Сварка участка трубопровода Ø1220´16 мм протяженностью 100 км с применением процесса Иннершилд

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО КУРСУ:

«Сварка магистральных трубопроводов»

 

на тему: «Сварка участка трубопровода Ø1220´16 мм                        протяженностью 100 км с применением процесса Иннершилд»

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовую работу №20

Содержание

 

 

Введение

В последние годы при строительстве магистральных трубопроводов на- 
шли применение механизированные процессы: полуавтоматическая сварка 
самозащитной порошковой проволокой Иннершилд, полуавтоматическая 
сварка проволокой сплошного сечения в среде углекислого газа методом 
STT, а также автоматическая сварка в среде защитных газов фирмы           CRC —Evans AW, автоматическая сварка под флюсом на трубосварочных базах, стыковая электроконтактная сварка непрерывным оплавлением.

Развитие механизированной и автоматизированной сварки, которые в 
сочетании с совершенствованием геометрии свариваемых кромок труб обеспечивают высокую стабильность технологических программ и высокое качество сварных соединений, не исключает применения ручной электродуговой сварки трубопроводов, в том числе для выполнения специальных работы исправления дефектов. Специальные работы предусматривают сварку крановых узлов, криволинейных участков, захлестов, катушек и других особо ответственных сварных соединений, при подготовке которых зачастую используют термическую резку кромок в процессе их подгонки.

Современные магистральные газонефтепроводы России работают под 
давлением до 8,4 МПа и, начиная с 1980-х годов, используют трубные стали 
класса прочности Х70. Сварочные работы ведут применяя большое количество марок электродов для ручной дуговой сварки, проволок сплошного сечения и порошковых, т.е. весь набор сварочных материалов. За рубежом проложены первые наземные трубопроводы на давление более 1 МПа из стали класса прочности Х80 с минимальным пределом прочности 550 МПа и проводятся исследования по строительству морских трубопроводов из этих сталей.

1. Технология сварки труб на трубосварочной базе в трехтрубные секции

Полевые трубосварочные базы применяют для механизированной сборки и сварки отдельных труб в секции длиной 24—36 м и более. Применение трубосварочных баз позволяет механизировать сборочные операции, применить высокопроизводительные методы сварки, организовать поточный контроль качества сварочных работ.

Для сборки и соединения труб в секции с применением автоматической сварки под флюсом применяется полустационарная сварочная база, состоящая из механизированной трубосварочной линии МТЛ – 121 и полевой автосварочной установки ПАУ-602.

Трудоемкие процессы при сборке труб в секции (накатывание одиночных труб, сближение труб, установка зазора, вращение секции, скатывание секции) на трубосварочных линиях механизированы, и управление осуществляется дистанционно.

Технологический  процесс  сборки  и сварки секций на линии сборки труб осуществляется  следующим   образом. В начале работы трубы укладывают трубоукладчиком на приемочный стеллаж, где производят подготовительные операции. Затем одиночные трубы при помощи   отсекателей   поочередно   отделяют от остальных труб, передавая их на рольганги продольного перемещения. После укладки первой трубы на рольганг линии она перемещается вправо (или влево) на позицию сборки. Далее на рольганг линии подают вторую трубу и отправляют на позицию сборки. Затем подается третья труба, которая остается на позиции сборки. После две крайние трубы подводятся к средней до соприкосновения кромок и осуществляется сборка секции с установкой внутренних центраторов. При этом собирается вначале один стык на прихватках, а затем второй. Трубы при сборке можно перемещать с помощью рольганга или приводом штанги центратора. После того как сварщики проварят   две   трети   периметра   каждого стыка, собираемую секцию устанавливают так, чтобы непроваренный участок стыка оказался в верхнем положении и ручная сварка осуществлялась не в потолочном положении, а в нижнем. После выхода центраторов из полости труб и перемещения их на лотке в исходное положение секция передается на вращатель и поворачивается на 180°.

Сборочно-сварочные работы на линиях сборки труб ведутся в освещенной кабине, что позволяет вести работы в две смены и при плохой погоде. Сварка первого слоя ручным или полуавтоматическим методом обеспечивает получение качественного сварного соединения. Сварка последующих слоев швов выполняется под флюсом на полевых автосварочных установках ПАУ-602, где секция накатывается на роликоопоры. Вращение секции осуществляется торцовым или роликовым вращателями. Наружная сварка швов может осуществляться одновременно двумя автоматами, что повышает производительность сварочной установки. Полностью сваренные стыки секций труб контролируют на стеллажах готовой продукции и вывозят на трассу.

Техническая характеристика ПАУ-602

Параметры	ПАУ-602
Диаметр свариваемых труб, мм	720-1420
Сварочный ток, А	До 600
Диаметр электродной проволоки, мм	2-3
Частота вращения секции, м/ч	25-90
Одновременно потребляемая мощность, кВт	140
Габаритные размеры, м	42х2х3,5
Масса, кг	6800

 

2. Оборудование  трубосварочной базы

2.1. Вращатель

Вращатели используют на ПАУ для создания непрерывного или периодического изменения положения собранного стыка относительно сварочной головки, обеспечивая выполнение процесса в нижнем положении с регулируемой частотой. Роликовый вращатель СВР-142 обеспечивает    окружную скорость секции труб диаметром 720-1420 мм с помощью  приводных  роликов, которые входят в контакт с внешней поверхностью труб. Он может быть использован в комплекте установок ПАУ, где выполняет следующие операции: вращение секции обрезиненными роликами и высокой равномерностью: отсекание, укладывание и снятие секций со стенда с помощью системы рычагов с электрическим приводом.

Табл. 2.1.1 - Техническая характеристика СВР-142

Показатели	СВР-142
Диаметр труб, мм	720-1420
Окружная скорость, м/ч	18,6-186
Мощность электродвигателя вращателя, кВт	3,2
Габаритные размеры, м	22х5,5х10

 

2.2. Перегружатель

Перегружатель устанавливают на механизированной линии.  Два перегружателя используют для сбрасывания сваренной секции с линии. Перегружатель представляет собой изогнутый рычаг, который приводится в действие штоком гидравлической системы. При подаче масла в нижнюю полость цилиндра шток поднимает рычаг в верхнее положение и происходит сбрасывание секции на покати.

2.3. Роликовые опоры

Роликовые опоры применяют при поворотной сварке секций труб на ПАУ при вращении секции. Каждая опора имеет корпус, в котором на оси устанавливается коромысло. На коромысле имеется два опорных ролика. Коромысло качается на оси и может занимать два положения: оба опорных ролика находятся в горизонтальной плоскости (рабочее положение-сварка); правый ролик опущен (сброс готовой секции).

Табл. 2.3.1 - Техническая характеристика ОР121

Показатели	ОР121
Диаметр свариваемых труб, мм	720-1420
Управление	Ручное с автоматической фиксацией коромысла в положении “закрыто”
Число перестановок роликов на коромысле	2
Габаритные размеры, м	0,7х0,25х0,3
Масса, кг	230

 

2.4. Тяговая лебедка

При сборке труб в секции на сборочном кондукторе используют тяговую лебедку ЛТ-82-1 для осевого перемещения одиночных труб.

Табл. 2.4.1 - Техническая характеристика ЛТ-82-1

Показатели	ЛТ-82-1
Тяговое усилие, кН	80
Скорость навивки каната, м/с	0.1
Диаметр каната, мм	25
Мощность, кВт	10
Размеры, мм Длина	1725
Ширина	1115
Высота	925
Масса, кг	1277

 

2.5. Сварочная  головка

Головку СГФ-1004 используют в полевой автосварочной установке  ПАУ-602 для автоматической сварки трубопровода под слоем флюса. Эта усовершенствованная головка позволяет вести сварку поворотных стыков труб по предварительно подваренному первому слою шва. Сварочная головка СГФ-1004 смонтирована на четырехколесной тележке и имеет электродвигатель с редуктором, подающий механизм, токопровод, бункер с флюсом, кронштейн с кассетой и пульт управления. Головка имеет корректор, который позволяет сместить электрод относительно зенита труб на величину 20—120 мм. Для обеспечения надежного подвода тока к электродной проволоке головка комплектуется токоподводами двух типов — пружинным и трубчатым. Пружинный токопровод используют для сварки труб диаметром 720—1420 мм, применяя проволоку толщиной 2—3 мм. Токоподвод имеет мундштук, на нижнем конце которого крепится токосъемник, состоящий из двух бронзовых накладок, одна из которых с помощью пружины давит на проволоку, обеспечивая надежный контакт.

Для подачи флюса в зону сварки головка комплектуется раздельным флюсоподводом, который жестко закрепляется с токоподводом и копирует его перемещение при работе корректором.

Табл. 2.5.1 - Техническая характеристика СГФ-1004

Показатели	СГФ-1004
Диаметр свариваемых труб, мм	325-1420
Вылет электрода, мм	30-50
Сила сварочного тока, А	1000
Диаметр электродной проволоки, мм	2-3
Скорость подачи проволоки, м/ч	186-565
Емкость кассеты с проволокой, кг	12
Длина сварочной головки, мм	825
Ширина сварочной головки, мм	400
Высота сварочной головки, мм	715
Масса(без проволоки и флюса), кг	40

 

2.6. Передвижная  электростанция

Для питания трубосварочной базы ПАУ-602 применяется передвижная электростанция АБ16-Т230 П-Р

2.7. Выпрямитель

Сварочные выпрямители собирают из полупроводниковых элементов-вентилей, которые используют для выпрямления переменного тока. Выпрямители имеют понижающий трансформатор с регулирующим устройством и блоки вентилей. В сварочных выпрямителях применяют селеновые или кремниевые вентили, собранные по трехфазной мостовой или шестифазной схеме выпрямления.

Табл. 2.7.1 - Техническая характеристика ВДМ-1001УЗ

Показатели	ВДМ-1001УЗ
Напряжение, В номинальное холостого хода	60 70
Номинальная мощность, кВ·А	88
Номинальный ток, А	1000
Пределы регулирования тока, А	315-1200
Габаритные размеры, мм	1100х700х900
Масса, кг	420

 

2.8. Станок для очистки и намотки проволоки

Сварочная проволока поступает в бухтах, при этом упаковка может иметь повреждение и проволока ржавеет. Кроме этого поверхность проволоки часто покрыта смазкой, на ней может быть окалина и грязь, попадание этих веществ в сварочную ванну нежелательно. Поэтому проволоку перед употреблением подвергают очистке на станке МОН-52, в закрытом вращающемся блоке с помощью иглофрез и наматывают с рядной укладкой в кассеты сварочных головок. Для подъема и установки проволочной бухты на станке установлено подъемное устройство. Станок позволяет очищать обычную сварочную проволоку и наматывать в кассеты омедненную проволоку.

 

 

 

Табл. 2.8.1 - Техническая характеристика МОН-52

Показатели	МОН-52
Мощность электродвигателя станка, кВт	5,1
Напряжение питания, В	380(3-50 Гц)
Размеры наматываемой кассеты, мм наружный диаметр	650
ширина	85
Скорость намотки, м/мин минимальная	75
максимальная	100
Грузоподъемность подъемника, кг	1960
Габаритные размеры, мм	2000х1120х1680
Масса станка, кг	900