Способ изготовления трубопровода



Способ изготовления трубопровода

 


Владельцы патента RU 2406580:

Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для изготовления изогнутых трубопроводов. Способ включает резку заготовок прямых и изогнутых участков с участками врезки отростков, обработку кромок, сборку прямой заготовки трубопровода, сварку стыков и гибку заготовки трубопровода в трубогибочном станке. Заготовки для изогнутых участков изготавливают прямыми, с припуском, превышающим заданную длину оси изогнутого участка по средней линии не менее чем на 0,8 наружного диаметра трубы, для каждой стороны заготовки, смежной с прямым участком. Длину заготовок прямых участков выполняют соответственно уменьшенной на величину припуска смежного изогнутого участка. Изобретение обеспечивает сокращение трудоемкости способа, исключение необходимости применения шаблонов и макетов, обеспечение выноса сварных швов из зоны кавитации от возможного срыва потока и увеличения толщины стенки трубопровода в этой зоне, а также снижение трудоемкости изготовления и одновременное повышение надежность трубопровода. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в судостроении, энергетике, нефтяной и газовой промышленности для изготовления изогнутых трубопроводов.

Известна составная труба для трубопроводов и способ ее изготовления (патент РФ №2282091), состоящая, по крайней мере, из трех металлических частей, соединенных между собой кольцевыми сварными швами. Средняя часть выполнена из чугуна, длина крайних частей составляет 100-250 мм и они выполнены из материала, обеспечивающего соединение трубы дуговой сваркой. В способе предусмотрено соединение частей трубопровода между собой с помощью электроконтактной сварки непрерывным оплавлением с коэффициентом экспоненты температурного поля 0,7-0,9.

Недостатки составной трубы заключаются в низкой стойкости ударным нагрузкам и отсутствии возможности изменения геометрии трубы при пространственной прокладке.

Известен также способ изготовления трубопроводов методом гибки (И.Н.Овчинников, Е.И.Овчинников. Судовые системы и трубопроводы. - Л.: Судостроение, 1988 г., стр.264-267), получивший широкое распространение в судостроении. По этому способу производят отрезку заготовки трубопровода из прямой трубы, ее зачистку, напрессовку и приварку фланцев, а затем на трубогибочных станках производят гибку заготовки. После гибки вырезают отверстия и приваривают отростки.

Широкое распространение способа изготовления трубопроводов определяется однородностью заготовки (труба), что в свою очередь обеспечивает возможность автоматизации отдельных технологических операций и создания автоматизированного производства трубопроводов в целом. Для реализации способа имеются необходимые средства технологического оснащения, включающие отрезные и трубогибочные станки, рольганги для подачи труб и др.

Однако способ изготовления труб указанным методом гибки имеет ряд существенных недостатков, обусловленных совокупным влиянием на надежность трубопроводов конструктивных и технологических факторов.

Согласно действующим методикам выбор толщины стенки трубопровода производят на основе анализа схемы проектируемого трубопровода и оценки условий его эксплуатации. Влияние конструктивных факторов при проектировании учитывают на основе категорирования трубопроводов по конструктивным признакам, определяющим наличие конструктивного элемента (перехода, переборочного стакана, погиба с определенным радиусом, тройника, отростка и др.). При выборе толщины стенки трубы ее значение выбирают по конструктивному элементу, наиболее подверженному коррозионному износу. Такими элементами, в частности, являются погибы, участки врезки отростков и др. При этом соответственно завышается толщина стенки прямолинейных участков. При увеличении толщины стенки прямых участков трубопровода выше расчетных значений возрастает масса трубопровода, что приводит к увеличению стоимости материалов и затрат на изготовление и монтаж.

Перечисленные недостатки исключены в способе изготовления сборных трубопроводов с применением фасонных элементов (И.Н.Овчинников, Е.И.Овчинников. Судовые системы и трубопроводы. - Л.: Судостроение, 1988 г., стр.196.), являющемся наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению и принятым за прототип. Согласно этому способу отрезают заготовки прямых участков труб и производят резку в размер отводов. Затем из полученных заготовок, а также фасонных элементов-тройников и переходов собирают на прихватках трубопровод, после чего сваривают стыки. В качестве фасонных элементов, как правило, используют бесшовные приварные крутоизогнутые отводы, переходы, тройники по ГОСТ 17375-2001, ГОСТ 30753-2001 и др. Отводы получают штамповкой или протяжкой на рогообразном сердечнике с радиусом погиба от 1,0 диаметра трубы и фиксированными углами погиба от 45° до 180°.

Сборка трубопровода при использовании крутоизогнутых отводов производится с помощью ручной или полуавтоматической дуговой сварки. Однако в связи со значительными отклонениями расположения присоединительных поверхностей фасонных элементов сборка трубопроводов методом непосредственной пристыковки деталей не обеспечивает заданную точность изготовления трубопровода. Поэтому для сборки необходимо применение внешнего носителя размера и формы трубопровода - шаблона (макета) или использование сборочных стендов, оснащенных устройствами для позиционирования деталей трубопроводов, или выполнение сборки по методу пригонки по фактическому расположению сопрягаемых поверхностей. Применение ручного труда и отсутствие возможности автоматизации процесса изготовления трубопровода обуславливает высокие затраты этого способа.

Кроме того, из-за особенностей процесса изготовления у отводов отсутствует прямой участок и соответственно сварной шов, и часть участка присоединяемой трубы попадает в зону кавитации от возможного срыва потока, что снижает надежность трубопровода.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение затрат на изготовление и повышение надежности трубопровода.

Решение этой задачи обеспечивается получением таких технических результатов, как сокращение трудоемкости способа, исключение необходимости применения шаблонов и макетов на основе возможности автоматизированного станочного производства трубопроводов, а также обеспечение выноса сварных швов из зоны кавитации от возможного срыва потока и увеличения толщины стенки трубопровода в этой зоне.

Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающим резку заготовок прямых участков, включая участки врезки отростков, заготовки для изогнутых участков изготавливают прямыми, с припуском, превышающим заданную длину оси изогнутого участка по средней линии не менее чем на 0,8 наружного диаметра трубы, для каждой стороны заготовки, смежной с прямым участком. Длину заготовок прямых участков выполняют соответственно уменьшенной на величину припуска смежного изогнутого участка. Толщину стенки заготовок криволинейных участков определяют по следующей зависимости

,

где d - наружный диаметр трубы;

R - радиус погиба по средней линии;

S1 - толщина стенки прямого участка трубопровода.

После этого обрабатывают кромки заготовок, собирают прямую заготовку трубопровода, сваривают стыки, а затем производят гибку заготовки трубопровода в трубогибочном станке.

Такой способ изготовления сборного трубопровода позволяет снизить трудоемкость изготовления и одновременно повысить надежность трубопровода.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором изображены внешний вид прямой заготовки трубопровода (а) и трубопровод после гибки - (б).

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображена прямая заготовка сборного трубопровода и трубопровод после выполнения гибки.

Способ реализуют в следующем порядке.

1. Производят резку прямых заготовок прямых 1 и изогнутых 2 участков и участков врезки отростков 3 трубопровода в размер.

Для изогнутых участков заготовки вырезают из трубы с толщиной стенки S2 с припуском по отношению к толщине стенки заготовок прямых участков S1. Выбор для заготовок изогнутых участков трубы с технологическим припуском обусловлен необходимостью компенсации утонения стенки растянутой части трубы на последующих технологических операциях, а именно при выполнении ее гибки на трубогибочных станках.

Изогнутые участки 2 изготавливают прямыми с технологическим припуском А на длину изогнутого участка (по осевой линии) не менее чем на 0,8 диаметра трубы с каждой стороны заготовки. Заготовки сопрягаемых прямых участков изготавливают длиной, соответственно уменьшенной на величину припуска изогнутых участков.

Приведенные операции обеспечивают:

вынос сварного шва из зоны кавитации от возможного срыва потока и местное увеличение стенки трубы в этой зоне;

закрепление заготовки трубопровода на трубогибочных станках для автоматической гибки и исключение нагружения сварного шва в процессе гибки.

Числовое значение припуска длины А выбрано исходя из обеспечения закрепления трубы в трубогибочном станке.

2. Обрабатывают кромки заготовок участков труб под сварку. Обработка кромок под сварку может быть выполнена ручным механизированным инструментом или, учитывая, что исходные заготовки простые, - на универсальных токарных станках. При обработке обеспечивают необходимую форму кромок и плавность сопряжения смежных отрезков труб с различной толщиной (выноска I).

3. В заготовках труб для установки отростков 3 выполняют отверстия для их установки.

4. Собирают на прихватках прямую заготовку трубопровода.

Поскольку заготовка прямолинейная, то для сборки не требуется применение сложных сборочных стендов и шаблонов. Сборка выполняется с использованием простейших приспособлений, например призм, центраторов, встраиваемых в автоматизированную линию для изготовления трубопроводов. Положение отверстий под установку отростков контролируют по разметочным рискам.

5. Производят сварку стыков прямой заготовки.

Вследствие технологичности заготовки используют высокопроизводительные методы автоматической сварки, например орбитальной дуговой или контактной.

6. Контролируют качество сварных швов.

7. Устанавливают заготовку трубопровода на трубогибочный станок и производят ее гибку в автоматическом режиме.

8. После снятия заготовки со станка приваривают отростки.

Способ изготовления трубопровода, включающий резку в размер заготовок прямых, изогнутых участков и участков врезки отростков трубопровода, отличающийся тем, что заготовки для изогнутых участков изготавливают прямыми с припуском, превышающим заданную длину изогнутого участка по средней линии не менее чем на 0,8 наружного диаметра трубы для каждой стороны заготовки, смежной с прямым участком, а длину заготовок прямых участков выполняют соответственно уменьшенной на величину припуска смежного изогнутого участка, при этом толщину стенки заготовок криволинейных участков определяют по зависимости

где d - наружный диаметр трубы;
R - радиус гиба по средней линии;
S1 - толщина стенки прямого участка трубопровода, после этого обрабатывают кромки изготовленных заготовок, собирают прямую заготовку трубопровода, сваривают стыки, а затем производят гибку трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту трубоформовочных станов. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сварных труб на непрерывных трубосварочных агрегатах. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении круглых сварных прямошовных труб различного назначения. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к производству электросварных труб, и может быть использовано для клетей с закрытыми калибрами трубоформовочных станов.
Изобретение относится к области изготовления труб из конструкционных среднеуглеродистых или низколегированных сталей, а именно к способу изготовления насосно-компрессорных труб (НКТ) и может найти применение в нефтяной и газовой промышленности.

Изобретение относится к трубосварочному производству, а точнее к производству труб большого диаметра из заготовок конечной длины. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению сварных прямошовных труб, оболочек и профилей из металлической полосы. .

Печь // 2317336
Изобретение относится к металлургии, конкретно к печам, в которых с помощью теплоносителей, подаваемых в пространство печи, расплавляют порошкообразные рудные концентраты для получения жидкого металла, очищенного от примесей.

Изобретение относится к области производства прямошовных электросварных труб. .

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к изготовлению сварных прямошовных труб. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сварных труб на непрерывных трубосварочных агрегатах

Изобретение относится к трубосварочному производству, а точнее к формовочным клетям трубопрофильного стана

Изобретение относится к области обработки металла давлением, а точнее, к трубоэлектросварочному производству и может быть использовано как при проектировании новых, так и при модернизации работающих конструкций четырехвалковых клетей формовочных и профильно-калибровочных станов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении, в частности котельных труб, методом прессования с последующим редуцированием

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано, в частности, на непрерывных трубосварочных агрегатах

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности для профилирования материала

Изобретение относится к способам герметизации труб для защиты их внутренней поверхности от воздействия атмосферы печи при нагреве, штамповке и термообработке в процессе изготовления крутоизогнутых отводов труб из высоколегированной стали

Изобретение предназначено для получения круглых в значительной степени труб (104) со стыковым швом с узким стыком, или зазором, (111) из металлических листов. Металлический лист подают на трубоформовочный пресс (1), в котором он, лежа на нижнем штампе (6), с помощью поднимаемого и опускаемого верхнего штампа (9) под действием усилия гибки поэтапно формуется в трубу (4; 104) со стыковым швом. Уменьшение вероятности искажения формы трубы обеспечивается за счет того, что вначале формуют трубу со стыковым швом некруглой черновой формы (13), для чего по меньшей мере на одном этапе гибки, действующей на внутреннюю сторону металлического листа (3), соответственно, слева и справа относительно середины, заданной продольной осью верхнего штампа (9), погружающегося в поступательно формируемый металлический лист (3), осуществляется меньшая формовка по сравнению с другими этапами гибки и что после этого под действием соответствующего усилия (F) закрытия, целенаправленно действующего снаружи на некруглую черновую форму (13) соответственно на ранее менее отформованных участках (12а, 12b) по обе стороны от середины, отформовывается готовая труба (104) со стыковым швом. Устройство имеет соответствующее оборудование. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии и оборудованию для производства прямошовных магистральных труб в трубоформовочных цехах металлургических предприятий. Способ включает формовку трубы из листовой заготовки с предварительной подгибкой продольных кромок и последующей U-образной или О-образной деформацией указанной заготовки, а также приварку технологических планок в зоне соединяемых при помощи сварки продольных боковых кромок листовой заготовки, обработку кромок указанных краев и их сварку с образованием продольного соединительного шва труб. Стабильный процесс сварки на всем протяжении продольного соединительного шва и повышение качества готовых магистральных труб обеспечиваются за счет того, что для каждой листовой заготовки технологические планки изготовляют из технологической обрези, полученной при производстве листовых заготовок той же плавки, что и заготовка, причем используют обрезь с толщиной, соответствующей толщине этой заготовки, а приварку планок к торцам листовой заготовки и обработку продольных кромок этой заготовки производят до ее формовки, осуществляя приварку таким образом, чтобы зазор между соседними планками после соединения краев заготовки перед сваркой продольного шва трубы не превышал 6 мм, после чего последовательно проводят сварку технологического, а также внутреннего и наружного соединительных швов, причем настройку сварочного инструмента и параметров процесса проводят на технологических планках с выходом на стабильный режим сварки непосредственно в зоне соединения краев трубной заготовки. 1 пр.

Изобретение относится к области производства сварных труб на непрерывных трубосварочных агрегатах. Способ включает использование штрипсов с шириной, имеющей запас на утяжку по ширине при деформации, сварку встык концов штрипсов в непрерывную полосу, ее деформацию путем знакопеременного пластического изгиба с натяжением неприводными роликами многороликового гибочно-натяжного устройства, протягивание через это устройство полосы тянущим устройством, формовку полосы в трубную заготовку, сварку ее кромок и калибровку или профилирование сваренной трубы. Определяют фактическую величину вытяжки полосы в гибочно-натяжном устройстве. Повышение степени деформации полосы и снижение расхода металла обеспечивается за счет того, что измеряют толщину полосы на входе в гибочно-натяжное устройство, рассчитывают величину вытяжки для участков полосы с толщиной более Hгран и величину вытяжки для ее участков с толщиной в диапазоне от hмин до Hгран и путем изменения суммарной величины углов всех изгибов полосы регулируют ее вытяжку таким образом, чтобы фактическая величина вытяжки равнялась ее расчетной величине. Указанные параметры регламентируются математическими зависимостями. 1 табл.
Наверх