RU2732846C1 - Method of jointed edges preparation for welding for of pipe and fitting connection at right angle - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: claimed invention relates to welding, namely to a method of preparation of jointed pipe edges and fitting for their welded connection at right angle, used in production of tees and crosses, which are installed on main pipelines. In the method of preparation of jointed edges for welding to connect pipe and fitting at right angle, preparation the jointed edges of pipe mouth and edge of fitting. Then, cutting the jointed edges of pipe mouth is performed under smoothly varying inclination angle from smaller to larger. Preparation of fitting edge is performed with mating smoothly varying angle of inclination from larger to smaller and provides for formation at connection of fitting edges and tube mouth angle between them 50°±5° along entire length of welded seam.

EFFECT: possibility of using automatic welding in invariable mode when welding fittings to pipes at right angle as a result of creation of constant angle between welded edges and, as a result, constant area of cross section of welded seam.

3 cl, 3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области сварки, а именно к способу разделки стыкуемых кромок трубы и присоединительного патрубка для их сварного соединения под прямым углом, применяемого при изготовлении тройников и крестовин (фитинга), которые устанавливают на магистральные трубопроводы, служащие для транспортировки различных сред в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The claimed invention relates to the field of welding, namely to a method for cutting butting edges of a pipe and a connecting pipe for welded joints at right angles, used in the manufacture of tees and crosses (fitting), which are installed on main pipelines serving to transport various media in oil, gas, chemical and other industries.

В настоящее время все большее число производителей переоборудует и модернизирует свои предприятия, производственные комплексы и линии, улучшает технологическое оснащение, касающееся, в том числе замены аппаратов ручной сварки на аппараты автоматической сварки. Данное переоснащение позволяет повысить производительность и обеспечить качество сварных соединений, в т.ч. сварных соединений труб и присоединительных патрубков, работающих под избыточным давлением, не зависящее от квалификации и опыта сварщика. Использование автоматической сварки также приводит к снижению расходов на контроль готовой продукции и приемо-сдаточные мероприятия.At present, an increasing number of manufacturers are re-equipping and modernizing their enterprises, production facilities and lines, improving technological equipment, including the replacement of manual welding machines with automatic welding machines. This re-equipment allows to increase productivity and ensure the quality of welded joints, incl. welded joints of pipes and connecting pipes operating under excess pressure, regardless of the qualifications and experience of the welder. The use of automatic welding also leads to a decrease in the costs of finished product inspection and acceptance procedures.

Из уровня техники известно сварное угловое соединение патрубка с трубой (ГОСТ 16037-80. Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры, условное обозначение У19), в котором оси свариваемых изделий пересекаются под углом 90° (прямым). Перед сваркой на кромке стыкуемого изделия (патрубка) выполняют скос под углом 50° ± 5° к горизонтали. From the prior art, a welded corner joint of a branch pipe with a pipe (GOST 16037-80. Welded joints of steel pipelines. Basic types, structural elements and dimensions, symbol U19) is known, in which the axes of the welded products intersect at an angle of 90 ° (straight). Before welding, a bevel is made at the edge of the butted product (branch pipe) at an angle of 50 ° ± 5 ° to the horizontal.

Известный способ выполнения сварного соединения не обеспечивает постоянство угла между стыкуемыми кромками соединяемых изделий (патрубка с трубой). Непостоянство геометрических параметров стыка кромок приводит к невозможности применения автоматической сварки в неизменном непрерывном режиме, поскольку для заварки участков стыка большей ширины приходится выполнять дополнительные прерывистые проходы, что приводит к возможности возникновения дефектов сварного шва. И как следствие, при использовании данного способа разделки кромок не обеспечивается постоянство площади поперечного сечения сварного шва.The known method for performing a welded joint does not ensure the constancy of the angle between the abutting edges of the products to be joined (a pipe with a pipe). The inconsistency of the geometric parameters of the edge joint leads to the impossibility of using automatic welding in a constant continuous mode, since additional intermittent passes have to be performed to weld the joint sections of greater width, which leads to the possibility of weld defects. And as a consequence, when using this method of edge preparation, the constancy of the weld cross-sectional area is not ensured.

Также известен способ сварки патрубка с оболочковой конструкцией (SU 1138282, МПК B23K 33/00, B23K 31/06, опубл. 07.02.1985 г.), при котором выполняют разделку кромок под сварку, устанавливают патрубок в отверстие оболочки и осуществляют сварку, при этом разделку кромок патрубка и оболочки выполняют под постоянным углом α к оси патрубка в каждом сечении по периметру шва, при этом кромку разделки оболочки располагают на линии пересечения наружной поверхности оболочки и патрубка.Also known is a method of welding a branch pipe with a shell structure (SU 1138282, IPC B23K 33/00, B23K 31/06, publ. 07.02.1985), in which the edges are cut for welding, the branch pipe is installed in the shell hole and welding is performed, when In this case, the cutting of the edges of the pipe and the shell is performed at a constant angle α to the axis of the pipe in each section along the perimeter of the seam, while the cutting edge of the shell is located on the line of intersection of the outer surface of the shell and the pipe.

В способе сварки патрубка с оболочковой конструкцией, в отличие от предыдущего аналога, осуществлена постоянная глубина разделки кромок по длине стыка. Однако данный способ разделки кромок также не обеспечивает постоянство площади сечения сварного шва при приварке стыкуемых изделий когда их оси пересекаются под прямым углом, так как в этом случае угол α вырождается в 90°. Данный способ предназначен для случаев приварки патрубков к оболочковым конструкциям, когда их оси скрещиваются. In the method of welding a branch pipe with a shell structure, in contrast to the previous analogue, a constant depth of groove along the length of the joint is realized. However, this method of cutting edges also does not ensure the constancy of the sectional area of the welded seam when welding butted products when their axes intersect at right angles, since in this case the angle α degenerates into 90 °. This method is intended for cases where nozzles are welded to shell structures when their axes are crossed.

В данном способе невозможно применить автоматическую сварку из-за непостоянства геометрических параметров стыкуемых кромок в случае, когда оси свариваемых изделий пересекаются под прямым углом.In this method, it is impossible to apply automatic welding due to the inconstancy of the geometric parameters of the butted edges in the case when the axes of the welded products intersect at right angles.

Таким образом, в известных способах разделки кромок для сварного соединения под прямым углом трубы и патрубка не обеспечивается постоянство геометрических параметров кромок стыкуемых изделий в каждом сечении сварного шва.Thus, in the known methods of cutting edges for a welded joint at a right angle of a pipe and a branch pipe, the constancy of the geometric parameters of the edges of the butted products in each section of the weld is not provided.

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке способа разделки кромок для сварного соединения трубы и патрубка под прямым углом, при котором обеспечиваются постоянные геометрические параметры стыка кромок по всей длине сварного шва.The technical problem to be solved by the present invention consists in the development of a method for cutting edges for a welded joint of a pipe and a branch pipe at a right angle, which provides constant geometric parameters of the joint of the edges along the entire length of the weld.

Решение поставленной технической задачи в способе разделки кромок для сварного соединения трубы и патрубка под прямым углом достигается тем, что разделку стыкуемой кромки отверстия трубы выполняют под плавно переходящим углом наклона от меньшего к большему, при этом разделку кромки патрубка выполняют с ответным плавно переходящим углом наклона от большего к меньшему, выполненным таким образом, что при стыковке кромок патрубка и отверстия трубы, между ними образуется угол 50° ± 5º по всей длине сварного шва.The solution of the technical problem posed in the method of cutting edges for a welded joint of a pipe and a branch pipe at a right angle is achieved by the fact that the cutting of the butting edge of the pipe hole is performed at a smoothly changing angle of inclination from a smaller to a larger one, while the cutting of the edge of the branch pipe is performed with a reciprocal smoothly rolling angle of inclination from larger to smaller, made in such a way that when the edges of the branch pipe and the pipe hole are joined, an angle of 50 ° ± 5 ° is formed between them along the entire length of the weld.

На трубе разделку кромки начинают от верхней точки трубы, расположенной вдоль ее осевой линии, с 0° и плавно переходят в угол 25º± 5º, расположенный в нижней части отверстия трубы.On the pipe, the groove starts from the top point of the pipe, located along its centerline, from 0 ° and smoothly passes into an angle of 25 ° ± 5 °, located at the bottom of the pipe hole.

На месте стыка патрубка и верхней точки трубы, расположенной вдоль ее осевой линии, разделку кромки на патрубке выполняют под углом 50°± 5º и плавно переходят на угол 25°± 5º, располагаемый в нижней части патрубка.At the junction of the branch pipe and the upper point of the pipe located along its center line, the cutting edge on the branch pipe is performed at an angle of 50 ° ± 5 ° and smoothly transition to an angle of 25 ° ± 5 ° located in the lower part of the branch pipe.

Технический результат, достигаемый при реализации настоящего изобретения, заключается в обеспечении возможности применения автоматической сварки в неизменном режиме при приварке патрубков к трубам под прямым углом в результате создания постоянного угла между свариваемыми кромками и, как следствие, постоянной площади поперечного сечения сварного шва.The technical result achieved with the implementation of the present invention is to provide the possibility of using automatic welding in a constant mode when welding nozzles to pipes at right angles as a result of creating a constant angle between the edges to be welded and, as a consequence, a constant cross-sectional area of the weld.

Настоящее техническое решение позволяет осуществлять приварку патрубков к трубам, а также приварку патрубков к котлам и сосудам под прямым углом, используя автоматическую сварку. Использование автоматической сварки повышает производительность, технологичность, исключает влияние человеческого фактора (непрофессионализм сварщика, недостаточный опыт работы, невнимательность и т.п.), что повышает качество сварного соединения, и, как следствие, долговечность службы трубопровода.This technical solution allows welding of pipes to pipes, as well as welding of pipes to boilers and vessels at right angles using automatic welding. The use of automatic welding increases productivity, manufacturability, eliminates the influence of the human factor (unprofessionalism of the welder, insufficient work experience, inattention, etc.), which increases the quality of the welded joint, and, as a consequence, the durability of the pipeline.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, на которых представлено: на фиг. 1 - вид сверху на сварное соединение, получаемое в результате применения настоящего способа (вид со стороны патрубка), на фиг. 2 – вид спереди на сварное соединение (сечение плоскостью А-А), на фиг. 3 - вид сбоку на сварное соединение (сечение плоскостью Б-Б). The essence of the proposed method is illustrated by drawings, which show: Fig. 1 is a top view of the welded joint obtained as a result of applying the present method (view from the side of the pipe), FIG. 2 is a front view of the welded joint (section by plane A-A), in Fig. 3 - side view of the welded joint (section by plane B-B).

Представленный на чертежах и описанный ниже вариант получения сварного соединения при применении заявляемого способа разделки кромок приведен, прежде всего, в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.The variant of obtaining a welded joint presented in the drawings and described below when using the inventive method of cutting edges is given, first of all, for illustration purposes and should not be construed as limiting the scope of claims.

Заявляемый способ разделки кромок применяют при приварке патрубков к трубам или трубопроводам, имеющим как одинаковые, так и разные диаметры.The inventive method of cutting edges is used when welding nozzles to pipes or pipelines having both the same and different diameters.

Предлагаемым способом могут быть сварены трубы 1 и патрубки 2 как круглого, так и овального сечения. При этом овальность труб 1 и/или патрубков 2 должна находиться в пределах допуска в соответствии с ГОСТ 10704-91.The proposed method can be used to weld pipes 1 and pipes 2 of both round and oval cross-section. In this case, the ovality of pipes 1 and / or branch pipes 2 must be within the tolerance in accordance with GOST 10704-91.

Соединяемые сваркой трубы 1 и патрубки 2 могут быть изготовлены, например, из стали марок 09Г2С, 13ХФА, 10ХСНД, либо из любых других материалов, для соединения которых возможно применение заявляемого способа.Pipes 1 and nozzles 2 to be welded together can be made, for example, from steel grades 09G2S, 13XFA, 10XSND, or from any other materials for which the proposed method can be used.

Заявляемый способ осуществляют, например, следующим образом.The inventive method is carried out, for example, as follows.

В графической программе, например, «Компас», либо любой другой программе создают трехмерные модели трубы 1 и присоединяемого патрубка 2. Затем на трубной плазме или фрезерном станке с числовым программным управлением по созданной модели вырезают заготовки трубы 1 (в трубе выполняют отверстие под патрубок) и патрубка 2. Разделку стыкуемой кромки отверстия трубы 1 выполняют под плавно переходящим углом наклона от меньшего к большему, при этом разделку кромки патрубка 2 выполняют с ответным плавно переходящим углом наклона от большего к меньшему, образованными так, что при стыковке кромок патрубка 2 и отверстия трубы 1, между ними образуется постоянный угол 50°± 5º по всей длине сварного шва.In a graphics program, for example, "Compass", or in any other program, three-dimensional models of pipe 1 and an attached branch pipe 2 are created. Then, on a pipe plasma or a numerically controlled milling machine using the created model, pipe blanks 1 are cut out (a hole for the branch pipe is made in the pipe) and branch pipe 2. The cutting of the butting edge of the pipe hole 1 is performed at a smoothly changing angle of inclination from smaller to larger, while the cutting of the edge of the branch pipe 2 is performed with a reciprocal smoothly changing angle of inclination from larger to smaller, formed so that when the edges of the branch pipe 2 and the hole are joined pipes 1, a constant angle of 50 ° ± 5 ° is formed between them along the entire length of the weld.

При равенстве диаметров трубы 1 и присоединяемого патрубка 2 разделка кромок осуществляют следующим образом.If the diameters of the pipe 1 and the connected branch pipe 2 are equal, the cutting of the edges is carried out as follows.

На отверстии трубы 1 разделку кромки начинают от верхней точки трубы (поз. 3 на фиг. 2), расположенной вдоль ее осевой линии, с 0° и плавно переходят в угол 25º± 5º к горизонтали, расположенный в нижней части отверстия под соединение трубы 1 с патрубком 2 (поз. 4 на фиг. 2), что показано на разрезе А-А (фиг. 2). Для соблюдения постоянства угла разделки стыкуемых кромок в 50º± 5º на патрубке 2 выполняют разделку кромки следующим образом: на месте стыка патрубка 2 и верхней точки трубы 1, расположенной вдоль ее осевой линии, разделку кромки 2 делают под углом 50°± 5º к горизонтали и плавно переходят на угол 25°± 5º к горизонтали, что показано на разрезе Б-Б (фиг. 3). Разделение 50º± 5º поровну в нижней точке трубы 1 между кромками отверстия трубы 1 и патрубка 2 (поз. 4 на фиг. 2) не является обязательным и зависит от применяемого на предприятии оборудования (обрабатывающие центры, сварочные роботы). On the pipe hole 1, the groove starts from the upper point of the pipe (pos. 3 in Fig. 2), located along its center line, from 0 ° and smoothly go into an angle of 25 ° ± 5 ° to the horizontal, located in the lower part of the hole for the pipe connection 1 with a branch pipe 2 (item 4 in Fig. 2), which is shown in section A-A (Fig. 2). To maintain the constancy of the groove angle of the butted edges of 50 ° ± 5 ° on the nozzle 2, the edge is cut as follows: at the junction of the nozzle 2 and the top point of the pipe 1 located along its center line, the groove 2 is made at an angle of 50 ° ± 5 ° to the horizontal smoothly pass to an angle of 25 ° ± 5 ° to the horizontal, which is shown in section BB (Fig. 3). Dividing 50º ± 5º equally at the lower point of the pipe 1 between the edges of the opening of the pipe 1 and the branch pipe 2 (item 4 in Fig. 2) is optional and depends on the equipment used at the enterprise (machining centers, welding robots).

В случае, если диаметр патрубка 2 меньше, чем диаметр трубы 1, то диапазон угла разделки кромки патрубка 2 от 50°± 5º до 30°± 5º, при этом соответственно диапазон угла разделки кромки отверстия трубы 1 от 0 до 20º± 5º.If the diameter of the branch pipe 2 is less than the diameter of the pipe 1, then the range of the groove angle of the edge of the branch pipe 2 is from 50 ° ± 5º to 30 ° ± 5º, while the range of the groove angle of the opening of the pipe 1 is from 0 to 20º ± 5º.

После этого, на фрезерном обрабатывающем четырехкоординатном центре, по программе, составленной по модели, производят чистовую обработку кромок отверстия трубы 1 и патрубка 2.After that, on the milling machining four-axis center, according to the program drawn up according to the model, the edges of the pipe hole 1 and the branch pipe 2 are finished.

Далее осуществляют сборку трубы 1 и патрубка 2 под сварку посредством, например, центраторов. Применение центраторов обеспечивает правильное фиксирование стыкуемых изделий, а также свободный доступ к выполнению сварочных работ (прихватку). После осуществляют автоматическую сварку изделий с формированием кольцевого стыкового сварного соединения по всему периметру шва. Сварку ведут в два этапа, сначала заполняют корневой шов, затем заполняют заполняющий шов.Next, the pipe 1 and the branch pipe 2 are assembled for welding using, for example, centralizers. The use of centralizers ensures correct fixation of the butted products, as well as free access to welding (tacking). After that, the products are automatically welded with the formation of an annular butt welded joint along the entire perimeter of the seam. Welding is carried out in two stages, first the root seam is filled, then the filling seam is filled.

Получаемое сварное соединение в результате применения заявляемого способа обладает повышенной надежностью и прочностью. Реализация заявляемого способа может осуществляться в условиях отечественной промышленности с использованием известного оборудования, материалов и технологий.The resulting welded joint as a result of the application of the proposed method has increased reliability and strength. The implementation of the proposed method can be carried out in a domestic industry using known equipment, materials and technologies.

Claims (3)

1. Способ разделки стыкуемых кромок под сварку для соединения трубы и патрубка под прямым углом, включающий разделку стыкуемых кромок отверстия трубы и кромок патрубка, отличающийся тем, что разделку стыкуемой кромки отверстия трубы выполняют под плавно изменяющимся углом наклона от меньшего к большему, а разделку кромки патрубка выполняют с ответным плавно изменяющимся углом наклона от большего к меньшему с обеспечением образования при стыковке кромок патрубка и отверстия трубы угла между ними 50° ± 5° по всей длине сварного шва. 1. A method of cutting butting edges for welding to connect a pipe and a branch pipe at a right angle, including cutting the butting edges of the pipe hole and the edges of the branch pipe, characterized in that the cutting of the butting edge of the pipe hole is performed at a smoothly varying angle of inclination from smaller to larger, and the cutting of the edge the branch pipe is made with a reciprocal smoothly changing angle of inclination from larger to smaller, ensuring the formation of an angle between them of 50 ° ± 5 ° when joining the edges of the branch pipe and the pipe hole along the entire length of the weld. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при равенстве диаметров трубы и патрубка угол разделки кромок отверстия трубы составляет от 0° до 25° ± 5°. 2. The method according to claim 1, characterized in that when the diameters of the pipe and the pipe are equal, the groove angle of the pipe opening is from 0 ° to 25 ° ± 5 °. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при равенстве диаметров трубы и патрубка угол разделки кромок патрубка составляет от 50° ± 5° до 25° ± 5°.3. The method according to claim 1, characterized in that when the diameters of the pipe and the pipe are equal, the groove angle of the pipe edges is from 50 ° ± 5 ° to 25 ° ± 5 °.

Images