Устройство для формирования шва внутреннего стеклянного покрытия металлических труб

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Московский инженерно-строитепьный институтим,В.В.Куйбышева; Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт;Всесоюзный научно-исследовательский институт помонтажным и специальным строитепьным работам(54) УСТРОЙСТВО Д/ЗЯ ФОРМИРОВАНИЯШВА ВНУТРЕННЕГО СТЕКЛЯННОГО ПОКРЫ(19) Вб (11) 2002988 С 1 (Я 1) 5 Р 161.58 14 И 2,3 К 37 06 ТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ(57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствам дпя защиты изнутри сварного соединения труб с внутренним покрьпием преимущественно стеклоэцапевым. Цель изобретения - повьшение качества покрынтип. Устройство дпп формирования шва внутреннего стекпянного покрытия металлических труб содержит ципиндрический корпус 5, колеса 6, двигатель 7, призодной вал 8, кронштейн 9, раму прижимного узла 10, обкатывающий элемент 11, дегазирующий эпемент 2, управплющую муфту 13 и упорный штифт 14. Дегазирующий элемент выполнен в виде ролика с шипами. 4 ип, 20029885 10 15 20 30 35 40 4550 55 Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройствамдля защиты изнутри сварного соединениятруб с внутренним покрытием, преимущественно труб со стеклоэмалевым покрытием,При сварке неповоротных стыков трубопровода не всегда удается получитьсплошного и равномерного по толщине покрытия изнутри трубы в зоне шва.Цель изобретения - повышение качества покрытия,На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А нафиг,1, дегазирующий и обкатывающий элементы в нейтральном положении; на фиг.З- вид по стрелке А (раскатка покрытия); нафиг.4 - вид по стрелке А (дегазация покрытия),Устройство размещают в соединяемыхтрубах 1 и 2, имеющих внутреннее стекло -эмалевое покрытие 3 и на концах - аалообразное утолщение покрытия 4,Устройство для формирования защитного покрытия сварного соединения остеклованной трубы изнутри после сваркивключает цилиндрический корпус 5, колесаб, механизм перемещения(не показан), двигатель 7 постоянного тока, приводной вал 8,кронштейн 9, раму прижимного узла 10, обкатывающий элемент 11, дегазирующийэлемент 12, управляющую муфту 13 и упорный штифт 14. При вращении вала приводав одном направлении покрытие раскатывают роликами обкатывающего элемента, апри вращении вала привода в другом направлении - покрытие накалывают роликами с шипами, В последнем случаепроисходит дегазация покрытия, которая иобеспечивает повышение качества стеклоэмалевого покрытия а зоне сварного соединения,При работе раскатывающего роликаосуществляется поперечная деформациявалика стеклоэмалевого покрытия, Из теории прокатки известно, что с увеличениемдиаметра раскатывающего валика возрастает степень поперечной деформации раскатываемого материала.Таким образом, для получения наибольшей поперечной деформации, с целью увеличения эффективности раскатки и качествапокрытия, диаметр обкатывающего рабочего элемента в устройстве должен быть возможно большего размера,При обкатке внутренней поверхноститрубы шипы дегазирующего элемента прокалывают слой покрытия и тем самым дегазируют его. Конец шипа касается при этомстенки трубы (металлической ее части) и приобкатке описывает траекторию гипоциклоиды, При прокалывании покрытия образуется полость, с одной стороны ограниченная кривой гипоциклоиды, с другой - диаметром (толщиной) иглы. Известно, что чем меньше диаметр окружности, которая катится по внутренней стороне другой окружности большего радиуса, тем "положе" кривая гипоциклоиды. Отсюда следует, что чем меньше диаметр дегазирующего элемента, тем большая полость образуется в покрытии и, следовательно, больше надо выполнять проходов для ее уплотнения, С другой стороны, при уплотнении большей полости, возникает опасность, что будет не полностью выполнено уплотнение и останется газовая пора, Таким образом, для повышения качества покрытия за счет его дегазации в устройстве необходимо иметь дегазирующий рабочий элемент также с максимальным диаметром.Исходя из условия свободного перемещения вдоль трубы роликов, нетрудно определить максимальный диаметр б роликовб = -- Я - ЬО2где О - внутренний диаметр трубы, мм;Я - требуемый зазор между роликами и внутренним диаметром трубы при положении устройства в нейтральном положении, мм;Л - минимальный зазор между роликами, мм.Учитывая, что толщина покрытия составляет, как правило, максимум 3 мм, эллипсность труб допускается по ГОСТУ 8732 - 78 2 - 3 мм максимальная величина валообраэного утолщения у торца труб не превышает 3 мм и конструктивный зазор 5 мм (исходя из габаритных размеров устройства, то требуемый зазор 5 составляет 14 мм.При меньшем значении конструктивного зазора увеличивается вероятность заклинивания устройства при его перемещении внутри трубы,Минимальный зазор между роликами по конструктивным соображениям составляет 4 мм. Исходя из требования максимального диаметра роликов следует, что оси последних должны находиться в одной плоскости с осью устройства,Для осуществления смены циклов обкатки и дегазации в устройстве ось рамыприжимного узла 10 смещена относительно оси устройства на некоторую величину, Такое смещение оси рамы прижимного узла позволяет выполнять обкатку рабочими элементами внутренней поверхности трубы сивЪ- -г ми; учетом ее эллипсности или других неровностей покрытия,Устройство для формирования шва внутреннего стеклянного покрытия металлических труб может функционировать при определенных пределах радиуса качения рабочих элементов (роликов) Я где б - диаметр ролика; Ь- минимальный зазор между ролика 5 - требуемый зазор между роликами и внутренним диаметром трубы при положении устройства в нейтральном положении.б+Ь . 5Если Й -2,тОобкатка рабочей поверхности роликами невозможна.Таким образом, существует минимальный радиус качения роликов, ниже которого обкатки внутренней поверхности трубы не произойдет из-за отсутствия общих точек касания роликов и поверхности трубы, и максимальный радиус качения роликов, выше которого возможно заклинивание устройства внутри трубы при его перемещении.Устройство работает следующим образом.Трубы 1 и 2, на внутреннюю поверхность которых нанесены слои стеклянного покрытия 3, устанавливают встык с зазором и свариоают, Предварительно внутри труб 1 и 2 в зоне их сварки вь 1 палняют валообразное утолщение покрытия 4, либо устанавливают подкладное кольцо и вводят настоящее устройство, находящееся в нейтральном положении, Устройство устанавливают либо таким образом, чтобы . середина рамы прижимного узла 10 совпадала с серединой зазора в стыке трубчатых деталей в случае выполнения обкатыоающих роликов из материала с низкой адгезией, например, графита. либо на некотором удалении от зоны сварки внутри трубы (приоариваемой) плети в случае выполнения обкатьвающих роликов из металла.После сборки труб осуществляют предварительный подогрев металла в зоне сварки до 450-500 С, например, с помощью муфельного нагревателя сопротивления типа ПТО (не показано) и затем производят сварку деталей обычным способом, например, ручной дуговой сваркой покрытыми 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 электродами, Предварительный подогрев свариваемых кромок необходим для того, чтобы избежать растрескивания стеклоэмалевого покрытия в околошовной зоне металла шва в процессе сварки.После сварки осуществляют повторный подогрев зоны шва до размягчения покрытия, например, 630-680 С, и затем начинают формировать покрытие в корневой части шва. Если устройство было собрано в отдалении от стыка, то его вначале перемещают в рабочую зону. Датчиком ограничения пе- . ремещения устройства внутри трубы, например, может служить сигнал коронарного разряда в "оголенной" зоне трубы от источника тока высокого напряжения.Формирование покрытия в зоне сварки начинают с процесса раскатки оалоабразнаго утолщения покрытия 4 роликом 11, который под действием упорного штифта 14 при вращении приводного вала 8 против часовой стрелки создает уплотнение и перемещение размягченного покрытия в зону шва. Затем при реверсе двигателя 7, т,е. при вращении приводного вала 8 по часовой стрелке дегазирующий элемент с шипами 12 пад действием упорного штифта 14 пере-. мещаетсл к соарному соединению и накалывает стеклазмалеоае покрытие, При этом поры и воздушные прослойки, снижающие каррозианнуа стойкость и адгезианную прочность покрытия, вскрываютсл и происходит дегазация покрытия. Затем опять меняют направление вращения приводного вала 8 пратио гасаоай стрелки, т.е, производят окончательную раскатку стеклаэмалеоаго покрытия. При раскатке размягченное стеклаэмалеоае покрытие заполняет зазоры и нераонасти о корневой части шоа, Покрытие получается плотное, ровное, без сколао и трещин с хорошей адгезионной прочностью. Таким образом, минимальный цикл фармираоанил покрытия состоит из раскатки. дегазации и окончательной раскатки, после чего качество покрытия контролируем коронарным разрядом.Приведенные испытания устройства на трубах нефтчнага сортамента диаметром 114 мм показали, что для получения хорошего качества покрытия обкатка составляет 10-20 с. дегазацил 10 - 20 с и аканчательнал обкатка 20 - 60 с.После процесса формирования пакрытил изнутри о зоне сварки устройства удаляют, протаскивая его через нарощеннуа плеть, г трубопровод снаружи (в зоне сварки) утепляют матами.Сигналы на устройство падаютсл из шкафа управления, о котором заранее на приборном щите устанаолиоаат время2002988 предварительной и окончательной обкатки, время дегазации покрытия и сигнал окончания.йроцесса,Изобретение позволит существенно повысить качество антикоррозионного покрытия в зоне сварки и всей трубы в целом примерно в 3-4 раза за счет устранения несплошностей, пор и наплывов путем уплотнения стеклянного покрытия на внутренней поверхности трубы в зоне шва при Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШВА ВНУТРЕННЕГО СТЕКЛЯННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ, включающее механизм перемещения, привод и прижимной узел, выполненный в виде рамы, на которой размещен обкатывающий элемент с роликами, отличающееся тем,раскатке, дегаэации и окончательной раскатке, т.е, получить в зоне шва стеклянное покрытие с такими же свойствами, как и свойства накрытия на внутренней поверх ности труб основного металла.(56) Авторское свидетельство СССРМ 535432, кл. Р 161 59/14, 1976,Заявка Франции йг 2500348, кл.В 23 К10 37/06, опублик,1982,что, с целью повышения качества покрытия, оно снабжено размещенным на раме "5 прижимного узла дегазирующим элементом, выполненным в виде ролика с шипами, и управляющей муфтой, установленной на валу привода с воэможностью взаимодействия с прижимным узлом.202002988 Составитель В.Юдин Техред М,Моргентал Редактор Н.Семен ул оррект Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента3035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аказ 3226 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10