Устройство для снятия наружной изоляции с концов и/или подготовки торцов труб
DEVICE FOR REMOVAL OF EXTERNAL INSULATION FROM ENDS AND / OR PREPARATION OF PIPE ENDS

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефтепродуктов, жидких и газообразных сред, а именно к очистке наружной поверхности концевых участков труб от изоляции и подготовки торцов для последующего проведения строительно-монтажных работ и сварки встык.
Известен рабочий орган машины для удаления изоляции с наружной поверхности трубопровода (патент RU № 2395353, МПК В08В 9/023, опубл. 27.07.2010 Бюл. № 21), содержащий ротор с очистными инструментами, закрепленными на рычагах, установленных на осях с возможностью поворота вокруг своей оси, и прижимными устройствами для поджатия очистных инструментов к поверхности трубопровода, причем прижимные устройства выполнены в виде кулисных кинематических пар с упругим элементом, рычаги выполнены двуплечими, при этом на одном их плече закреплен очистной инструмент, а другое плечо шарнирно соединено с прижимным устройством.
Недостатками данного рабочего органа являются сложность конструкции из-за наличия большого числа мелких точно сопрягаемых деталей, что приводит к низкой надежности и малой ремонтопригодности, особенно в полевых условиях, узкая область применения из-за невозможности обрабатывать торцы труб под сварку, а также сложность использования в полевых условиях при строительстве трубопроводов из-за необходимости питания силового привода и не универсального очистного инструмента для съема изоляции.
Известно также устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции (патент RU № 2522346, МПК В08В 9/023, опубл. 10.07.2014 Бюл. № 19), содержащее очистной инструмент, выполненный с возможностью вращения и соединенный с рычагом, отличающееся тем, что очистной инструмент выполнен в виде правильной прямой призмы или цилиндра с боковым отверстием, имеющим размеры, достаточные для закрепления наружной изоляции при вращении, рычаг соединен с торцом очистного инструмента, причем рычаг оснащен как минимум одной рукояткой, расположенной на расстоянии от оси вращения, достаточном для преодоления силы адгезии изоляции к трубе.
Недостатками данного устройства являются низкое качество очистки поверхности труб от изоляции из-за физического ее отрыва, и узкая область применения из-за невозможности обрабатывать торцы труб под сварку.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для снятия фасок на трубах (патент RU № 2030256, МПК B23B 5/16, опубл. 10.03.1995 Бюл. № 07), содержащее корпус, привод вращения планшайбы с закрепленными на ней резцами, механизм подачи и механизм крепления с плашками и сухарями, причем механизм крепления выполнен в виде двухступенчатого конуса, установленного с возможностью перемещения относительно корпуса посредством винта, при этом конические ступени предназначены для взаимодействия с плашками, а механизм подачи выполнен в виде полого винта, установленного в корпусе с возможностью перемещения, и соединенного с ним ползуна, предназначенного для установки планшайбы и введенного в устройство кронштейна с приводом.
Недостатками данного рабочего органа являются сложность конструкции из-за наличия большого числа мелких точно сопрягаемых деталей, что приводит к низкой надежности и малой ремонтопригодности, особенно в полевых условиях, узкая область применения из-за невозможности снятия изоляции с концов труб, а также сложность использования в полевых условиях при строительстве трубопроводов из-за необходимости питания силового привода и не универсального очистного инструмента для снятия фасок.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простой, универсальной и надежной конструкции устройства для снятия наружной изоляции с концов и подготовки торцов труб, позволяющей работать также в полевых условиях, снимать изоляцию с концов и/или подготавливать торцы труб за счет простой конструкции, отсутствия питания для работы и регулируемого радиального вылета резцов и плашек.
Техническая задача решается устройством для снятия наружной изоляции с концов и/или подготовки торцов труб, включающим корпус, планшайбу с резцедержателями, установленными равномерно по периметру и оснащенными резцами, приводом и механизмом подачи, плашки, установленные в отверстия корпуса с возможностью радиального перемещения до взаимодействия с трубой изнутри под действием поджимающего изнутри конуса, который установлен с возможностью перемещения относительно корпуса посредством винта с механизмом механического вращения.
Новым является то, что корпус оснащен центральным отверстием с резьбой под винт, жестко соединённый с конусом, между механизмом механического вращения и конусом с винтом установлена продольная цилиндрическая направляющая, а механизм подачи выполнен в виде центрального отверстия в планшайбе под продольную направляющую, причем каждый резцедержатель изготовлен в виде Г-образного уголка с радиальным отверстием под резцы и радиальной рукояткой, играющей роль привода, при этом резцы вставлены в отверстия резцедержателей с возможностью перемещения и фиксации в выбранном положении.
Новым является также то, что корпус между торцом, распложенным со стороны механизма механического вращения, и отверстиями корпуса оснащен поперечными последовательными рисками для визуального контроля за глубиной ввода корпуса внутрь трубы.
Новым является также то, что между конусом с винтом и планшайбой на продольной направляющей с возможностью перемещения установлена упорная гильза, выполненная с возможностью взаимодействия с корпусом и планшайбой при снятии изоляции на необходимую длину от торца трубы.
Новым является также то, что на наружной поверхности резцов выполнены последовательные поперечные риски для визуального контроля вылета резца из отверстия резцедержателя.
На фиг. 1 изображено устройство со стороны механизма вращения.
На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.
На фиг. 3 изображено устройство в изометрии.
Устройство для снятия наружной изоляции с концов и подготовки торцов труб (не показаны) включает корпус 1 (фиг. 2 и 3), планшайбу 2 (фиг. 1 – 3) с резцедержателями 3, установленными равномерно по периметру и оснащенными резцами 4 (фиг. 2 и 3), приводом – рукоятками 5 и механизмом подачи – центральным отверстием 6, плашки 7, установленные в отверстия 8 корпуса 1 с возможностью радиального перемещения до взаимодействия с трубой изнутри под действием поджимающего изнутри конуса 9 (фиг. 2), который установлен с возможностью перемещения относительно корпуса 1 посредством винта 10 с механизмом механического вращения 11 (фиг. 1 – 3) (например, сквозного отверстия 12 с рычагом 13 или квадрата под инструмент для вращения – не показаны, авторы на это не претендуют). Корпус 1 (фиг. 2) оснащен центральным отверстием с резьбой 14 под винт 10, жестко соединённый с конусом 9.Между механизмом механического вращения 11 (фиг. 1 – 3) и конусом 9 с винтом 10 установлена продольная цилиндрическая направляющая 15 (фиг. 2 и 3) под центральное отверстие 6 в планшайбе 2. Каждый резцедержатель 3 изготовлен в виде Г-образного уголка с радиальным отверстием 16 под резцы 4 и радиальной рукояткой 5. Резцы 4 вставлены в отверстия 16 резцедержателей 3 с возможностью перемещения и фиксации в выбранном положении (при помощи болта 17, клина, замкового механизма или т.п. – не показаны, авторы на это не претендуют).
Корпус 1 (фиг. 2 и 3) между торцом, распложенным со стороны механизма механического вращения 11, и отверстиями 6 корпуса 1 может быть оснащен поперечными последовательными рисками 18 (фиг. 3) для визуального контроля за глубиной ввода корпуса 1 внутрь трубы.
Между конусом 9 (фиг. 2) с винтом 10 и планшайбой 2 на продольной направляющей 15 с возможностью перемещения может быть установлена упорная гильза 19, выполненная с возможностью взаимодействия с корпусом 1 и планшайбой 2 при снятии изоляции на необходимую длину от торца трубы.
На наружной поверхности резцов 4 (фиг. 2 и 3) могут быть выполнены последовательные поперечные риски (не показаны) для визуального контроля вылета резца 4 из отверстия 16 резцедержателя 3.
Резцы 4 могут изготавливаться из быстрорежущей стали или с твердосплавными вставками на режущей поверхности (авторы на это не претендуют).
Конструктивные элементы и технологические соединения не влияющие на работоспособность устройства на фиг. 1 – 3 не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
После получения задания на сварочные работы труб (в том числе с наружной защитной изоляции), в котором указано, какой вид покрытия (при наличии) и какой диаметр у этих труб, подготавливают устройство к работе. В отверстия 18 (фиг. 3) корпуса 1, расположенные равномерно по периметру и высоте корпуса 1 для надежной фиксации и центрирования корпуса 1 (авторы на это не претендуют), вставляют соответствующие внутреннему диаметру свариваемых труб плашки 7. Потом внутрь корпуса 1 вводят конус 9 (фиг. 2) с винтом 10 до взаимодействия с центральным отверстием с резьбой 14, в которое предварительно вкручивают винт 10 вращением направляющей 15 только для исключения выпадения плашек 7 внутрь корпуса 1.
Для снятия наружной изоляции на концах труб в отверстия 16 (фиг. 3) резцедержателей 3 вставляют резцы 4, настраивая на необходимый вылет их режущей части из отверстий 16 резцедержателя: чуть больший (на 0,05 – 1,5 мм – в прямой зависимости от толщины изоляции) диаметра трубы, но меньший – диаметра наружной изоляции. После чего резцы 4 фиксируют в отверстиях 16 (например, болтами 17). На корпусе 1 отмечают на какую глубину нужно вставлять его в трубу относительно её торца для снятия изоляции на необходимую длину от торца (окончание снятия определяется упором планшайбы 2 в корпус 1). Для упрощения этих работ корпус 1 (фиг. 2 и 3) между торцом, распложенным со стороны механизма механического вращения 11, и отверстиями 6 корпуса 1 оснащают поперечными последовательными рисками 18 (фиг. 3) для визуального контроля за глубиной ввода корпуса 1 внутрь трубы. При наличии защитной изоляции труб с низкой термической деструкцией материала, то снятие его на большое расстояние от торца не имеет смысла, поэтому для ограничения хода планшайбы 2 во время работы устройства используют упорную гильзу 19 (фиг. 2), устанавливаемую между корпусом 1 планшайбой 2. Длину снятия с конца грубы защитной изоляции для исключения термической деструкции её материала при сварке труб между собой определяют в лабораторных условиях или эмпирическим путем.
При необходимости обработки торцов труб в отверстия 16 (фиг. 3) резцедержателей 3 вставляют резцы 4, настраивая на необходимый вылет их режущей части из отверстий 16 резцедержателя: меньший диаметра трубы (на 1 – 7 мм – в прямой зависимости от толщины стенок трубы и требуемой наружной фаски под сварку).
Для упрощения визуального контроля вылета резца (фиг. 2 и 3) из отверстий 16 резцедержателя 3 на наружной поверхности наносят последовательные поперечные риски (не показаны).
При необходимости снятия наружной изоляции с концов и подготовки торцов труб вылет резцов 4 в отверстиях 16 резцедержателей проводят на месте проведения работ.
Для проведения сварочных работ с большим количеством соединений труб (например, при строительстве трубопровода) для ускорения проведения работ по подготовке концов труб к сварочным работам заранее подготавливают две планшайбы 2 с различным вылетов резцов 4 из отверстий 16 резцедержателей 3 (первую для снятия наружного покрытия, а вторую – для подготовки торцов труб).
После проведения подготовительных работ устройство доставляют к месту проведения работ. Корпус 1 вставляют внутрь трубы (при необходимости на нужную глубину) так, чтобы все плашки 7 оказались внутри трубы. Вращением направляющей 15 вкручивают винт 10 в резьбовое отверстие 14 (фиг. 2), удерживая корпус 1 за выступающий из трубы конец. При этом конус 9 выталкивает изнутри наружу плашки 7, расположенные в отверстиях 8 корпуса 1, наружу до взаимодействия с внутренними стенками трубы для предварительной фиксации. В отверстие 12 вставляют рычаг 13, фиксируют упорами 20 (фиг. 1) или на квадрат насаживают штурвал или специальный инструмент (не показаны) для увеличения момента вращения, передаваемого на направляющую 15 (фиг. 2), образуя механизм механического вращения 11. Создавая дополнительный момент вращения механизмом механического вращения 11 на направляющей 15, с дополнительным усилием вкручивают винт 10 в резьбовое отверстие 14, а конус 9 – раздвигает плашки 7 для окончательной центрации и фиксации корпуса 1 вместе с винтом 10, конусом 9 и направляющей 15 внутри трубы. Снимая один из упоров 20 (фиг. 1), из отверстия 12 (фиг. 2 и 3) извлекают рычаг 13 или с квадрата направляющей 15 снимают штурвал или инструмент. Потом на направляющую 15 при помощи центрального отверстия 6 надевают планшайбу 2 с резцедержателями 3, обращёнными в сторону трубы. При необходимости перед планшайбой 2 устанавливают упорную гильзу 19 (фиг. 2). Проводящий работы персонал при помощи рукояток 5 (фиг. 1) создают вращательное и поступательное в сторону трубы движения планшайбы 2 (фиг. 2 и 3) с резцедержателями 3. При этом снимается наружная изоляция или подготавливается торец трубы. Снятие наружной изоляции с конца трубы прекращается после упора планшайбы (фиг. 2) в корпус 1 или упорную гильзу 19.
Для снятия наружной изоляции и необходимости подготовки торца трубы. Сначала снимают наружную изоляцию резцами 4 при вращении по продольной подачи в сторону трубы планшайбы 2 с резцедержателями 3 до упора ее в корпус 1 или упорную гильзу 19. После чего планшайбу 2 отводят к механизму механического вращения 11, вылет резцов 4 в отверстиях 16 резцедержателей 3 перестраивают на обработку торца трубы, или снимают с направляющей 15 первую планшайбу 1 (для снятия наружной изоляции) и устанавливают вторую планшайбу 1 (для подготовки торца трубы). После чего проводящий работы персонал при помощи рукояток 5 (фиг. 1) создают вращательное и поступательное в сторону трубы движения планшайбы 2 (фиг. 2 и 3) с резцедержателями 3. При этом снимается фаска с торца трубы и подготавливается торец трубы.
По завершении необходимых работ снимают с направляющей 15 планшайбу 1, в отверстие 12 вставляют рычаг 13, фиксируют упорами 20 (фиг. 1) или на квадрат насаживают штурвал или специальный инструмент, образуя механизм механического вращения 11. Направляющей 15 при помощи механизма механического вращения 11 не до конца выкручивают винт 10 из резьбового отверстия 14, а конус 9 перестает подпирать плашки 7, которые перестают фиксировать корпус 1 внутри трубы. После чего корпус 1 извлекают из трубы, складывают в тару для транспортировки или переустанавливают внутрь другой трубы.
При необходимости операции с установкой и работой устройства повторяют описанными выше способами.
Для проведения операции снятия наружной изоляции и подготовки торцов труб не требуются внешних источников питания и затрачивается не более 30 мин, а без регулировки вылета резцов 4 в отверстиях 16 резцедержателей 3 – не более 15 мин. При этом все конструктивные элементы устройства просты и надежны в изготовлении, работе и обслуживании, так как отсутствуют мелкие и сложно сопрягаемые детали. При этом за счет регулировки вылета резцов 4 в отверстиях 16 резцедержателей 3 и подбора плашек 7 с необходимым вылетом из корпуса 1 можно настроить устройство для работы с трубами различного диаметра и с разной наружной изоляцией как для снятия изоляции, так и/или для подготовки торцов, то есть устройство достаточно универсально.
Предлагаемое устройство для снятия наружной изоляции с концов и/или подготовки торцов труб просты и надежны в изготовлении, работе и обслуживании, позволяет работать также в полевых условиях, снимать изоляцию с концов и/или подготавливать торцы труб за счет простой конструкции, отсутствия питания для работы и регулируемого радиального вылета резцов и плашек.