Способ ремонта трубопроводов с отколами

(19 3 Р 6/00 51 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2(56) Цеков В.И. Ремонт дческих машин. М.; Мс,316 - 317. производственное ения деталей "Релей металлурги ллургия, 1987 УБОПРОВОДОВ 54) СПОСОБ РЕМОНС ОТКОЛАМИ ующим обраособ осуществля м ягаемая с неи.крепляются с ругой спирали тверстия 7 и 8 убопровода с льно их прое растяжения. полняется по Основная ч часть 2 по лин внутренней втул 4, концы 5 ибко закрепляются противоположн дольной оси ст Причем упругая сть и сопр откола с виде уп через о стях тр тносите после е аль 4 вькои второйна чаых оаронспир ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к ремонту и вос-, становлению ресурса трубопроводов, в частности к ремонту трубопроводов с отколами.Цель изобретения - расширение технологических возможностей.На фиг. 1 изображена схема установки спирали при фиксации откола с основной частью; на фиг, 2 - трубопровод с линией откола, расположенной под углом Р к продольной его оси; на фиг. 3 - внутренняя втулка в виде упругой спирали; на фиг. 4 - отремонтированный трубопровод после об(57) Изобретение относится к ремонту и восстановлению ресурса трубопровода, в частности к ремонту трубопроводов с отколами. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, Соединяют части трубопровода втулкой с последующей заваркой линии откола. Новым является выполнение внутренней втулки в виде упругой спирали, концы которой закрепляют на частях трубопроводов с противоположных относительно их продольной оси сторон после ее растяжения. Упругую спираль выполняют не короче внешнего диаметра трубопровода, а обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. длине ,не короче внешнего диаметра трубопровода Овнеш., а последующую обварку осуществляют на ширину не менее длины спирали 1 .Обварку производят скоростной плазменной наплавкой с применением порошковых "твердых сплавов" на никелевой основе, Именно сплавы на никелевой основе за счет содержания бора и кремния имеют низкую температуру плавления (980 - 1080 С), что позволяет вести наплавку на режимах с минимальным проплавлением поверхности стального трубопровода примерно до 0,3 мм, что в конечном итоге ведет к минимальным деформациям и поводкам деталей, Такой характер процесса позволяет вести наплавку с необычайно высокой скоростью - до 20 м/мин при толщине наплавки 0,25 - 0,3 мм с производительностью до 120 - 150 см /мин, что в несколько раз2выше, чем при использовании других конкурентно способных способов наплавки. При этом поверхностный слой наплавленного2 м спир пир металла 9 формируется ровным, без наплывов, пор и включений (фиг, 4).Закрепление концов втулки-спирали в разных частях трубопровода именно диаметрально противоположно дает положительный эффект при линиях откола, в основном, перпендикулярных продольной оси трубопровода. При нарушении этого условия, когда концы спирали закреплены по одну сторону от оси трубопровода, наблюдается при последующей операции обварки в режиме вращения детали недопустимые величины раскрытия линии откола с противоположной стороны. Это раскрытие нарушает соосность сопрягаемых частей трубопровода, ведет к образованию трещин, понижает надежность ремонта и уменьшает ресурс работы трубопровода,Практика ремонта трубопроводов с отколами с использованием не упругих, гибких, а жестких втулок показало низкие технологические возможности при ремонте трубопроводов с сложной геометрией, с невозможностью надежно перед обваркой стянуть и зафиксировать концы трубопровода без применения специальных стягивающих приспособлений.Применение внутренней втулки в виде упругой спирали позволяет расширить технологические возможности ремонта трубопроводов не только цилиндрической формы, но и трубопроводов сложной геометрии; конических, с криволинейными участками, когда упругая спираль отслеживает любой сложной конфигурации изгиб, гибко приспосабливается и принимает форму переменного сечения, осуществляя соосную, с предварительным натягом надежную фиксацию основной и отколотой части перед операцией обварки.Длину упругой спирали выбирают не короче внешнего диаметра трубопровода, а обварку осуществляют не менее длины спирали исходя: из геометрии линии откола, располагающейся под углом Р к продольной оси трубопровода (по результатам дефектации он лежит в 65 - 85% в интервале Р = 75 - 90 О, в 15 - 35% случаев - в интервале Р= 45 - 75), из его нижней границы, равной 45 фиг, 2), при котором катеты равнобедренного треугольника Л ВКМ - ВК = Двнеш а КМ = Е - ясно, что для полного перекрытия линии откола при ее обварке длина втулки в виде спиралипросто не может быть короче Двнеш из сопротивления термическим напряжениям при обварке, когда спираль выполняет роль оправки, обеспечивающей достаточный теплоотвод, радиальную жесткость и прочность, а также сопротивления 5 10 15 20 25 30 35 40 изгибу, возникающему при погрешностях закрепления и вращения детали на наплавочном станке, приводящего к возможному раскрытию линии откола и нарушению соосности; из восстановления герметичности трубопровода, нарушенного кроме линии откола также и сверловкой сквозных отверстий для концов закрепляемой спирали; из необходимости обеспечения предварительного натяга (для надежного удержания откола с основой) за счет остаточного растяжения конечных витков на шаг т, равный 1,5 - 2 бспир,П р и м е р. Производился ремонт стального цилиндрического трубопровода с линией откола, расположенной под углом Р = 50 к продольной его оси, с внешним диа- МЕТРОМ Денеш. = 40 Мм, ТОЛЩИНОЙ СТЕНОК 5 мм, внутренним диаметром Денутр, = 30 мм. Внешний диаметр спирали Дспир. был выбран равным внутреннему диаметру трубопровода Денутрт,е. Дспир = 30 мм. Диаметр витка спирали бспир., был определен, исходя из максимального значения по окружности витка напряжения г = 500 - 700 МПа, растягивающей нагрузки Р = 100 н, коэффициента кривизны витка С - Р - 10 - 13, Оспир. бспир. коэффициента К - 4 С+2= 1,12 при С = 12; Длина рабочей части спиралибылаопределена по формуле= б(+1) = 2,2 (18+ 1)42 мм.В длинувходит и шаг 1 = 1,5-2 бс1=3 мм,Найденная величинаудовлетворяет услоВИЮЪДвнеш, ПО ОбЕ СТороНЫ ОТ ВЕрТИКаЛЬной оси А - А на расстоянии 22 мм сверлятнаклонные отверстия 7 и 8 диаметром ф 3мм на частях трубопровода с противоположных относительно их продольной оси 0-0сторон, Затем удлиненный конец 5 втулки -спирали 4 вводят в полость основнойчасти 1 трубопровода и протягивают черезотверстие 7 на наружную сторону, а конец 6после растяжения спирали - в полость откола 2 через отверстие 8 также на наружнуюсторону, Откусив излишнюю длину свободных концов 5 и 6 и загнув их в сторону отлинии откола 3, снимают нагрузку предварительного растяжения пружины-спирали Ри под действием ее сокращения основнаячасть 1 и откол 2 без нарушения соосностинадежно примыкают друг к другу,Обварку зоны линии откола осуществляи на ширину 48-50 мм способом порошко8 - 10 16-18 вой плазменной скоростной наплавки наследующих режимах: Сила тока дуги, А 160-200 Напряжение дуги, В 24-27 Расстояние от среза сопла плазмотрона до детали, мм Частота вращения детали, об/мин 120 - 140 Расход самофлюсующегося хромоникелевого порошка ПГ-СРЗ, г/мин Продольная подача плазмотрона, мм/об 1,5 - 1,7 Расход плазмообразующего газа, л/мин 1,5-2 Расход защитного газа (аргона), л/мин 5 - 7 Способ ремонта трубопроводов с отколами с применением внутренних втулок ввиде спирали возможен только в том случае,если ее использование значительно неуменьшает полезное пропускное сечениетрубопровода. В этом случае, как показали испытания, диаметр витка спирали не должен превышать 7 - 8 О от диаметра Авнутр.трубопровода, чтобы сопротивление пропускаемым рабочим газам или жидкостям, ока 5 эываемое принесенной втулкой-спиралью,было минимальным.Формула изобретения1. Способ ремонта трубопроводов с отколами, включающий соединение частей10 трубопроводов втулкой с последующей заваркой линии откола, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения технологических возможностей, втулку устанавливаютвнутри трубопровода и выполняют в виде15 упругой спирали, концы которой закрепляют на частях трубопровода с противоположныхотносительно их продольной оси сторонпосле ее растяжения.2. Способ по и, 1, отл и ч а ю щи йс я20 тем, что упругую спираль выполняют не короче внешнего диаметра трубопровода, аобварку осуществляют на ширину не менеедлины спирали,.25 оставитель А.Сушкинхред М.Моргентэл актор Н,Шитев Те Корректор М.Кучеряв каз 1024 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро агарина, 101