КОЛЬЦО МОНТАЖНОЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОГО УЗЛА ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ТРУБ БОЛЬШИХ РАЗМЕРОВ

Полезная модель относится к области строительства, а более конкретно к строительному оборудованию, предназначенному для использования при закреплении стен котлованов, в частности, при строительстве различных зданий и сооружений и линий метрополитена мелкого заложения.
В строительстве для изготовления сжатых элементов металлических конструкций эффективно используются тонкостенные трубы. В процессе изготовления конструктивных (строительных) элементов трубы торцуют, режут и сваривают, в том числе и стыковой сваркой.
Для сварки труб разработан ГОСТ 16037-80 «Соединения сварные стальные трубопроводов», Основные типы, конструктивные элементы и размеры. ИПК издательство стандартов, Москва.
В указанном ГОСТе 16037-80 разработаны различные типы стыковых сварных швов.
Однако соединение элементов конструкции такими сварными швами может быть произведено только после проведения определенной технологической подготовки и в заводских условиях.
Поэтому при больших размерах свариваемых труб (большом диаметре трубы и большой длине трубы) их соединение, да еще и в условиях строительной площадки, такими сварными швами очень затруднено.
Кроме того, соединение может быть недостаточно качественным, возможны перекосы.
cp.
сж.
ср.
сж.
В существующей строительной практике стыки труб больших размеров осуществляют с использованием накладок. Для этого три или четыре накладки (в сечении имеют форму сектора) вырезают из отрезков трубы такого же размера. Накладки укладывают по концам соединяемых труб и сваривают продольными (вдоль оси труб) сварными швами, которые работают на срез, что не очень эффективно, так как допускаемое напряжение сварных швов, работающих на срез [τ] меньше, чем допускаемое напряжение сварных швов, работающих на сжатие или растяжение [δ] или [τ]=0,6 [δ] (см. А.Н. Блинов, «Сварные конструкции», Млосква, Стройиздат, 1990 г., стр. 44-45 табл. 3, 4)
Из уровня техники при анализе известных технических решений не выявлено устройств, наиболее близких к заявленному техническому решению, предназначенных для использования при проведении сварочных работ труб больших размеров в условиях строительной площадки.
Достигаемым при использовании предлагаемой полезной модели техническим результатом является улучшение прочности и точности стыковой сварки труб больших размеров (большого диаметра и большой длины) с возможностью проведения сварочных работ в условиях строительной площадки.
Технический результат достигается тем что, для проведения сварочных работ труб больших размеров на строительной площадке используют стальное кольцо монтажное, которое предварительно до начала сварочных работ устанавливают между торцами соединяемых труб.
Кольцо монтажное соединительного узла для стыковой сварки труб больших размеров представляет собой стальной
горизонтально ориентированный укороченный цилиндр с наружным диаметром равным наружному диаметру соединяемых труб, на корпусе цилиндра со стороны торцевых сторон выполнены проточки с диаметром, равным внутреннему диаметру свариваемых труб, с обеих торцевых сторон на каждой из проточек выполнены пологие фаски, а на корпусе цилиндра ближе к центру с обеих сторон каждой из проточек выполнены фаски под углом 45°, в центральной части цилиндра выполнено отверстие для болтового соединения с упором, предназначенным для фиксации торцев соединяемых труб.
В настоящее время при проведении сварных работ для стандартного сварного шва С10 по ГОСТ 16037-80 необходима канавка между торцами свариваемых труб. Сечение канавки для сварного шва С10 формируется между двумя торцами труб, при этом торец одной трубы выполнен под углом 90° к оси трубы, а торец другой трубы выполнен под углом 45°.
В условиях строительной площадки изготовление качественного торца под углом 90° затруднительно, а изготовление торца с фаской 45° тем более.
В предлагаемом техническом решении торцевые фаски под углом 45° выполнены на кольце монтажном.
Кольцо монтажное изготавливается в заводских условиях, где есть соответствующее оборудование, и в готовом виде доставляется на строительную площадку. Использование предлагаемой конструкции кольца монтажного сокращает время подготовки для сварки и значительно повышает качество сварного стыка соединяемых труб.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство в сборе с трубами, на фиг. 2 - устройство в сборе, вид сбоку, на фиг. 3 - узел А, на фиг. 4 - разрез Б-Б, на фиг. 5 - промежуточное состояние сборки, на фиг. 6 - полная сборка со сварными швами.
При стыковой сварке труб большого размера в условиях строительной площадки используют предлагаемое кольцо монтажное 1 и упор 2.
Кольцо монтажное 1 выполнено в виде горизонтально ориентированного укороченного цилиндра 3. Наружный диаметр цилиндра 3 равен наружному диаметру соединяемых труб 4 и 5. На корпусе цилиндра 3 со стороны каждой из торцевых сторон выполнены проточки 6 и 7 диаметром, равным внутреннему диаметру свариваемых труб 4 и 5.
Также с обеих торцевых сторон на корпусе цилиндра 3 на уровне каждой из проточек 6 и 7 выполнены пологие фаски 8 и 9, а ближе к центру корпуса цилиндра 3 с обеих сторон каждой из проточек 6 и 7 выполнены фаски 10 и 11 под углом 45°. Упор 2 при сборке устанавливают в средней части корпуса цилиндра 3 и соединяют с кольцом монтажным 1 болтовыми соединениями в трех точках по окружности кольца 12.
На фиг. 5 показано, что между торцами соединяемых труб 4 и 5 и плоскостью фасок 10 и 11 на корпусе цилиндра 3 кольца монтажного 1 образуются выемки для сварных швов. На фиг.6 схематично показан выполненный сварной шов 13, который обеспечивает прочное соединение труб 4 и 5 в единую конструкцию большого размера.
Предлагаемая полезная модель функционирует следующим образом.
Соединительный узел доставляется на строительную площадку в собранном виде, а именно, кольцо монтажное 1 соединено болтовым соединением 12 с упорами 2. Кольцо монтажное 1 изготавливается на машиностроительном заводе, оборудование которого позволяет изготовить монтажное кольцо в полном соответствии с его чертежом. При этом фаски 8 и 9, 10 и 11 и проточки 6 и 7 монтажного кольца 1 являются его элементами и в сборе с упорами 2 формируют сечение сварного стыка труб 4 и 5.
На строительной площадке при соединении труб больших размеров проводят следующие действия.
С помощью подъемного оборудования одну из труб, например, 4 надевают на проточку 7 кольца монтажного 1 до упора в торец упора 2. Фиксируют кольцо монтажное 1 на трубе 4 точечной сваркой в двух-трех точках.
Поскольку на кольце монтажном 1 диаметр проточки 7 равен или немного меньше внутреннего диаметра трубы 4, то операция одевания трубы 4 на кольцо монтажное 1 происходит без особых усилий. Свободное, легкое одевание трубы 4 на проточку 7 кольца монтажного 1 также обеспечивает пологая фаска 9, выполненная на проточке 7 с торцевой стороны кольца монтажного 1.
Операция завершена. Одна труба надета на кольцо монтажное.
Процесс надевания другой трубы 5 на кольцо монтажное 1 происходит точно также с одной лишь разницей, что труба 5 устанавливается с другого торца кольца монтажного 1.
Операцию надевания другой трубы 5 на кольцо монтажное 1 проводят следующим образом.
Также с помощью подъемного оборудования другую трубу 5 надевают на проточку 6 кольца монтажного 1 до упора в торец упора 2. Фиксируют кольцо монтажное 1 на трубе 5 точечной сваркой в двух-трех точках. Поскольку на кольце монтажном 1 диаметр проточки 6 также равен или немного меньше внутреннего диаметра трубы 5, то операция одевания трубы 5 на кольцо монтажное 1 происходит без особых усилий. Свободное, легкое одевание трубы 5 на проточку 6 кольца монтажного 1 также обеспечивает пологая фаска 8, выполненная на проточке 6 с другой торцевой стороны кольца монтажного 1.
Операция завершена. Другая труба также надета на кольцо монтажное (см. фиг. 4 и фиг. 5)
Затем упоры 2 снимают с кольца монтажного 1 (см. фиг. 5).
После сборки стыкового узла (две трубы 4 и 5 и кольца монтажного 1 между ними) на поверхности стыковочного узла по всему периметру образованы две канавки (канавки образованы между торцами труб 4 и 5 и фасками 10 и 11 кольца монтажного 1), при этом поперечное сечение обеих канавок соответствует требованиям к сварному шву тип С10 ГОСТ 16037-80.
Стыковой узел готов к сварке (см. фиг. 5)
На фиг. 6 изображены сварные швы 13, сечения которых соответствуют всем требованиям ГОСТ 16037-80.
Использование предлагаемого кольца монтажного позволяет произвести:
- быстрый монтаж стыка на строительной площадке;
- обеспечивает соосность стыкуемых отрезков труб и прямолинейность трубы после сварки.
Таким образом, положительный экономический эффект от использования полезной модели заключается в том, что благодаря конструкции кольца монтажного возможно произвести высококачественный сварной стык двух отрезков труб (большого диаметра и длины) в условиях строительной площадки.