Установка для сборки и сварки трубопроводов

) 2636601/25-27 с присоединением заявки Ио 23 К 37/О 23 К 31/О арствеымый комытеСССРаеаам изобретенийы открытий ПриоритетОпубликовано ллетень ИЯ 43,8 3) УДК 621791.039(088,8) Дата опубликования описания 231 72) Авториэобретени) УСТАНОВКА 20 повышениеувеличенияа также поости и улучшесва сты рси Изобретение относится к устрой-ствам, обеспечивающим комплексную обработку стыка при сварке трубо" проводов, в частности при прокладке магистральных трубопроводов большого, диаметра, например 1420 мм, и может найти применение в нефтедобывающей, газовой, строительной отраслях промышленности.1Известна установка для сборки и .сварки трубопроводов, содержащая полуприцеп, на котором размещен механизм подачи труб, центратор, механизм для перемещения устройства по трубе, выполненный с опорными коническими роликами 1 .Однако эта установка не обеспечивает быстрого монтажа и демонтажа оборудования, так как центратор состоут из нераэъемных колец, кроме того, установка не обеспечивает проведение полного комплекса работ,связанных с обработкой стыка. Например, она не выполняет зачистку кромой, термообработку, автоматическую сварку, контроль качества соединения, защиту рабочей зоны и т.д. То есть эта установка не обеспечивает в полной мере механизацию и автоматизацию технологического процесса по 3 комплексной обработке неповоротного стыка. Кроме того, отсутствие защитного укрытия рабочего места ухудшает условия труда сварщиков, работающих в различных климатических зонах, особенно в неблагоприятнуюпогоду .Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для сборки н сварки трубопроводов, содержащая смонтированный на прицепе с возможностью подъема и продольного перемещения центратор, выполненный в виде двух пар, шарнирно соединенных между собой полукольцевыми направляющими для сварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещения труб с силовыми цилиндрами 21Однако данная установка также не обеспечивает полного комплекса рабат н необходимой точности стыковки труб, что снижает качество сварки, производительность и ухудшает условия труда.Цель изобретениякачества рки путемточности ковки трубвышения п эводительн8827", 4 Составитель Е. КрюкТех ед М,ГолинкаТираж 1151арственного комитетаизобретений и открыва ЖРаушская н а о ектор О. Би о В анов з 1005 5 НИИПИ Госуд по дела 13035 Мосния условий труда при работах подкрытым 1;-.бом,.Зтсй ,:Е 1 Ь 10 Н У"1 аНСВКЕ ДЛЯсбсэки и св а 1 эки ТРУО 011 РОВОДОВ т сс,1 , е рж ащ е и с МО н т и р 0 н а н н ы и и а и ри ц е и гНОЗ МожНОСТ ЬЮ ПОДЪЕМН И ПРгЭДОЛЬ 110 -гс перемещения центраторг выполненный в виде цнух пар, шарнирно сое -диненных между сОбОЙ полукОльцеВых:зажимных секций с полукольцевыми направ 1 яющими для сварочных голснок,а также установленный на центраторемеханизм осевого перемещения труб ссилавыгли цилиндрами, корпуса укаэанных цилиндрон расположены диаметрально противоположно и шарнирно устаНОнг 1 ЕНЫ На ОДНОЙ ИЗ ПаР ЗажИМНЫХ СЕКций центраторатна штоках указанныхцилиндров смонтированы зажимы длятруб, а зажимные секции центратораоснащены шаровыми опорами труб, приэтом шаровые опоры, ра.сположенные всскциях, соединенных с силовыми цилиндрами механизма осевого перемещения труб, устанонлены с возможностью вращения, а шаровые опоры,размещенные в другой паре секций закреплены жестко,кроме того,на центраторе смонтирован защитный кожух, торцовые стенки которого выполнены в виде двухштор с шарнирно соединеннь:ми междусобой потгукольцевыми опорами, связанными с секциями центратора.,При этом на направляющих центра.Ора установлены с возможностью;ере лещения нагренательный и охлаж,аю 1 И 11 элементы,. выполненные в нидедгаух пслуколец,На фиг.изображена установкапид сверху,на фиг. 2 - вид г 1 на фиг.1,па фиг. 3 - вид Б ча фиг. 11 нафиг. 4 - центратор; на фиг, 5 - видна фиг. 4; на. фиг. б - установкасвар.чной головки; на фиг, 7 - сечезие Р-Г на фиг, 4; на фиг, 8 - сечение Д-Д н. фиг, 4; на фиг. 9 - узел1 на фиг. 8; на фиг. 10 - узел П нафиг. 5 на фиг. 11 - защитный кожухн фиг.12 - система обеспечения микро"климата в рабочей зоне; на фиг.13схема размещения установки при прокладке трубопроводон,установка содержит тележку-трубоэрокладчик 1 со стрелой 2, на которой смонтиронан центратор 3 с защитным кожухом 4, а также полуприцеп 5 с источником б питания, нагреватльным устройством для термообработки электростанцией 7, мощностью100-150 кВт, установкой 8 для производства углекислого газа, компресСОР 9 и несамоходный транспортныйблок 10, представляющий собой двухэсный прицеп, продольной связью котсого является труба 11, по диаметру соответствующая центратору, Наэтсй трубе 11 н трд.нспортном положенпи 1 смонтирован центратор 3, его камг 1 1 ;, т Ни спо; Т 1 о и:1 ОЛжени 1 тбЛК 1 0, цн 11 Т 11 а , -,О,Л; ПртЕПя -ЕТи К ПО.УгиИ;:.,"ПИ ттЭЗНС 11 ОРТИР)тЕ 1, Я Т г, тт О ГУ 1 1 д Д Ч,К О .:Центратор 3 с: датирован на стреле2 посредством пои асяа 13 цля поцьема центратора,Пентратоо соце 1 эж 11 Т привог, 14, например гидравличский, на корпусекстороГС смонтирован кронштейн 15 сшарнирно установленными на них посоедством Осей 18 дьумя двуплечими1 эычагами 7, Одно из плеч кажлОГО соединено посредством оси "8 со штохаги привода 3 4. 1 г другом плечерычагов 17 пссрег:свом шарн 11 рнсго,звена 19 .: н.аинс 1 эрп.н;.икулярными;осями 20 )г. 21 смог 1 тлрованы две парыПОЛГКОЛЬЦЕВЫХ ЗажйНЫХ СЕК 11 ЙКаждая секция тп едс - авггяет соботйдве призмы 23 с шаэ:эныги опорами 24причем нд призма. Одной иэ 1 пар за"КИМНЫХ СЕКГтттй 2" ОПтЭЫ 2 т: с, :Т аНОНЛЕны с всзможностью врз ения, а наПРИЗМаХ ДРУГОЙ гга"-: ЗажИМНЫХ СЕКций закре 11 лены жес" ИО,Призмы 23 саег 1 инены между сооой:ке:тко тремя бал 1 аги 25. Секттигл 22между сгбой соединены днтгхэ ленныммехантгзмсм,: б, сб 14 ая ггсь 2, кторогсПЕРЕМЕЩаЕТСЯ Пгэ ДЗУ ЧаПРаълП,ЩгМ 28,ВЫПОЛНЕНт 11 на 1 гщт,й ЧЕ 1 г. тт Иэтом на свободных онцах направляющих 28 закреплен ,:, ЗозмокнсстьюВраэт 1 ения ша;,эовые О;сры 29. ШаровыеОПОРВ 1 9 ПРН ц" н.,г.:.Ровд ни 11 с-гаобразую жесткий т:еуго;.Ьни; прлложЕНН 11 и ГтКЛПОИВОД 4;гст:;:НОВЛЕН На 11 рИВОДЕ13, синхэОннс работающем с принОДОм14, Он 1 редназна ен для вертикальноГО ПсдЬЕМа И тгуСКаиня цЕНратсра ВОВРЕМЯ РИСКРЫТГЯ 1 3 атПЭЫТИЯ ЗаХВатаНа 1 гптэиэмдх 23 гэлснтг 1 оонаны одигга;Овье эдзъемные 1:ганцы 30-33 с нагтравляющими и шестерней и В рабочемПОЛОженин образующие замкнутый круг.На фланце 30 смонтироВаны четыресамоходные зачистные пневматическиемашинки (не показаны)На В 1 аН 11 Е 31 г.1 онтирснаигЫ СварОЧные Головки например четыре двухдгоных сьарочных аппарата 34, настроЕННЫЕ На РЕжи 1"; СтаРКИ 1;ОРНЕНСГО ШваВ среде уГлекислс 10 Газа,На фланца 32 ;монтированы такиеже части, четыре сварочных аппарата34 настроенные на режим заполняюЩЕГО И СОЛИЦОВОЧНОГО ШнаНа фланце 33 смонтированы, наприМЕР ДВЕ СаМОХОДННга, ИЗВЕСТНОЙ КОНструкции, ультразнуковье го.гонки1 НЕ ПСК г 1 З а ЬЫ) .Все оборудоьание установлено наразъемных фланца:;, крепится к нимподвижно и: нестным способом, напримерс псмощьс 11 аправя 1 рх,.На всех сваре.:кых аппаратах уста - канлекы защитные экраны 35 ит светового воздействия электркче"кай дуги и предусмотрена места для кр плеккя кронштейна 36 с азовымк резаках 37.Яежгу крайней к срединой пру;, м,.й расположен механизм 38 асенага перемещения трубы, Он выполнен в виде двух силовых цилиндран 39 (фиг. 5), нагример гидравлических, расположенных диаметрально противоположно. Один конец силового цилиндра 39 шарнирно закреплен на средней призме 3, а второй конец подпружинен с помощью пружины 40, закрепленной на кронштейне 41, который установлен на призме 23. На конце штока цилиндра 39 шарнирна поставлен зажим 42 для труб, например электромагнитный или вакуумный ке требующий дополнительных операций па закреплению зажимов кли эакрепляемый, прихваткой.Иежду средними призмагя смонтированы подвижно выпускаемые в виде двух полуколец нагреватель 43 например электрический, охлаящающий 44 элементы, которые закреплены подвижка, например с помощью рикционных роликов 45, установленных иа балках 25, и могут перемещаться по акруж.lности и па напранляющ,.м асям 46,На одном из двуплечкх сычав 17 смонтирован пульт 47 у."."анленкя с которого осуществляется у.в , ,ление приводами 13 и 14 центратора, приводами механизма 38 осевого перемещения трубы и приводом поворота стрелы 2 самоходной тележки 1,Один кэ кабелей сварочной цепи 48 подключен к шаровому гнезду 49 шаровой опары 24, при этом шаровое гнезда 49 изолирована диэлектрической прокладкой (не показано) от призм 23. Такое подключение обеспечивает автоматическое соединение сварочной цепи с трубамк 50 и 51.На опоркам кронштейне 1.5 центрато"ра с помощью балок 52 смонтирован защитный кожух 53 с открывакщимися окнами 54, по периметру которого прикреплен защитный материал (не показано). К конструкции крышки прикреплены опоры 55 (не менее 4-х), например телескопические. Торцовые стенки выполнены н ниде двух штор с полукольцеными опараьвз 56, шарнирно соединенными двухзнепным меха" ниэмом 57, общая ось 58 которого перемещается по направляющей 59, прикрепленной к конструкции крьпди, при этом каждая полукольценая опора 56 шарнирно связана с осью 20 днуплечего рьгчага 17, которая перемещается по своей направляющей 60, установленной на опоре 55. С внутренней стороны к опорам 56 прикреплен уплатнительный материал 61, например резина, а с наружной стороны т 3 д 5,. нь; материал напримериненная тка. ь (не показано),:.г крайних приз,ах 3 сверхусвлекы (дл:=. удобства обслужиплашалкк .2, а на оск 20 двуга рычага 7 шарнирна устаков. е .:. стремление 63, верхний конецотарой подвижна закреплен на призма.,. 3.Лад кожухам 53 смонтировано вспоо ма.ельнае оборудование, нключающы:. кондиционеры 64 к 65 ноэдуха,обеспечивающие требуемый микроклимат,системы 66 освещения, систему 67;,р .сина-вытяжной вентиляции, противене:;ы 68 для балансировки всейконст укцки, инструментальные шкаФ:; 69, сиденья 70 для отдыха нанра,я технологической паузы.наружной с"ораны (фиг. 11) кспорам 55 прикреплены объемные крок 26 шт;:-:;.ны 71, на концах которых устава,;ле:ы шкафы 72 для размещения руч."-;а;:.-., механизированного инструмента,и".вменяемого ва время предваритель:-:"ай падгатанк концов труб. Кронштейны 71 также предназначены и дляпрокладки коммуникаций (напримерэлетркческий кабель, воздушныйшланг) соединяющих оборудованиедля обработки стыка с внутреннейста.сны (например сварочный аппарат),,к;:.ккм-нибудь трубоуклацчиком, устава лкнаегся ча опары 55 над стыкуемай трубой 50 и 51,. Подключаютсянсе комм.никацкк к энергетическомуобарудавнию, расположенному на палуприце:.:в: 5, Ионтируются кронштейны7: е н:.;ружной стороны (фиг. 3), ко 4 О "-.:.: в :. ;. время транспортировки были. - :.,и .,:;.:.:-.: к конструкции кожуха сь .,г .ннеп стороны. Все гидроцил: цр.;:. це.,.; ратара подключаютсяк:;,.,=с.с;.е в :ме трубаукладчика. Производится балансировка всей канструкцкк, падьек 1 еннсй на стреле 2 тележки-трубаукладч:.,ка ) с помощью противовесов 66 (:ь:г. 1:) проверяется работоспособное кодекса оборудования.50 Вате:; центра;ср подводится к стыку,пр этом концы труб 50 и 51 находятсяна некатара:. расстоянии друг от друга, например 5 -100 ьм,С пульта 47 управления (Фиг. 8)одним кз ры:,"а.: .:ркьсдктся н действие два пр;.:ьад;.; .: к 14,. грк этомпризмы "3 .-.ла.-п;: .: аялсаю ся с усилием 5-10 :с,. к . в .редьарительно центрируют обе тр.бы 0 и 51, Прихватывают односторонней сваркой или за 60 крепляют ккым пасабам зажимы 42 ктрубе 50, например и луантоматом всреде угле.з:слога . аза, С пульта 47управления други.". рычагам приводятн действие механизм .8 осевого пере65 мещения тр,; - :,", йараьые :.дорн 24, 352714зажимающие трубу 51 установленыиа:.,";Ко и Обеспечивают неподвижностьцентратора на этой трубе, а шаровыеопоры 24, зажимающие трубу 50, установлены с Воэможностью их вращения,.гоэтому при стыковке труба 50 подви 1:ется к трубе 51. Трубы стыкуютсяс. требуемым технологическим зазором.После чего с пульта 47 на Г 1 риводцентратора подается дополнительноеусгилие развиваемое до 100-140 тс,19в результате устраняется эллипсностьконцов и выполняется окончательноецентрирование,С Внутренней стороны если предусмотрено технологией, на стык устанавливается быстроразъемное подкладнос. Кольцо (не показано),С наружной стороны стык эащищаетсамоходчыми зачистными машинкаустановленными на фланце 30(фиг.2)затем подогревается электри- Щ1 еским нагревательным элементом 43.,Гтосле чего производится сварка корневого шва н среде С 01 с помощью четырех сварочных аппаратов, установлен;ых на фланце 31. (С помощью этих25с.нарочных аппаратов, в зависимостиот технологии, допускается сваркавсего стыка) . После сварки корнеВого шва обратным ходом силового цилиндра 39 (фиг, 7) открывается односторонняя прихватка кронштейна 42.:;Од действием пружины 40 весь приВод механизма осевого перемещениятрубы поцнимается вверх до кронштейна 4 Затем призмы раскрывают иперестанляют нсю конструкцию на дру. в.ую технологическую огерацию по сварке запслняющего и облицовочного шна.Перестановка производится с пульта4, управления поворотом стрелы 2. рубоукладчика 1. 4 ОСварка заполняющего и облицоноч:,ого шва производится также н средеСО, сварочными аппаратами, установленными на фланце 32, ПОсле ОкончаНя сварки стыка вся конструкция 5. ак и ранее перестанляется н исходноеположение, здесь производится зачистка и его термообработка упомянуты,Ги устройствами. После термообработ.;и стыка вся конструкция перестанляОтся на контроль качестна соединения.."Онтроль осуществляется двумя ультразвуковыми головками (например УДМ),станоэленными на фланце 33 (фиг,2),Цараллельно вышеописанной работевнутренней стороны снимается подклав:.Ое кольцо и пронаривается стыктоматической сваркой (если преГусмотрено технологией, например сприменением порошковой проволоки.После контроля качества соедине- Щния Вся конструкция перемещается впервоначальное положение, затем сраскрытыми призмами она переноситсярубоукладчиком 1 к слеДующ 8 му стыу 65 При прокладке .агнстралььых тру -бопроводон в завис; досгист объемаработ можно работать как одной установкой пристыковывая ранее сваренные звенья так п несколькимиустанОвками В Одно 4 тс:хнОлогическОмпотоке. например, при большом Объемеработ можно работа;ь пятью установками В ОДИОй колон не (фиг 1 3Первые дне установки 73 свариваюттруби в днухтрубки 74,. При этом выПОЛНЯЮТСЯ ВСЕ Т 8 ХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕ -рации, кроме контроля Качества стыка.Следующая установка 75 пристыкоВынает к трубопровоцу 76 плеть издвух труб 74, при этом сваривалтолько корневой шов. Установка 77сваривает заполняющий и облицовочный шов, а также выгслняет термсобработку стыка. А становка 8 осуществляет контроль всех сварных соединений и исправление Возможных дефектов.Установка может быть грименена длялюбого диаметра труб, при этом Восновном будет изменяться конструкция центратора, а Остальное оборудование будет универсальным,Установка обеспечивает необходиТчнсь ск труб, что поВышает качество сварки.Применение установки позьОлит исключить пр.Менение ра.эличнОгО рОдаоборудования на трубных базах посварке поворотных стыков,Ускорится ввод В эксплуатациютруб после их изгстонления на заводе эа счет доставки на трассу посхеме: завод ватон - трубопровод,Прокладка трубс;провода практи -чески не зависит от климатическихусловий а условия труда работающихблизки к цеховым.ПроиэВОдительность Одной устанОВКИн зависимости от марки стали и толщины стенки труб, например диаметрОМ 1420 мм ст 2-3 стыкачас,. Такая производительность примерно В 4 раза выше чем комплексная обработка непоноротных стыков,например при прокладке городскихсетей или при небольшом объеме ремонтных работ по замене участкамагистрального трубопровода,Прн прокладке Грубопровода колонной иэ пяти ус;.ановок производительность рабст по сравнению с ручной сваркой и передовой технологиейувеличится на одного работающегоболее чем в дна раза,Формула изобретенияУстановка для борки и сварки ТРУбОПРОВОДОВ, СОДЕРжащая смонтированный на тележке с воэможностью подьема и продольного перемещения цент - ратор, ныполненный в Виде двух пар шарнирно соединензых между собойлолукольцевых зажимных секций сполукольцевыми направляющими длясварочных головок, а также установленный на центраторе механизм осевого перемещения труб с силовымицилиндрами, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что с целью повышения качества сварки путем увеличения точности стыковки труб, корпуса силовыхцилиндров механизма осевого перемещения труб расположены диаметральнопротивоположно и шарнирно установлены на одной из пар эажимных секцийцентратора, на штоках указанных цилиндров смонтированы зажимы для тру.,а зажимные секции центратора оснащены шаровыми опорами для труб, приэтом шаровые опоры, расположенные всекциях, соединенных с силовыми цилиндрами механизма осевого перемещения труб, установлены с воэможностьювращения, а шаровые опоры, размещенные в другой паре секций, закрепленыжестко. 102. Установка по п. 1,о т л ич а ю щ а я с я тем, что,с целью,улучшений условий труда, на центраторе смонтирован защитный кожух,торцовые стенки которого выполненыв виде двух штор с шарнирно соединен"ными между собой полукольцевыйи опорами связанными с секциями центра-тора3, Установка по пп. 1 .и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что на направляющих центратора установлены с воэможностью перемещения нагревательныйи охлаждающий элементы, выполненныев виде двух полуколец.Источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Акцептованная заявка ЯпонииР 48-3053 б, 21 Ю 973.2. Таран В. Д. Техиология сваркии монтажа магистральных трубопрово;у дов и резервуаров, М., Гостомтехиэдат, 1953, с. 151, фиг. 90.,9 (прототип),