Стан для сборки и сварки прямошовных труб

Изобретение относится к производству труб большого диаметра. Стан включает средство подачи трубной заготовки с транспортным рольгангом, имеющим продольную ось и проходящим через сборочно-сварочную клеть с радиально расположенными прижимными роликовыми балками, предназначенными для обжатия трубной заготовки, перемещаемой по транспортному рольгангу, а также продольно ориентированный направляющий нож, сварочную тележку с роликами с обеспечением возможности вращения роликов по внутренней поверхности трубной заготовки при перемещении через сборочно-сварочную клеть. Возможность сборки трубной заготовки независимо от типоразмера с внутренней стороны при гарантированном выравнивании кромок трубной заготовки обеспечивается за счет того, что сварочная тележка жестко связана с опорными элементами сборочно-сварочной клети через вертикально ориентированный и продольно направленный соединительный нож, а направляющий нож предназначен для позиционирования трубной заготовки раскрытием кромок в положении на 12 часов и установлен на опорных элементах сборочно-сварочной клети с возможностью перемещения в вертикальном направлении и фиксации, на сварочной тележке установлены сварочная головка с возможностью вертикального перемещения для наведения на кромки трубной заготовки и обращенный вверх прижимной ролик с возможностью перемещения в вертикальном направлении для воздействия на кромки трубной заготовки с внутренней стороны, при этом одна из роликовых балок установлена вертикально с возможностью воздействия на кромки трубной заготовки с наружной стороны. 4 ил.

 

Изобретение относится к производству труб большого диаметра, в частности, к оборудованию для сварки труб с использованием технологий лазерной и гибридной лазерно-дуговой сварки.

Нормативно установленные требования к магистральным газо-нефтепроводам диктуют разработку и внедрение новых технологий производства труб большого диаметра, к которым относятся технологии лазерной и гибридной лазерно-дуговой сварки. Главными критериями применения этих технологий являются высокая точность операций по подготовке свариваемых кромок трубной заготовки, сборке кромок в стык, наведению лазерной или гибридной лазерно-дуговой сварочной головки на стык. Эти требования обусловлены необходимостью оплавления обеих кромок стыка для получения сварного соединения с учетом диаметра лазерного луча, величина которого в точке фокуса 0,4…0,6 мм. Также возникают проблемы, связанные с качеством сварного шва, находящиеся в зависимости от самого наличия прихваточного (технологического) шва, выполняемого снаружи трубной заготовки и скрывающего стык кромок для последующего наложения рабочих швов. Выполнение прихваточного (технологического) шва снаружи объясняется простотой исполнения и надежностью системы наведения на стык сварочной головки для сварки прихваточного (технологического шва). Однако при наложении этого шва, скрывается стык кромок, что может привести к неточности наведения головки для сварки корневого шва по технолигии лазерной/гибридной лазерно-дуговой сварки и, как следствие, образование такого дефекта, как несплавление.

Таким образом, существует техническая проблема поиска оборудования для наложения прихваточного (технологического) шва изнутри.

Из уровня техники известно техническое решение, представляющее собой стан для сварки трубной заготовки, включающий размещенную на опорном средстве консольную балку, предназначенную для перемещения сварочного аппарата и другого оборудования внутри трубной заготовки, а также гидравлически упоры, расположенные снизу и предназначенные для прижима кромок трубной заготовки (ближайший аналог, патент US №3377013), находящейся в положении «на 6 часов». Конструктивные особенности стана позволяют его использовать только для сформованных трубных заготовок без раскрытия кромок, следовательно, толстолистовые трубные заготовки, имеющие раскрытие кромок после формовки прессом не могут быть установлены на этот стан для наложения сварного шва.

Использование стана накладывает ограничения и на типоразмер изготавливаемых труб. Так, при сварке труб малым диаметром 508 мм не представляется возможным разместить необходимо оборудование в полости трубы из-за несовместимости по габаритам, поскольку для обеспечения жесткости на больших длинах трубных заготовок консольная балка должна быть выполнена с очень крупным сечением.

Кроме того, упоры осуществляют прижим кромок к консольной балке, что при сварке длинномерных труб и труб большой толщины приведет к большим нагрузкам на консоль и, как следствие, к снижению точности сборки трубы и деформации трубной заготовки, а также к быстрому износу оборудования.

Также стан имеет форму «тупика», куда заходит трубная заготовка, а потом тем же путем выходит. Такая форма стана занимает много места и имеет меньшую производительность за счет нескольких перемещений трубной заготовки в области стана.

Техническая проблема заключается в создании стана для сварки и сборки прямошовных труб, обеспечивающего наложение сварочного шва изнутри трубной заготовки с достижением технического результата, заключающегося в возможности наложения сварного шва на трубы различных типоразмеров.

Предлагаемый стан включает средство подачи трубной заготовки с транспортным рольгангом, имеющим продольную ось и проходящим через сборочно-сварочную клеть с радиально расположенными прижимными роликовыми балками, предназначенными для обжима трубной заготовки, перемещаемой по транспортному рольгангу, а также продольно ориентированный направляющий нож, сварочную тележку с роликами с обеспечением возможности вращения роликов по внутренней поверхности трубной заготовки при перемещении через сборочно-сварочную клеть, при этом сварочная тележка жестко связана с опорными элементами сборочно-сварочной клети через вертикально ориентированный и продольно направленный соединительный нож, направляющий нож предназначен для позиционирования трубной заготовки раскрытием кромок в положении на 12 часов и установлен на опорных элементах сборочно-сварочной клети с возможностью перемещения в вертикальном направлении и фиксации, на сварочной тележке установлены сварочная головка с возможностью вертикального перемещения для наведения на кромки трубной заготовки и обращенный вверх упорный ролик с возможностью перемещения в вертикальном направлении для воздействия на кромки трубной заготовки с внутренней стороны, при этом одна из прижимных роликовых балок установлена вертикально с возможностью воздействия на кромки трубной заготовки с наружной стороны.

Решение технической проблемы связано с наличием в составе сборочно-сварочной клети средств, выполненных в виде сварочной тележки, жестко связанной с опорными элементами сборочно-сварочной клети через соединительный нож, а также направляющего ножа. Указанные ножи установлены продольно ориентированными для обеспечения возможности прохождения через раскрытие кромок трубной заготовки при ее перемещении по транспортному рольгангу через сборочно-сварочную клеть. При этом направляющий нож корректирует положение трубной заготовки раскрытием кромок в положении на 12 часов благодаря тому, что данный нож установлен на опорных элементах сборочно-сварочной клети с возможностью перемещения в вертикальном направлении и фиксации. При подаче трубной заготовки в зону сборочно-сварочной клети направляющий нож частично входит в раскрытие кромок и корректирует необходимое положение трубной заготовки.

Наложение сварного шва изнутри трубной заготовки становится возможным при перемещении трубной заготовки относительно сварочной тележки, несущей сварочную головку. Возможность наведения сварочной головки на кромки трубной заготовки при ее перемещении в вертикальном направлении характеризует предлагаемое устройство в качестве универсального для сварки труб различных типоразмеров.

Функция прижимного ролика, установленного на сварочной тележке, обеспечивает технический результат - выравнивание кромок трубной заготовки относительно друг друга при воздействии с внутренней стороны трубной заготовки. В то же время, в полезной модели предусмотрено гарантированное выравнивание кромок за счет возможности воздействия и на наружную поверхность трубной заготовки с помощью вертикальной роликовой балкой. Таким образом, заявляемое изобретение способно обеспечить надежное выравнивание кромок трубной заготовки с верхней и нижней стороны, предваряющее наложение качественного сварного шва.

Конструкция заявляемого стана характеризует его в качестве проходного, исключающего необходимость нескольких перемещений трубной заготовки.

Таким образом, предлагаемое изобретение содержит признаки, находящиеся в функциональной взаимосвязи в конструктивном единстве, обеспечивающие возможность использования сварочной головки, размещенной на оборудовании, предназначенном для нахождения внутри трубной заготовки. Предлагаемый стан обладает свойством универсальности, т.к. на нем возможно выполнять сварочный шов изнутри трубной заготовки независимо от ее типоразмера благодаря возможности регулирования высоты прижимного ролика до упора во внутреннюю поверхность и наведения сварочной головки изнутри трубной заготовки.

Эти и другие особенности изобретения поясняются с помощью чертежей:

- фигура 1 - общий вид (вид сбоку).

- фигура 2 - общий вид (вид слева).

- фигура 3 - общий вид сварочная тележка (вид сбоку).

- фигура 4 - общий вид сварочная тележка (вид сверху).

Предлагаемый стан сборки и сварки прямошовных труб представляет собой установленные средство 1 подачи трубной заготовки 2 с транспортным рольгангом 3, сборочно-сварочную клеть 4 с прижимными роликовыми балками 5, сварочную тележку 6, направляющие ножи 7, 8, технологические мостики 9 с размещенными на нем сварочными источниками питания и сварочными материалами (позицией не обозначены).

На сварочной тележке 6 установлена сварочная головка 10 с горизонтальным корректором ее положения, упорный ролик 11 и механизмы 12 для регулирования высоты прижимного ролика и сварочной головки. Такие механизмы могут быть выполнены в виде гидравлических цилиндров.

На сварочной тележке имеется стандартное оборудование для обнаружении разделки и для наведения сварочной головки на стык кромок (на чертеже не показаны) Рядом с клетью 4 размещен пост управления станом 13.

Перед подачей трубной заготовки, например, для наложения прихваточного (технологического) шва происходит настройка сборочно-сварочной клети 4 путем перемещения прижимных роликовых балок 5, поднятие/опускание упорного ролика 11 с помощью механизмов 12, поднятие/опускание сварочной головки с помощью механизмов 12 и установка режимов сварки на посту управления 13. Затем сформованная трубная заготовка 2 поступает на стан, где позиционируется с помощью ножа 7 раскрытием кромок на «12 часов», и при необходимости увеличивает его для прохождения ножа 8. Трубная заготовка перемещается средством подачи труб 1 в зону сварки, при этом в полость трубной заготовки вводится тележка, заставляя ролики сварочной тележки 6 вращаться. При поступлении в рабочую зону трубная заготовка обжимается роликовыми балками 5. Вертикальная роликовая балка, связанная с гидравлическим механизмом осуществляют выравнивание кромок друг относительно друга путем приложения усилия с наружной стороны, в то же время упорный ролик 11 выполняет свою функцию, выравнивая кромки с внутренней стороны. Остальные роликовые балки обжимают трубную заготовку до сведения кромок, затем трубная заготовка останавливается для наведения сварочной головки 10 на стык кромок. С помощью горизонтального корректора сварочная головка 10 устанавливается точно по центру разделки. Оператор на посту управления 13 проверяет и при необходимости корректирует режимы сварки. Таким образом, сварочная головка накладывает сварной шов с внутренней стороны трубной заготовки.

После завершения сварки собранная технологическим (прихваточным) швом трубная заготовка выходит с обратной стороны сборочно-сварочного стана и переходит на следующие этапы производства.

Предложенный стан для сборки и сварки прямошовных труб по сравнению с ближайшим аналогом позволяет осуществить сборку технологическим (прихваточным) швом с внутренней стороны трубных заготовок любого типоразмера, что оставит видимым стык кромок с наружной стороны и позволит адаптировать технологию гибридной лазерно-дуговой сварки для производства труб. Предложенный стан позволяет значительно сократить время на перевалку стана с одного типоразмера труб на другой.

Стан для сборки и сварки прямошовных труб, содержащий средство подачи трубной заготовки с транспортным рольгангом, имеющим продольную ось и проходящим через сборочно-сварочную клеть с радиально расположенными прижимными роликовыми балками, предназначенными для обжима трубной заготовки, перемещаемой по транспортному рольгангу, продольно ориентированный направляющий нож и сварочную тележку с роликами, установленную с обеспечением возможности вращения роликов по внутренней поверхности трубной заготовки при перемещении через сборочно-сварочную клеть, при этом сварочная тележка жестко связана с опорными элементами сборочно-сварочной клети посредством вертикально ориентированного и продольно направленного соединительного ножа, а упомянутый направляющий нож выполнен с возможностью позиционирования трубной заготовки раскрытием кромок в положении на 12 часов и установлен на опорных элементах сборочно-сварочной клети с возможностью перемещения в вертикальном направлении и фиксации, на сварочной тележке установлены сварочная головка с возможностью вертикального перемещения для наведения на кромки трубной заготовки и обращенный вверх упорный ролик, установленный с возможностью перемещения в вертикальном направлении для воздействия на кромки трубной заготовки с внутренней стороны, при этом одна из прижимных роликовых балок установлена вертикально с возможностью воздействия на кромки трубной заготовки с наружной стороны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства стальных сварных труб и может быть использовано для изготовления двухшовных труб большого диаметра. Способ включает использование двух идентичных узких стальных листов.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой прочности гибкую стальную трубу изготавливают из нескольких сваренных полос, имеющую области основного металла, сварные швы и их зоны термического влияния, имеющую предел текучести, превышающий 80 тыс.

Изобретение относится к области изготовления и использования гибких труб. Способ включает обрезание переднего конца первой металлической полосы и заднего конца второй металлической полосы косым срезом регламентированной формы, сваривание их для формирования составной полосы с параллельными продольными гранями и одинаковой шириной по всей длине, и формирование составной полосы трубчатой формы со стыковкой параллельных продольных граней составной полосы и сваривание продольных граней составной полосы по всей длине полосы для создания металлической трубы.

Изобретение относится к способу сварки прихваточными швами сварной стальной трубы большого диаметра открытого профиля. Сварку прихваточными швами выполняют непрерывно на кромках (1a) открытой трубы (1) в процессе производства сварной стальной трубы большого диаметра.

Изобретение относится к способу формовки стальной трубы из стального листа с приданием ему цилиндрической формы, при котором сначала выполняется формовка первой половины методом многократной трехточечной прессовой гибки в направлении от одного края исходного стального листа к центру данного листа, затем формовка второй половины методом трехточечной прессовой гибки в направлении от другого края стального листа по ширине к центру листа и окончательная формовка методом трехточечной прессовой гибки центральной части стального листа по ширине.

Изобретение относится к способу производства стальной трубы. Способ включает выполнение первой операции экспандирования стальной трубы с коэффициентом экспандирования в диапазоне от нижнего предела, при котором достигается заранее установленная степень округлости, до верхнего предела при максимальном значении коэффициента экспандирования, при котором нагрузка на экспандирующее устройство находится в допустимом диапазоне.

Изобретение относится к области изготовления бесконечной ленты по меньшей мере из двух металлических листов (2, 3, 4). Способ характеризуется тем, что по меньшей мере две металлические пластины (2, 3, 4) помещают соответственно одной кромкой (9, 10, 11, 12) в один из двух расположенных напротив друг друга зажимов по меньшей мере одного удаляемого соединительного элемента (5, 5а) и образуют пластинчатый пакет (6), затем свободные концевые кромки (7, 8) пластинчатого пакета (6), которые расположены напротив расположенных по меньшей мере в одном соединительном элементе (5) кромок (9, 10, 11, 12) металлических пластин, сгибают друг к другу с приданием кольцеобразной формы соединенным друг с другом в пластинчатом пакете (6) металлическим пластинам (2, 3, 4) в фиксирующем устройстве (14) посредством натяжных ремней (15), и сваривают свободные концевые кромки (7, 8) между собой, после чего удаляют по меньшей мере один соединительный элемент (5, 5а), сгибают друг к другу и сваривают между собой кромки (9, 10, 11, 12) металлических пластин (2, 3, 4), соединенные ранее друг с другом посредством по меньшей мере одного соединительного элемента (5).

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу изготовления прямошевных труб со стыковым швом из бывших в употреблении металлических труб большего диаметра продольным вырезом полосы металла из всей длины трубы с последующей формовкой.

Изобретение относится к производству электросварных прямошовных труб из титановых сплавов. Способ включает формовку штрипса в трубную заготовку в виде овального цилиндра, сварку и калибровку.

Изобретение относится к трубосварочному производству. Стан содержит эстакаду с направляющими, на которых установлен с возможностью перемещения сварочный мост, несущий сварочное оборудование с первой сварочной головкой, предназначенной для нанесения сварного шва с наружной стороны трубной заготовки.

Изобретение относится к производству труб большого диаметра. Стан включает средство подачи трубной заготовки с транспортным рольгангом, имеющим продольную ось и проходящим через сборочно-сварочную клеть с радиально расположенными прижимными роликовыми балками, предназначенными для обжатия трубной заготовки, перемещаемой по транспортному рольгангу, а также продольно ориентированный направляющий нож, сварочную тележку с роликами с обеспечением возможности вращения роликов по внутренней поверхности трубной заготовки при перемещении через сборочно-сварочную клеть. Возможность сборки трубной заготовки независимо от типоразмера с внутренней стороны при гарантированном выравнивании кромок трубной заготовки обеспечивается за счет того, что сварочная тележка жестко связана с опорными элементами сборочно-сварочной клети через вертикально ориентированный и продольно направленный соединительный нож, а направляющий нож предназначен для позиционирования трубной заготовки раскрытием кромок в положении на 12 часов и установлен на опорных элементах сборочно-сварочной клети с возможностью перемещения в вертикальном направлении и фиксации, на сварочной тележке установлены сварочная головка с возможностью вертикального перемещения для наведения на кромки трубной заготовки и обращенный вверх прижимной ролик с возможностью перемещения в вертикальном направлении для воздействия на кромки трубной заготовки с внутренней стороны, при этом одна из роликовых балок установлена вертикально с возможностью воздействия на кромки трубной заготовки с наружной стороны. 4 ил.

Наверх