УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУТЕРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к металлургическому машиностроению, в частности к устройствам для футерования металлических труб с помощью деформации наружной полимерной оболочки, и может быть использована при изготовлении труб с высокой эксплуатационной долговечностью.
Известно устройство для изготовления полых цилиндрических двухслойных изделий (а.с. СССР №1294410, В21С 23/22, опубл. 07.03.1987), включающее толкатель, снабженный калибрующим кольцом и воздействующий на деформирующий инструмент, который осуществляет раздачу внутренней заготовки до соприкосновения с наружной.
Недостатками известного устройства являются необходимость предварительной подготовки сопрягаемых поверхностей, угол конусности оправки обеспечивает деформацию только в пластической области, а также невозможность применения устройства для изготовления двухслойной трубы из других материалов без специальных приемов, например приклеивания.
Известно устройство для футерования металлической трубы пластмассовой оболочкой (патент РФ №2163546, В29С 63/42, опубл. 27.02.2007), содержащее средство для захвата оголовка пластмассовой оболочки, установленное соосно тяговое средство, канат, соединяющий их между собой, и деформирующий инструмент. Причем деформирующий инструмент выполнен в виде фильеры, внутренний диаметр которой равен наружному диаметру полиэтиленовой оболочки, а рабочая часть имеет в поперечном сечении форму сегментов круга и снабжена обжимающими выступами. Выполнение выступов обеспечивается запрессовкой шаров в соответствующие пазы в рабочей части фильеры. Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому устройству и принято за прототип.
Недостатком устройства является сложность при расчете количества и формы выступов, определяемых экспериментальным путем, а следовательно, возможность потери остойчивости (способности восстанавливать первоначальную форму после снятия действия внешних сил со стороны, противоположной первоначальному действию), которое может привести к снижению качества футерования. Кроме того, высока трудоемкость изготовления деформирующего инструмента.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в снижении трудозатрат при изготовлении труб и переоснастке инструмента, а также в повышении эксплуатационной долговечности футерованных труб за счет исключения коррозии наружной поверхности стальной трубы.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для футерования металлической трубы полимерной оболочкой, преимущественно в виде тонкостенной трубы, включающем средство подачи полимерной оболочки, установленное соосно с ним и соединенное с помощью каната тяговое средство и размещенный на торце металлической трубы деформирующий инструмент, согласно полезной модели, средство подачи полимерной оболочки выполнено в виде опорной тележки с закрепленной на ней проводкой и снабжено толкателем, а деформирующий инструмент выполнен в виде конической оправки с углом конусности 6-12°.
Кроме того, деформирующий инструмент выполнен с прорезью вдоль образующей конуса.
Выполнение средства подачи полимерной оболочки в виде опорной тележки с закрепленной на ней проводкой дает возможность при ее подкате получить наиболее близкий контакт проводки, а следовательно, и полимерной оболочки с деформирующим инструментом. Это позволяет точно осуществить соосность металлической трубы и полимерной оболочки, а также обеспечить осевую устойчивость полимерной оболочки в процессе ее раздачи, что гарантирует получение качественного покрытия. Кроме того, средство подачи полимерной оболочки снабжено толкателем, который сообщает
импульс полимерной оболочке и вызывает ее движение на деформирующий инструмент.
Выполнение деформирующего инструмента в виде конусной оправки с углом конусности 6-12° позволяет вести процесс деформации полимерной оболочки в высокоэластичной области, а дальнейшая релаксация возникающих напряжений обеспечивает плотное прилегание оболочки к наружной поверхности металлической трубы, чем достигается качественное футерование последней. Предусмотренный после завершения операции футерования откат тележки позволяет сразу приступить к отрезке конца полимерной оболочки и перестановке оправки с одновременной заменой полимерной оболочки в проводке, что значительно снижает трудозатраты при изготовлении труб и переоснастке деформирующего инструмента. Выполнение прорези вдоль образующей конуса оправки позволяет легко и быстро извлекать ее из конца полимерной оболочки за счет проведения операции отрезки конца полимерной оболочки.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 представлена схема изготовления футерованной трубы с помощью устройства, а на фиг.2 схематично показано средство подачи полимерной оболочки на операцию футерования.
Устройство для футерования включает средство подачи полимерной оболочки в виде опорной тележки 1, на которой закреплена проводка 2, расположено устройство на столе стана 3. Ход тележки 1 ограничен упором 4, а внутри проводки 2 находится полимерная оболочка 5. Толкатель 6, воздействующий на торец полимерной оболочки 5, соединен канатом 7 с тяговым средством 8. На торце металлической трубы 9, установленной соосно с проводкой 2 и полимерной оболочкой 5, установлена коническая оправка 10. При этом канат 7 проходит внутри полимерной оболочки 5 и металлической трубы 9. Для удобства осуществления процесса футерования свободные концы полимерной оболочки 5 и металлической трубы 9 опираются на опорные ролики 11.
Опорная тележка 1 (фиг.2) совершает возвратно-поступательные движения по столу стана 3, при этом проводка 2 может быть размещена, например, на призме 12 и зафиксирована с помощью прижимного механизма 13.
Устройство для футерования металлической трубы полимерной оболочкой работает следующим образом. Один конец проводки 2 помещают на призму 12, расположенную на опорной тележке 1, фиксируют и центрируют прижимным механизмом 13. Для удобства другой конец проводки 2 опирается на опорный ролик 11.
В проводку 2 вставляют полимерную оболочку 5, к концу оболочки подводят толкатель 6. Канат 7, проходящий через центр конической оправки 1C и металлической трубы 9 и связанный с тяговым средством 8, прикрепляют к толкателю 6. Тележку 1 с проводкой 2 и установленной в ней полимерной оболочкой 5 подводят вплотную к установленной на торце металлической трубы 9 конической оправке 10. С помощью тягового средства 8 и толкателя 6 с усилием Р подают полимерную оболочку 5 на деформацию конической оправкой 10. Оправка, имеющая угол конусности 6-12°, производит деформацию (раздачу) полимерной оболочки 5 в высокоэластичной области. Через некоторое время с помощью релаксации возникших в полимерной оболочке напряжений размер ее внутреннего диаметра достигает первоначальной величины, обеспечивая плотное прилегание полимерной оболочки к металлической трубе. После окончания процесса футерования опорную тележку 1 отгоняют назад, обрезают конец полимерной оболочки 5, используя прорезь на оправке и извлекая оправку 10, снимают или заменяют ее в случае надобности.
Предлагаемое устройство было опробовано для футерования трубы из стали Ст 20 с наружным диаметром 114 мм, толщиной стенки 5 мм и длиной 8 м. На торец стальной трубы 9 устанавливают, например, полую коническую оправку 10 с углом конусности 11° 18', выполненную из углеродистой стали. Фрезой на оправке выполнена вдоль образующей конуса прорезь шириной 8-10 мм. Канат 7 пропускают через стальную трубу 9, коническую
оправку 10 и проводку 2 с расположенной внутри нее полимерной оболочкой 5. Полимерная оболочка 5 выполнена, например, в виде трубы из полиэтилена низкого давления марки ПЭ - 63, имеет длину 8,20÷8,24 м, наружный диаметр 118 мм и толщину стенки 3 мм. Один конец каната 7 соединяют с тяговым средством 8, а другой - с толкателем 6, подпирающий задний торец оболочки 5. Посредством тягового средства 8 осуществляется натяжение каната 7, раздача оправкой 10 полиэтиленовой оболочки 5 по внутреннему диаметру до 122 мм (на 7%) и размещение ее в качестве наружного футерующего слоя на стальной трубе 9. Впоследствии за счет релаксационного механизма снятия напряжений полиэтиленовая оболочка плотно обжимает стальную трубу с остаточным натягом 1÷1,5%. По завершении процесса футерования оправку 10 вместе с концом полиэтиленовой оболочки отрезают от металлической трубы 9 и освобождают ее от оставшейся полиэтиленовой оболочки, выполнив надрез полиэтилена по прорези на оправке.
Вследствие того, что предлагаемое устройство имеет деформирующий инструмент в виде оправки с углом конусности, позволяющим проводить деформацию полимерной оболочки в высокоэластичной области, достигается получение такого напряженного состояния материала, которое обеспечивает в дальнейшем вступление в силу релаксационного механизма снятия напряжений и возвращение в исходное состояние деформированного полимерного материала. Этим обеспечивается плотное прилегание футерующей оболочки к металлической трубе. Кроме того, выполнение прорези вдоль образующей конуса на оправке позволяет легко и быстро извлекать ее из отрезанного конца полимерной оболочки после окончания операции футерования.
Использование предлагаемого устройства для футерования металлических труб полимерной оболочкой снижает трудозатраты при изготовлении труб и переоснастке инструмента, а также обеспечивает получение качественного наружного полимерного покрытия, что повышает эксплуатационную
долговечность труб за счет исключения коррозии наружной поверхности стальной трубы.