Способ соединения труб сваркой взрывом Советский патент 1987 года по МПК B23K20/08 

-

1 ,

Изобретение относится к сварке взрывом труб и может быть использовано при строительстве нефтепроводов и газопроводов.

Цель изобретения уменьшение трудоемкости и повышение качества сварного соединения,

На фиг. 1 изображены концы двух телескопически соединенных труб, готовых для соединения сваркой взры вом, продольное сечение; на фиг. 2 концы труб после сварки, продольное сечение.

Способ осуществляется следуюпсим

образом, 1

Конец охватываемой трубной секции 1 вставляется в охватывающую трубную секцию 2, имеющую развальцованный конец 3 под углом 5-8 к оси трубы (предпочтительно 6 ),

К наружной поверхности развальцованного конца 3 укладывают наружный полосообразный сварочный заряд 4 взрывчатого вещества (ВВ), другой такой же полосообразный сварочный заряд 5 ВВ прилагают к внутренней поверхности трубной секции 1 в зоне, расположенной под зарядом 4, Заряд 5 поджат к внутренне поверхности охватываемого конца трубной секции поджимными спицами 6.

Заряды 4 и 5 снабжены инициирующими шнурообразными зарядами 7 (наружный ) и 8 (внутренний), которые соединены с инициирующими передающими средствами 9 и 10 соответственно.

Инициирующие передающие средства 9 и 10 присоединены к общему детонатору 11. К зарядам 4 и 5 прикрепляют предварительно упакованные забивочные материалы 12 и 13 соответственно.

При воспламенении детонатора I 1 происходит одновременная передача энергии ударных волн по инициирующи передающим средствам 9 и 10 кшнуро- образным инициирующим зарядам 7 и 8 и одновременное подрывание последни Поскольку инициирующие шнурообразны заряды 7 и 8 имеют скорость детонации, существенно превышающую скорос детонации полосообразных зарядов 4 и 5, фронты детонационной волны сварочных зарядов 4 .и 5 будут перемещаться по окружности быстрее, чем вдоль оси трубы.

Ю

. ь 15

20

25

6082

В конечной точке, расположенной диаметрально противоположно начальной точке, фронты детонационной волны зарядов 4 и 5 встретятся под большим углом, уменьшая тем самым разрушающее действие, вызываемое встречным столкновением детонационных фронтов .

Пример. Для свайки были выбраны две секции трубы большого диаметра, используемой для строительства крупнообъемных, нефтепроводов. Наружный диаметр трубы 122 см, толшлна стенки 1,83 см. Один конец, длиной 29,2 см охватывающей трубной секции, был начисто обработан и развальцован под углом примерно 6 по отношению к горизонтальной стенке трубы.

Конец охватываемой трубной секции был начисто обработан и вставлен в охватывающий развальцованный конец первой секции так, чтобы внутренняя поверхность развальцованного конца соприкасалась по окружности с наружной передней кромкой охватываемого конца. В результате получена нахлестка, длиной 12,7 см, развальцованной секции на охватываемый конец. Сварочные заряды ВВ, изготовленные из

аматола (80% аммиачной селитры и 20% тротила), со скоростью детонации . около 4000 м/с были уложены в фигурные картонные контейнеры, которые были собраны в два непрерывных коль35 ца весом около 11 кг каждый. Эти

кольца имеют прямоугольное ступенчатое поперечное сечение с 2,54 см и шириной 6,4 см. Общая ширина 12,7 см, а общая длина подоб40 рана такой, чтобы одно кольцо могло охватывать наружный диаметр охватывающей трубной секции, а другое - внутренний диаметр охватываемой трубной секции,

45 Первый наружный сварочный заряд 4 ВВ был закреплен по всей окружности отогнутой кромки охватывающего конца, причем более толстый его край располагался ближе к телу трубы.

50

Второй внутренний сварочный заряд 5 ВВ был размещен вокруг внутреннего диаметра охватываемого конца второй трубной Секции в той зоне, над 55 которой бьш расположен наружный заряд, причем толстый его край был расположен вровень с концом трубы.

Посередине толстого края каждого упакованного заряда по всей длине

3 1

последнего, закреплен обладающий высокой скоростью детонации детонирующий шнур, содержащий 360 зерен петрина на метр. Скорость детонации детонирующего щнура, используемого при наружном, расположенном рядом с отогнутой кромкой зарядом, 8450 м Скорость детонации шнура, используемого при внутреннем расположенном около охватываемого конца заряде, 7430 м/с или на 13,7% меньше скорости детонации наружного шнура, что компенсировало укороченность на 13,7% кольца внутреннего шнура по сравнению с кольцом наружного шнура. Уменьшение скорости детонации осуществлялось за счет соединения быстро и медленно горяш 1Х шнуров, в результате чего была получена требуемая величина скорости детонации. Каждый из детонирующих (инициирующих) шнуров был соединен с отрезком стандартного детонирующего шнура длины, достаточной для подсоединения шнура к концу трубной секции, расположенному дальше от развальцованного конца. Точки соединения отрезков стандартного детонирующего шнура с детонирующим шнуром с высокой скоростью детонации расположены одна над другой с тем, чтобы возбуждение как внутреннего, так и наружного сварочных зарядов происходило в зонах их точного расположения одного над другим. Эти отрезки стандартного детонирующего щнура были подведены к открытому концу охватывающей тр убной секции, соединены; между собой и с общим капсулем-дето- натором.

Как внутренний, так и наружный сварочные заряды ВВ были покрыты слоем сухого песка, упакованного в картонный контейнер, который имеет ту же длину, что и взрывчатые заряды, и ширину 6,3 см с тем, чтобы этот слой выполнял функцию забивки данных зарядов. При воспламенении капсуля-детонатора энергия одновременно передается по стандартным детонирующим шнурам для поджога полых, обладающих высокой скоростью детонации детонирующих шнуров, которые, в свою очередь, .одновременно инициируют внутренний и наружный сварочные заряды. Вызванный детонацией сварочных зарядов фронт детонационной врлны перемещается в на608 4

правлении, параллельном .продольной оси трубы, вынуждая нахлесточные зоны трубы сближаться и образовывать сварное соединение.

J Данный способ сварки труб не требует для его реализации применения внутренних и наружных оправок.

Формула изобретения

1. Способ соединения труб сваркой взрывом, при котором соединяемые трубы устанавливают с заходом до упора конца одной трубы в раструб, выполненный на конце другой трубы, размещают в месте соединения труб сварочные лентообразные заряды, причем заряд, охватывающий раструб, располагают вокруг наружной поверхности

раструба, а процесс сварки осуществляют инициированием сварочного заряда с подпором внутренней поверхности конца охватываемой раструбом трубыt отличающийся тем, что,

с целью уменьшения трудоемкости и повышения качества сварного соединения, в качестве подпора используют дополнительный сварочный лентообразный заряд, инициирование сварочных зарядов осуществляют посредством полых детонационных шнуров, имеющих разные скорости детонации, размещенных вдоль лентообразных сварочных зарядов и в-контакте с ними в точках,

ближайших к меньшему диаметру раструба, при этом скорость детонации полых детонационных шнуров задают из соотношения

0

5

0

5

Y

V,

ем

где V. и V

вн

Б„ и D

ВЦ

- Dj

S;

скорость детонации полых детонационных шнуров, контактирую- щчх со сварочными зарядами, соответственно охватывающих раструб и расположенных со стороны внутренней поверхности одной из труб;

диаметры окружностей, которые образуют геометрические оси полых детонационных шнуров, имеющих скорости детонации соответственно

VH и V,

gj,, которые вы513

бирают большими скорости детонации сварочных зарядов не менее чем в 1,5 раза,

а инициирование полых детонационных шнуров осуществляют одновременно в точках, лежащих в плоскости, проходящей через геометрические оси соединяемых труб, и по одну сторону от этих осей.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что сварочные заряды покрывают забивочным материалом.

Зо Способ поп, 1, отл и чающий с я тем, что раструб выполняют под углом 5-8 к оСи трубы.

4. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что раструб выпол- няют под углом 6° к оси трубы.

г

//

Изобретение относится к области сварки взрывом труб и может быть использовано при строительстве нефтепроводов и газопроводов. Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и повышение качества сварного соединения. Способ применяется для сварки взрывом секций металлических труб большого диаметра, при котором внутренний и внешний обручеобразные заряды взрывчатого вещества одновременно взрывают в зоне расположения телескопически соединенных концов труб. Сварочные заряды взрывают одновременно посредством инициир то цих зарядов взрывчатого вещества с очень высокой скоростью детонации, превышающей скорости детонации сварочных зарядов более чем в 1,5 раза. Скорость детонации инициирующего взрывчатого вещества выбирают такой, чтобы взрыв сварочных зарядов производился одновременно по всей окружности труб при поддерживании расположения фронтов детонации один над другим и под большим углом к оси труб. Это позволяет избежать возможности воздействия на трубы неуравновешивающих сил и получить минимальную силу столкновения движущихся по окружности труб ударных волн, что предотвращает повреждение труб при сварке, 3 з.п. ф-лы, 2 ил. :: о СО С со NHA О5 о 00 см

epuf.Z

Редактор В, Ковтун

Составитель Т. Кричевец

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Заказ 1904/57 Тираж 976Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раупюкая наб., д. Д/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4