Способ сборки под сварку труб в плети и устройство для его осуществления

Союэ Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт, свид-ву 21) 281482925-27 (5 2) Заявлено 06.09.7 с присоединением зая В 23 К 37/О сударственныи комитет СССР о делам изобретений и открытий.0 9,81 72) Авторы изобретен А. М, Пицен ко, П, И. Лой, А. М. Гольде и В. И, Самопят евский филиал Специального конст бюро "Газстроймашина") Заявител 4) СПОСОБ СБОРКИ ПО И УСТРОЙСТВО ДЛ ВАРКУ ТРУБ В ПЛЕТ 1 ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ам тор а, вращсоиДанный способ выполняековке, содержащей две плаосновную и дополнительнуюные радиально-поворотнымитальной плоскости) рамамищимися каждая на три опор(относительно которого рапосредством винтового приразнесенных ролика (катающихся посектору), несущие по две роликоопиэ которых, ближние к стыку собимых труб, - регулируемые повысоте,пчем на основной платформе рама усновлена на тележке с зубчато-реечприводом перемещения по рельсовомупути 21 .Недостатки состоят в сложностиставления технологического зазорастыке, осуществляемого выставленистыкуемых торцов ( концов ) труб пуперемещения двух роликоопор в веркальной и поворота рам в горизонтной плоскостях, затем сближения тцов посредством перемещения тележпо рельсовому пути; изменении техлогического зазора при вращении т(для осуществления сварки стыка),происходящем из-за образованного к сп носит варки сь исполагистрал тся на устат формыснабжен- (в горизон- опираюы: шкворень ма вращается вода) и два ет ым выв еми- альки кольукладку 2 тележек авлениесблизором, центра Ц ты Изобретение от ся особи устройствам сборки и с тыковтруб в плети и мож быт ьзовано при сборке и сварке м ьныхтрубопроводов.Известен способ сборки стыков труб,осуществляемый на стенде и включающийукладку труб на роликоопоры, выставление стыкуемых торцов параллельнодруг другу, сближение их с технологическим зазором и фиксирование технологического зазора посредством центратора 1 з,Недостатком данного способа является сложность выставления технологического зазора в стыке труб, осуществляемого перемещением торцов (концов)труб - подвижными роликоопорами и домкратами, а также сближение их упором.кроме того,невозможно применение 2 Оавтоматической сварки, в частностиповоротной,Известен также способ сбо евых стыков труб, включающи труб на роли коопоры вращения (причем, каждой на две), выс торцов параллельно друг другу жение их с технологическим з фиксирование его посредствоМ ение с соединением их с8675 82 ковкой труб колена (кривизна труб поГОСТ 10704 в1,5 мм на 1 п.м., косина торцов труб по ГОСТ 10706-76для Р 1120-1220 мм - 4 мм, а дляФ 1320-1620 мм - 5 мм) и укладки ихна четыре опоры, отсутствии коррек -тирования двух роликоопор (из четырех) с целью поддержания технологического зазора.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ, при котором произвводят укладку труб на поворотныев горизонтальной и вертикальной плоскостях опоры вращения, сближаютцентрируют и устанавливают трубыс технологическим зазором, затемвращают трубы и производят сваркуих торцов,гИзнестный способ осущестнляют наустройстве, содержащем смонтированные на основании с возможностью продольного перемещения платформы сшарнирно установленным на каждсй изних с возможностью поворота в двухвзаимно перпендикулярных плоскостяхкоромыслом с опорами вращения, атакже центратор, выполненный н видештанги с разжимными колодками длякаждой из труб (.33,Однако установка технологическогозазора в известном способе сложна,требует оснащения ппатформы приводомповорота коромысел, а также не обеспечивает сборки одновременно нескольких стыков,Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечения одновременной сборки нескольких стыков и упрощение установки технологического зазора,Указанная цель достигается тем,что н способе, при котором производят укладку труб на поворотные нгоризонтальной и вертикальной плоскости опоры вращения, сближают центрируют и устанавливают трубы с технологическим зазором, затем вращаюттрубы и производят сварку их торцов,тру ы на опоры вращения укладываютсо смещением их центра тяжести относительно оси поворота опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях и с образованием угла междуторцовыми поверхностями труб сближают трубы, перемещая опоры вдольих оси, а центрируют и устанавливаюттрубы с технологическим зазором перемещением труб навстречу друг другуотносительно опор,В устройстве для осуществленияспособа содержащем смонтированныена основании с воэможностью продольного перемещения платформы с шарнирно установленным на каждой из нихс возможностью поворота в дВух взаимно перпендикулярных плоскостях корогыслом с опорами вращения, а такжецентратор, выполненный в виде штангис разжимными колодками для каждой иэ труб, каждая платформа снабженазакрепленными на ней регулируемямупором, вэаимодействующи.ч с коромыслом, центратор осгащен торцовым упором для труб и механизмом перемещения раэжимных колодок ндоль оси штанги, а на основании смонтированы откидные роликоопоры для труб,Ва фиг. 1 изображено устройство,для стыковки трех труб, общий нид;на Фиг. 2 - то же, для стыковки днухтруб; на Фиг, 3 - схема распределения сил, перед сборкой стыков; наФиг, 4 - то же, при сборке стыков,на Фиг, 5 - то же, при стыковке двухтруб,Устройство содержит две идентичныесекции рам 1 и 2, жестко соединяемые Фланцевым разъемом 3 и снабженные рельсовыми путями 4 и 5 для платформ б и 7, перегружателями с рычагами 8-10 укладки этих герегружателей, центраторами 11 и 12, откиднымиопорами 13 и 14 и приводами 15 и 16перемещения платформ, выголненнымив виде тяговых лебедок с канатами17 и 18 через блоки 19 и 20, соединеннь 1 ми посредством узлсв крепления21 и 22 с платформами б и 7.Платформы б и 7 снабжены поворотной колонной 23 несущей на горизонстальной оси 24 коромыслс 25 с опорами вращения в виде роликов 26 и 27,соединенных карданными .валами 28 и29 с приводом вращения 0 и регулируемыми упорами 31.Откидные роликоопоры 13 и 14смонтированные на секциях рам 1 и 2посредством осей 32 и 3:, соединеныс приводом перемещения платформ ификсируются, например, замконым устройством (не показано),Центраторы 11 и 12 с разжимнымиколодками 34 и 35 снабжены механизмами перемещения этих колодок вдольштанги 36 и торцовыми упорами 37,соединенными с разжимными колодками34,На основании смонтирснаны подставки 38 и 39 для укладки на них центраторов 11 и 12. Устройстно включаеттакже сварочное оборудование 40 и 41и трубы - 42-44.Поворотная колонна 23 на платформе, коромысло 25 на горизонтальнойоси 24, пары роликов 26 и 27 на короМисле 25, торцовый упор 37 по штанге36 выполнены с возможное.тью перестановки относительно друг к другу, тоесть переналадки.Устройство работает следующимобразом.Центраторы 11 и 12 уст ананливаютна подставках 38 и 39, при этомплатформы 6 и 7 находятся в крайнихположениях, рычаги 8 - в верхнем положении, рычаги 9 и 10 - в нижнемположении (освобождая рельсовый путь4 и 5) коромыслс 25 опирается на ре 867582Сборку стыка двух труб производят аналогично с перецаладкой гекции рамы и установкой регулируемого упора с возможностью получения угла 8, большего углу косицы торцов труб А именно, укладывают трубы так, чтобы центры их тяжести располагались вблизи от осей 24, а сумма весов труб 6 а была больше (или быть рав 2ной) суммы весов труб 6+ бана участках 1, и 11, следовательно, зти веса неуравновешены относительно осей 24 колонн 23 6 Ь) 61 а + 6Разность же 6 р- (6, + 6) вызывает вращательные моментй труб, обеспечивающие укладку труб на упоры 31. Причем упоры 31 установлены в положение, обеспечивающее укладку труб на опоры с образованием угла В между торцоными поверхностями труб, который больше угла косины торцов труб.Чтобы собрать стык (закрыть угол В) необходимо позрнуть трубы в вер 45 50г ЬО 65 гулиремый упор 31, откидные роликоопоры 13 и 14 опущены (Фиг. 1).Затем платформу б перемещают и устанавливают против рычагов 8, кото рые укладывают на пары роликов 26 и 27 трубу 42. После этого платформу б перемещают в крайнее левое положение для ввода и установки центратора 11 в трубу 42 (ца стыкуемый торец) и перестановки упора 37 до упора в противоположный торец.Одновременно по мере движения платформы б с трубой 42 перемещают платформу 7 под рычаги 8, которые укладывают трубу 43, затем возвращают платформу в крайнее правое положение для ввода и установкй центратора 12, Одновременно перемещают центраторы 11 и 12 по трубам 42 и 43 к стыкуемым торцам, рычаги 8 устанавливают трубу 44 соосно трубам 42 и 43, а платформы б и 7 перемещают до касания собираемых торцов труб 42 - 44, после чего производят подвод разжимных колодок 34 и 35 центраторов 11 и 12 к внутренним поверхностям труб 42-44 (без силового раэжима), причем на разжимных колодках 34 могут быть аксиально установлены ролики (не показаны), Таким образом, производят подготовку труб к сборке.Для ос 1 ществления процесса сборки должны быть выполнены условия, представленные на схемах распределения сил, действующих перед сборкой и при сборке труб (фиг, 3 и 4).При укладке труб на платформы их центры тяжести (силы 6, и 6 З) устанавливают между поворотной колонной 23 и регулируемым упором 31. Регулируемые упоры устанавливают так, чтобы между торцовыми поверхностями труб был угол 1 , который больше углов косины торцов труб (с целью предотвращения зацепления ;оромысел за упоры при вращении собранных труб). Распределение веса труб (силы 6 6, 64 ) на поворотных колоннах (реакции Вр ) должно быть близким к равновесному, но вес труб (равнодействующая 6 а ) на участке 1 (расстояние между колоннами) должен быть несколько большим суммы весов (6 а + +6 ) на участках 1 и 1(для обеспечения отрыва коромысел 25 от регулиремых упоров 31, фиг, 1) 66 + + 6,Силы трения Г р труб на парах роликов 26 и 27 роликоопор должны быть большими сил стягивания тележек Е т.е. Е а 7)Г а,т.Силы трения Г ряда колодок 35 центратора относительно трубы должны быть значительно большыми стягивающих усилий Ес ц механизмов переО 15 20 25 Эо з 5 40 мещеция колодок, устайсвлецных цацентраторах сР,ц ст, ЦИсходя из приведенных условий, для обеспечения надежной сборки стыка с технологическим зазором, должцо выполняться неравенство6 - ,(61, - 6 -ф.+Г - +Г 112., 1 а 1 дЬ 2 сс.ц 2 па. где д - диаметр трубы;14 - расстояние от точки контактастыкуемых труб до горизонтальной оси поворотной колонны (Фиг. 5).С учетом вьполцения приведенных условий сбогку стыков продолжают в следующем порядке.При пемощи рычагов 8 медленно опускают трубу 44, одновременно к платфоомам 6 и 7 приводами их перемещения 16 и 15 прикладывают стягивакщие усилия Гр т, при которых коромысла 25 отходят от регулируемых упоров 31, а углы д. закрываются с возможным появлением обратных углов 3, причем при переходе от угладо угла /1 производят силовой ра жим колодок 35 с последующим стягиванием труб меха" низмами перемещения колодок, установленными на центраторах, с силоиц, гтрывая трубу 44 от рычагов 8 (фиг.1 или снятие сил Рв фиг, 4), а затем разжимают колодки 34. Углы В закрываются и стыки собираются с необходимым технологическим зазором без возможности раскрытия вследствие вращения плети на двух самоустацавливающихся поп деисгвием веса труб рликоопорах, имеющих гтепеци свободы. Далее устанавливается сварочное оборудование 40 и 41. Производится соединение (сварка) стыка с последующим снятием стягивающих сил а.стикальной плоскости, оторвав коромысла 25 от упоров 31, а при необходимости (неровности торцов) и вгоризонтальной плоскости,Сборка стыка (центрирование иустановка труб с технологическим зазором) производится перемещениемтруб относительно опор, Это перемещение производится за счет приложения сил Гюи Рст, вдоль трубы, приэтом поворот труб относительно оси24 производится самопроизвольно поддействием веса труб, что упрощаетпроцесс сборки,Таким образом, использование предлагаемого изобретения на строительстве магистральных трубопроводовпозволяет повысить производительностьсборки кольцевых стыков труб, соединяемых в плети, упростить технологию сборки и получить эначительньйэкономический эффект,Формула изобретения1. Способ сборки под сварку труб в плети, при котором производят укладку труб на поворотные в горизонтальной и вертикальной плоскости опоры вращения, сближают, центрируют и устанавливают трубы с технологическим зазором, затем вращают трубы и производят сварку их торцов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, трубы на опоры вращения укладывают со смещением их центра тяжести относительно оси поворота опор в гориэонтальной и вертикальной плоскостяхи с образованием угла между торцовыми поверхнос ями труб, сближают трубы, перемещая опоры вдоль их оси,а центрируют и устанавливают трубыс технологическим зазором перемещением труб навстречу друг другуотносительно опор.2, Устройство для осуществленияспособа го п.1, содержащее смонтированные на основании с воэможностьюпродольного перемещения платформыс шарнирно установленным на каждойиз них с возможностью поворота вдвух взаимно перпендикулярных плоскостях коромыслом с опорами вращения, а также центратор, выполненныйв виде штанги с раэжимными колодками для каждой из труб, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждаяплатформа снабжена закрепленными на 2 О ней регулируемым упором, взаимодействующим с коромыслом центратороснащен торцовым упором для труб имеханизмом перемещения разж 1 мныхколодок вдоль оси штанги, а на ос - д новании смонтированы откидные роликоопоры для труб. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 301489, кл, В 25 В 11/02, 1969,2, Авторское свидетельство СССР Р 228829, кл . В 2 3 1( 37/04, 196 7. 3, Авторское свидетельство СССР З 5 Р 250347, кл, В 23 К 37/04, 1968