СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЙ СТЕНД

Изобретение относится к трубопроводному строительству и применяется для сварки поворотных стыков изолированных труб диаметром 520-1020 мм.
Прототипом изобретения является сборочно-сварочный стенд, содержащий блок стыковки, блок вращения и укрытие сварщиков, при этом блок стыковки включает в себя тележку с поворотной рамой на роликоопоре, имеющей привод продольного и вертикального перемещения, блок вращения содержит механизм вращения трубы, оба блока соединены друг с другом - см. "Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений" М. ВНИИЭ Газпром, 1969г., стр. 6-17. Недостатки прототипа состоят в следующем. Известный стенд - передвижная трубосварочная база - состоит из двух блоков, требует относительно длительной сборки и наладки; имеет жесткие опоры блока вращения, что не позволяет сваривать изолированные трубы; цепной привод вращения трубы не обеспечивает синхронизацию вращения трубы и подачи сварочной проволоки. Кроме того, конструкция укрытия сварщиков предусматривает ее перемещение вдоль свариваемых секций, что увеличивает время установки укрытия на рабочую позицию.
В связи с этим, техническая задача, решаемая изобретением, заключается в создании установки для сварки изолированных труб с улучшенными характеристиками, касающимися сокращения времени сборки и наладки стенда, обеспечения синхронизации
вращения трубы и подачи сварочной проволоки, предотвращения повреждения противокоррозионного покрытия труб, сокращения времени на установку укрытия сварщиков на рабочую позицию.
Эта задача решается так, что в сборочно-сварочный стенд, содержащий блок стыковки, блок вращения и укрытие сварщиков, при этом блок стыковки включает в себя тележку, имеющую механизмы продольного, поперечного и вертикального перемещения, блок вращения содержит механизм вращения трубы, оба блока имеют устройства для соединения с другими блоками, в соответствии с изобретением, дополнительно введены опорный блок, направляющий блок и вспомогательный блок, при этом механизм продольного перемещения блока стыковки выполнен в виде троссового привода, механизм поперечного перемещения - в виде винтовой передачи, механизм вертикального перемещения - в виде ручного гидравлического привода, опорный блок содержит пульт управления стендом, устройства для соединения с блоком стыковки и блоком вращения, а также - встроенную подвижную платформу, являющуюся основанием укрытия сварщиков, направляющий блок содержит механизм подачи штанги центратора и тележку с ложементом - для размещения центратора, вспомогательный блок имеет устройства для соединения с направляющим блоком, четыре роликоопоры - для штанги центратора, укрытие сварщиков представляет собой сборно-разборную конструкцию, закрепленную на подвижной платформе опорного блока и имеющую два места для размещения механизмов ручной сварки, при этом каждый из блоков имеет основание в виде сварной металлической рамы на опорах.
Частные исполнения изобретения заключаются в следующем:
- для удобства транспортировки штанга центратора выполнена в виде стальной трубной конструкции, состоящей из двух разъемных частей - головной и хвостовой,
соединенных друг с другом, головной торец штанги содержит узел соединения с центратором, хвостовой торец снабжен крышкой и закрепленными тягами управления центратором, к кронштейну головной части и крышке хвостовой части прикреплены соответствующие выводы пружинных талрепов, а внутри штанги проложен кабель электропитания гидропривода центратора, соединенный с наружным контактом, и тросы управления;
- механизм подачи штанги центратора содержит электродвигатель и редуктор, связанные между собой клиноременной передачей, и стальной трос, охватывающий ведущий шкив редуктора с помощью балансирного коромысла с отводящими роликами и снабженный по обоим его концам соответствующим пружинным талрепом;
- каждая из опор сварной металлической рамы соответствующего блока выполнена в виде винтового аутригера;
- блоки стыковки и вращения снабжены каждый четырьмя противоскатными стойками с защитными накладками;
- механизм вращения трубы блока вращения содержит электродвигатель и редуктор, который соединен карданной передачей с двумя роликоопорами.
На фиг.1 (а, б) изображен предложенный стенд, общий вид; на фиг.2 (а, б) - блок стыковки; на фиг.3 (а, б) - блок вращения; на фиг.4 (а, б) - опорный блок; на фиг.5 (а, б) - направляющий блок; на фиг.6 - схема привода штанги центратора; на фиг.7 -конструкция штанги центратора; на фиг.8 (а, б) - вспомогательный блок; на фиг.9 -укрытие сварщиков.
Сборочно-сварочный стенд по фиг.1 содержит блок 1 стыковки, блок 2 вращения, опорный блок 3, направляющий блок 4, вспомогательный блок 5 и укрытие сварщиков 6.
Блок 1 стыковки по фиг.1, 2 предназначен для приема собираемой одиночной трубы на роликоопоры, продольного, поперечного и вертикального перемещений при сборке стыка трубной секции и обеспечения вращения - поворачивания вокруг продольной оси трубы при сварке кольцевого стыка собранной секции.
Блок 1 по фиг.1 состоит из сварной металлической рамы 7 и размещенных на ней стыковочной тележки 8, прожектора 9 на стойке, четырех противоскатных стоек 10с резиновыми (защитными) накладками. Стыковочная тележка 8 опирается на раму 7 четырьмя колесами и имеет две подвижные роликоопоры 11 (фиг.2), с механизмами их перемещения в вертикальном, поперечном, продольном осевом направлениях. Каждая роликоопора 11 имеет два неприводных ролика 12.
Механизм 13 продольного перемещения тележки 8 снабжен тросом 14, закрепленным с натяжением за раму 7 блока 1 и витками охватывает шкив привода 13. Продольное перемещение осуществляется вращением рукоятки 15 привода 13.
Винтовой механизм поперечного перемещения тележки 8 содержит роликоопоры 11 и ворот 16. Ручной гидравлический механизм вертикального перемещения содержит штурвалы 17 соответствующих приводов.
Металлическая рама 7 (фиг.1) оснащена винтовыми аутригерами 18 и содержит устройства для соединения с опорным блоком 3 в виде проушин с пальцами,
Блок 2 вращения по фиг.1, 3 предназначен для приема собираемой изолированной трубы на приводные роликоопоры, приема внутреннего центратора в уложенную трубу, выполнения операций поворачивания трубы вокруг продольной оси совместно с центратором - при сборке стыка, и поворачивания собранной секции совместно с центратором - при сварке кольцевого стыка.
Блок 2 по фиг.1,3 состоит из сварной металлической рамы 19 со смонтированным на ней механизмами и устройствами для принятия и вращения трубы, а также размещенным на ней прожектором 20 на стойке. Рама 19 имеет четыре противоскатных стойки 21 с резиновыми защитными накладками, винтовой аутригер 22 и устройства для соединения с блоками 3 и 4 в виде проушин с пальцами 23.
Механизм вращения трубы (фиг.3) содержит электродвигатель и редуктор 24, соединенный, через малый карданный вал 25 и большой карданный вал 26, с двумя приводными роликоопорами 27.
Опорный блок 3 (фиг.4) предназначен для установки и соединения в единую конструкцию блока 1 стыковки, блока 2 вращения, направляющего блока 4, вспомогательного блока 5 и укрытия сварщиков 6. На блоке 3 размещен пульт 28 управления стендом.
Блок 3 состоит из сварной металлической рамы 29, имеющей профнастилпол. Блок 3 опирается на винтовые аутригеры 30 и имеет встроенную подвижную платформу 31 укрытия сварщиков 6. Платформа 31 имеет ролики и передвигается внутри рамы 29 по направляющим 32 приложением усилия к скобам 33. Его соединение с блоками 1,2 обеспечивается проушинами с пальцами 34, с укрытием сварщиков б - болтами - к подвижной платформе 31.
Направляющий блок 4 по фиг.5 с механизмом подачи центратора предназначен для ввода и вывода внутреннего центратора.
Блок 4 представляет собой сварную металлическую раму 35, на которой закреплен привод 36 подачи штанги центратора и установлена тележка 37 центратора с ложементом 38 для его размещения. Блок 4 соединяется с блоками 2,5 с помощью проушин с пальцами
39. Рама 35 опирается на винтовые аутригеры 40. Тележка 37, вместе ложементом 38, служат направляющими для ввода центратора в трубу.
Механизм 36 подачи штанги 41 центратора 42 по фиг.6 включает в себя электродвигатель и редуктор, связанные между собой клиноременной передачей, и стальной трос 43, охватывающий ведущий шкив 44 редуктора с помощью балансирного коромысла 45 с отводящими роликами 46. По обоим концам троса 43 имеются разжимные устройства 47, фиксирующие трос, и пружинные талрепы 48, обеспечивающие сцепление троса 43 с поверхностью отводящих роликов 46.
Штанга 41 центратора 42 представлена на фиг.7. Она выполнена в виде стальной трубной конструкции из двух разъемных частей - головной части 49 и хвостовой части 50, соединенных друг с другом. Торец части 49 имеет узел 51 соединения с центратором 42. Торец части 50 снабжен крышкой 52 с закрепленными на ней тягами 53 управления центратором 42. К кронштейну 54, закрепленному на головной части 49, и крышке 52 прикреплены выводы пружинных талрепов 48.
Внутри штанги 41 проложены кабель электропитания гидропривода центратора 42, соединенный с наружным контактом 55 и стальные тросы к тягам 53 управления.
Вспомогательный блок 5 по фиг, 8 предназначен для поддержания штанги 41 центратора 42, кабеля электропитания и тросов управления центратором 42, проходящих через штангу 41.
Блок 5 представляет собой металлическую каркасную конструкцию-ферму 56, опирающуюся на винтовые аутригеры 57 и имеет устройства для соединения с блоком 4 в виде проушин с пальцами 58. На ферме 56 блока 5 закреплены четыре роликоопоры для штанги 41: две роликоопоры 59 - с одним роликом (на концах фермы 56) и две роликоопоры 60 - с двумя роликами (для пропуска штанги 41 между ними). На ферме 56
укреплен футляр 61 для контактора, который подсоединяется к кабелю, соединенному с источником постоянного тока для подачи питания к контакту 55 штанги 41.
Укрытие б по фиг.9 представляет собой сборно-разборную металлическую кострукцию с брезентовым тентом - боковыми и торцевыми пологами в надвигаемой с боковой стороны на свариваемый стык. Металлическая конструкция укрытия состоит из крыши 62, боковых стен 63, торцевой стены 64 с металлической дверью и торцевой стены 65 с двумя откидными стенками 66 с фиксаторами 67. Боковые и торцевые пологи брезентового тента укрытия прикреплены к стенкам 63, 64 конструкции специальными серьгами-люверсами. Укрытие б имеет окна 68 в боковых стенках 63 и закреплено на подвижной платформе 31 блока 3 болтовыми соединениями. Необходимый воздухообмен в зоне нахождения сварщиков обеспечивается с помощью встроенных вентиляторов 69. Боковые пологи тента укрытия, прикрепленные к противоположным боковым стенам 63, имеют разъемное соединение в охватывающей трубу части полотнища, т.е. снабжены отверстиями 70 для трубы. Конструкция укрытия имеет места для размещения и закрепления двух комплектов аппаратов сварки.
Работа стенда осуществляется в следующей последовательности. Укрытие сварщиков 6 отводится и фиксируется в положении, открывающем зону для укладки труб. Для этого необходимо поднять и закрепить пологи стен 63,64, приложить усилия к скобам 33 подвижной платформы 31 в направлении "вне стыка", и после выката переместить укрытие 6 в крайнее положение, застопорив его фиксатором 67. Подготовленные для сборки и сварки две одиночные изолированные трубы поочередно подаются на стенд при помощи трубоукладчика. Первая труба опускается на неподвижные роликоопоры 27 блока 2 вращения с размещением зачищенного торца в центре зоны сварки на опорном блоке 3. Вторая труба укладывается зачищенным торцем в сторону
сборки стыка на подвижные роликоопоры 11 блока 1 стыковки на расстоянии 0,3-0,5 м от торца первой трубы. Тележка 37 с центратором 42, размещенном на ложементе 38. подъезжает к собираемой трубе и после того, как она упрется в кромку уложенной на блок 2 вращения первой трубы, центратор 42 входит внутрь нее. Перемещением тележки 8 блока 1 стыковки вторую трубу подводят к первой до соприкосновения кромок, вращая рукоять 15 привода 13 осевого перемещения. Если совмещенные кромки труб не имеют требуемого (нормативного) зазора в собираемом стыке по всему периметру, его регулируют, перемещая трубу подвижными роликоопорами 11 блока 1 стыковки, для чего вращают штурвалы 17 привода вертикального перемещения в направлении "вверх" или "вниз" до тех пор, пока нормативный зазор установится в верхней и нижней частях (секциях) стыка, или вращают вороты 16 привода поперечного перемещения роликоопор в направлении "вправо" или "влево" до достижения требуемого зазора в боковых частях (секторах).
Если не сошлись кромки труб в радиальном направлении, то одну трубу поворачивают вокруг своей оси. Для этого первую трубу поворачивают на блоке 2 вращения на требуемый угол до достижения совмещения кромок в радиальном направлении.
После совмещения кромок в радиальном направлении, производят регулировку зазора и сборку стыка с помощью центратора с постановкой прихваток.
Укрытие 6 сварщиков надвигается на стык. После постановки прихваток сварщики производят сварку корневого слоя шва стыка.
После окончания сварки выводят центратор 42, для чего используют тяги 53 для переключения золотников управления центратора 42, расположенные в его штанге 41. После выхода центратора 42 из трубы, он перемещается в ложемент 38. Далее
производится вывод укрытия б сварщиков в положение "вне стыка": боковые и торцевые пологи стен 63,64 поднимаются и фиксируются, освобождая стык труб. Собранная секция снимается со стенда трубоукладчиком. Вращением рукоятки привода 13 продольного перемещения тележка 8 блока 1 стыковки переводится в крайнее положение с использованием максимальной длины перемещения.
Для сборки и сварки следующей трубной секции операции повторяются. Предлагаемое устройство, в соответствии с описанием, обладает преимуществами, заключающимися в том, что, имея модульную структуру, не требует относительно длительной сборки и наладки; позволяет сваривать изолированные трубы без повреждения противокоррозионного покрытия; обеспечивает синхронизацию вращения трубы и подачи сварочной проволоки. Кроме того, время установки укрытия сварщиков на рабочую позицию незначительно.