大口径带铜衬气动内对口器的设计及前景展望.pdf

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在铜衬块和管内壁之间就会出现间隙，这将直接 影响焊缝熔池的冷凝和焊缝成型的质量。 3内铜衬机构的动作原理及技术要点 为了保证内铜衬块与被焊钢管的内表面紧紧 吻合，固定铜衬顶杆和带滑动复位的铜衬顶杆须 间隔布置，此过程中两组铜衬块的相邻斜面也始 终紧密相接。由于铜衬结构两侧带楔形面 见图 5 ，所以在两组铜衬块同步下降动作中 见图5 中 a ，固定铜衬块和滑动铜衬块的楔面相互挤 压，从而推动滑动铜衬块产生横向错位实现其整 圈同步下降；在铜衬同步上升动作中 见图5 中 b ，依靠复位弹簧的力量推动滑动铜衬逐渐形 成一个完整圆弧面并同时和管内壁相吻合。在整 个过程中，滑动部分的动作完全由滑动铜块的位 置和受力状态决定，且滑动铜块处于平衡状态。 在铜衬升降的过程中，两组铜衬块之间没有上下 的相对位移，始终以一个完整的圆柱形同步升降。 在升降过程中，由于两组铜衬之间存在横向相对 位移和径向同步位移，如果没有滑动复位机构， 整套铜衬的动作将无法实现。 】34 2 } a 下降过程 } b 上升过程 1 ．带滑动复位的铜衬顶杆；2 ．固定铜衬顶秆；3 ．糟动铜衬块； 4 ．固定铜衬块 图5 同步式铜衬结构 在进行打底焊时，其坡口必须有l ～2m m 的 钝边间隙，以保证焊缝熔池可以顺利地在坡口背 面形成。在焊接过程中焊接热输入量集中在铜衬 表面，为了避免烧坏铜衬与管内壁的结合面，在 设计铜衬结构时可在铜衬内部设置冷却水道，进行 强制水冷。铜衬材料选择耐高温、防粘连的镐铜合 金，以保证焊接完成后，焊缝成型美观且不粘铜。 4 实施效果 改进后大口径带铜衬气动内对口器于1 9 9 9 年 万方数据 石油工程建设 2 0 0 4 年1 0 月 李淑梅，董蔷，刘保全，姜一民 中国石化集团管道储运公司管道技术作业分公司科研所，江苏徐州 2 2 1 0 0 8 摘要针对夹头装置在管道弯管机中的作用特性，在其结构设计中，采用链轮机构实现夹头 可动部分的自动升降；采用液压夹紧，使结构紧凑，驱动力大，安全可靠；采用燕尾夹块调整夹 头直径，装卸简便、快捷。文章详细介绍了夹头装置的工作原理、构成与功能、主要设计计算。 实践证明，该装置具有可靠性、实用性、先进性、安全性等特点。 关键词弯管机；夹头装置；结构；功能；设计计算 中图分类号T E9 7 3 ．8 文献标识码B文章编号1 0 0 l 一2 2 0 6 2 0 0 4 0 5 0 0 4 4 0 3 O 引言 弯管机是为石化、石油等工程建设提供钢制 弯管的重要设备，其工作原理是利用中频电源对 钢管进行加热，同时将钢管匀速推进，使加热部 分的钢管沿预设的轨道行走，从而形成具有一定 曲率半径和角度的弯管。其结构如图l 所示，主 要由驱动装置 动力由液压站提供 、导向轮装 置、预压紧装置、夹头装置、摇臂装置等组成。 其中夹头装置是弯管机的一个重要核心部件之一， 它主要起夹紧、变径、弯曲、回转等作用。目前， 国内现役的中频弯管机夹头装置多采用机械传动， 人工夹紧，人工启闭，自动化程度低、费时、费 工。因此，我们在设计弯管机时，经过反复的研 究与论证，对该夹头装置进行了合理设计。实践 证明，本套夹头装置具有可靠性、先进性、实用 图l 弯管机结构示惹 、 性等特点。 1 夹头装置的构成和工作原理 该夹头装置主要包括夹头部分 D 7 6 2m m 夹 头、D 4 2 6m m 夹头、各种夹块、液压缸 、驱动夹 头开合部分 蜗轮蜗杆减速器、链轮机构、夹头 马达 、夹头行进部分 导轨、丝杠、丝母、大拖 驴移护痧，驴驴驴，驴，驴，驴、驴痧驴驴驴驴驴驴妒驴q 矿、驴、驴驴，驴，驴驴、驴，驴护、驴驴驴驴矿、驴、驴驴驴、驴，驴，驴，驴驴痧 在漳州D l0 2 0m m 过桥水管道的施工现场进行了 试验，焊接管口2 0 0 多道，焊缝合格率为9 6 ％， 且焊缝内成型非常美观。整圈铜衬块围成的圆周 误差可以控制在小于D0 ．1m m 的范围内。 实践证明，带同步式铜衬结构的对口器完全 可以满足管道全位置自动焊机打底焊的技术要求。 5 带铜衬对口器的使用前景展望 目前，由于我国管道行业没有明确的标准来 量化评定焊缝的粘、渗铜量，而铜元素的加入对 焊缝的性能有正反两方面的影响，所以，用带铜 衬的对口器的自动焊打底焊工艺尚未推广，但随 着对口器的不断改进以及焊接工艺的不断提高， 国内焊接质量评定标准的不断完善，带铜衬的对 口器会取代内焊机而成为一种性能优良、价格低 廉、操作简单的焊接配套设备，而且单面焊双面 成型焊接工艺也将成为一种先进的焊接工艺而得 到大范围推广。 作者简介张锋 1 9 7 0 一 ，男，山东人，毕业于华北电力 大学机械制造专业，学士学位，工程师，现从事管道施工 机具的设计研究工作。 收稿日期2 0 0 4 加1 0 6 ；修回日期2 0 0 4 _ 0 5 3 l 万方数据 大口径带铜衬气动内对口器的设计及前景展望大口径带铜衬气动内对口器的设计及前景展望 作者张锋， 詹华， 王启照 作者单位中国石油天然气管道科学研究院,河北,廊坊,065000 刊名 石油工程建设 英文刊名PETROLEUM ENGINEERING CONSTRUCTION 年，卷期2004，305 引用次数0次 相似文献10条相似文献10条 1.期刊论文 张锋.梁君直.陈江.ZHANG Feng.LIANG Jun-zhi.CHEN Jiang 新型大涨紧力气动内对口器 -管道技术与 设备2006,““5 目前,常规管道气动内对口器均存在涨紧力小的缺点,很难保证管口组对的精度.文中对比常规对口器的结构,提出了一种全新的设计方案,并通过简单 的力学分析,阐明该设计的优越性.2006年4月在“西部管道“柳圆段施工使用,受到了工人和现场人员的普遍好评. 2.会议论文 曾惠林.闫政 管道气动内对口器 2002 管道气动内对口器是长输管道建设过程中管口组对必不可少的施工设备。本文简单概述了管道气动内对口器国内外的发展状况,介绍了对口器的结构 、工作原理,探讨了对口器研制的技术关键、技术难点以及发展方向。 3.期刊论文 杨国栋.靳海成.梁君直.YANG Guo-dong.JIN Hai-cheng.LIANG Jun-zhi 管道气动内对口器衬垫材料的 选取 -电焊机2008,3810 在长距离输油气管道建设中,管道环焊缝打底焊采用带焊接衬垫的管道气动内对口器具有施工速度快、焊接质量高等特点.在研制完成φ1 219 mm带 铜衬垫的管道气动内对口器基础上,结合目前我国长距离输油气管道建设中,制约施工速度和焊缝质量的关键是根焊难的技术瓶颈.重点研究了带焊接村垫 的管道气动内对口器所用衬垫材料筛选、村垫焊接试验及衬垫材料的确定.研究结果表明铬锆铜和在普通紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层这二种材料更适 合作为管道内对口器的焊接衬垫;采用此种方法进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形. 4.期刊论文 梁君直.吴江桥.曾惠林 φ1 219 mm带铜衬垫管道气动内对口器的研制 -油气储运2009,287 介绍了带铜衬垫管道气动内对口器的特点及国内外的研究应用现状,分析了φ1 219 mm带铜衬垫管道气动内对口器的系统结构和工作原理.通过焊接 试验,定性分析了焊缝渗铜现象及其对焊缝金属力学性能的影响,并确定了最佳衬垫材料. 5.期刊论文 曾惠林.闫政.张锋 管道气动内对口器研究与应用 -电焊机2004,347 简述了管道气动内对口器国内外的发展状况,介绍了对口器研制的技术关键、技术难点以及发展方向. 6.期刊论文 吴江桥.梁君直.王玮.靳海成.马志锋 管道气动内对口器衬垫材料筛选试验研究 -石油工程建设 2009,352 为提高大口径管道的焊接速度和质量,研制了长输管道现场焊接所需的带铜衬垫气动内对口器,对四类衬垫材料分别进行了抗烧损试验和使用寿命焊 接试验,根据试验结果,并综合现场焊接工艺要求和施工成本等因素,确定了铬锆铜和紫铜表面喷涂镍铬陶瓷两种材料较适宜用作焊接衬垫材料. 7.会议论文 李小巍 绥中36-1二期海底管道铺设工程铺设新技术开发和应用 2000 在海洋石油工程股份有限公司COOEC承揽的我国目前最长的、管径最大的双层原油外输管道输管道铺设工程-渤海湾绥中36-1油田二期开发海底管 道铺设工程中,由于采用了先进的焊接,检验,组对,坡口加工技术,使得管道铺设速度比原用铺设工艺提高了三倍多,新工艺,新技术的开发和应用首次实现 了我国在海底管道铺设中焊接,检验,组对和坡口准备等关键环节的自动化和半自动化.其中,近期引起世界焊接业轰动的STT表面涨力焊技术也由COOEC率 先在海底管道焊接中大规模成功使用,标志着高效,高质量的有间隙焊接打底工艺和技术进入了崭新的阶段.本文将着重介绍工程中所采用的新的管道铺设 技术和工艺在提高铺设速度和铺设质量中所起的作用,以及它们在海底管道铺设应用中的特点分析. 8.期刊论文 李小巍 绥中36-1油田Ⅱ期工程海底管道铺设新技术的开发和应用 -中国海上油气工程2001,131 渤海绥中36-1油田Ⅱ期开发工程中铺设的海底管道,是目前我国海上最长、管径最大的双层原油外输管道.海洋石油工程股份有限公司COOEC在该管 道的铺设施工中,采用了先进的坡口加工、组对、焊接、检验技术,使管道的铺设速度比用原铺设工艺提高了3倍.新工艺、新技术的开发和应用,首次实现 了我国在海底管道铺设中坡口制备、组对、焊接、检验等关键环节的自动化和半自动化.近期引起世界焊接业轰动的STT表面涨力焊技术,也由海洋石油工 程股份有限公司率先在海底管道焊接中大规模成功使用,标志着高效、高质量的有间隙焊接打底工艺和技术进入了崭新的阶段.本文着重介绍该工程所采 用的新的管道铺设技术和工艺在提高铺设速度和铺设质量上所起的作用,并分析了它们在海底管道铺设应用中的特点. 9.期刊论文 梁君直.靳海成.黄福祥.邹欣.LIANG Jun-zhi.JIN Hai-cheng.HUANG Fu-xiang.ZOU Xin 带衬垫的管道 环焊缝根焊技术及焊接工艺 -电焊机2009,395 针对我国长输管线施工中管道环焊缝根焊难的技术瓶颈,采用φ1 219 mm带衬垫的管道气动内对口器与PAW3000双焊炬管道自动焊机配套,进行管道环 焊缝根焊技术和焊接工艺研究.分别以铬锆铜和在紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层为衬垫材料进行焊接试验,并与无衬垫焊缝进行比较.结果表明,以这两种 材料作为管道气动内对口器的焊接衬垫,采用自动焊接工艺进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形,不但可焊性好,焊缝成形美观,而且具有焊接效 率高,焊接质量好等特点.焊接接头的各项性能检测指标与无衬垫相当. 10.期刊论文 张锋.曾惠林.黄福祥.马静.ZHANG Feng.ZENG Hui-lin.HANG Fu-xiang.MA Jing 管道施工中的几种新 型施工设备及技术 -电焊机2009,395 随着管道建设要求的不断提高,管道内焊机、管道坡口整形机以及间隙可调气动内对口器和相关技术逐渐发展、完善起来,并运用于“西二线“的工程 施工中.对这几种新型管道施工设备及技术的优点和存在的不足进行了分析、说明,以加深对管道施工技术及设备发展的认知. 本文链接 下载时间2010年6月9日