Способ сварки стальных труб

(51)5 В 23 К 13/01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Г 1 ИСАЧИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(56) 1. Бамов А.Н. и др, Высокочастотнаясварка металлов. Л.; Машиностроение,1977, с. 37.2. Авторское свидетельство СМ 87343, кл. В 23 К 13/00, 1949,Изобретение касается соединений.труб, в частности соединений труб с внутренней термопластичной оболочкой индукционной сваркой,Известен способ стыковой сварки труб(1, включающий состыковку труб вплотнуюи индукционный разогрев и по периметрусечения.Недостатком такого способа являетсянеравномерность температурного поля порадиусу состыкованных торцов труб. Крометого, для достижения узкой зоны нагреваприменяют только одновитковый индуктор,в котором трудно получить симметричноераспределение температуры по периметру.Неравномерное распределение температурного поля приводит к некачественномусварному соединению;Известен способ сварки стальных труб(2), включающий индукционный разогревторцов труб и их совмецение. 2(54) СПОСОБ СВАРКИ СТАЛЬНЫХ ТРУБ (57) Использование: для соединения труб, в частности для соединения труб с внутренней термопластичной оболочкой индукционной сваркой. Сущность изобретения: способ включает индукционный разогрев торцов свариваемых труб и их совмещение. Вначале ведут конвекционный нагрев путем размещения ферромагнитного экрана между индуктором и свариваемыми концами до текучего состояния термопластичной оболочки. Затем экран удаляют и ведут индукционный нагрев. Между внутренними оболочками и стальными трубами размещают остающиеся термоизоляторы. 2 ил,Однако этот способ не пригоден для сварки стальных труб с внутренними термопластичными оболочками иэ-за разных скоростей нагревания и различных температурных интервалов плавления стали и термопластичных оболочек, т.е. термопластичные оболочки при разогревании металла выгорают в зоне сварного шва, не успев расплавиться. Целью изобретения является осуществление возможности сварки труб с внутренними термопластичными оболочками.Указанная цель достигается тем, что в способе сварки стальныхтруб, включающем индукционный разогрев торцов свариваемых труб и их совмещение, вначале ведут конвекционный нагрев путем размещения ферромагнитного экрана между индуктором и свариваемыми концами до текучего состояния термопластичной оболочки, затем экран удаляют и ведут индукционный нагрев, 1745466Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способотличается тем, что включает конвекционный нагрев термопластичной оболочки дотекучего состояния путем размещения ферромагнитного экрана между индуктором исвариваемыми Концами. Таким образом, заявляемое решение соответствует критериюизобретения "новизна".Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает,что ферромагнитные экраны применяются втехнике для защиты от электромагнитных.полей,В данном изобретенйи экран преобразует электромагнитные волны в тепловые,что является новым, не применяемым ранееприемом, то есть экран проявляет новые, неприсущие ему ранее свойства. Все это вцелом позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".На фиг. 1 приведена схема сварки трубв момент конвекционного нагрева; на фиг.. 2 - трубы после сварки.Стальные трубы 1 с внутренними термопластичными оболочками 2 размещают соосно и с зазором относительно друг друга.В этот зазор устанавливают индуктор 3,предварительно помещенный в ферромагнитный экран 4. Для предотвращения обгорания внутренняя оболочка 2 отделена отстальной трубы 1 термоизолятором 5, перекрывеющим зону термического воздействия.Способ осуществляется следующим образом.Подготовленные к сварке трубы 1 с термопластичными оболочками 2 и термоизоляторами 5 устанавливают соосно.с зазором1 между свариваемыми концами, В зазорерасполагают кольцевой индуктор 3 с расчетными для каждой марки трубы электрическими параметрами и ферромагнитныйэкран 4,При включении индуктора 3 ферромагнитный экран преобразует электромагнитные волны в тепловые, ПОэтому идетконвекционный нагрев термопластичныхоболочек и стальных труб до текучего состояния материала оболочек. Затем экран 4удаляют, конвекционный нагрев заменяется индукционным. При этом нагреваютсятолько торцы стальных труб. Нагрев продолжают до 1200 С. Термоизолятор 5 защищает термопластичную оболочку отвоздействия разогретого металла. По достижении заданной температуры индуктор удаляют и торцы свариваемых труб совмещают,Результатом этого совмещения является50 Формула изобретения Способ сварки стальных труб, при котором разогревают торцы труб индуктором, размещенным между ними, выводят индук тор из зазора между торцами и сводят торцы, о. т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения воэможности сварки труб с внутренними термопластичными оболочками, концы труб со стороны сваривание между собой стальных труб 1 итермопластичных оболочек 2.П р и м е р, Подготовленные к сваркестальные трубы 1 Ф 114 х 9, футерованные5 полиэтиленовыми оболочками 2 толщинойстенки 5 мм с установленными термоизоляторами 5 на длину термического влияния,равную 100 мм, устанавливают в центрователь (на фиг. не поуазан) на расстоянии меж 10 ду торцами труб =400 мм, где располагаюткольцевой индуктор 3 с наружным диаметром 120 мм и внутренним диаметром 80 мм.Между индуктором и торцами труб располагают кольцевой ферромагнитный экран15 с наружным диаметром 120 мм, внутреннимдиаметром 70 мм и толщиной 5 мм. Индуктор соединен со статическим преобразователем токов повышенной частотыСЧИ- 2,4 41, При включении преобразо 20 вателя происходит нагрев ферромагнитногоэкрана и за счет конвекционного нагреванагреваются торцы термопластичной оболочки, через 70.90 с (устанавливается опытом) экран убирают и ведут. индукционный25 нагрев стальных труб до 1200 С. Индукторудаляют и торцы труб совмещают с усилием6 10 Н. При этом стальные трубы и полиэти-.леновые оболочки между собой соответственно свариваются.30 Предлагаемый способ позволяет получить равнопрочное неразъемное соединение стальных труб, футерованныхтермопластичными оболочками, которыетакже свариваются между собой и образуют35 монолитную оболочку по всему трубопроводу, По сравнению с промышленно освоеннымсоединением стальных труб с внутренней полиэтиленовой оболочкой путем защемленияоболочки и ручной электродуговой сварки40 стальных труб данный способ позволит, увеличить срок эксплуатации трубопроводов,транспортирующих агрессивные среды с 10до 20 лет, т,е. в 2 раза, Возможность совмещения операции по сварке термопластичных45 оболочек и стальных труб позволяет повыситьпроизводительность труда при сооружениитрубопроводов на 35 и позволит сократитьприменение ручного труда,Заказ 2350 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбивлт "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 водстве свариваемых торцев снабжают термоизоляторами, размещенными между внутренними оболочками и стальными трубами, между торцами труб и индукторами размещают ферромагнитные экраны, которые удаляютпосле достижения текучего состояния тер-мопластичной оболочки, и продолжают индукционный нагрев.