Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технологии стыковой сварки пластмассовых труб 2

Технологии стыковой сварки пластмассовых труб 2

Рекомендуется не тревожить соединение до отвердения стыка. Нагревательные элементы для контактной сварки изготавливаются из тщательно отполированной нержавеющей стали или из меди… При контактной сварке прочность сварного шва… составляет 75–85 % прочности основного материала».

Согласитесь, простота описанной технологии подкупает!

Фторопласт-4, который составляет основу всем привычного теперь «тефлонового» покрытия, в то время был диковинкой, хотя и производился в СССР для оборонных целей с 1948 года. Поэтому тефлоновое покрытие на рабочие поверхности нагревателя не наносилось. Полировка поверхности и другие ухищрения достойного эффекта, к сожалению, не давали. Но ведь не отказываться из-за этого от контактной сварки пластмасс!

В своей научно-исследовательской работе на тему «Трубопроводы из термопластов» (1963 год) лаборатория пластмассовых труб и изделий отдела полимерных материалов Академии строительства и архитектуры СССР дает следующее оправдание прилипанию расплавленного материала к нагретому инструменту:

«…часть вязко-текучего материала остается на нагревательных поверхностях вследствие прилипания…Отрыв материала происходит по зоне, находящейся в наиболее текучем состоянии…Прилипание поверхностного слоя полиэтиленовых труб и деталей к инструменту имеет положительное значение. На нагревательных поверхностях остается как раз та часть материала, которая наиболее окислилась при контакте и которая могла быть загрязнена с поверхности».

К 1965 году стандартизация труб, деталей и методов их сварки все еще не была проведена. В отчете ВНИИГС Госмонтажспецстроя СССР по теме «Трубопроводы из полимерных материалов» (1964–1965 годы) указывается на недостаток технологий и нормативной базы:

«…до сих пор не произведен отбор наилучших видов приспособлений, инструмента, нет официальных инструкций по изготовлению и монтажу полиэтиленовых трубопроводов из ПВП в пределах всего действующего сортамента выпускаемых труб, т. е. до 300 мм».

технология стыковой сварки

3. В 1970 году технология стыковой сварки еще далека от совершенства. Согласно отчету ВНИИМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ по теме «Разработка технологии изготовления деталей и узлов трубопроводов из полимерных материалов» (1970 год), технология стыковой сварки состоит в следующем (рис. 10):

Рекомендации по поводу температуры нагретого инстру- мента и времени нагрева торцов уже близки к современной технологии, а поверхность нагревателя рекомендуется хромировать, никелировать или (!) покрывать фторопластовой пленкой. Однако, время перестановки, осадки и охлаждения, а также усилие прижима труб при охлаждении никак не регламентируются, а прочность шва по-прежнему составляет 75–85 % прочности основного материала

4. Технология стыковой сварки в России оставалась «недоделанной» и не утвержденной единым государственным документом до 1979 года, пока «Многолетние исследования НПО «Пластик» и ВНИИ строительства магистральных трубопроводов не были завершены разработкой ОСТ 6–19–505–79 "Сварка контактная встык труб из полиэтилена"». (Отчет ГИПИ ЛКП Минхимпрома СССР о проведенной НИР, 30.04.1986 года).

В 1988 году технология стыковой сварки была закреплена в новом нормативном документе – ВСН 003–88 «Строительство и проектирование трубопроводов из пластмассовых труб».

Для того чтобы оценить огромный путь, пройденный разработчиками технологии, попробуем проследить ход их мысли.

Для осуществления процесса сварки необходимо нагреть свариваемые поверхности для разрыва сил взаимодействия между макромолекулами (Ван-дер-Ваальсовых сил) и приведения материала в вязко-текучее состояние. Затем необходимо прижать поверхности друг к другу, в результате чего вязко-текучий материал в зоне контакта начинает течь, выдавливая загрязнения и пузырьки воздуха, макромолекулы свариваемых поверхностей перемешиваются, граница между свариваемыми изделиями исчезает. При охлаждении материала тепловое движение молекул становится слабее, и Ван-дер-Ваальсовы силы снова связывают их в твердое тело.

На первый неискушенный взгляд технология стыковой сварки, описанная в 1964 году, работоспособна и достаточна. Кажется, что к ней нечего добавить, кроме тефлонового покрытия нагревателя.

При ближайшем рассмотрении оказывается, что непродолжительный нагрев свариваемых поверхностей – «пока не начнут плавиться подлежащие сварке поверхности» – приводит к резким перепадам температуры в близко расположенных друг от друга областях (рис. 11). В результате после охлаждения шва получаем внутренние напряжения, снижающие прочность шва.

технология стыковой сварки

Кроме того, отсутствие точного определения «небольшого усилия рук» позволяет трактовать эту формулировку в широких пределах, что может привести к недостаточному течению материала в зоне шва и появлению расслоений изза оставшихся пузырьков воздуха, загрязнений и окислившегося материала.

Для максимального устранения внутренних напряжений необходим как можно более глубокий и плавный прогрев торца трубы (или листа, если речь идет о стыковой сварке листов). Глубина прогрева ограничивается тем, что при последующем сжатии торцов прогретая область не должна смяться.

Оптимальная глубина прогрева примерно равна толщине стенки трубы (или толщине листа), причем тонкий слой материала, контактирующий с нагревателем, должен быть нагрет до вязко-текучего состояния (рис. 12).

технология стыковой сварки

  • температура нагревателя соответствует графику на рис. 13:

технология стыковой сварки

  • время нагрева в секундах приблизительно в десять раз больше толщины стенки трубы в миллиметрах, см. таблицу:

технология стыковой сварки

В рекомендациях 1970 года значения температуры нагревателя уже указаны верно. Однако усилию прижима торца трубы к нагревателю еще не уделили должного внимания.

При первом контакте торцов труб и поверхности нагревателя оказывается, что даже тщательно подготовленная поверхность торца далека от идеальной плоскости. Поверхность нагревателя также имеет определенную шероховатость. Тонкий воздушный зазор, который остается между торцом трубы и нагревателем – серьезное препятствие для переноса тепла от нагревателя к свариваемой поверхности.

Для быстрого достижения полного теплового контакта необходимо в начале нагрева с большим усилием прижать торец трубы к нагревателю. Тогда выступы на поверхности торца будут быстро оплавлены и выдавлены наружу в форме равномерного круглого валика (рис. 14), одновременно заполняя неровности на поверхности нагревателя. Выдавленный расплавленный материал называют гратом. Необходимое количество выдавленного материала (т. е. высота грата), при котором полный тепловой контакт можно считать достигнутым, очевидно, тем больше, чем толще стенка трубы.

технология стыковой сварки

Осталось определить, с каким усилием необходимо прижимать трубу к нагревателю. Если усилие будет недостаточным, грат рано или поздно все-таки достигнет нужной высоты, однако время будет упущено.

А вот если усилие прижима будет чрезмерным, недогретый материал будет выдавливаться наружу в форме острых лепестков (рис. 15), что в конечном итоге неблагоприятно скажется на распределении напряжений в зоне готового сварного шва.

Оптимальное усилие прижима для труб из ПНД – приблизительно 1,5 кгс на каждый см2 площади торца трубы. Время образования грата нужной высоты не регламентируется. Готовность грата оператор всегда определяет визуально, даже при сварке на автоматизированном аппарате.

Когда полный тепловой контакт достигнут, усилие прижима между трубой и нагревателем, теоретически, можно сбросить до нуля. Практически, для поддержания гарантированного контакта между трубой и нагревателем на реальном оборудовании какое-то минимальное усилие прижима все-таки нужно сохранить. Расчеты показывают, что 10-кратное уменьшение усилия прижима (т. е. до 0,15 кгс/см2) вполне достаточно, чтобы вязко-текучий материал перестал сколько-нибудь заметно течь, увеличивая высоту грата.

Поскольку время образования грата незначительно по сравнению с требуемым временем нагрева торца трубы (табл. 1), отсчет времени нагрева начинают именно с момента сброса усилия прижима. По окончании нагрева (рис. 12) необходимо удалить нагреватель и прижать свариваемые поверхности друг к другу для их сварки. Время от момента потери контакта между трубой и нагревателем до момента касания свариваемых торцов труб называют временем перестановки.

Среди факторов, ограничивающих допустимое время перестановки, на первом месте – остывание оплавленного торца трубы до потери вязко-текучего состояния. Поскольку проведение сварки пластмассовых изделий рекомендовано при температуре воздуха в диапазоне 5–40 °С, максимальное время перестановки с небольшой перестраховкой определено для самых жестких условий – для температуры 5 °С. Очевидно, что для толстостенных труб допустимое время перестановки выше, чем для тонкостенных. От диаметра трубы оно никак не зависит.

По некоторым исследованиям, горячий ПНД довольно быстро окисляется на воздухе. Поэтому следует стараться всеми силами сокращать время перестановки.

Очевидно, что идеальным результатом является соединение, которое в течение расчетного срока эксплуатации трубопровода будет иметь прочность не ниже прочности исходной трубы. Однако по меньшей мере три фактора снижают качество материала в зоне сварки. Первый из них – возможное наличие пузырьков воздуха, окисленного материала и загрязнений в зоне сварки, о чем говорилось выше. Способ борьбы с этой неприятностью – прижать свариваемые поверхность со значительным усилием, чтобы указанные вредные включения «текли» наружу вместе с расплавленным материалом. Второй «неприятный» фактор – термодеструкция. Макромолекулы даже самых лучших термопластов статистически разрушаются при нагреве, средняя длина молекул снижается, и прочность материала уменьшается. Этот эффект тем больше, чем выше температура нагрева материала.

Для того чтобы компенсировать потерю прочности материала, нужно, как минимум, пропорционально увеличить толщину стенки трубы в зоне нагрева. Поскольку различные зоны торца трубы при сварке нагреваются до разных температур, то и увеличение толщины стенки должно быть разным. Тогда идеальная форма шва после остывания должна соответствовать (рис. 16). Для достижения такой формы шва, необходимо нагретые торцы труб с усилием прижать друг к другу для остывания. Это усилие «раздавит» стенку трубы тем больше, чем больше она в этом месте нагрета.

технология стыковой сварки

Оптимальное усилие прижима для ПНД, соответствующее указанному режиму нагрева – опять же 1,5 кгс/см2.

Увеличение толщины стенки трубы в месте шва призвано компенсировать потерю прочности трубы от еще одного, третьего фактора. Дело в том, что в исходном материале труб макромолекулы расположены более или менее хаотично. И именно такое расположение молекул обеспечивает максимальную прочность материала. Но во время образования грата и в начале остывания вязко-текучий материал выдавливается усилием прижима и течет в одном направлении. В результате макромолекулы в зоне шва располагаются радиально, что в конечном итоге снижает прочность материала. Для частичного снижения этого неприятного эффекта между перестановкой и охлаждением введена дополнительная технологическая фаза – осадка. Заключается она в том, что после контакта торцов трубы усилие прижима необходимо создавать не мгновенно, а плавно, в течение строго регламентированного «времени осадки». Таким образом, самый горячий слой успевает отдать часть тепла соседним слоям материала и перейти из вязко-текучего состояния в пластичное.

Регламентированное время осадки, очевидно, увеличивается с увеличением толщины стенки и не зависит от диаметра трубы. Реальный шов (рис. 17) отличается от идеального (рис. 16) наличием грата. Бытует мнение, что грат увеличивает прочность шва. Однако испытания показали, что углы, образуемые гратом, при приложении нагрузок к трубе являются такими же концентраторами напряжений, как и острый надрез. Поэтому, в общем случае, аккуратное (без царапин) удаление грата не снижает прочность сварного соединения.

5. Не умаляя достоинств российских разработчиков технологии и не сомневаясь в самостоятельности их работы, следует, однако, заметить, что в настоящее время в мире существует несколько стандартов на технологию стыковой сварки – DVS, INSTA, WIS, UNI и др. Эти стандарты обыгрывают три основных параметра каждого технологического этапа сварки – температуру, усилие прижима и продолжительность.

Однако приводят к более или менее одинаковым результатам, из которых главный – прочность сварного соединения не ниже прочности исходной трубы. Наиболее популярным для стыковой сварки труб из ПНД является DVS 2207–1 германской Ассоциации сварочных технологий. Российский ВСН 003–88 во многом его повторяет, хотя и недостаточно подробно.

Что такое грат на трубе

ГРАТ избыточный металл, выдавленный при сварке давлением

(Болгарский язык; Български) — грапавина (върху повърхност на метал)

(Чешский язык; Čeština) — výronek; otřep

(Немецкий язык; Deutsch) — Grat; Bart

(Венгерский язык; Magyar) — gerinc; ömleny

(Монгольский язык) — зэтэр

(Польский язык; Polska) — wyplywka

(Румынский язык; Român) — bavurâ

(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — grebenak

(Испанский язык; Español) — rebaba

(Английский язык; English) — burr; rag

(Французский язык; Français) — barbe; bavure

Смотреть что такое «ГРАТ» в других словарях:

грат — грат, а … Русское словесное ударение

грат — (нем. grat) излишки металла, остающиеся на кромках изделий после какого л, процесса обработки. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. грат [нем. Grat] – излишки металла, остающиеся на кромках изделий после какого либо процесса… … Словарь иностранных слов русского языка

грат — излишек, заусенец Словарь русских синонимов. грат сущ., кол во синонимов: 2 • заусенец (6) • излишек … Словарь синонимов

грат — грат, а (в металлообработке) … Русский орфографический словарь

грат — gratter > нем. Grat. Заусенец у штампованных изделий. ТЭ 1931 11 599. В полиграфии заусеницы, неровный край. Сл. 1948. Ступеньки, получающиеся при травлении по бокам штрихов. Полиграф 1944. Гратосъемщик а, м. (в металлургии). Сл. зан. 2002 … Исторический словарь галлицизмов русского языка

грат — Избыточный металл, выдавленный при сварке давлением [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики сварка, резка, пайка EN burrrag DE BartGrat FR barbebavure … Справочник технического переводчика

Грат — 30. Грат Материал, вытесненный из стыка в процессе оплавления и осадки. Источник: ВСН 003 88: Строительство и проектирование трубопроводов из пластмассовых труб 6. Грат E. Overflow F. Bavure Дефект, характеризующийся приливом пластмассы в местах… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

грат — išlaja statusas T sritis chemija apibrėžtis Lieto ar presuoto gaminio šerpeta, atsiradusi dėl formos nesandarumo. atitikmenys: angl. burr; fin; flash rus. грат; заусенец … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ГРАТ — [лат. Gratus] (V в.), свт. (пам. зап. 7 сент.), еп. г. Августа Претория (совр. Аоста, Италия). В сане пресвитера весной 451 г. Г. присутствовал на Соборе в Медиолане (совр. Милан) под председательством свт. Евсевия, еп. Медиоланского, на к ром… … Православная энциклопедия

грат — грат, граты, грата, гратов, грату, гратам, грат, граты, гратом, гратами, грате, гратах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов

Трубные ГОСТы (10705)

Труба бывает водогазопроводной ГОСТ 3262-75. Ее не следует путать с б/у трубой из-под воды или газа. Водогазопроводная труба нас окружает в быту (водопровод в доме, газовая разводка на кухне и т.д.). Труба недорогая. От 28,5 тысяч за тонну (цены 2016 года). На вторичном рынке представлена слабо. Останавливаться не будем. Не будем обсуждать насосно-компресорные трубы (НКТ, ГОСТ 633-80). Они отличаются от обычных труб наличием резьбы и поставляются в комплекте с муфтами. Для повторного использования по прямому назначению НКТ не годятся из-за быстрого износа резьбы, а как конструкционный материал вполне пригодны. Также не обсуждаем здесь профильные, бурильные, обсадные, нержавеющие, чугунные трубы и многие др. Это не наша специализация. Если Вас это интересует, можете обратиться к номенклатурному трубному справочнику ВНИТИ.

Остановимся на бесшовной трубе(б/ш) и электросварной прямошовной трубе (п/ш) и спиральношовной (с/ш) круглой стальной трубе. Причем рассмотрим "основные" трубные ГОСТы. "Основные" в том смысле, что они наиболее часто встречаются на вторичном рынке.

Бесшовные трубы (б/ш)

Б/ш труба бывает горячекатаной (горячедеформированной, г/к, ГОСТ 8731-74, ГОСТ 8732-78) и холоднокатаной трубой (холоднодеформированной, х/к, ГОСТ 8734-75). Б/ш трубу изготовляют из специальной трубной заготовки методом горячего или холодного деформирования. Холоднодеформированная труба значительно дороже горячедеформированной трубы. Она более пластичная, структура металла лучше. Больших диаметров холоднокатаной трубы не бывает (не более 250 мм по ГОСТ). На вторичном рынке х/к труба представлена слабо. Практически вся б/ш б/у труба является горячекатаной. На ней и остановимся более подробно. Далее под б/ш трубой будем понимать именно г/к трубу.

Гост 8732-75 определяет сортамент г/к б/ш трубы. Здесь важно, что ГОСТом не предусмотрено изготовление б/ш трубы диаметром более 530 мм. На практике отечественные б/ш трубы изготовлялись до 426 диаметра. Таким образом б/ш трубы охватывают диапазоны труб малого и среднего диаметра. Кроме того, шаг по диаметру в сортаменте б/ш труб более мелкий, чем у п/ш труб, а тем более у с/ш труб в тех же диапазонах. По длине б/ш трубу допускается изготовлять немерной длины в пределах 4 — 12,5 метров.

Если Вам предлагают б/ш трубу по ГОСТ 8732-75, то о трубе можно с определенностью сказать, что это горячекатанная труба определенных размеров. Технические требования, а это основное, задаются ГОСТ 8731-74. Согласно этому ГОСТу б/ш труба относится к трем группам А, Б и В (в порядке улучшения качества материала). В группе А нормируются механические свойства стали, отвечающие за прочность трубы. По группе Б — химические свойства (это важно при оценке коррозийной стойкости, например). Чаще всего встречается группа В, это когда нормируются и механические и химические свойства стали. Конечно, механические свойства стали зависят от химического состава (чем больше углерода, тем прочнее и более хрупкой является сталь). Но не только! Важна структура металла, зависящая от технологии плавки, от термообработки и др. факторов. Чаще всего на вторичном рынке встречается труба из качественной стали 10 и 20 из-под газа.

Спиральношовная труба (с/ш)

ГОСТ 8696-74 определяет сортамент и технические характеристики спиральношовных труб общего назначения. С/ш трубы охватывают диапазон труб среднего и большого диаметра (от 159 до 2510 мм). Поскольку спиральношовные трубы изготовляются из рулонной стали, они относительно более тонкостенные в сравнении с прямошовными. Так толщина стенки у 530 с/ш трубы от 4 до 9 мм. Для п/ш этот диапазон составляет 5 — 24 мм. Что касается технических требований, то они предусматривают нормирование механических, химических свойств. Ввиду того, что шов обычно самое слабое место, особое внимание уделено нормированию характеристик материала швов, в частности ударной вязкости. По своим конструкционным свойствам спиральношовная труба уступает п/ш трубе. Например, при сминающей нагрузке возникают касательные напряжения в зоне шва, что может привести к их разрушению. Вообще принцип такой: чем меньше сварки на трубе, тем лучше. В этом смысле с/ш труба явный рекордсмен: у нее самый длинный шов. Специалисты, занимающиеся эксплуатацией трубопроводов, с/ш трубу не любят. Используют ее, как правило, при меньших нагрузках и температуре, чем прямошовную трубу. Ради справедливости следует отметить, что технология изготовления с/ш трубы постоянно совершенствуется и по своим характеристикам с/ш труба все меньше отличается от п/ш. Основной производитель с/ш трубы больших диаметров — Волжский трубный завод (ВТЗ, Юг России).

Прямошовная труба (п/ш) ГОСТ 10705

Для прямошовной трубы есть один ГОСТ 10704-91, определяющий сортамент, и два "основных" ГОСТа, определяющие технические требования (ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10706-76) для труб общего назначения. Наличие двух ГОСТов связано с двумя технологиями сварки. Речь идет о контактной сварке токами высокой частоты и электродуговой сварке. Явно об этом в ГОСТ не говорится (только в ГОСТ 20295-85 упоминаются разные сварочные технологии). ГОСТ 10705-80 подразумевает контактную сварку токами высокой частоты и распространяется на трубы диаметром от 10 до 530 мм. ГОСТ 10706-76 распространяется на трубы большого диаметра (428 — 1420 мм), изготовленные методом электродуговой сварки с внешним и внутренним усилением (по технологии труба сваривается в три захода: сначала изготовляется промежуточный шов, затем наружный и внутренний для усиления). Два ГОСТа очень похожи, но есть существенные отличия. В частности по ГОСТ 10706 трубы могут иметь поперечный шов. Причем трубы диаметром от 820 мм и выше должны иметь два продольных и один поперечный шов! Сплошной "харцыз". В отличие от ГОСТ 10705, ГОСТ 10706 регламентирует фаску на торцах трубы. Есть определенные различия в марках стали, допускаемых к применению при изготовлении трубы. По ГОСТ 10706-76 это в основном сталь Ст.3 и Ст.2, по ГОСТ 10705-80 выбор сталей значительно более обширен: в частности широко представлена на вторичном рынке б/у труба из качественной стали марок 10 и 20. Изготовление трубы по ГОСТ 10705-80 и 10706-76 из стали марки 17ГС и ее аналогов не предусмотрено. Чисто визуально шов от высокочастотной сварки практически незаметен, он значительно более узкий, чем после электродуговой сварки. На внутренней поверхности образуются неровности в виде негладкого утолщения в зоне шва (грат). Иногда грат зашлифовывается или сплющивается. Наружный грат удаляется всегда. Шов после электродуговой сварки более широкий. Он характеризуется наличием валика усиления высотой до 5 мм как с внутренней, так и внешней стороны. На рис. 1, 2, 3 и 4 показаны оба шва на 530 трубе, изготовленной по разным ГОСТ.

Магистральная труба (прямошовная труба, спиральношовная труба)

Все рассмотренные выше ГОСТы касались труб общего назначения. ГОСТ 20295-85 распространяется на стальные сварные трубы для магистральных газонефтепроводов. Этот ГОСТ определяет сортамент и технические характеристики магистральных труб. Что касается сортамента, то длина: 10,6 — 11,6 метра, а диаметры несложно перечислить. Многие из них уже знакомы: 159, 168, 219 , 245, 273, 325, 377, 426, 530, 630, 720, 820. Больше нет. Толщина стенки не более 12 мм. Такой небольшой сортамент определен узкой специализацией трубы. Условия эксплуатации магистральных труб (высокое давление до 100 атм) предъявляют жесткие технические требования к материалу, шву, испытаниям и маркировке трубы. На вторичном рынке широко представлена магистральная труба из стали 17Г1С и ее аналогов. Важно отметить, что в газонефтепроводах широко используется труба диаметром 1020 , 1220 и 1420 , но ГОСТ 20295-85 на них не распространяется! Для труб больших диаметров есть много ТУ, которые в отличие от ГОСТ чаще всего заводские (у каждого завода свои).

Трубы по ГОСТ 20295-85 изготовляют трех типов:

Прямошовные 159-426 мм, изготовленные контактной сваркой токами высокой частоты.

Спиральношовные 159-1420 мм, изготовленные электродуговой сваркой.

Прямошовные 530-1420 мм, изготовленные электродуговой сваркой.

Поперечный шов по ГОСТ 20295-85 допускается (харцызская труба не редкость). Что касается внешнего вида швов, то все практически тоже самое, как и в случае с п/ш трубой общего назначения. Только внешний грат не должен превышать 1 мм, а внутренний не удаляется. Одним из этапов изготовления магистральной трубы может быть экспандирование (механическое расширение, калибровка) концов магистральной трубы до требуемого диаметра. Заметное глазом увеличение диаметра трубы на ее концах — обычное дело.

Резцовая головка для удаления внутреннего грата в электросварных трубах

Изобретение относится к области производства труб, изготовлению электросварных труб со снятым внутренним гратом на трубоэлектросварочных станах. Головка содержит корпус с жестко закрепленными в нем опорными роликами, шарнирно установленные резцедержатель с резцом на одной оси с ближайшим к резцу опорным роликом и рычаг с прижимным роликом и упругим элементом на одной оси с другим опорным роликом и закрепленный в корпусе регулируемый упор. Для обеспечения стабильного прижатия резца к поверхности трубы с одновременным, при необходимости, экстренным отводом-подводом резца к трубе в процессе движения трубы и при остановках-пусках регулируемый упор выполнен в виде регулировочного винта и цилиндра со штоком, соединенного с трубопроводом. При этом шток установлен на упругом элементе с возможностью взаимодействия с рычагом. 1 ил.

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для изготовления электросварных труб со снятым внутренним гратом на трубоэлектросварочных станах.

Известны устройства для удаления внутреннего грата в электросварных трубах (Г.И.Гуляев, Ф.Д.Давыдов и др. Совершенствование технологии производства и повышение качества электросварных труб. — К.: Техника, 1984, с. 32-37). Известные гратосниматели внутреннего грата не обеспечивают качественного удаления грата, и надежность их работы недостаточна. В частности, гратосниматель снабжен плунжером, в котором закреплен нижний опорный ролик. Плунжер под действием давления масла перемещается и удерживается в заданном положении. При снятии давления масла пружины, действующие на поршень, убирают ролик в корпус, и грат после этого не удаляется. При работе не производится саморегулирование процесса резания, вследствие чего гратосниматель работает нестабильно.

Гратосниматель снабжен эластичными опорами, которые через рычаги с помощью пластинчатых пружин поджимают резец к поверхности трубы. Система с упругим поджимом обеспечивает незначительное саморегулирование прижатия резца к трубе. Однако конструктивное исполнение гратоснимателя не обеспечивает стабильного срезания грата, а также отвода резца от поверхности трубы, например, при остановках или при прохождении стыков.

Известен гратосниматель внутреннего грата, разработанный фирмой «SAAR-HARTMETALL UND WERKZEUGE GMBH» (проспект фирмы с выставки «TUBE 96 in Dusseldorf», 15-19 April 1996). Гратосниматель содержит кольцевой резец, расположенный в резцедержателе, который связан со штоком гидроцилиндра. Шток гидроцилиндра поджимает резец к поверхности трубы и отводит резец в случае необходимости (остановка, поперечный стык и т.п.). Недостаток данного гратоснимателя в том, что он не обеспечивает стабильного резания в процессе снятия грата. При колебаниях внутреннего диаметра трубы, например в результате биения сварочных валков или колебаний ширины ленты, увеличивается врезание резца в тело трубы или происходит неполное удаление грата.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является резцовая головка для удаления внутреннего грата в электросварных трубах (патент РФ 2100169, В 23 К 37/08, 1997, БИ 36).

Резцовая головка содержит корпус с установленными в нем опорными роликами и резцедержателем с резцом. На оси ближайшего к резцу опорного ролика шарнирно закреплен резцедержатель, а на оси другого опорного ролика шарнирно закреплен рычаг с прижимным роликом. Рычаг с прижимным роликом через упругий элемент (плоскую пружину), установленный на рычаге, взаимодействует с регулируемым упором (регулировочным винтом), закрепленным в корпусе. Резцовая головка имеет незначительную длину (отношение длины к поперечному размеру не превышает 5), а наличие упругого элемента позволяет стабилизировать усилие прижатия резца к поверхности трубы при колебаниях внутреннего диаметра трубы. Однако при прохождении поперечного сварного стыка труб и при остановках — пусках процесса сварки конструкция головки не позволяет обеспечить отвод резца от трубы. Вследствие этого существенно возрастает износ резцов и возможно даже их разрушение холодными участками внутреннего грата.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении стабильного прижатия резца к поверхности трубы с одновременным, при необходимости, экстренным отводом — подводом резца к трубе в процессе движения трубы и при остановках — пусках.

Поставленная задача решается за счет того, что в резцовой головке для удаления внутреннего грата в электросварных трубах, содержащей корпус с жестко закрепленными в нем опорными роликами, шарнирно установленные резцедержатель с резцом на одной оси с ближайшим к резцу опорным роликом и рычаг с прижимным роликом и упругим элементом на одной оси с другим опорным роликом и закрепленный в корпусе регулируемый упор, согласно изобретению регулируемый упор выполнен в виде цилиндра со штоком, соединенного с трубопроводом, при этом шток цилиндра установлен на упругом элементе рычага.

При снятии внутреннего грата давление через трубопровод подается в цилиндр, шток которого, упираясь в упругий элемент, прижимает прижимной и опорные ролики и резец к внутренней поверхности трубы. Колебания внутреннего диаметра трубы компенсируются перемещением упругого элемента, обеспечивая стабильное прижатие резца к трубе. При прохождении поперечного стыка труб (холодного участка внутреннего грата) давление в трубопроводе и цилиндре сбрасывается, шток отходит от рычага, расстояние по вертикали между прижимным и опорными роликами уменьшается и, как следствие, резец отходит от грата вниз. После прохождения холодного участка грата давление в цилиндре поднимается, шток возвращается на прежнее место, перемещая прижимной ролик и за счет этого резец. В процессе удаления грата резец работает без поломок и повышенного износа.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображена резцовая головка в рабочем положении.

Резцовая головка состоит из корпуса 1 с установленным в нем резцедержателем 2 с резцом 3 и опорными роликами 4 (задним) и 5 (передним). На оси переднего ролика 5 шарнирно установлен рычаг 6 с упругим элементом 7, например, в виде плоской пружины. На рычаге 6 закреплен прижимной ролик 8. Рычаг 6 через упругий элемент 7 упирается в шток 9 закрепленного в корпусе и перемещаемого винтом 10 цилиндра 11, соединенного с трубопроводом 12.

Резцовая головка работает следующим образом.

После настройки головки на стенде и установки в стан трубопровод 12 соединяют, например, с гидростанцией 13. Включают стан и после подхода к резцу 3 разогретого внутреннего грата включают гидростанцию 13. Давление по трубопроводу 12 передается в цилиндр 11, и под действием давления перемещается шток 9. Шток 9 через упругий элемент 7, изгибая последний, воздействует на рычаг 6, который, поворачиваясь на оси ролика 5, прижимает его к внутренней поверхности трубы. При этом ролик 8, закрепленный на рычаге 6, прижимается к противолежащей внутренней поверхности трубы. Вследствие этого конструкция «распирается» внутри трубы и резец 3, установленный в резцедержателе 2, упирается в поверхность трубы, врезается в грат и срезает его. Ход штока 9 в цилиндре 11 установлен конструктивно и шток 9 всегда перемещается до упора, т.е. на одну и ту же величину. Регулирование усилия прижатия резца к трубе осуществляется винтом 10, который, перемещая цилиндр 11, обеспечивает требуемый прогиб упругого элемента 7 и усилие прижима. Регулирование производится на стенде или при остановках через «окно», вырезаемое в трубе.

В процессе работы упругий элемент 7 стабилизирует заданное усилие прижатия резца к поверхности трубы, т.е. стабильность срезания грата, а величину усилия обеспечивает регулировочный винт 10.

При прохождении поперечного стыка труб, в случае аварийного отключения нагрева или при остановке стана, вручную или автоматически отключается давление, создаваемое гидростанцией. Шток 9 отходит от рычага 6, ролики 4, 5 и 8 сходятся и резец 3 с резцедержателем 2 отходит от поверхности трубы. При этом исключается возможность повреждения резца холодным внутренним гратом и при резком местном уменьшении внутреннего диаметра трубы.

Таким образом, конструктивные особенности резцовой головки обеспечивают стабильное удаление грата и снижение износа и/или повреждение резца в аварийных ситуациях, а также стабилизируют усилие прижатия резца к внутренней поверхности трубы.

Данное техническое решение используется при производстве труб размером 114х7 мм на ТЭСА 51-152 ОАО «УралЛУКтрубмаш». Разрушения резца при имитируемых аварийных остановках не происходит. Это позволило наряду с сокращением количества остановок на замену (поворот) резцов уменьшить длину несваренных участков, участков с неудаленным гратом и количество прорезаний «окон» в трубе на перестройку гратоснимателя и ручной отвод резца.

Использование резцовой головки обеспечивает стабильное снятие грата в рабочем режиме и стабильный отвод — подвод резца при снятии — подаче давления.

Резцовая головка для удаления внутреннего грата в электросварных трубах, содержащая корпус с жестко закрепленными в нем опорными роликами, шарнирно установленные резцедержатель с резцом на одной оси с ближайшим к резцу опорным роликом и рычаг с прижимным роликом и упругим элементом на одной оси с другим опорным роликом и закрепленный в корпусе регулируемый упор, отличающаяся тем, что регулируемый упор выполнен в виде регулировочного винта и цилиндра со штоком, соединенного с трубопроводом, при этом шток установлен на упругом элементе с возможностью взаимодействия с рычагом.

Что такое грат на трубе

График работы

Понедельник — Пятница
с 9:00 до 17:00
Суббота — 9:00 до 16:00
Воскресенье — выходной

Описание металлопродукции

Калининградская Трубная Компания реализует профильную трубу и уголок с ведущих российских и европейских заводов, изготавливающих металлопрокат. На всю эту продукцию имеются сертификаты соответствия, которые мы предоставим по Вашему запросу.

Примите к сведению, что металлопрокат производится по ГОСТ и ТУ (технические условия). О требованиях этих стандартов к допустимым и предельным отклонениям от геометрических размеров профильных труб вы можете прочитать ниже.

О наличии на складе ГОСТ или ТУ материала можно проконсультироваться у продавца.

Обращаем внимание,что наша организация работает на упрощенном режиме налогообложения, в связи с чем, наш товар продается без налога НДС.

Процесс изготовления профильной трубы

Труба профильная наиболее часто встречается в бытовом и общем строительстве, где используется для изготовления заборов, металлоконструкций и каркасных построек, т.е в любой сфере от сельхозпроизводства до промышленного строительства, где нужны такие свойства, как прочность и относительная легкость. Достаточно широко распространено применение как в декоративных целях, так и в качестве комбинированных изделий.

По сечению профильные трубы делятся на: квадратные, прямоугольного профиля, овальные, многоугольные.

По методам изготовления на: горячего и холодного деформирования.

Трубы профильные производят из штрипса — листовой стальной заготовки. Рулон штрипса режут на полосы определённой ширины, которые затем пропускают через формовочный стан, после чего, полоса приобретает круглое сечение. В зависимости от технологии, по которой изготавливаются трубы, формирование круглой трубы происходит при горячем или холодном состоянии металла. После швы свариваются: в среде защитных газов, индукторным или другим способом. Для повышения прочности стык при этом сжимается вальцами. При этом из свариваемого шва образуется слой металла — грат, который удаляют резцом. После охлаждения эмульсией круглую трубу отправляют уже на формовочные вальцы, которые под давлением придают требуемый профиль. Затем проводится контроль качества трубы, нарезка на куски нужной длины и термическая обработка, в процессе которой снимаются внутренние напряжения в трубе, образовавшиеся в процессе деформации, благодаря чему качество изделия значительно повышается.

Настоящий стандарт распространяется на трубы стальные бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные, трубы электросварные, электросварные холоднодеформированные, электросварные горячекалиброванные, а также трубы, изготовленные методом печной сварки.

Настоящий стандарт распространяется на трубы стальные бесшовные горячедеформированные и холоднодеформированные, трубы электросварные, электросварные холоднодеформированные, электросварные горячекалиброванные, а также трубы, изготовленные методом печной сварки.

Данные технические условия распространяются на стальные электросварные трубы из углеродистых и низколегированных марок стали, без последующей термической обработки, различного сечения: круглого, квадратного, прямоугольного, полуовального и плоскоовального. Такие трубы используются для общего назначения и для производства конструкций, заборов. Изготавливаются с помощью электросварки токами высокой частоты без термообработки продольного сварного шва. Поперечные сварные швы, используемые для соединения полосы в непрерывную ленту для образования трубы, в готовом изделии не допускаются.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Короб для укладки проводов
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector