Машины и агрегаты трубного производства

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Устройства для сжигания внутреннего грата. Существует метод сжигания внутреннего грата в процессе сварки труб. Кислородный гратосниматель состоит из штанги 7, головки 2, сменных сопел 3 и прижимного механизма ( 12.43). Штанга гратоснимателя состоит из двух трубок, расположенных одна в другой. По внутренней трубке 4 пойдет кислород, по трубке 5 циркулирует вода, охлаждающая штангу и головку гратоснимателя. Она выполнена в виде вилки из двух нержавеющих трубок, на концах которых имеются штуцеры для крепления сменных сопел. Зазор между соплами и внутренней стенкой трубы, обеспечивается роликовым упором 6. В нижней части штанги прижимной механизм, состоящий из пластинчатой пружины 7, рычага 8 и роликовой опоры 9.

Струя кислорода, подаваемого из двух сопел, направлена навстречу движению трубной заготовки под углом 60°. Сопла гратоснимателя находятся на расстоянии 80 - 100 мм от очага сварки, где температура составляет 1300 - 1400 °С. Под действием струи кислорода и высокой температуры грат сгорает. Для обеспечения равномерного сжигания необходимо, чтобы скорость сгорания грата соответствовала скорости сварки трубы. При недостатке кислорода происходит неполное сгорание грата, а при его избытке - окисление сжигаемого металла, что нарушает процесс горения. Недостатком этой установки является то, что капли металла, образующиеся в процессе сварки, даже при обильном охлаждении налипают на штангу, вследствие чего головку заклинивает и она часто выходит из строя. Это усложняет процесс производства труб и не обеспечивает стабильное удаление внутреннего грата.

Существует установка для удаления внутреннего грата электроэрозионным способом. Этот способ основан на том, что между двумя электродами, подключенными к источнику питания, возникает мощный электрический разряд, в результате чего металл в виде мелких частиц выбрасывается с поверхности электродов. В месте выброса металлов образуется лунка, размеры которой зависят от степени развития дугового процесса, мощности и частоты импульсов. Процесс происходит в жидкой среде: масле, керосине, воде, жидком стекле.

С целью стабилизации процесса сжигания внутреннего грата западногерманская фирма "KOKS" вместо чистого кислорода применила смесь кислорода и воздуха, а для улучшения качества обрабатываемой поверхности труб после гратоснимателя установила гратозакатывающую головку, состоящую из одного или нескольких разглаживающих роликов.

Удаление внутреннего грата кислородной струей в линии трубоэлектросва- рочных станов требует тщательной настройки установок, усложняет процесс производства труб, повышает себестоимость, а главное, не обеспечивает стабильно равномерного удаления внутреннего грата, т.е. необходимого качества труб.

устройство фирмы "Crownprince" для удаления в трубах внутреннего грата вне линии трубоэлектросварочных станов. Устройство состоит из станины 1 с зажимными патронами 3 и 4, установленными на подшипниках качения 5 и 6. Обрабатываемая труба удерживается зажимными патронами и приводится во вращение с помощью клиноременной передачи 7. Зачищающая головка 8 представляет собой цилиндрическое тело с двумя форсунками 9 для горячего газа. Между ними расположено щелевое сопло 10, через которое поступает кислород. Головка 8 перемещается возвратно- поступательно вдоль оси трубы с помощью штанги 11. Штанга 11 вмонтирована в верхнюю часть станины 1 посредством роликов 12 и 13 и снабжена системой зубьев 15, с которыми взаимодействует приводное червячное колесо 14. Горячий газ и кислород подаются к форсункам 9 и 10 через каналы 16. Перед зачисткой внутреннего грата для интенсификации начала процесса, конец трубы нагревается до определенной температуры электроиндуктивным устройством 17 от трансформатора 18. На противоположном конце расположено устройство 19 для отсасывания окалины и остатков отжига.

Рассмотренное устройство облегчает регулировку процесса сжигания внутреннего грата, однако не позволяет получить высокого и равномерного качества удаления внутреннего грата из-за колебаний внутренней геометрии обрабатываемых труб.

Установка для удаления внутреннего грата в электросварных трубах электроэрозионным способом. Труба 1 перемещается возвратно- поступательно тянущими клетями 2. Скорость перемещения трубы регулируется в пределах от 2 до 12 м/мин. Внутренний грат обрабатываемой трубы 1 служит одним из электродов. Другим электродом является рабочий чугунный диск, помещенный внутрь трубы на вращающейся штанге 4, приводимой в движение электродвигателем 5. В промежуток между дисковым электродом и гратом подается вода. Токоподвод к трубе осуществляется с помощью люнетов б, а к чугунному диску - через токо- подводящее устройство 7. В качестве источника питания применяется селеновый выпрямитель с регулируемым питанием 10...30 В и рабочим током до 3000 А. Стабильность процесса и качество удаления внутреннего грата, в основном, зависят от величины зазора между электродом-инструментом и гратом. Вследствие допусков по толщине и ширине ленты сохранить зазор между электродами постоянным невозможно. В результате процесс удаления внутреннего грата электроэрозионным способом протекает неравномерно, кроме того, износ инструмента по массе практически равен массе снятого грата.

Удаление внутреннего грата электроэррозионным способом характерно малой производительностью, нестабильностью процесса и высоким износом инструмента.

Устройства для деформации внутреннего грата. Наряду с установками для удаления внутреннего грата существуют устройства для его деформирования. Одним из таких устройств является головка для закатки внутреннего грата.

Закатку грата производят верхним рабочим роликом 2, нижние ролики 3 и 4 являются опорными и катятся по внутренней поверхности трубы. Перед эксплуатацией ролики головки выставляются по шаблону с таким расчетом, чтобы расстояние между нижними опорными и верхним раскатывающим роликом равнялось внутреннему диаметру трубы с плюсовым допуском. Корпус раскатывающей головки располагается внутри трубы так, чтобы ось рабочего ролика находилась в одной плоскости с осями роликов гладильной клети.

Для получения труб без внутреннего грата, на Московском трубном заводе электросварную трубную заготовку подвергали волочению на оправке. Волочение производили с различными обжатиями на волочильном оборудовании по обычной технологии.

Производительность волочильных станов составляла 400...500 м/ч. При волочении труб грат деформировался, частицы его отрывались и часто налипали на оправку. Это приводило к появлению на внутренней поверхности труб большого количества рисок, глубина которых превышала допустимую. Кроме того, волочение сварных труб с внутренним гратом сопровождалось образованием в зоне шва микротрещин, рисок и закатов. Все эти дефекты приводили к ослаблению сварного шва и повышенной отбраковке труб.

Устройства для предотвращения образования внутреннего грата. Изыскание способов производства высококачественных электросварных труб без внутреннего грата не ограничивалось исследование возможностей установок для удаления и деформирования внутреннего грата. Ряд работ был направлен по пути создания технологии производства электросварных труб без внутреннего грата.

Способ производства труб без внутреннего грата, запатентованный западногерманской фирмой "Siemens-Schukertwerke", заключается в том, что со специального барабана в сварочную щель непрерывно подается тонкая металлическая прокладка двутаврового или Т-образного профиля. В зоне схождения кромок прокладка заваривается в трубу и предотвращает попадание внутрь трубы сварочных брызг и образование внутреннего грата.

Фирма США "Magnetic Hiting Corp." применила для производства электросварных труб способ формовки, при котором трубы получаются с уменьшенным внутренним гратом.

Рассмотренные способы производства труб без внутреннего грата, снижают прочность сварного соединения, что не позволяет использовать их для дальнейшего передела. Применяются эти способы только для изготовления особо тонкостенных труб, например оболочек для кабеля. 

Австрийская фирма "Alpine", разработала технологию производства электросварных труб без внутреннего грата, основанную на предварительной подготовке кромок штрипса. В линии технологического оборудования перед формовочным станом устанавливается кромкоразделывающий станок, производящий непрерывное снятие фасок.

Фаски обрабатываются с обеих сторон полосы на одну треть толщины ленты под углом 20...45°. При тонкой полосе применяют меньшие углы, при толстой - большие. Фирма считает, что разделкой кромок грат можно только уменьшить, но не исключить окончательно. Поэтому, чтобы получить гарантированную чистую внутреннюю поверхность труб, после шовосжимающих валков устанавливается заглаживающий ролик.

При производстве труб без внутреннего фата в среде инертных газов известен также потолочный способ сварки. При такой сварке дуга подается снизу. В этом случае изменяется соотношение сил, действующих на сварочную ванночку: давление сварочной дуги направлено вверх, а сила тяжести расплавленного металла - вниз.

Однако при поточной сварке, несмотря на значительную экономию аргона, ведение технологического процесса (наблюдение за процессом сварки и регулирование его параметров) затруднено. Кроме того, наблюдается увеличение наружного фата, что требует дополнительной механической обработки.

В настоящее время ведутся работы по получению труб без внутреннего фата удерживанием расплавленной сварочной ванночки магнитным полем.