СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНО-ШОВНЫХ ТРУБ Российский патент 2013 года по МПК B21C37/12 

Изобретение относится к трубному производству, в частности к трубоэлектросварочному производству, и может быть использовано для автоматической двухсторонней сварки металлических полос при производстве спирально-шовных электросварных труб.

Известен способ изготовления спирально-шовных труб (патент СССР №362530, В21с 37/12, В23к 31/06, опубл. 13.12.1972 г.), выбранный в качестве прототипа, который включает стыковку полос рулона двухсторонним швом на отдельной поточной линии, причем первый шов накладывают на состыкованные кромки полос до их сворачивания в рулон с внутренней стороны рулона, а второй шов выполняют на стадии сворачивания рулона с его внешней стороны. Известен также способ изготовления труб указанного типа с (патент СССР №362530 А, опубликован 13.11.1973) со сваркой наружной и внутренней частей стыкового шва в нижнем положении до формовки за счет переворота полосы на 180° перед сваркой обратной стороны стыкового шва. Данный способ требует достаточно большого расстояния между установками сварки внутреннего и наружного швов или больших деформирующих усилий, поскольку предусматривает сложную деформацию (в 2 или более плоскостях).

В настоящее время спирально-шовные трубы изготавливаются из металла рулонного проката. После выработки предыдущего рулона к концу его полосы приваривается встык начало следующего. Сформованная труба режется на трубы мерной длины. При этом поперечный шов до формовки сваривается только с одной (внутренней) стороны автоматической сваркой под флюсом, с противоположной стороны сварка выполняется на трубе с выходом сварного шва на поверхность трубы.

Недостатком данной технологии является то, что начало и окончание сварки стыка на трубе выполняется на основном металле трубы, тогда как это не допускается и является дефектом. Данный дефект устраняется вырезкой участка трубы с поперечным швом, что приводит к перерасходу металла. В ряде спецификаций данный дефект считается допустимым, но его наличие снижает расчетные характеристики трубопроводов.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в исключении сварки поперечного шва на трубе с минимизацией габаритов оборудования и исключением дополнительной пластической деформации рулонной полосы до формовки.

Поставленная задача решается за счет того, что осуществляется автоматическая сварка стыка металлических полос с двух сторон в нижнем положении до формовки трубы (сворачивания в спираль металлической полосы). Первый стыковой шов полосы выполняется в нижнем положении автоматической сваркой под флюсом в исходном состоянии свариваемой полосы металла после размотки рулона. Второй стыковой шов выполняется в нижнем положении автоматической сваркой после переворота полосы на 180° (вокруг оси полосы) и одновременного поворота в горизонтальной плоскости с последующим заходом ее в формовочное устройство трубосварочного стана. В результате полоса в зоне переворота образует петлю, положение которой в горизонтальной и вертикальной плоскостях фиксируется специальными поддерживающими устройствами. Радиус изгиба петли R определяется в зависимости от толщины и предела текучести металла рулона из условия не превышения максимального напряжения изгиба предела текучести металла.

Изобретение поясняется чертежом, где показана технология двухсторонней автоматизированной стыковой сварки металлических полос для изготовления спирально-шовных труб.

Технологическая линия содержит: разматыватель рулонов 1, правильную машину 2, гильотинные ножницы 3, поперечные фрезы 4, стыкосварочную установку 5, первую пару тянущих валков 6, входные и выходные направляющие ролики соответственно 7 и 9, поворотную петлю полосы с поддерживающими устройствами 8, стыкосварочную установку 10, продольные фрезы 11, вторую пару тянущих валков 12, формовочное устройство трубосварочного стана 13.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Автоматическая сварка стыка металлической полосы выполняется с одной стороны после размотки рулона с разматывателя рулонов 1, поступления этой полосы на правильную машину 2 для правки, обрубки концов стыкуемых полос на гильотинных ножницах 3, фрезерования кромок под сварку поперечными фрезами 4. Подготовленные кромки собираются встык и свариваются в нижнем положении автоматической сваркой 5. Затем сваренная с одной стороны металлическая полоса, проходя по первой паре тянущих валков 6 и входных направляющих роликов 7, переворачивается на 180° с одновременным поворотом в горизонтальной плоскости, образуя поворотную петлю 8. После переворота полосы на 180° и прохода выходных направляющих роликов 9 на стыкосварочной установке 10 выполняется автоматическая сварка в нижнем положении с обратной стороны стыка. Движение полосы после поворотной петли 8 обеспечивается тянущими валками 12, в то время как первая пара тянущих валков 6 вытягивает полосу из рулона и перемещает ее до поворотной петли 8. После сварки обратной стороны стыкового шва с помощью продольных фрез 11 производится подготовка кромок под сварку спирального шва (обрезка краев полосы в размер и разделка кромок), после чего полоса подается под углом, определяемым шириной и толщиной полосы и диаметром трубы, в формовочное устройство трубосварочного стана. При этом, поскольку поперечный шов, стыкующий полосу при смене рулонов, заварен с обеих сторон, сварка наружной части поперечного шва в трубе не требуется.

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств спирально-шовных труб, получаемых на трубоэлектросварочных агрегатах, и расширения диапазона их применения. Способ включает стыковку рулонов полосы двухсторонним сварным швом до формовки трубы с накладыванием первого шва на состыкованные кромки полос с одной стороны в нижнем положении, а второго - с другой стороны в нижнем положении. Исключение вероятности возникновения концентраторов напряжений в местах пересечения основного - спирального шва с поперечным обеспечивается за счет того, что второй шов накладывают после переворота полосы вокруг ее оси на 180° и одновременного поворота в горизонтальной плоскости с образованием петли, фиксируемой в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с радиусом изгиба петли, определяемым в зависимости от толщины, ширины и предела текучести металла полос, и с последующим заходом полосы в формовочное устройство трубосварочного стана. 1 ил.

Способ изготовления спирально-шовных труб из рулонов полос, включающий стыковку рулонов двухсторонним сварным швом до формовки трубы с накладыванием первого шва на состыкованные кромки полос с одной стороны в нижнем положении, а второго - с другой стороны в нижнем положении, отличающийся тем, что второй шов накладывают после переворота полосы вокруг ее оси на 180° и одновременного поворота в горизонтальной плоскости с образованием петли, фиксируемой в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с радиусом изгиба петли, определяемым в зависимости от толщины, ширины и предела текучести металла полос, и с последующим заходом полосы в формовочное устройство трубосварочного стана.