скрыть подразделы

Главная страница » Технологические особенности сварки труб большого диаметра


Технологические особенности сварки труб большого диаметра

Для производства труб большого диаметра применяется дуговая сварка под слоем флюса. В качестве заготовки при изготовлении труб дуговой сваркой под слоем флюса с прямым швом используют горячекатаную листовую сталь мерной длины 6,0 - 12,5 м, а труб со спиральным швом - горячекатаный лист в рулонах из углеродных и низколегированных сталей. Последовательность технологи- с их операций при сварке прямошовных и спиральношовных труо показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема сварки прямошовных (а) и спиральношовных (б) труб под слоем флюса: 1 - свариваемая труба; 2 - сварочный автомат; 3 - подвод флюса.

Сварка прямошовных труб осуществляется двумя дугами, горящими в одну ванну. Электроды устанавливаются под углом 1,05 рад к образующей трубы. Скорость сварки наружного шва 160 м/ч, внутреннего шва - 100 - 120 м/ч.

При наружной сварке обе дуги питаются переменным током от сварочных трансформаторов. При сварке внутренних швов питание первой дуги осуществляется постоянным током от сварочных преобразователей, а питание второй дуги - переменным током от сварочных трансформаторов.

Заготовки, сформованные из целого листа, "карт" и полуцилиндров, подвергают сварке двусторонними сварными швами или односторонним швом с глубоким проплавлением и обратным формированием шва на флюсомедной подушке. Наружные сварные швы могут быть выполнены по двум схемам: а) заготовка движется под неподвижной сварочной головкой (сварочные станы в этом случае называются непрерывными); б) заготовка неподвижна, а движется сварочная головка. Сварка осуществляется за один рабочий ход сварочной головки, а обратный ход головки (возврат) является холостым (станы называются проходными). В проходных станах сваривают заготовки, собранные на прихватках, в непрерывных - без прихваток.

Принципиальных отличий в конструкциях станов для сварки наружных и внутренних швов труб, свариваемых из целого листа, "карт" и полуцилиндров нет, поэтому рассмотрена работа стана и других вспомогательных установок на примере оборудования, предназначенного для сварки труб из двух полуцилиндров.

Предварительно сформованные полуцилиндры поступают на участок укладки, где комплектуются попарно с помощью укладчика и осуществляется операция выравнивания кромок в горизонтальной плоскости с целью облегчения задачи их в сборочное устройство.

Выровненные заготовки поступают на сборочное устройство» которое предназначено для сборки двух полуцилиндров и подачи их в стан для наложения первого наружного шва.

Доформовку, сведение кромок двух полуцилиндров и сварку одного продольного шва осуществляют в первом стане наружной сварки. Второй наружный шов накладывают во втором стане наружной сварки.

Стан состоит из входного и выходного рольганга, блока клетей, сварочного автомата и блока со сварочной 'и флюсовой аппаратурой.

Блок клетей имеет три клети с горизонтальными приводными валками и две клети с вертикальными неприводными валками сварочной клети, токосъемники, направляющие ножи первой и второй клети с вертикальными валками. Первая клеть с горизонтальными валками служит для подачи заготовок в зону сварки и сборки. В клетях с вертикальными валками осуществляются доформовка и сведение кромок трубной заготовки.

Сварочная клеть служит для качественной сборки заготовки и плотного прижатия кромок заготовки к медным пластинам гусеничного башмака во избежание прожога и протекания жидкого металла в процессе сварки. Клеть состоит из двух вертикальных станин, девяти роликовых обойм с прижимами, четырех токосъемников, шести ребер жесткости и четырех пар нажимных механизмов для настройки сварочной клети.

Сварку проводят при помощи сварочного автомата одновременно двумя или тремя дугами, причем первый по ходу сварки электрод с помощью специального механизма колеблется поперек оси шва с частотой 10-22 колебания в 1 с и амплитудой 2-6 мм. Колебание электрода поперек оси шва дает возможность за счет уменьшения длины сварочной ванны избежать образования подрезов с одновременным увеличением скорости сварки.

Сила тока при сварке наружных и внутренних швов составляет 800 - 1100 А для первой дуги и 1050 - 1350 А для второй дуги, напряжение соответственно 40 - 55 и 50 - 65 В.

Скорость сварки зависит от толщины стенки трубы:

Толщина стенки, мм

7

8

9

10

11

12

Скорость сварки наружного шва,м/ч

170 - 190

155 - 175

140 - 160

125 - 150

115 - 145

110 - 135

Скорость сварки Внутреннегошва, м/ч

150 - 180

130 - 160

120 - 145

120- 140

105 - 125

100 - 110

Сварку проводят электродной проволокой диаметром 4-5 мм при рабочих сварочных токах до 1800 А. Высокие скорости сварки (до 200 м/ч) достигаются за счет применения пемзовидного флюса марки АН-60 (40% марганцевой руды, 38% кварцевого песка и 13% плавикового шпата). Скорость подачи электродной проволоки может изменяться в пределах 60 - 300 м/ч.

Флюсовая аппаратура стана состоит из флюсоаппарата, воздушной и флюсовой систем и служит для подачи флюса в зону сварки, уборки флюса для дальнейшего использования, а также для отсоса газа и пыли в процессе работы.

После наложения одного наружного шва полуцилиндры поступают на специальную установку, предназначенную для снятия флюсовой корки с наружного шва и очистки внутренней поверхности труб от окалины перед наложением второго наружного шва. Конструкция оборудования и технология наложения второго шва аналогичны рассмотренной.

Сваренная двумя наружными швами заготовка поступает на станы для сварки внутренних швов. Стан для внутренней сварки труб (рис. 2) состоит из тележки 1 для подачи свариваемой трубы, эстакады 2, по которой передвигается тележка, штанги 5, на конце которой смонтированы сварочные головки 4, и балкона, на котором размещена сварочная и флюсовая аппаратура.

Рис. 2. Общий вид стана для внутренней сварки труб

Труба, поданная по рольгангу 5, останавливается упором 6 под тележкой, подхватывается люльками 7 тележки и поднимается ими на уровень штанги 5. Люльки оборудованы механизмом поворота, который поворачивает трубу швом книзу. После этого труба надвигается на штангу с помощью тележки, перемещающейся по эстакаде. Сварочная и флюсовая аппаратура включается, после чего происходит сварка шва трубы со скоростью 80 - 250 м/ч. При этом используют две дуги с поперечными колебаниями первого по ходу сварки электрода. Частота колебаний 10 - 22 с-1, амплитуда 2-6 мм.

После сварки одного внутреннего шва заготовки поступают на машину для очистки внутренней поверхности труб от остатков флюса, шлака и окалины. Машина наклоняет трубу, и потоки воздуха от вентилятора сдувают пыль в специальный бункер. Очищенные трубы поступают на сварку второго внутреннего шва с последующей очисткой на аналогичной установке.

Сваренные трубы проходят ультразвуковой контроль с расшифровкой дефектов на рентгеновских установках и поступают в отделение отделки труб.

В табл. 1 и 2 приведены характеристики станов для наружной и внутренней сварки труб.

Таблица 1

Характеристика стана наружной сварки труб

Параметры

Грубоэлектросварной стан

426-820

915-1220

Свариваемые трубы:

диаметр, мм

толщина стенки, мм

длина, мм

Скорость сварки (возможная), м/мин

426 - 820

6-12

11,5 - 12,5

1 - 4

915 - 1220

9,5- 16

11,5 - 12,5

1,5-4

Количество клетей, шт.:

горизонтальных приводных

вертикальных холостых

сборочных (сварочных)

2

2

1

2

2

1

Электродвигатель привода клетей:

мощность, кВт

число оборотов, мин-1

42

-

55

600-1200

Заталкиватель:

скорость заталкивания, м/мин

усилие заталкивания, МН

мощность привода, кВт

Мощность стана без электрооборудования, т

-

-

-

-

5.32

0.02

6

150

Таблица 2

Характеристика стана внутренней сварки труб

Параметры

Трубоэлектросварочный стан

426-820

915-1220

Скорость сварки возможная, м/мин

Скорость возврата сварочной тележки, м/мин

Рабочий ход тележки, мм

Угол наклона машины, мин

1 - 3,5

20

14800

45

0,7 - 3,5

30

1480

45

Механизм подъема трубы:

максимальная высота подъема, мм

скорость подъема трубы, мм/с

скорость вращения трубы, мм/с

1300

113

10 - 90

-

116

5 - 120

Электродвигатели передвижения сварочной тележки:

мощность, кВт

число оборотов, мин-1

6

-

5,5

300 - 2400

Электродвигатели подъема трубы:

мощность, кВт

число оборотов, мин-1

17

-

16

690

Электродвигатели поворота трубы:

мощность, кВт

число оборотов, мин-1

Масса стана без электрооборудования, т

4,4

-

-

4,5

1500

75

Сварка спиральношовных труб (см. рис. 1, б) осуществляется тремя сварочными головками. Кромки полосы при их сближении в процессе формовки сваривают вначале внутренней сварочной головкой. При этом для обеспечения качественного шва расстояние между кромками не должно превышать 0,2 - 0,3 мм. Питание сварочной головки осуществляется как постоянным, так и переменным током. Установка трех сварочных головок обеспечивает высокую скорость сварки 1,5 - 2,0 м/мин. Скорость выхода трубы при этом составляет:

где VCB - скорость сварки.

На современных ТЭСА 530-1420 сварку спиральношовных труб выполняют двухслойной или трехслойной.

Сварку труб диаметром 530 - 820 мм выполняют двухслойной. Глубина провара внутреннего рабочего шва составляет 0,6 - 0,7 от толщины стенки в месте контакта кромки полосы с витком трубы. Наружный шов выполняют через половину витка спирали с глубиной проплавления, обеспечивающей перекрытие с внутренним швом на 2 - 3 мм.

На отечественных ТЭСА 1020 и 1420 применяется трехслойная сварка спирального шва. В месте схождения кромок ленты и первого витка трубы накладывается первый внутренний технологический шов, назначение которого - устранить возможность смещения кромок при наложении рабочих швов. Через полвитка после технологического шва накладывается наружный рабочий шов и через шаг спирали от первого внутреннего шва - второй внутренний рабочий шов, полностью переваривающий технологический шов. Сварка внутреннего шва осуществляется сварочным автоматом модели У-124, состоящим из двух головок. Первая головка сваривает технологический шов (технологическая головка), а вторая головка сваривает внутренний рабочий шов (рабочая головка).

Применение трехслойной сварки труб диаметром 1020 1420 мм позволяет достичь более высоких скоростей сварки (1,8 - 2 м/мин) и лучшего качества изготавливаемых труб благодаря гарантированному отсутствию горячих трещин в спиральном шве.

В табл. 3 приведена характеристика некоторых современных станов спиральной сварки.

Таблица 3

Характеристика некоторых установок для спиральной сварки труб

d, мм

s, мм

b, мм

Lт, м

α, град

nг, мм

Uc, м/мин

NГ, кВт

419-1020

530-1420

600-1600

400-2030

4 - 12

4 - 14

4 - 12,7

4 - 12,7

< 1350

900-1700

800-1600

500-1500

< 12

8-14

12

6-12

35-75

44 - 71

40 -66

-

2

2/3

2/3

2/3

< 1,3

2

1,5

1,6

15

34

25

40

d - диаметр трубы, s - толщина стенки трубы, b - ширина полосы, Lт - длина трубы, α - угол формовки, nг - число сварочных головок; Uc - скорость сварки, NГ - мощность главного привода.

Просмотров: 8698    Создан: 2012-09-22    Источник: Трубные технологии

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus