скрыть подразделы

Главная страница » Оборудование для удаления грата сварных труб


Оборудование для удаления грата сварных труб

При сварке давлением происходит вытеснение избытков металла в грат на наружной и внутренней поверхности. Наличие грата ограничивает область применения электросварных труб, поэтому его удаление является одной из важных технологических операций.

Грат с наружной поверхности, как уже отмечалось, удаляется резцами, расположенными после сварочной клети. Более трудную задачу представляет удаление внутреннего грата из-за отсутствия контроля и технических трудностей размещения режущего инструмента.

Рис. 1. Гратосниматель конструкции АО "внииметмаш" для удаления внутреннего грата резцом в поточной линии ТЭСА

На рис. 1 приведена конструкция гратоснимателя для удаления внутреннего грата резцом, разработанного во ВНИИметмаше. Гратосниматель опирается на внутреннюю поверхность трубы роликом 7. Ось ролика закреплена в плунжере 2, который перемещайся в корпусе 3 и при срезании грата прижимает резец к внутренней поверхности трубы. Масло в рабочую полость цилиндра подайся через систему отверстий 4 в штанге гратоснимателя. При отключении гидравлики, пружины 5 выдавливают масло из рабочего Цилиндра и убирают нижний опорный ролик в корпус, в результате чего происходит опускание штанги. Резец 6 крепится к корпусу между верхними опорными роликами 7 и 8. Ролики ограничивают глубину внедрения резца в металл трубы, благодаря чему внутренний грат удаляется с высокой точностью. Ролик 8 снабжен звездочкой 9 для насечки грата.

Срезанный грат отводится от резца через направляющее окно 10 и затем удаляется из трубы. Корпус 3 жестко закреплен с ферритодержателем 11. Для уменьшения влияния штанги гратоснимателя на процесс нагрева кромок, ферритодержатель выполняется из немагнитной стали. В ферритодержателе имеется паз для ферритных колец 12, которые снижают потери мощности в сварочном трансформаторе. Это позволяет использовать гратосниматель для удаления внутреннего грата при сварке труб токами высокой частоты.

Штанга гратоснимателя крепится при помощи стойки одной из клетей формовочного стана с валками открытого калибра. Конструкция стойки позволяет перемещать штангу гратоснимателя в горизонтальном и вертикальном направлениях. Механизм крепления оборудован устройством для поворота штанги в обе стороны относительно шва при любых смещениях. Средняя стойкость резца гратоснимателя составляет 2 ч. Для смены резца стан останавливают, в трубе автогенным резаком вырезают окно и заменяют изношенный резец. На смену резца затрачивают 5-6 мин. Вес всего оборудования составляет 150 кг. Такой гратосниматель не снижает скорость сварки труб, прост и надежен в эксплуатации, для его обслуживания не требуется дополнительного персонала.

Удаление внутреннего грата резцом осуществляется не только в линии трубоэлектросварочных станов, но и на специально разработанном для этой цели оборудовании.

Производительность установок для удаления внутреннего грата вне потока станов составляет 250 - 300 м/ч, в то время как производительность современных трубоэлектросварочных станов 3000 - 4000 м/ч. Поэтому для обработки труб, сваренных на одном стане, необходимо иметь 10 установок для снятия внутреннего грата. Установки для удаления грата вне линии стана занимают много места, для их обслуживания необходим дополнительный персонал. Вес оборудования установок составляет 20 - 30 т.

Кислородный гратосниматель (рис. 2) предназначен для сжигания внутреннего грата в процессе сварки труб и устанавливается в потоке трубоэлектросварочных станов, состоит из штанги U головки 2, сменных сопел 3 и прижимного механизма. Штанга гратоснимателя представляет собой две трубки, расположенные одна в другой. По внутренней трубке 4 подают кислород, по трубке циркулирует вода, охлаждающая штангу и головку гратоснимателя. Головка выполнена в виде вилки из двух нержавеющих трубок, на концах которых имеются штуцеры для крепления сменных сопел. Зазор рис. 2. кислородный гратосниматель между соплами и внутренней стенкой трубы обеспечивается роликовым упором 6.

Рис. 2. кислородный гратосниматель

В нижней части штанги расположен прижимной механизм, состоящий из пластинчатой пружины 7, рычага 8 и роликовой опоры 9.

Во избежание перегрева прижимное устройство выносится из зоны сварки в сторону формовочного стана на расстояние 100 — 150 мм от оси сварочных валков. Струя кислорода, подаваемого из двух сопел, направлена навстречу движению трубной заготовки под углом 60°. Сопла гратоснимателя находятся на расстоянии 80 - 100 мм от очага сварки, где температура составляет 1300 - 1400 °С. Под действием струи кислорода и высокой температуры грат сгорает. Для обеспечения равномерного сжигания необходимо, чтобы скорость сгорания грата соответствовала скорости сварки трубы. При недостатке кислорода происходит неполное сгорание грата, а при его избытке - окисление сжигаемого металла, что нарушает процесс горения. Недостатком этой установки является то, что капли металла, образующиеся в процессе сварки, даже при обильном охлаждении налипают на штангу, вследствие чего головку заклинивает и она часто выходит из строя. Это усложняет процесс производства труб и не обеспечивает стабильное удаление внутреннего грата.

Удаление внутреннего грата электроэрозионным способом осуществляется вне линии стана на специальных установках. Сущность этого способа основана на том, что между двумя электродами, подключенными к источнику питания, возникает мощный электрический разряд, в результате чего металл в виде мелких частиц выбрасывается с поверхности электродов. В месте выброса металлов образуется лунка, размеры которой зависят от степени развития дугового процесса, мощности и частоты импульсов. Процесс происходит в жидкой среде: масле, керосине, воде, жидком стекле. Среда выбирается в зависимости от мощности разряда и источника питания.

Установка для удаления внутреннего грата электроэрозионным способом характеризуется малой производительностью, нестабильностью процесса и высоким износом инструмента.

Для удаления внутреннею грата существует также электролитический способ. Внутрь трубы под давлением 1-2 МПа подается раствор поваренной соли и вводится стержень - катод. Труба является вторым электродом - анодом. Между трубой и стержнем пропускается электрический ток, при этом происходит растворение внутреннего грата. Процесс электролитического удаления грата нетехнологичен и характеризуется малой скоростью (0,15 - 0,2 м/мин).

Способы удаления грата путем деформирования. Одним из таких способов является закатка внутреннего грата.

Рис. 3. Роликовая головка для закатки внутреннего грата

Закатка производится в линии трубоэлектросварочных станов роликовой головкой (рис. 3). Головка представляет собой массивный корпус 7, в котором жестко закреплены верхний закатывающий ролик 2 и два нижних опорных ролика 3. Корпус соединен штифтом 4 с тягой 5, которая, в свою очередь, при помощи стойки неподвижно закреплена на станине рабочей клети формовочного стана. Закатку грата производят верхним рабочим роликом, нижние ролики являются опорными и катятся по внутренней поверхности трубы. Перед эксплуатацией ролики головки выставляются по шаблону с таким расчетом, чтобы расстояние между нижними опорными и верхним раскатывающим роликом равнялось внутреннему диаметру трубы с плюсовым допуском. Корпус раскатывающей головки располагается внутри трубы так, чтобы ось рабочего ролика находилась в одной плоскости с осями роликов гладильной клети.

Раскатка производится при температуре шва 500 - 600 °С. В этом интервале температур грат обладает еще достаточной пластичностью. Раскатка грата при более высоких температурах вблизи зоны сварки приводит к налипанию капель расплавленного металла на ролики, вследствие чего происходит их заклинивание. При установке гратозакатывающей головки на значительном расстоянии от зоны сварки при более низких температурах остывший грат вдавливается в сварной шов, что приводит к образованию микротрещин.

В связи с большими нагрузками и высокой температурой создаются тяжелые условия работы подшипников рабочих и опорных роликов. Продолжительность их работы составляет 40 - 60 мин, а при раскатке грата в трубах, к качеству которых предъявляют повышенные требования, не более 20 - 30 мин. Помимо низкой стойкости не обеспечивается качественная обработка труб: грат закатывается неравномерно, высота остатка грата превышает 0,5 мм и изменяется по длине трубы. Кроме того, труба с закатанным гратом отличается пониженной прочностью сварного соединения и источником повышенной коррозии.

Другой разновидностью гратозакатывающего устройства является вибрационная установка.

Внутренний грат забивается бочкообразным бойком, совершающим колебательное движение. Вибрационное устройство устанавливают на станине формовочного стана таким образом, чтобы боек располагался за осью шовсжимающих роликов на расстоянии 50 - 60 мм. В этой зоне грат имеет температуру 1300 - 1350 °С, при которой обладает высокой пластичностью. Под ударами бойка грат пластически деформируется заподлицо с внутренней поверхностью обрабатываемой трубы.

Вибрационная установка по сравнению с установкой для закатки грата роликом, имеет более сложную конструкцию и менее равномерно закатывает грат. Кроме того, вибрационная установка требует тщательной настройки, сложна в эксплуатации и не обеспечивает равномерной деформации внутреннего грата по длине трубы.

Предотвращение образования внутреннего грата в процессе производства труб. Изыскание способов производства высококачественных электросварных труб без внутреннего грата не ограничивалось исследованием возможностей установок для удаления и деформирования внутреннего грата. Ряд работ был направлен по пути создания технологии производства электросварных труб без внутреннего грата.

Существует несколько способов производства труб без внутреннего грата. Конструкция устройства (рис. 4), предотвращающего разование внутреннего грата с помощью подкладки, состоит из ственно подкладки 1, закрепленной во вкладыше 2, который под действием набора пластинчатых пружин 3 перемещается в пазу корпуса 4 и прижимает подкладку к трубе в месте формообразования шва. Корпус жестко соединен со штангой 5, которая закреплена на одной из станин рабочей клети формовочного стана. Штанга может перемещаться в горизонтальном, вертикальном и радиальном направлениях.

Рис. 4. Устройство для предотвращения образования грата с помощью подкладки

Внутри штанги проходят каналы, по которым подается вода для охлаждения подкладки, корпуса и пружин.

Данное устройство предотвращает выдавливание грата внутрь трубы во время сварки.

Рис. 5. Сопло для газового подпора

Для предотвращения внутреннего грата в трубах, сваренных в среде инертных газов, применяют газовый подпор, при котором в зоне сварки под сварочной ванночкой создается давление инертного газа, препятствующее провисанию жидкого металла, т. е. предотвращающее образование внутреннего грата. В качестве инертного газа используется аргон. Газовый подпор создается соплом, установленным внутри трубы (5).

Сопло 1 (из меди или латуни) приваривается к газоподводящей трубе 2 с продольной регулировкой для установки его на различном расстоянии от электродов. Для создания эффективного газового подпора утечка газа должна быть минимальной. К недостаткам метода газового подпора относятся: образование внутренней пористости и строчечности шва, неустойчивость процесса и дополнительный расход аргона.

Просмотров: 9650    Создан: 2012-10-14    Источник: Технология и оборудование трубного производства

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus