litceysel.ru
добавить свой файл
1
РГОУ НПО “Профессиональное училище № 15 г. Новочебоксарск”



Автоматическая сварка неповоротных стыков труб установкой УАСТ - 1


Автор работы – Якимов Дмитрий Владимирович,

Руководитель – Андреева Л.Л.. преподаватель спецдисциплин


Новочебоксарск – 2010 г.

Оглавление

1. Актуальность и новизна технологии…………………………………………………2

2. Устройство установки УАСТ – 1………………………………….………………….2

3. Источник питания ДС 400.33, состав сварочного комплекса для автоматической сварки……………………………………………………………………………………….…4

4. Подготовка, сборка и сварка кольцевых стыковых соединений труб…...................6

5. Автоматическая односторонняя сварка проволокой сплошного сечения в углекислом газе корневого слоя шва………………………………………………..………7

6. Вывод……………………………….……………………………………..……………9

7. Использованная литература…………………………………………….……………10


Цель: Изучение новых производственных технологий сварки трубопроводов для применения их на практике.

Задачи:

1. Исследовать рынок труда по применению новых производственных технологий сварки.

2. Изучить устройство современного оборудования и технологию сварки труб установкой ГАСТ – 1 и сравнить с традиционной сваркой.


Актуальность и новизна технологий

Актуальным и новым при сварке трубопроводов является установка для автоматической сварки неповоротных стыков труб диаметром от 219мм до 1420мм. Применяется при прокладке магистральных нефтепроводов в Сибири и на Севере, строительству и реконструкции заводов, в самых крупных подразделениях ОАО “ГСИ” ОАО “Нефтезаводмонтаж” (Волгоград, Уфа) и ЗАО “ВНХМ” (Нижний Новгород).

Установка предназначена для использования в заводских (цеховых) условиях и в трассовых условиях.

Сварка производится проволоками: сплошной (СВ08Г2С) в CO2, порошковой в CO2 или аргоновых смесях. Низкоуглеродистая сварочная проволока с высоким уровнем легирования марганцем и кремнием. Применяется при повышенных требованиях к легирующему составу металла шва (Mg и Si). Позволяет сваривать загрязненные и покрытые коррозией детали. Обеспечивает минимальное разбрызгивание, хорошую растекаемость металла, отличный внешний вид шва. Прочность до К60.


Установка состоит: из сварочной головки – ГАСТ-1, направляющих поясов, блока управления и пульта дистанционного управления. Установка комплектуется соответствующим сварочным источником–ДС-400.33. Используется для сварки труб из низколегированных конструкционных сталей, легированных коррозионностойких сталей.

Технические характеристики

Т а б л и ц а 1.


Диапазон диаметров свариваемых труб, мм

219-1620

Скорость вращения сварочной головки ГАСТ-1, мм/сек

0,5-12

Скорость подачи электродной проволоки, мм/сек

16-200

Диаметр электродной проволоки, мм

0,8-2,0

Амплитуда колебаний горелки, мм

0-20

Скорость колебаний горелки, мм/сек

10-100

Время «задержки на кромках», с

0-1,0

Масса, кг, не более головки

блока управления

источника ДС400.33

21

8

40



Сварочная головка ГАСТ-1
  • Включает: привод перемещения головки по направляющему поясу, специализированную сварочную горелку, привод колебания сварочной горелки с регулировкой частоты и амплитуды колебаний, а также времени «задержки на кромках», механизм изменения угла наклона сварочной горелки, механизм позиционирования сварочной горелки, место для установки стандартной 5-ти килограммовой катушки с проволокой или катушки с по стандарту Lincoln Electric, надежный механизм подачи сварочной проволоки.


Имеет простое крепление на направляющем поясе при помощи зажима.

Переналадка на различные диаметры труб осуществляется сменными фиксаторами.
Направляющие пояса предназначены для установки и перемещения головки вокруг трубы. Для каждого диаметра трубы необходим соответствующий пояс.

Простая и удобная установка и фиксация пояса на трубе.

Долговечная конструкция из нержавеющей стали.

Блок управления с пультом дистанционного управления предназначен для задания режимов работы установки: регулировки скорости вращения сварочной головки, регулировки скорости подачи сварочной проволоки, регулировки частоты колебаний сварочной горелки, регулировки амплитуды колебаний сварочной горелки, регулировки времени «задержки на кромках» сварочной горелки, регулировки напряжения сварки.

Пульт дистанционного управления служит для управления процессом сварки. Сварочный источник в зависимости от выбранной технологии сварки установка комплектуется источником для механизированной сварки с управляемым каплепереносом - ДС 400.33УКП, который обеспечивает сварку «корня» с гарантированным обратным валиком во всех пространственных положениях.

Аппарат ДС 400.33 – это современный мощный 400-амперный инверторный источник питания для полуавтоматической сварки и наплавки в среде защитных или активных газов. Он предназначен для работы с подающим механизмом ПМ-4.33, но может эксплуатироваться и с подающими устройствами других типов. Дистанционное управление напряжением сварки, цифровая индикация тока и напряжения сварки, питание, как от стационарной сети, так и от дизель-генератора.

Технические характеристики ДС 400.33

Напряжение питания, В 380, +10-15

Потребляемая мощность, кВА, не более 20

Напряжение источника (плавнорегулируемый), В 16-36

Сварочный ток (плавнорегулируемый), А -


Номинальный режим работы ПН,

При + 40С 60

При +20С 100

Диапазон рабочих температур, С от -40 до +40

Масса, кг 44

Габаритные размеры, мм 610х280х535

В состав сварочного комплекса для автоматической сварки входит:


  • две сварочные головки АСТ-1 для автоматической сварки проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой в защитных газах и самозащитной порошковой проволокой всех слоев шва (корневой, горячий проход, заполняющие слои, облицовочный слой).

Технические характеристики механизма подачи сварочной проволоки ПМ 4.33

Таблица 1.

Наименование параметров

Значение параметров

Напряжение питающей сети, В

36(+10%;-15%)

Частота тока питающей сети, ГЦ

55(+15;-5)

Вид сварочного тока

постоянный

Тяговое усилие, не менее, Н

98

Номинальный сварочный ток, А

400

Максимальная потребляемая мощность, не более, Вт

150

Скорость подачи проволоки, м/мин

1,5…16

Диаметр сварочной проволоки, мм

0,6…2,0



  • два электронных блока управления сварочных головок УАСТ (для сопряжения сварочной головки с источником сварочного тока и редуктором подачи защитного газа);


  • направляющий пояс на две сварочные головки;

  • агрегат энергообеспечения с дизель-генератором на базе колесной или гусеничной техники с двумя специальными источниками сварочного тока инверторного типа ДС 400.33 УКП, для сварочных головок защитным инвентарным укрытием (палаткой) предпочтительно с откидными полами, стрелой для установки и перемещения защитного инвентарного укрытия (палатки), с рампой баллонов защитных газов, оснащенными редукторами с расходомерами и подогревателями, два пульта дистанционного управления сварочными головками ДУ УАСТ, два комплекта соединительных кабелей и шлангов.

  • станок обработки кромок труб под специальную разделку, установка индукционного нагрева для предварительного и сопутствующего подогрева центратор - внутренний (гидравлический или пневматический, передвижная мастерская для наладки и ремонта оборудования и хранения запасных частей.

Технические характеристики сварочных головок АСТ-1

Таблица 3.

Наименование параметров

Значения параметров

Диапазон диаметров свариваемых труб, мм

530…1420

Скорость перемещения сварочной головки, м/мин

0,01…0,72

Скорость подачи электродной проволоки, м/мин

1,0…16,0

Диаметр электродной проволоки, мм

0,8…2,0

Амплитуда колебаний горелки, мм

1…20

Поперечное смещение центра колебаний, мм

±5


Скорость колебаний горелки при максимальной амплитуде, м/с

0,015…0,1

Задержка колебаний на кромках, с

0…1,2

Ручное регулирование поперечного смещения горелки, мм

30+10

Номинальное напряжение питания, В

36

Потребляемая мощность установки, Вт

100

Максимальный сварочный ток, А

300

Частота тока питающей сети, Гц

50

Подготовка, сборка и сварка кольцевых стыковых соединений труб, специальных сварных соединений выполняется в соответствии с требованиями операционно-технологических карт сборки и сварки, разработанных по аттестованным технологиям сварки, и утвержденных организацией, выполняющей сварочные работы. До начала сварочных работ трубы должны пройти входной контроль.

Торцы труб обрабатываются механическим способом и защищены от механических повреждений обечайками, а также для предотвращения попадания внутрь труб влаги, снега и др. при транспортировке их концы должны быть закрыты инвентарными заглушками.

Контроль размеров подготовки кромок труб под сварку выполняется универсальными шаблонами типа УШС.

Свариваемые кромки и прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности свариваемых элементов зачищаются механическим способом шлифмашинкой на ширину не менее 30 мм без нарушения внутреннего гладкостного покрытия.

Сборку соединений труб одной номинальной толщины стенки выполнятся с применением внутренних гидравлических или пневматических центраторов.

Величина зазора при сборке стыковых соединений труб назначается в зависимости от применяемых способов сварки первого (корневого) слоя шва, диаметров сварочных материалов.

Сборку неповоротных кольцевых стыковых соединений труб на внутреннем центраторе выполнятся без прихваток.

При сварке корневого слоя шва соединений, сборка которых выполнена на наружном звенном центраторе, не допускается освобождать стягивающие механизмы центратора до выполнения не менее 60% корневого слоя шва, при этом участки корневого слоя шва следует равномерно располагать по периметру сварного соединения, начало и конец каждого участка обрабатываются механическим способом шлифмашинкой и иметь плавный переход для сварки оставшейся части корневого слоя шва. При применении специальных наружных центраторов, позволяющих выполнить сварку полного периметра корневого слоя шва, корневой слой шва выполняется по полному периметру.

Укладка (опускание) трубы или трубной секции на инвентарные опоры (лежки), деревянные брусья, мешки с песком или др. наполнителем выполняется после сварки.

Автоматическая односторонняя сварка проволокой сплошного сечения

в углекислом газе корневого слоя шва

Технологический процесс сварки корневого слоя шва проволокой сплошного сечения в углекислом газе неповоротных кольцевых стыковых соединений труб с применением головок АСТ-1 состоит из следующих основных операций:

- установка направляющего пояса с применением инвентарных шаблонов, обеспечивающих требуемую точность установки;

  • установка сварочных головок АСТ-1 на направляющий пояс;


  • подключение комплектов соединительных кабелей сварочных головок АСТ-1 к блоку управления сварочных головок и пульта дистанционного управления;

  • регулировка узла горелки каждой головки относительно разделки;

  • установка режимов сварки корневого слоя шва на пульте дистанционного управления ДУ УАСТ;

  • окончательная корректировка положения головок относительно оси свариваемых труб с помощью пульта дистанционного управления, выбор направления сварки;

  • сварка корневого слоя шва на спуск.

Сварка корневого слоя шва должна выполняться постоянным током обратной полярности. Направление сварки – на спуск. Каждой сварочной головкой выполняется сварка одного из полупериметров трубы (относительно вертикальной оси), при этом сварку второй сварочной головкой рекомендуется начинать после выполнения первой сварочной головкой не менее 250 мм корневого слоя шва на соответствующем полупериметре трубы.


Рекомендуемые параметры режимов автоматической сварки проволокой сплошного сечения в углекислом газе корневого слоя шва стыковых соединений труб сварочным комплексом УАСТ 1

Таблица 4.

Параметр

Величина параметра

Направление сварки

на спуск

Тип и полярность тока

постоянный, обратная

Базовый ток, А

40…50

Пиковый ток, А

230…250

Горячий старт, усл. ед

35…40


Скорость сварки, мм/сек

2,0…4,0

Скорость подачи проволоки, мм/сек

56

Скорость колебаний электрода, мм/сек

15…15

Время задержки электрода на кромках, сек

0,4

Амплитуда колебаний электрода, мм

0…4,0

Вылет электрода, мм

5…12

Угол наклона электрода (назад), град

0…15

Расход защитного газа, л/мин

15…20

Начальный и конечный участок корневого слоя шва, выполненного первой сварочной головкой, обрабатывается механическим способом шлифмашинкой для обеспечения плавного перехода при сварке корневого слоя шва второй сварочной головкой.

После выполнения корневого слоя шва его необходимо зачистить механическим способом шлифмашинками с набором дисковых проволочных щеток.

Контроль качества сварных соединений газопроводов должен производится лабораториями неразрушающего контроля, аттестованными в соответствии с ПБ 0337200 неразрушающего контроля, аттестованными в соответствии с ПБ 03-440-02. Контроль качества сварных соединений газопроводов осуществляется визуальным, измерительным и физическими методами контроля (основным, дублирующим, дополнительным).


ПРЕИМУШЕСТВА УАСТ-1

  1. Высокая скорость сварки ≈ 12м/час.

  2. Высокая производительность наплавки ≈ 3,6 кг/час.

  3. Стабильность автоматической сварки и сниженные требования к квалификации персонала.

  4. Высокое качество сварки.


ВЫВОД


Новая технология автоматической сварки неповоротных стыков труб установкой УАСТ-1 позволяет вести сварку магистральных нефтепроводов в Сибири и на Севере, так как скорость сварки установкой УАСТ-1 в 2 раза выше, чем при ручной дуговой сварке; производительность наплавки в 2-3 раза выше, чем при ручной дуговой сварке; высокое качество сварки достигается за счет стабильности процесса, его непрерывности, а также применения специальных проволок.

Работник является в большей степени оператором, чем сварщиком.


ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА


1. В. Г. Чирсков. Автоматическая сварка труб. //Сварочное производство. – 2008. - №10. – с. 20-23.

2. Мигунов А.И. Кризис дает шанс для освоения новой техники // Грани. – 2009. № . – 38 с. 2.

3. Галкин В.А. Серьезное оборудование для серьезной работы // Технотрон: научно-производственное предприятие. – 2009.

4. Еженедельник // Снабженец// № 19 май 2008 г.

Линовский С. А. Сварка трубных конструкций.