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: 10665 Создан: 2012-09-22 Источник: Трубные технологии
41001411266496
924007080
