СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРУБЫ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1999 года по МПК B63B9/00 F16L23/00 

Изобретение относится преимущественно к судостроению, в частности к технологии изготовления судовых систем и трубопроводов, и может быть использовано в судоремонте, энергетическом строительстве, тяжелом и химическом машиностроении.

Известен способ изготовления судовых трубопроводов с приварными фланцами [1] , заключающийся в изготовлении проволочных шаблонов труб "по месту", измерении углов, определяющих взаимное положение болтовых отверстий фланцев, с последующей резкой и гибкой трубы по шаблону, а также сборкой ее с фланцами по измеренным углам. Измерение углов, определяющих взаимное положение болтовых отверстий фланцев, производится на стыкуемых шаблонах специальным угломерным устройством, а ориентация фланцев на согнутой трубе в процессе сборки производится с помощью оптического квадранта.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает возможность полного изготовления трубы на аналитической информации, поскольку резка и гибка трубы выполняется с помощью проволочного шаблона. Отсутствие полной аналитической информации с конфигурации трубы исключает возможность применения высокомеханизированного трубогибочного оборудования с программным управлением и механизированного трубосборочного станка, что повышает трудозатраты в процессе обработки труб.

Целью изобретения является сокращение трудоемкости изготовления магистральных труб за счет получения полной аналитической информации о ее конфигурации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления магистральной трубы по аналитической информации, включающему операции разметки мест установки фланцевых соединений трубопровода, измерении углов, определяющих взаимное положение болтовых отверстий фланцев, последующей резки и гибки трубы, сборки ее с фланцами по измеренным углам, в размеченном месте устанавливают и закрепляют имитаторы штатных фланцевых соединений, назначают количество изгибов магистральной трубы и их месторасположение, исходя из условий затесненности района, где будет расположена труба, затем измеряют линейный и три угловых размера, определяющих взаимное положение имитаторов, а также координаты концевой точки каждого изгиба, кроме первого и последнего. После этих измерений установленные имитаторы демонтируют, вводят полученную информацию в компьютер и в соответствии с программой определяют размеры прямолинейных участков магистральной трубы, углов изгибов и углов между плоскостями изгибов.

Разрезку и гибку магистральной трубы производят на высокомеханизированных станках по полученным размерам. Имитаторы штатного фланцевого соединения, имеющие по меньшей мере два диаметрально расположенных отверстия под болтовое соединение, устанавливают соосно геометрической оси штатного фланцевого соединения и закрепляют подвесками на прихватках.

На чертеже изображена схема измерения координат, определяющих взаимное положение имитаторов между собой.

Способ изготовления магистральной трубы по аналитической информации осуществляется следующим образом.

В помещении судна в соответствии с монтажной схемой трубопровода и исходя из условий размещения расставляют по трассе трубопровода имитаторы штатных фланцевых соединений 1, имеющие по меньшей мере два диаметрально расположенных отверстия под болтовые соединения. Имитаторы устанавливают соосно геометрической оси штатного фланцевого соединения и закрепляют подвесками 2 на прихватах.

Исходя из условий затесненности и месторасположения соседних имитаторов, назначают количество изгибов магистральной трубы и определяют в пространстве месторасположение концевой точки каждого промежуточного изгиба.

Предлагаемый способ изготовления магистральной трубы осуществляется с помощью специального измерительного устройства 3, обеспечивающего измерение и запоминание пространственных координат взаимного положения фланцев (имитаторов), а также координат концевых точек изгиба.

Это измерительное устройство устанавливают между двумя имитаторами на место будущей магистральной трубы (показана штрихпунктиром).

Измерительное устройство 3 содержит переходник 4, представляющий собой раздвижное устройство, предназначенное для базирования и ориентации концевых угломерных головок 5 относительно фланцев (имитаторов).

В конструкции переходника имеется винтовой механизм для передвижения в противоположные стороны с помощью торцевого ключа двух подвижных опор, на которых вдоль оси перемещения расположены ввертные пальцы, для фиксации переходников по двум диаметрально противоположным отверстиям фланцев (имитаторов) измеряемых труб.

Корпус переходника имеет выступ типа "ласточник хвост" для механического сочленения с концевой угломерной головкой 5, при этом одна из осей угломерной головки совмещается с осью фланца (имитатора) измеряемой трубы.

Концевая угломерная головка 5 имеет корпус, выполненный в виде трехосного карданного шарнира, с взаимно перпендикулярными осями вращения. На каждой из осей вращения установлены на подшипниках электрические датчики угловых перемещений типа индукционных вращающихся трансформаторов 2,5 БВТ-Д-5.

Концевые угломерные головки 5 соединяют между собой штангами 6 с помощью телескопического разъемного соединения. Комплект измерителя имеет штанги различной длины от 50 до 1000 мм, при этом длина штанги выполняется по первому классу точности.

В промежутке между штангами устанавливают промежуточную одноосную угломерную головку 7, которую соединяют со штангами телескопическим разъемным соединением. Корпус промежуточной угломерной головки 7 выполнен в виде карданного подвеса, вилка которого, поворачиваясь вокруг оси вращения, позволяет располагать в пространстве штанги по отношению друг к другу под любым из углов в диапазоне ± 120 градусов. На оси вращения промежуточной угломерной головки размещен датчик угловых перемещений.

При измерении координат концевой точки промежуточных изгибов (на чертеже точка "К" - точка перехода криволинейной части трубы в прямолинейную, лежащая на оси трубы), выполняемых с помощью лишь одной (любой ) концевой угломерной головки, используется наконечник (не показан), который соединяется со штангой разъемным телескопическим соединением.

Все датчики угловых перемещений (семь штук), размещенные в корпусах угломерных головок, подсоединяют кабелем 8 к электронному блоку 9.

Электронный блок 9 содержит корпус, внутри которого размещены элементы питания, стандартные печатные платы с микросхемами и элементами электроники. Печатные платы типа ПКФ-12 поставляемые по техническим условиям ЛШ3.036.002. ТУ. Верхняя часть блока выполнена в виде панели с клавишами управления и индикатором.

С панели управления электронного блока в его память заносится исходная информация:
- число и месяц выполнения измерений (для идентификации трубы);
- номер трубы (присваивают);
- назначенное число погибов;
- радиусы изгибов, равные 1,5 - 2,5 диаметра трубы;
- длину первого и последнего прямолинейного участка трубы (назначают);
- схема сборки измерительного устройство, т.е. коды набора элементов измерительного устройство последовательно слева направо (штанги, промежуточная угломерная головка, щуп с наконечником и т.д.).

Затем нажатием на клавишу "Изм" производится измерение. Если для измеряемой трубы назначено не более двух изгибов, процесс измерения на этом заканчивается.

Для магистральной трубы с тремя и более погибами процесс измерения продолжают в следующей последовательности.

Отсоединяют штанги 6 от правой или левой концевой угломерной головки 5 и к освобождающемуся концу подсоединяют щуп с наконечником, при этом набор штанг может быть также изменен; в зависимости от расстояния до концевой точки промежуточного изгиба.

С пульта управления электронного блока заносится новая исходная информация: коды новой схемы сборки элементов измерительного устройства, включая код используемой концевой угломерной головки. За счет свободных вращений в концевой угломерной головке и изменении угла в промежуточной угломерной головке устанавливают наконечник щупа в концевую точку промежуточного изгиба.

Нажатием на клавишу "Изм" производится измерение.

Для магистральной трубы с 4-мя погибами запись новой схемы сборки и измерение второй концевой точки промежуточного изгиба производят в той же последовательности.

Снимают измерительное устройство с имитаторов и аналогичным образом измеряют размеры для других магистральных труб.

Электронный блок подключают к компьютеру, в который передается записанная информация.

Определение размеров конфигурации магистральной трубы и взаимного положения ее штатных фланцев производится известным [2] методом последовательной разбивки трубы на участки с одним или двумя погибами. Результат расчета трубы на компьютере выдается в виде карты-эскиза трубы, в котором содержится вся аналитическая информация о трубе, а также эскиз трубы в трех проекциях с указанием габаритных размеров и изображением трубы в аксонометрии.

Определение размеров конфигурации магистральной трубы и взаимного положения ее штатных фланцев производится в следующей последовательности.

1. По измеренным вспомогательным параметрам, которые характеризуют величину поворота во всех предусмотренных в измерительном устройстве степенях свободны, а также по введенной информации о применяемых в данной схеме сборки номенклатуре штанг и других элементов, производятся последовательные повороты и плоскопараллельные переносы системы координат из центра левого имитатора в центр правого имитатора, получая координаты центра правого имитатора в системе координат центра левого имитатора, а также направляющие косинусы оси правого имитатора и оси проходящей через центры болтовых отверстий правого имитатора.

Рассчетные формулы по последовательному повороту осей и их плоскопараллельному способу общеизвестны [2].

2. Рассчитывается известный [3] комплекс размеров определяющих взаимное положение фланцев (имитаторов) в пространстве на основе общеизвестных тригонометрических формул.

3. Для трубы с количеством изгибов не более двух, задавшись величинами радиусов изгибов (R₁=R₂=R) равными 1,5 - 2,5 диаметра трубы и длинами прямых концевых участков (l₁=l₃=l) равными 1,0 диаметру трубы, рассчитывают по известным формулам [3] длину l₂ прямого участка между изгибами трубы, углы изгибов α₁ и α₂ и угол λ₁ между плоскостями изгибов.

4. Для трубы с количеством изгибов более двух информации о взаимном расположении фланцев, которая определяет положение только концевых изгибов - недостаточно. Необходимо зафиксировать положение в пространстве внутренних изгибов, для этого измерить координаты концевой точки каждого изгиба, кроме первого и последнего.

Методика расчета таких труб производится путем разбиения трубы на участки с одним или двумя погибами, последовательным расчетом конфигурации каждого участка в отдельности, определением угла между плоскостями погибов этих участков. Расчет выполняется на основе общеизвестных тригонометрических формул.

Технический результат от применения предложенного способа состоит в том, что открывается возможность изготовления по аналитической информации магистральных труб с любым количеством изгибов. Обеспечивается возможность выполнения резки, гибки и сборки трубы с фланцами на высокомеханизированном оборудовании, что сокращает трудозатраты.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 541720, кл. B 63 B 9/00, 16 23/00, 1977.

2. Авторское свидетельство N 990370, кл. B 21 D 9/00, 1983.

3. Справочник по математике Г.Корн и Т. Корн. Издательство "Наука", 1977 год. Глава 3.1.12 и 6.4.

Изобретение относится к судостроению и касается технологии изготовления трубопроводов при возможности использования в судоремонте, энергетическом строительстве, тяжелом и химическом машиностроении. Способ изготовления магистральной трубы по аналитической информации содержит операции разметки мест установки фланцевых соединений, резки, гибки трубы и сборки ее с фланцами. Описываемый способ имеет операции установки и закрепления в размеченном месте имитаторов штатных фланцевых соединений, измерения линейного и трех угловых размеров, определяющих взаимное расположение имитаторов, измерения координаты концевой точки каждого из назначенных изгибов трубы, кроме первого и последнего, которые сопровождаются последующим демонтажом имитаторов и вводом полученной информации в компьютер. С помощью последнего согласно программе определяют размеры линейных участков магистральной трубы, углов изгибов и углов между плоскостями изгибов, после чего по этим размерам режут и гнут данную трубу. При таком способе целесообразно имитаторы фланцевого соединения, имеющие по крайней мере два диаметрально расположенных отверстия под болтовое соединение, устанавливать соосно с геометрической осью штатного фланцевого соединения и закреплять подвесками на прихватках. Технический результат от реализации изобретения заключается в сокращении трудоемкости изготовления магистральных труб с помощью получения полной аналитической информации о их конфигурации. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления магистральной трубы по аналитической информации, включающий операции разметки мест установки фланцевых соединений трубопровода, измерения углов, определяющих взаимное положение болтовых отверстий фланцев, последующей резки и гибки трубы, сборки ее с фланцами по измеренным углам, отличающийся тем, что в размеченном месте устанавливают и закрепляют имитаторы штатных фланцевых соединений, назначают количество изгиба магистральной трубы и их местоположение исходя из условий затесненности района, где будет расположена труба, затем измеряют линейный и три угловых размера, определяющих взаимное положение имитатора, а также координаты концевой точки каждого изгиба, кроме первого и последнего, после чего имитаторы демонтируют, вводят полученную информацию в компьютер и в соответствии с программой определяют размеры линейных участков магистральной трубы, углов изгибов и углов между плоскостями изгибов, а режут и гнут данную трубу по этим размерам. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что имитаторы штатного фланцевого соединения, имеющие по меньшей мере два диаметрально расположенных отверстия под болтовое соединение, устанавливают соосно с геометрической осью штатного фланцевого соединения и закрепляют подвесками на прихватках.