УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОСТИ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ФЛАНЦЕВ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСЕВОЙ ЛИНИИ ТРУБ
DEVICE TO CONTROL PERPENDICULARITY OF FLANGE SURFACE WITH RESPECT TO TUBE AXIAL LINE

Устройство относится к области машиностроения и может быть использовано в процессе установки фланцев на трубы для контроля перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб, например при прокладке нефтепроводов.
Фланцевое соединение - наиболее уязвимое и слабое место трубопровода. Сборка труб с фланцами является одной из наиболее распространенных и ответственных операций при изготовлении и монтаже трубопроводов, так как расстройство фланцевого соединения вызывает необходимость отключения трубопровода.
Наиболее близким по технической сути является устройство контроля отклонения от перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца описанное в ВСН 362-87 «Изготовление, монтаж и испытание технологических трубопроводов» п.5.8.1., содержащее контрольный угольник и щуп. Для измерения отклонения от перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца на каждом технологическом этапе приварки трубного фланца контрольный угольник приставляют к фланцу и определяют величину отклонения. Эта процедура довольно трудоемка и занимает много времени.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, позволяющего оперативно проводить контроль перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб на всех этапах процесса приварки фланцев к трубам без применения дополнительных измерительных приборов.
Поставленная задача решена за счет устройства контроля перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб характеризующегося тем, что содержит лазерный излучатель и мишень, установленные на отдельные монтажные основания; монтажное основание, содержащее лазерный излучатель, выполнено с возможностью установки на трубный фланец и обеспечения вращения лазерного излучателя в плоскости, параллельной уплотнительной поверхности трубного фланца, при этом лазерный излучатель установлен на монтажное основание с возможностью регулирования направления оси лазерного луча; монтажное основание, содержащее мишень, выполнено с возможностью установки на трубный фланец или торец трубы; монтажные основания снабжены расположенными по их периметрам регулируемыми упорами; в каждом из монтажных оснований выполнены окна, расположенные в местах соответствующих расположению регулируемых упоров; регулируемые упоры соединены с монтажными основаниями при помощи резьбовых соединений; монтажные основания выполнены в форме дисков; лазерный излучатель снабжен, по меньшей мере, тремя котировочными винтами; мишень выполнена в виде прозрачной вставки с матированной поверхностью с нанесенными концентрическими окружностями; монтажные основания дополнительно снабжены подпружиненными прижимами.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг.1 - поперечный разрез монтажного основания с установленным лазерным излучателем, на фиг.2 - монтажное основание с установленным лазерным излучателем, на фиг.3 - поперечный разрез монтажного основание с установленной мишенью, на фиг.4 - монтажное основание с установленной мишенью, на фиг.5 - схема расположения устройства на трубопроводе.
На фиг.1, 2, 3, 4, 5 изображены труба 1, трубный фланец 2, монтажное основание 3, лазерный излучатель 4, монтажное основание 5, мишень 6, упоры 7, котировочные винты 8, прижимы 9, окна 10, ось 11 лазерного луча.
Устройство контроля перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб выполнено следующим образом.
Устройство контроля перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб содержит лазерный излучатель 4 и мишень 6. Лазерный излучатель 4 установлен в центр монтажного основания 3 с возможностью регулирования направления оси 11 лазерного луча, т.е. регулирования угла между осью 11 лазерного луча и поверхностью монтажного основания 3. Опционально монтажное основание 3 в центральной своей части снабжено поворотной площадкой, непосредственно на которую, в случае ее наличия, установлен лазерный излучатель 4. Возможность регулирования направления оси 11 лазерного луча относительно поверхности монтажного основания 3 опционально достигается за счет того, что лазерный излучатель 4 снабжен, по меньшей мере, тремя котировочными винтами 8. Мишень 6 установлена на монтажном основании 5. Монтажное основание 3 и монтажное основание 5 опционально выполнены в форме дисков и снабжены, расположенными по их периметрам, радиально ориентированными регулируемыми упорами 7. Регулируемые упоры 7 соединены с монтажными основаниями 3 и 5 при помощи резьбовых соединений. Мишень 6 выполнена в виде прозрачной вставки с матированной поверхностью, на которую нанесены концентрические окружности. В монтажных основаниях 3 и 5 выполнены сквозные окна 10, расположенные в местах соответствующих расположению регулируемых упоров 7. Монтажные основания 3 и 5 опционально снабжены подпружиненными прижимами 9.
Устройство работает следующим образом.
Контроль перпендикулярности рабочей поверхности фланцев относительно осевой линии труб может проводиться на всех этапах процесса приварки трубного фланца 2, начиная с предварительной «прихватки» трубного фланца 2 и, далее, при выполнении корневого, заполняющих и облицовочного слоев сварного шва. Для проведения контроля перпендикулярности рабочей поверхности привариваемого трубного фланца 2 относительно осевой линии трубы 1 на трубный фланец 2 устанавливают монтажное основание 3 с установленным лазерным излучателем 4, таким образом, чтобы уплотнительную поверхность привариваемого трубного фланца 2 располагалась параллельно плоскости монтажного основания 3. Поочередной регулировкой упоров 7, расположенных на монтажном основании 3, их перемещают до положения, когда зазоры между поверхностью внутреннего диаметра фланца 2 и рабочими торцами упоров 7 минимальны и позволяют осуществлять вращение монтажного основания 3 вокруг своей оси. После соответствующей проверки упоры 7 фиксируют, например, при помощи контргаек. Для удерживания монтажного основания 3 на контролируемом фланце 2 в отверстия для стяжных шпилек фланца 2, располагая равномерно по окружности, устанавливают три прижима 9, оснащенные пружинными прижимными пластинами. На противоположный конец трубы 1 или на расположенный на нем приварной фланец устанавливают при помощи упоров 7 монтажное основание 5 с установленной мишенью 6. Обеспечивая равноудаленность рабочих торцов упоров 7 от края монтажного основания, 5 поочередным регулированием упоров 7 их перемещают до соприкосновения с внутренней поверхностью приварного фланца или трубы 1 и, далее, с некоторым усилием закрепляют монтажное основание 5, исключая его самопроизвольное выпадение. Проводят проверку перпендикулярности оси 11 лазерного луча плоскости монтажного основания 3. Для этого включают полупроводниковый лазерный излучатель 4, контролируя положение пятна лазерного луча на мишени 6, поворачивают монтажное основание 3, вокруг своей оси, тем самым осуществляя вращение лазерного излучателя 4 в плоскости уплотнительной поверхности привариваемого трубного фланца 2. Таким образом, вместе с лазерным излучателем 4 вращается все монтажное основание 3, включая упоры 7, при этом вращение лазерного излучателя 4 осуществляется в плоскости, параллельной плоской уплотнительной поверхности трубного фланца 2. Вращение лазерного излучателя 4 может обеспечиваться и другими конструктивными решениями монтажного основания 3, например, снабжением данного основания 3 поворотной площадкой, на которую непосредственно устанавливается лазерный излучатель 4, в этом случае при вращении лазерного излучателя 4 упоры 7 остаются неподвижными. При обеспечении перпендикулярности оси 11 лазерного луча плоскости монтажного основания 3 центр пятна лазерного луча при повороте монтажного основания 3 не смещается. В случае, если при повороте монтажного основания 3 центр лазерного пятна перемещается по окружности, необходимо провести регулировку положения полупроводникового лазерного излучателя 4, регулируя тем самым направление оси 11 лазерного луча. При проведении регулировки, вращением трех котировочных винтов 8, расположенных на фланце-держателе, центр пятна лазерного луча перемещают в центр описываемой лучом окружности. Для проверки качества регулировки, контролируя положение пятна лазерного луча на мишени 6, повторно поворачивают монтажное основание 3 вокруг своей оси. При необходимости регулировку повторяют до получения приемлемого результата. Отклонение от перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца 2 относительно осевой линии трубы 1 в процессе приварки фланца 2 к трубе 1 визуально определяют по смещению пятна лазерного луча относительно центра мишени 6. При обеспечении условия перпендикулярности лазерного луча внутренней плоскости монтажного основания 3 и, следовательно, уплотнительной поверхности трубного фланца 2, численное значение отклонения от перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца 2 относительно осевой линии трубы 1 в процессе приварки фланца 2 к трубе 1 определяется по формуле:
где n - значение неперпендикулярности, мм;
a
- расстояние на мишени между центром пятна лазерного луча и центром мишени;
D - наружный диаметр уплотнительной поверхности, м;
L - расстояние между лазерным целеуказателем и мишенью, м.
Таким образом, предлагаемое устройство, установленное на монтируемый фланец 2, позволяет проводит контроль перпендикулярности уплотнительной поверхности фланца 2 относительно осевой линии трубы 1 в процессе всех технологических операций монтажа фланца 2 трубу 1 без применения дополнительных измерительных приборов.
Техническим эффектом предлагаемого технического решения является создание устройства, позволяющего оперативно проводить контроль перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб на всех этапах процесса приварки фланцев к трубам без применения дополнительных измерительных приборов за счет устройства контроля перпендикулярности уплотнительной поверхности фланцев относительно осевой линии труб характеризующегося тем, что содержит лазерный излучатель и мишень, установленные на отдельные монтажные основания; монтажное основание, содержащее лазерный излучатель, выполнено с возможностью установки на трубный фланец и обеспечения вращения лазерного излучателя в плоскости, параллельной уплотнительной поверхности трубного фланца, при этом лазерный излучатель установлен на монтажное основание с возможностью регулирования направления оси лазерного луча; монтажное основание, содержащее мишень, выполнено с возможностью установки на трубный фланец или торец трубы; монтажные основания снабжены расположенными по их периметрам регулируемыми упорами; в каждом из монтажных оснований выполнены окна, расположенные в местах соответствующих расположению регулируемых упоров; регулируемые упоры соединены с монтажными основаниями при помощи резьбовых соединений; монтажные основания выполнены в форме дисков; лазерный излучатель снабжен, по меньшей мере, тремя котировочными винтами; мишень выполнена в виде прозрачной вставки с матированной поверхностью с нанесенными концентрическими окружностями; монтажные основания дополнительно снабжены подпружиненными прижимами.