, ока5 эываемое принесенной втулкой-спиралью, было минимальным.

Формула изобретения

1. Способ ремонта трубопроводов с отколами, включающий соединение частей

10 трубопроводов втулкой с последующей заваркой линии откола, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, втулку устанавливают внутри трубопровода и выполняют в виде

15 упругой спирали, концы которой закрепляют на частях трубопровода с противоположныхотносительно их продольной оси сторон после ее растяжения.

2. Способ поп,1,отлича ющийся

20 тем, что упругую спираль выполняют не короче внешнего диаметра трубопровода, а обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали, 1722764

--25

Составитель А.Сушкин

Техред M. Ìoðãåíòýë Корректор М.Кучерявая

Редактор Н,Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1024 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5