Соединительные детали труб

Практическая работа №1

Тема: «Производство сварных и бесшовных труб.

Соединительные детали труб»

Цель: изучить методы производства труб и соединения их деталей.

Производство сварных труб.Сварные трубы изготавливают с помощью печной и электрической сварки.

Печная сварка (рис.1). Печная сварка труб [forge welding] —процесс производства прямошовных сварных труб, заключающийся в сворачивании в трубу заготовки штрипса, предварительно нагретой в проходной печи до 1300-1340 °С, и сварке давлением кромок заготовки. Печную сварку труб используют при производстве труб диаметром от 13,5 до 114 мм с толщиной стенки от 1,8 до 8 мм из низкоуглеродной стали.

Печная сварка применяется для изготовления газопроводных труб, исходным материалом для которых является малоуглеродистая мартеновская сталь марок Ст1кп2 и Ст2кп2. Ограничение содержания углерода в металле заготовок труб вызвано условиями свариваемости. Печная сварка стальной газопроводной трубы - непрерывный процесс сварки кромок горячекатанной заготовки (штрипса). После выхода из печи штрипса 1, нагретого до 1300^оС, его кромки обдуваются воздухом из сопл 2. В результате химических реакций в металле кромки разогреваются до 1400^оС и освобождаются от окалины при обдувании. Затем труба формуется первичными формовочными 3 и вторичными 5 валками. Перед сжатием на вторичных валках кромки штрипса нагреваются на до 1500^оС посредством обдува воздухом, поступающим из сопла 4. Этим способом изготавливают водогggggggggggggggggggggggазопроводные трубы D_y от 6 до 150 мм со стенками толщиной 1,8-5,5 мм. Трубы диаметром от 6 до 50 мм имеют шов, свариваемый давлением встык, а трубы диаметром от 50 до 150 мм – шов, свариваемый давлением на скошенные кромки, которые расположены внахлёстку.

Рисунок 1 - Схема печной сварки водогазопроводной трубы: 1 – горячекатанный штрипс; 2 – сопла подачи воздуха; 3,5 – валки; 4 – сварочное сопло.

Электрическая сварка (рис.2) шовных труб – непрерывный процесс соединения кромок трубной заготовки, формируемой из стальной ленты (углеродистая сталь марок Ст2, Ст3 всех степеней раскисления) в холодном состоянии на вальцах или прессах. Сформованная трубная заготовка сваривается одним из видов электрической сварки: дуговой или контактной.

Рисунок 2 - Формование трубных заготовок под сварку: а – на трёхвалковых вальцах; б – на многовалковых вальцах; в – схема образования спирального шва; г – заготовка на вальцах; д – предварительная формовка; е – окончательная формовка; 1 – вальцы; 2 – трубная заготовка; 3 – пресс предварительный; 4 – пресс окончательный; I, II, III – этапы гибки на вальцах; А – точка сварки

Дуговая сварка под флюсом (рис. 3).

Рисунок 3 – Схема дуговой сварки стальных труб под флюсом: 1 – трубная заготовка; 2 – проволочные электроды; 3 – флюс; 4 – шлаковая корка; 5 – шов; 6 – медная пластина; 7 – отсос флюса; 8 – бункер подачи флюса.

Между трубной заготовкой и проволочными электродами 2 возникает электрическая дуга, расплавляющая проволоку и оплавляющая свариваемые кромки трубной заготовки. Расплавленный металл заполняет стык. Чтобы предохранить металл шва от вредного воздействия воздуха, дуговую сварку ведут под слоем флюса 3, который в процессе сварки образует шлаковую корку 4 на шве 5. Установки для дуговой сварки под флюсом оборудуются специальными приспособлениями: медной токопроводящей пластиной 6, отсосом неспёкшегося флюса 7, бункером подачи флюса 8.

Контактная сварка (рис. 4) током высокой частоты с контактным и индукционным подводом тока – наиболее прогрессивный способ соединения кромок труб. Свариваемые кромки трубной заготовки 1 разогревают до пластического состояния токопроводящими контактами 2 или с помощью индукционной катушки 5. Кромки стыкового соединения свариваются за счёт обжатия трубной заготовки сварочными валками 4 (пунктирными линиями показаны пути распространения электрического тока в трубной заготовке).

Рисунок 4 – Схема сварки трубных заготовок током высокой частоты: а – с контактным подводом тока; б – с индукционным подводом тока; 1 – заготовка; 2 – контакты; 3 – точка сварки; 4 – сварочные валки; 5 – индукционная катушка.

Производство бесшовных труб.

Трубы стальные горячедеформированные бесшовные производят из круглой в сечении заготовки – штанги.

Процесс изготовления выглядит так: заготовка прогревается до температуры, при которой сталь становится пластичной. Затем на прошивном стане она превращается в полый цилиндр — гильзу. После этого по-прежнему раскаленная заготовка поступает в бесчисленные вальцы, где ее вытягивают и обжимают до необходимых диаметра и толщины стенок. Все это время внутри полого цилиндра гильзы остается оправка. На последнем этапе труба калибруется вальцами, охлаждается и нарезается на отрезки нужной длины.

Бесшовные теплодеформированные трубы (рис. 5) изготавливают в два этапа. Сначала на прошивном стане в заготовке 1, разогретой до белого каления, образуют (прошивают) сквозную круглую полость с помощью валков 2 и специальной оправки 3 (дорна). Второй этап – раскатка изготовленной гильзы 4 на специальном раскаточном стане с помощью валиков. В результате раскатки получают трубу требуемого диаметра и толщины стенки. Так же для производства теплодеформированных труб используют метод прокатки на пилигримных станах и непрерывной прокатки на автоматических станах.

Рисунок 5 – Схема изготовления бесшовных горячедеформированных труб: а – прошивка; б – раскатка; 1 – трубная заготовка; 2 – валки; 3 – оправка (дорн); 4 – гильза.

Бесшовные холоднодеформированные трубы (холоднокатанные и холонотянутые) изготавливают только ил углеродистых и легированных сталей. Заготовкой для таких труб служат теплодеформированные трубы. Холоднокатанные трубы получают, как и теплодеформированные, путём холодной прокатки на станках роликового и валкового типа, а холоднотянутые – путём волочения. Оба процесса ведутся без подогрева заготовок.

При волочении трубы протягивают через кольцо (волоку) с помощью специальных оправок, при этом диаметр труб уменьшается до определённого размера, причём качество поверхности труб улучшается. Волочением изготавливают трубы небольших диаметров со стенкой малой толщины. После изготовления, чтобы снять наклёп, холоднодеформированные трубы подвергают термической обработке – отжигу с последующей закалкой в зависимости от свойств стали.

Соединительные детали труб.

Соединительные детали (фитинги) для стальных труб делятся на

- резьбовые;

- сварные (с гладкими концами под сварку);

- фланцевые.

Резьбовые соединительные детали для водогазопроводных стальных труб изготавливают с цилиндрической резьбой (рис. 6). Для создания герметичного соединения цилиндрическую резьбу уплотняют льняной прядью, смоченной железным суриком, замешанным на натуральной олифе, или с помощью эластичной ленты ФУМ (табл. 1).

Сварные соединительные детали применяют при монтаже стальных трубопроводов на сварке. К сварным деталям относятся:

- крутоизогнутые отводы с углами 45, 60, 90^о для труб D_y от 40 до 600 мм;

- тройники равнопроходные для труб D_y от 40 до 400 мм и переходные для труб D_yхd_у от 50х40 до 400х350 мм;

- заглушки D_y от 25 до 500 мм.

Сварные соединительные делали изготавливают бесшовными из углеродистой стали, они рассчитаны на давление Р_y до 10МПа.

Таблица 1

Фланцевые соединительные детали (фланцы) используют для присоединения трубопроводов к оборудованию и для установки фланцевой арматуры. Фланцы присоединяют к трубам с помощью сварки, развальцовки и разбортовки. Тип фланцев, их толщину и количество болтовых отверстий выбирают в зависимости от D_y и Р. Герметичность фланцевого соединения обеспечивается соответствующей прокладкой.

Рисунок 6 – Соединение стальных труб на резьбе: а – соединение в сборе; б – эскиз сгона; 1 – соединяемая труба; 2 – муфта; 3 – контргайка; 4 – длинная резьба; 5 – сгон; 6 – короткая резьба

Практическая работа №2

Тема: «Соединительные части чугунных труб»

Цель: изучить методы производства соединения деталей чугунных труб.

Далее ⇒