Изготовление труб-деталей

Для различных систем в зависимости от давления и вида рабочей среды применяют трубы из:

  • Углеродистой и легированной стали;
  • Меди;
  • Медно-никелевых и легких сплавов;
  • Латуни.

Находят применение и пластмассовые трубы из полиэтилена (только для сис­тем с небольшим давлением) и стеклопластиков. И те и другие значи­тельнолегче металлических. Предполагается, что при диаметрах более 76 мм трубы будут дешевле.

Диаметры применяемых труб колеблются от 6 до 800 мм и более, а толщина стенок — от 1,0 до 15 —20 мм. В целях унификации размеров труб и оснастки для их гибки и обработки из всего многообразия типоразмеров труб, выпускаемых металлургическими заводами, в судостро­ении применяют лишь небольшую часть.

Изготовление труб-деталей и узлов труб в цехе в общем виде скла­дывается из ряда повторяющихся операций:

  1. Отжига (в том случае, если труба не подвергалась ему на металлургическом заводе);
  2. Резки заго­товок;
  3. Гибки труб-деталей;
  4. Механической обработки (нарезки резьбы на конце трубы, отбортовки, вырезки отверстий для ответвлений и др.);
  5. Сборки деталей на электроприхватках;
  6. Сварки узлов труб;
  7. Механической обработки после сварки (зачистки швов, проточки фланцев и колец, развальцовки);
  8. Маркировки и комплектации;
  9. Конт­роля швов и испытания на плотность;
  10. Химической очистки и нанесе­ния антикоррозионных покрытий;
  11. Грунтовки;
  12. Нанесения изоляции;
  13. Сборки узлов с арматурой;
  14. Взвешивания;
  15. Установки заглушек и сдачи готовых узлов на склад.

В зависимости от конструкции и размеров деталей и узлов прово­дят все или только часть перечисленных операций.

Резка труб на заготовки производится до их гибки, после гибки от­резают оставленные гибочные припуски. Механические способы рез­ки применяют для труб из стали, меди и медных сплавов. Существует резка дисковыми пилами, на труборезных станках, на ленточных стан­ках, абразивными кругами малой толщины.

Тепловую резку (кислородную или плазменную) применяют для стальных труб диаметром более 200 мм.

Гибку труб-деталей осуществляют главным образом в холодном со­стоянии на трубогибочных станках. В горячем состоянии с нагревом ТВЧ изгибают стальные трубы с малым радиусом погиба (от 1,5 диа­метра и менее) при диаметрах труб свыше 50 мм. В особо редких слу­чаях, когда требуется гнуть трубы с нестандартным погибом, гибку осу­ществляют в горячем состоянии на плитах.

Существует много способов гибки труб в холодном состоянии, в том числе на прессах с применением матриц и пуансонов, обкаткой роли­ком по неподвижному диску, наматыванием.

Гибка труб методом наматывания
Рис. 1 Гибка труб методом наматывания
а — исходное положение;
б — положение в процессе гибки

Более широко применяется способ холодной гибки наматыванием, иллюстрируемый рис. 1. При этом способе (рис. 1, а) трубу 1 для снижения трения смазывают изнутри маслом или раствором зеленого мыла и насаживают на калибрующую пробку 3, называемую дорном. Дорн с помощью штанги 6 вставляют вглубь трубы до совмещения начала первого погиба с плоскостью АА. К трубе поджимают ползун 5 с направляющими 4. Затем с помощью прижима 2 трубу закрепляют на гибочном диске 7. Приводят во вращение гибочный диск. Труба, наматываясь на диск, будет изгибаться относительно оси диска (рис. 1, б), а пробка будет скользить внутри трубы и все время находиться в районе образования погиба, что обеспечивает уменьшение сплющивания трубы и образования складок (гофрировки).

Схема пружинения трубы после снятия нагрузки
Рис. 2 Схема пружинения трубы после снятия нагрузки
R1, 01 — радиус кривизны и угол загиба трубы в нагруженном состоянии при гибке;
R, 0 — то же после снятия нагрузки;
∆0 — угол пружения

После снятия нагрузки, благодаря упругим свойствам материала, как следует из рис. 2, кривизна согнутой трубы в районе погиба уменьша­ется, при этом радиус кривизны увеличивается (рис. 3). Следователь­но, уменьшается и угол загиба трубы. Для получения нужного угла заги­ба 0 трубу необходимо согнуть на угол больший, чем 0. Приращение угла загиба ∆0 = 01 — 0 называют углом пружинения. На основании эксперементальных данных его можно принять от 0/40 до 0/75.

Схема деформации стенок труб при холодной гибке на трубогибочных станках
Рис. 3 Схема деформации стенок труб при холодной гибке на трубогибочных станках
а — деформация утонения и утолщения стенок труб в поперечном се­чении погиба;
б — образование гофров в сжатой зоне

При холодной гибке несколько изменяется и форма сечения трубы в районе погиба. Толщина стенки, как показано на рис. 3, на внешней части уменьшается, а на внутренней — увеличивается. Кроме того, при некачественной гибке на внутренней стенке могут образоваться гоф­ры. Поперечное сечение трубы может исказиться, получив форму овала или эллипса. Овальность и гофры уменьшают живое сечение трубы и приводят к увеличению гидравлических сопротивлений. Относитель­ная овальность:

K0=abdн100%

Где:

  • а, b — больший и меньший диаметры овалов, мм;
  • dн — начальный наружный диаметр трубы, мм.

Величина К0 в местах погибов должна быть не более 8%. Наиболь­шая относительная высота складок (h/dн) 100% не должна превышать 3%. Предполагаемая минимальная толщина стенок в районе погиба:

tmin=(1γ)t01+γ

Где:

  • t0 — начальная толщина стенки;
  • γ=r/R r=dнdв2  средний радиус сечения трубы;
  • dн, dв — наружный и внутренний диаметры тру­бы;
  • R — радиус погиба.

В районе погиба за счет растяжения наружных волокон несколько увеличивается и длина трубы по нейтральной оси. Длину заготовки трубы Ɩ (рис. 3) в районе погиба нахо­дят по формуле:

Ɩ = π0R/180n

Где:

  • 0 — угол загиба, град;
  • R — радиус погиба (после снятия упругой деформации);
  • n — коэффициент, изменяющийся от 1,025 до 1,045 в зависимости от отноше­ния R/dн и отражающий величину растяжения трубы в районе гибки.
Схема станка для хо­лодной гибки труб наматыва­нием
Рис. 4 Схема станка для хо­лодной гибки труб наматыва­нием
1 — гибочный диск;
2 — цилиндр гидромотора;
3 — поворотный пор­шень;
4 — неподвижная перегородка цилиндра гидромотора;
5 — пульт управления;
6 — трубопроводы гидросистемы;
7 — насос;
8 — элек­тродвигатель;
9 — масляный резер­вуар

Для гибки труб различных диамет­ров трубогибочные станки имеют сменную оснастку:

  • Гибочные диски;
  • Дорны;
  • Ползуны.

Для гибки относи­тельно толстостенных труб применя­ют дорны с шарообразным наконеч­ником, а для тонкостенных труб — с ложкообразным. При гибке труб с требуемым высоким качеством внут­ренних поверхностей применяют дорны из текстолита или резиноткане­вые, чтобы не допустить задиров поверхности.

Трубогибочные станки могут иметь ручное или программное управление.

В станках с программным управлением программоносителем являют­ся перфокарты или перфоленты. Программой гибки задают:

  • Место начала гибки на трубе;
  • Угол загиба;
  • Расстояние до начала следующего погиба;
  • Угол между плоскостями изгиба;
  • Команды начала и конца действия станка.

Кроме того, в программе учитывают пружинение трубы и удлинение ее по нейтральной оси в районе гиба. Иногда порядок гибки набирают циф­рами прямо на пульте станка.

При механической обработке труб производят:

  • Вырезку отверстий для ответвлений и наварышей;
  • Нарезку резьбы на концах труб для муф­товых соединений;
  • Проточку фланцев и колец;
  • Раздачу;
  • Обжатие и от­бортовку концов труб.
Обработка концов труб на горизонтальном прессе
Рис. 5 Обработка концов труб на горизонтальном прессе
а — отбортовка;
б — раздача;
1 — зажимная планшайба;
2 — пуансон;
3 — обрабатываемая труба;
Р1, 2 — усилие

Вырезку отверстий чаще всего производят на сверлильных и фре­зерных станках или на специализированных станках для вырезки от­верстий. Отверстия диаметром до 40-50 мм сверлят сверлами, а боль­ших диаметров — фрезеруют цилиндрическими фрезами.

В стальных трубах больших диаметров (от 250 мм и выше) отверстия вырезают тепловой резкой вручную либо на особых станках, оборудо­ванных устройством для перемещения резака по программе или по шаблону. В зависимости от конструкции соединения иногда приходится кон­цы изготовляемых труб обжимать, раздавать (увеличивать их диаметр) и отбортовывать, как показано на рис. 5. Эти операции производят на специальных горизонтальных прессах.

Трубу в станке зажимают непо­движно, а на ее конец с большим усилием воздействует сменный пуан­сон, который может иметь различную форму. Чтобы не снизить проч­ность трубы и не допустить растрескивания, максимальную величину холодной раздачи концов для труб из углеродистых и низколегированных сталей ограничивают 20% наружного диаметра. Максимальная ве­личина обжатия концов труб не должна превышать 0,5-0,7 диаметра.

Рекомендуется к прочтению:
Изготовление трубопроводов и монтаж систем на судне
Такелажные и парусные работы

Февраль, 24, 2018 423 0
Читайте также