Главная → Статьи

Изготовление деталей, узлов и блоков трубопроводов

Индустриальные методы монтажа пластмассовых трубопроводов предусматривают централизованное механизированное изготовление узлов трубопроводов в условиях цехов заводов монтажных заготовок и промышленных баз монтажных организаций. К преимуществам централизованного изготовления относятся:
— использование высокопроизводительного стационарного оборудования, обеспечивающего необходимое качество заготовки, сборки и сварки деталей и заготовок;
— механизация резки, торцовки, сварки и других процессов;
— повышение производительности труда до 30 % по сравнению с индивидуальным изготовлением узлов и деталей трубопроводов непосредственно на монтажной площадке;
— обеспечение объектов строительства деталями и заготовками по единым стандартам.

Обязательным условием организации централизованного изготовления узлов пластмассовых трубопроводов является разработка чертежей стадии КТД. Требования к указанной документации в основном не отличаются от требований для стальных трубопроводов.

В разрабатываемых деталировочных чертежах принята следующая терминология.

Деталь — элементарная часть трубопровода: патрубок (прямой отрезок трубы), отвод, тройник, переход, фланец, заглушка.

Элемент — простейший узел, состоящий из двух или более деталей, сваренных между собой по одной оси (например, прямой отрезок трубы и отвод, прямой отрезок трубы с тройником и отводом и т. д.).

Линия — участок трубопровода, транспортирующий один продукт и соединяющий между собой “отдельные аппараты, отделения, установки, цехи. Каждой линии присваивается отдельный номер.

Узел — часть линии, ограниченная жесткостью конструкции, транспортными габаритами и может быть смонтирована без разборки. При определении размеров узлов учитывают возможность их деформации при погрузке, транспортировке и разгрузке.

Секция — разновидность узла, представляющая прямые участки, сваренные из нескольких труб. Из секций монтируют магистральные трубопроводы, межцеховые трубопроводы на эстакадах, тоннелях и т. д.

Комплект деталировочных чертежей разрабатывается, как правило, на цех или отделение цеха. В его состав входят: опись текстового и графического материала; пояснительная записка; перечни деталировочных чертежей по каждому отделению цеха; деталиро-вочные чертежи; сводные спецификации материалов, деталей, арматуры и опор, необходимых для изготовления и монтажа всех трубопроводов каждого отделения.

Технология изготовления узлов трубопроводов делится на два этапа: изготовление заготовок и деталей и их последующая сборка и сварка в узлы. Соединительные детали (литые или сварные) могут поставляться централизованно. Однако чаще всего их изготавливают непосредственно на участках из труб методом формования и сварки, поэтому в состав технологического оборудования трубозаготовительного участка включают оборудование для изготовления втулок под фланец, переходов и раструбов, равнопро-ходных и переходных тройников, крестовин, гнутых и сварных отводов..

Процесс изготовления узлов трубопроводов необходимо организовать с соблюдением поточности, механизации основных технологических процессов.

При приемке труб от заказчика проверяется наличие маркировки завода-изготовителя, условное обозначение трубы, а для труб из полиэтилена — обозначение стандарта. Трубы диаметром менее 20 мм маркируются общим ярлыком на связке труб. Для изготовления деталей и монтажа трубопроводов допускается использование труб, на поверхности которых имеются надрезы и царапины в осевом направлении глубиной не более 3% и в кольцевом не более 5% толщины стенки.

Полученные трубы на участке изготовления складируют на стеллажах, а детали трубопроводов (фланцы, крепеж, арматура, прокладки) размещают в контейнерах. Размеры стеллажей для складирования труб и емкость бункеров для складирования деталей определяются исходя из 2—З-сменного запаса труб и соответствующего им количества деталей.

Работы, связанные с транспортировкой, погрузкой или разгрузкой труб, соединительных деталей и узлов трубопроводов из ПВД и ПНД следует проводить при температуре не ниже — 20 °С, а из ПВХ и ПП —не ниже —10 °С. При этом должны применяться меры, исключающие возможность их механического повреждения и деформации, приводящих к их разрушению. Запрещается сбрасывание труб, узлов и деталей с транспортных средств и перемещение их волоком. Погрузка и разгрузка должна производиться в упаковке и таре завода-изготовителя, а при их отсутствии или при поставке труб и деталей россыпью с использованием мягких захватов и стропов. Не допускается применение стальных стропов при непосредственном контакте стропов с поверхностью труб и деталей. При перевозке трубы следует укладывать на ровную поверхность транспортных средств на деревянные прокладки. Длина свешивающихся с кузова автомашины или прицепа концов труб не должна превышать для труб диаметром до 110 мм — 1 м и диаметром св. 110 мм — 1,5 м.

Трубы, узлы и детали трубопроводов, арматура пластмассовая и футерованная пластмассой, прутки сварочные и резиновые соединительные кольца должны храниться в закрытых помещениях упакованными в таре завода-изготовителя или без упаковки на стеллажах, в местах, защищенных от солнечных лучей, на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов, легковоспламеняющихся, взрывоопасных и горючесмазочных материалов, а также веществ, к которым материал полимерных труб химически не стоек.

Хранение в штабелях труб, узлов и соединительных деталей трубопроводов допускается на специально отведенных участках, имеющих спланированное основание из мягкого грунта или песка и оборудованных тентами, навесами, защищающими от прямых солнечных лучей.

Допустимая высота штабеля дана для труб D„ до 315 мм. Для труб диаметром более 315 мм указанная высота штабеля должна быть уменьшена вдвое, а трубы из ПНД типа Л и СЛ Da = 900…1200 мм должны складироваться в один ряд, трубы из ПНД типа С и Т допускается укладывать в штабеля высотой: для труб типа С —2,8 м, для труб типа Т — 3 м при DH от 400 до 800 мм.

В пределах участка, где хранятся материалы, а также за его пределами на расстоянии менее 5 м запрещается проведение газоэлектросварочных работ во избежание зажигания или повреждения труб.

Первой операцией при обработке труб является разметка — перенос на трубу с рабочего чертежа размеров, необходимых для изготовления детали, элемента или узла трубопровода. Разметку осуществляют на разметочных столах, оборудованных зажимными приспособлениями, упорами и разметочными линейками. Для разметки используют стандартные измерительные инструменты: линейки, штангенциркули, рулетки, угольники, угломеры, а также специальные шаблоны. После разметки трубы подвергаются механической обработке: резке под заданным углом, обработке торцов, снятию фасок, сверлению, фрезерованию, точению.

Резка труб из полимерных материалов осуществляется стальными дисковыми или ленточными пилами, а также абразивными армированными кругами с шероховатой поверхностью. При небольших объемах работ резку осуществляют вручную — ножовками для резания металла или мелкозубыми столярными пилами.

Для резки пластмассовых труб используют дисковые пилы толщиной 1,5…4 мм с шагом зубьев 3…10 мм. Скорость вращения диска пилы при резке труб из ПНД, ПВД, ПП и фторопласта-4 должна быть 2000… 3000 об/мин, а при резке труб из ПВХ —600…800 об/мин.

Для резки пластмассовых труб широкое распространение получили механические пилы на базе стандартных маятниковых пил, переоборудованных для резки пластмасс.

При изготовлении заготовок из пластмассовых труб DH до 110 мм для систем внутренней канализации зданий широко применяют устройства для рубки труб ножом клиновидной формы конструкции треста «Вос-токсантехмонтаж». В сменную матрицу такого устройства вставляется труба и зажимается с помощью пневмоцилиндра. В матрице имеется прорезь, выполненная под углом 45 и 72,5°. Рубка трубы производится при опускании клиновидного ножа с помощью пневмоцилиндра через направляющую прорезь в матрице.

В условиях монтажной площадки трубы часто режут вручную ножовками или пилами, что связано с большими трудозатратами (так, для осуществления одного реза трубы Д, = 225 мм с толщиной стенки 20 мм требуется 15…20 мин), а также низким качеством отрезанного торца трубы. В процессе реза ножовочное полотно смещается в сторону, поэтому при резке ручными ножовками рекомендуется применять приспособления с направляющими, обеспечивающими фиксацию положения ножовки перпендикулярно оси трубы.

Основным показателем качества реза является фактическая величина угла между плоскостью реза и осью трубы. Этот угол измеряют угломером или шаблоном, а если резка производится под углом, то проверяют угольником. Отклонение от перпендикулярности плоскости реза к оси трубы характеризуется размером «а» (рис. 36), которое не должно превышать: 0,5 — для труб с наружным диаметром до 110 мм; 1 мм—для труб DH = 110…200 мм; 2 мм—для труб Da — 200…400 мм и 4 мм—для труб диаметром св. 400 мм.

Отрезанные заготовки при необходимости подвергают дальнейшей механической обработке перед сваркой — торцовке концов труб, снятию фаски, вырезке отверстий.

Торцовка концов труб, как правило, производится непосредственно перед сваркой, их фиксируют в сварочном устройстве, что обеспечивает высокую точность подгонки свариваемых поверхностей. Торцовочные устройства различной конструкции изготавливают либо съемными или перемещающимися в станке. Одна из конструкций съемного торцовочного устройства показана на рис. 4.

Основным органом торцовочных устройств являются два параллельно вращающихся диска, на которых закреплены режущие ножи. Высота режущей кромки ножа над поверхностью диска при обработке труб из полиэтилена и полипропилена должна составлять 0,2…0,5 мм, а из поливинилхлорида — 0,1…0,2мм.

Регулировка высоты ножей осуществляется с помощью подкладок. При обработке труб торцы поджимаются к торцовочному устройству давлением 0,02…0,03 МПа.

При отсутствии на сварочных установках торцовочных устройств торцовку труб производят на станках для обработки труб. СтаноК~для обработки труб диаметром 50…225 мм конструкции Киевского филиала ВНИИмонтажспецстроя предназначен для торцовки (прямой и под заданным углом) и снятия фасок, обточки концов труб под соединительные детали, сверления и вырезки отверстий для тройников. На раме станка крепится бабка, на шпинделе которой установлена планшайба, защищенная кожухом 8, и сменные зажимные устройства. В нижней части рамы установлен электродвигатель, который с помощью клиноременной передачи приводит во вращение шкив, надетый на вал шпинделя бабки. Шпиндель при помощи рукоятки и реечной передачи может перемещаться вдоль своей оси. На планшайбе крепятся резцы, которыми производят торцовку, снятие фасок и обточку концов труб. Кроме того, в планшайбе можно устанавливать сверла для сверления и вырезки отверстий в трубах. В комплект станка входят два поворотных зажимных устройства: одно для зажима труб при обработке их концов (торцовке, снятии фаски и обточке), другое для зажима заготовок при сверлении или вырезке отверстий, а также при торцовке горловин тройников.

Для монтажных условий разработан Киевским филиалом ВНИИмонтажспецстроя комплект приспособлений для торцовки, снятия фаски и обточки концов труб. Этот комплект состоит из набора центраторов и режущих головок для обработки труб диаметром 50…75 мм, 90… 160 мм, 225…325 мм.

Центратор для труб Д, = 50…75 мм выполнен цанговым. Для труб диаметром 90 мм и более применяют многозвеньевые центраторы, состоящие из распорных и упорных планок, прижимаемых к внутренней стенке трубы (рис. 9). Центратор вводится в трубу и жестко фиксируется в ней. На винт центратора, выступающего наружу, насажена режущая головка с двумя рычагами и втулкой, служащей для посадки головки на центратор. Резцы (фасонные и торцовочные) с помощью резцедержателей устанавливают в продольных пазах головки в положение, соответствующее диаметру обрабатываемой трубы. Режущая головка подается за счет поворота гайки с помощью ключа-рукоятки. Обработка торца осуществляется поворотом рычагов вручную.

Резцы изготавливают из быстрорежущей стали марок Р9, Р18. Кроме того, применяются резцы, имеющие наплавку из твердого сплава марки ВК8.

Снятие фаски производится в случаях, если заготовки предназначены для газовой прутковой сварки или для соединения на резиновых уплотнительных кольцах с раструбными фасонными частями. Вырезка отверстий производится в заготовках, предназначенных для последующей вытяжки в них горловин.

В качестве режущего инструмента при сверлении отверстий в трубах используют перовые и спиральные сверла. Перовые сверла применяют при сверлении отверстий диаметром до 15 мм, так как спиральные сверла небольших диаметров быстро забиваются стружкой. Угол заточки перовых сверл 60…70°, пода-дача при сверлении 0,1…0,5 мм на 1 оборот.

Сверление отверстий диаметром 15…50 мм осуществляют стандартными спиральными сверлами с углом заточки 120…130°. В процессе сверления небхо-димо периодически выводить сверло из отверстия для удаления стружки и охлаждения сверла. Для лучшего отвода стружки при использовании стандартных сверл тщательно полируют стружечные канавки. При сверлении отверстий в трубах из ПВХ рекомендуется применять спиральные сверла с углом заточки 110… 130°.

Лучшее качество сверления обеспечивается при применении специальных сверл с более крутым, чем у обычных сверл, направлением винтовой канавки с двумя углами заточки. При сверлении труб из ПВХ для предотвращения увода сверла рекомендуется глубоко кернить центр отверстия, а для отверстий диаметром свыше 15 мм проводить предварительное сверление отверстий меньшего диаметра.

Применение жидкостей для охлаждения сверл при изготовлении отверстий в трубах из ПВХ не допускается во избежание набухания пластмассы.

Отверстия диаметром свыше 50 мм вырезают циркульными резцами или специальными трубными сверлами (рис. 10). Трубное сверло — это цилиндрическая

фреза, представляющая собой полый цилиндр с зубьями и хвостовиком для закрепления в патроне станка. Высота и шаг зубьев 5…7 мм, задний угол заточки 10…15°, угол заострения 80…90°, частота вращения — 200 об/мин. Для изготовления отверстия по патрубку, предварительно приваренному к трубе, используют трубное сверло с направляющей втулкой, обеспечивающей центрирование сверла при работе.

Особенность механической обработки полиэтиленовых, полипропиленовых и винипластовых труб заключается в том, что при нагреве пластмасса размягчается, режущая часть инструмента вдавливается в обрабатываемый материал, частички материала налипают на инструмент. Кроме того, в зоне резания происходит деструкция полиэтилена, а винипласт при температуре свыше 160°С выделяет газообразный хлористый водород.

При обработке полиэтилена, когда точно соблюдают режимы резания, как правило, изделие не охлаждают. При обработке винипласта место реза необходимо охлаждать сжатым воздухом. Применять для охлаждения жидкость нельзя, так как выделяющийся хлористый водород, смешиваясь с водой, образует слабый раствор соляной кислоты, которая, попадая на инструмент или станок, вызывает их коррозию.

Чтобы не образовывались трещины и сколы при обработке изделий из пластмасс, не допускается вибрация инструмента и обрабатываемой детали. При всех видах механической обработки необходимо следить за тем, чтобы на поверхности трубы и детали из пластмассы не появлялись риски и царапины, снижающие их прочность.

Формование концов труб из термопластов включает отбортовку и изготовление утолщенных буртов, образование раструбов и калибровку концов труб, а также формование переходов с одного диаметра трубы на другой (рис. 11).

Концы труб формуют в нагретом состоянии. Заготовки (трубы) нагревают в газовых печах, в шкафах с электронагревателями, электронагревательных устройствах с обдувом воздухом или с инфракрасными излучателями, а также в жидкостных ваннах, в которых теплоносителем является глицерин или гликоль.

Исключение составляют трубы из фторопласта-4, которые нагревают пламенем газовых горелок.

В качестве электронагревательных элементов в последнее время широкое распространение получили трубчатые электрические нагреватели — ТЭНы. Такой нагреватель состоит из металлической трубки со спиралью из фехралиевой или нихромовой проволоки, имеющих большое электрическое сопротивление. Для предотвращения контакта между корпусом нагревателя и спиралью внутреннюю его полость заполняют диэлектриком (например, керамическими бусами, прокаленным кварцевым песком). Трубчатые нагревательные элементы выпускают для применения в различных областях промышленности и народного хозяйства. ТЭНы выпускают в виде прямых стержней, спиралей U-образной формы и других форм, в зависимости от назначения. Их мощность — 1 кВт на 1 м нагревателя. ТЭНы надежны в работе, долговечны, прочны и с успехом используются в нагревательных устройствах при работе и монтажных условиях (например, в устройствах для нагрева концов труб и местного нагрева участков труб перед вытяжкой горловины).

Принцип действия нагревателей с инфракрасными излучателями основан на преобразовании лучистой энергии в тепловую внутри материала заготовки, помещенной в зону действия излучателей. Этот процесс состоит во взаимодействии электромагнитной энергии тепловых (инфракрасных) лучей, испускаемых излучателями, с молекулами заготовки, увеличивая энергию их собственных колебаний. А это и есть превращение лучистой энергии в тепловую, которое выражается в повышении температуры (разогреве) заготовки. Инфракрасные излучатели различают как по конструкции, так и по материалам, из которых они изготовлены. Чаще всего — это также ТЭНы, но большой мощности, что позволяет их использовать в качестве генераторов инфракрасного излучения. Нагрев заготовок в устройствах с инфракрасными излучателями позволяет механизировать трудоемкие ручные работы. Практика показывает, что время, затраченное на установку заготовки в нагревательной печи, нагрев и снятие нагретой заготовки, составляет 50…60 % общего времени на нагрев, формование и охлаждение детали. Поэтому основным резервом сокращения времени на выполнение этих операций является в первую очередь механизация операций нагрева. Нагревательные устройства с инфракрасными излучателями позволяют связать подачу заготовок на формование с нагревом их в процессе подачи и тем самым механизировать процесс. Разработаны различные конструкции таких устройств. Одни представляют собой два плоских экрана, образованных ТЭНами, между которыми проходит заготовка. Есть конструкция, в которой нагревательное устройство представляет собой горизонтальную цилиндрическую камеру, образованную излучателем в циде спирали. Камера связана с конвейером для подачи заготовок и в процессе перемещения заготовки надвигается на нее так, что участок заготовки или ее конец оказывается внутри спирального излучателя, не касаясь его. Другой разновидностью этого устройства для нагрева концов труб является камера, в которой кроме спирального излучателя имеются один или два излучателя в виде стержней, расположенных в центре камеры вдоль оси и прикрепленных к кожуху (рис. 12). Камера, как и в предыдущем случае, надвигается на конец заготовки (по оси) и таким образом заготовка оказывается в зоне действия излучателя как снаружи, так и изнутри.

Киевским филиалом ВНИИмонтажспецстроя разработаны электронагревательные устройства, в которых соединены два способа нагрева: обдувом нагретым воздухом и инфракрасным излучением. Одно из устройств представляет собой нагревательную печь с горизонтально расположенным цилиндрическим корпусом, внутри которого по окружности расположены ТЭНы U-образной формы и спиральный змеевик для воздуха. Один конец змеевика выведен наружу и присоединяется к сети сжатого воздуха, а другой соединен с полым цилиндром — насадкой, расположенной горизонтально по оси корпуса и в стенке которого имеются отверстия. Нагревательная заготовка вводится в печь так, что насадка оказывается внутри ее. Наружная поверхность заготовки разогревается за счет инфракрасного излучения и конвективного теплообмена, а внутренняя — нагретым в змеевике воздухом, который, выходя через отверстия в насадке, попадает внутрь заготовки.

Трубы также нагревают жидкими теплоносителями в специальных ваннах, оборудованных устройствами для нагрева теплоносителя и приспособлениями для установки труб различных диаметров. Наиболее широкое распространение получили вертикальные глицериновые ванны. Одно из таких устройств, разработанное ВНИИмонтажспецстроем, состоит из вертикального бака и электрошкафа. Общая высота устройства 2200 мм, из них 1700 мм находится в вертикальном колодце в полу цеха (мастерской).

Нагрев трубных заготовок должен быть двухсторонним, т.е. одновременным с наружной и внутренней стороны. Односторонний нагрев допускается только при гибке, изготовлении раструбов и калибровке труб с толщиной стенки не более 5 мм. Время нагрева заготовок определяют из расчета 1…1.5 мин на 1 мм толщины стенки трубы. При этом необходимо помнить, что участок трубы, нагреваемый для формования утолщенного бурта, изготовления перехода и вытяжки горловины (с формованием стенки трубы), необходимо греть до размягчения материала. Степень нагрева труб из фторопласта определяют моментом стеклования (просветления), что соответствует температуре порядка 300 °С, а также с помощью термопары или термокарандаша.

Несоблюдение рекомендованных температур нагрева труб отрицательно сказывается на качестве формования. При слабом нагреве материал будет недостаточно пластичным, в результате чего в стенках труб возникают микротрещины. При значительном превышении температуры (против регламентированной) возникает опасность прожога: поверхность труб при этих температурах будет пузыриться, дымиться и вспыхивать. Фторопласт-4 при температуре свыше 320 °С начинает интенсивно разлагаться, выделяя токсичные продукты распада.

Огбуртовка концов труб и изготовление утолщенных буртов производится для создания разъемных соединений на свободных фланцах. Различие между этими соединениями — в давлении, на которое они рассчитаны, а также в толщине бурта, которое зависит от этого давления. Диаметры отбуртовки и утолщенного бурта одинаковы. Толщина бурта должна быть не менее толщины стенки трубы, так как в месте отгиба материал трубы имеет пониженную прочность. Отбуртовку производят труб из полиэтилена, полипропилена и винипласта, работающих при давлении до 0,25 МПа, и труб из фторопласта-4 на давление до 0,6 МПа. Для труб из полиэтилена, пропилена и винипласта, работающих при давлении свыше 0,25 МПа, необходимо применять соединения с утолщенным буртом. С этой целью на концах полиэтиленовых и про-пиленовых труб формуют утолщенные бурты или приваривают к ним встык или враструб буртовые втулки, представляющие собой патрубки с отформованными на них буртами нужной толщины. Буртовые втулки используют в тех случаях, когда невозможно отформовать утолщенный бурт непосредственно на трубе или требуется подгонка данного участка трубопровода на месте монтажа. На трубах из винипласта утолщенные бурты формовать нельзя, поэтому к их концам враструб приклеивают буртовые втулки.

Для отбуртовки применяют пуансоны с прижимными фланцами, оформляющие наружную поверхность отбуртовки.

Для формования отбуртовок применяют различные приспособления и станки, в которых конец трубы, неподвижно закрепленной в зажимном устройстве, формуется пуансоном или калибровочной гильзой, устанавливаемых в подающем механизме. Подача может осуществляться вручную (при помощи винта или рычага) или механически (например, пневмоцилиндром).

В универсальном винтовом приспособлении для формования буртов (рис. 13) пуансон подается вручную — вращением рукоятки винтового подающего механизма. Большое распространение получили станки с механическим приводом. Например, лабораторией треста Востокметаллургмонтаж разработан и внедрен станок для формования отбуртовок диаметром 225…315 мм, в котором зажим формуемых труб производится с помощью поперечно расположенного пневмоцилиндра, формование отбуртовки выполняется с помощью пуансона, закрепленного на штоке пневмоцилиндра, расположенного вдоль оси трубы (рис. 14).

В связи с тем, что фторопластовые трубы практически не свариваются, основными монтажными соединениями этих труб являются соединения на металлических фланцах. Отбуртовку фторопластовых труб производят с предварительным нагревом и без нагрева концов труб. Отбуртовку с нагревом фторопластовых труб Dn до ПО мм производят в один прием, а труб DH свыше 110 мм — в два приема. При этом сначала выполняют раздачу конца трубы конусной оправкой на угол до 45°, а затем конец трубы окончательно отбуртовывают с помощью пуансона.

Отбуртовка фторопластовых труб без нагрева производится на приспособлении, состоящем из подвижного зажима для труб и металлического конуса, вращаемого электроприводом, смонтированного на раме приспособления. Конец трубы с предварительно надетым фланцем закрепляют в зажиме приспособления и включают электропривод. Затем трубу подают на вращающийся конус, который отбуртовывает ее конец. После этого отбуртовку прижимают к фланцу неподвижной отправкой из текстолита. Конец трубы охлаждают и освобождают от зажима. Отбуртовку фторопластовых труб этим способом выполняют также на токарных станках. Конус при этом устанавливают в патрон станка, а трубу крепят с помощью зажимных хомутов в суппорте. Оборудование для отбуртовки без нагрева должно обеспечивать частоту вращения конуса 400…500 об/мин и удельное давление при отбуртов-ке не менее З МПа. Отбуртовка без нагрева обеспечивает более безопасные условия работы.

Для отбуртовки фторопластовых труб с нагревом в монтажных условиях применяют станок конструкции строительно-монтажной лаборатории треста «Во-стокметаллургмонтаж» (рис. 15). После закрепления трубы в зажиме на конец ее, подлежащей отбуртовке. надевают специальную кольцевую пропан-бутановую горелку, обеспечивающую нагрев конца трубы до 300 °С в течение 1…1.5 мин. Достигнув заданной температуры, горелку отводят и включают пневмоци-линдр, на штоке которого закреплен пуансон. Выдержав пуансон в прижатом состоянии до охлаждения бурта, обратным ходом штока пневмоцилиндра его отводят в исходное положение.

При монтаже трубопроводов из полиэтилена и полипропилена применяют разъемные соединения со стальными свободными фланцами на утолщенных буртах, отформованных на концах труб, которые отличаются от простых буртов не только толщиной, но и формой.

Для формования утолщенных буртов применяют оснастку, состоящую из матрицы и пуансона, а также станки и приспособления, на которых предварительно нагретый конец трубы зажимается в матрице и формуется в установке, разработанной Киевским филиалом ВНИИмонтажспецстроя (рис. 16). На этой установке для формования утолщенных буртов на трубах диаметром 32… 160 мм используют оснастку, показанную на рис. 17. На сварной станине установки смонтированы пневмоцилиндр и зажимное устройство. На штоке пневмоцилиндра крепится пуансон, а в зажимном устройстве, выполненном в виде двух полухомутов,— матрица, в которой зажимается труба. Зажимное устройство имеет передвижной упор для установки зажимаемой трубы на необходимую длину. Приводом зажимного устройства служит мембранный пневмоцилиндр. Трубу с предварительно нагретым концом устанавливают в матрице и зажимают поворотом рукоятки крана управления «Матрица». Затем поворачивают рукоятку крана управления «Пуансон», включая пневмоцилиндр на рабочий ход штока с пуансоном, который производит формование бурта. Пуансон выдерживают под нагрузкой около 4 мин для остывания отформованного бурта, охлаждая пуансон водой. После охлаждения бурта переключением кранов управления отводят в исходное положение пуансон, освобождают верхний полухомут зажимного устройства и снимают трубу с отформованным буртом. Производительность установки 12… 15 буртов в час.

Формование переходов. В технологических трубопроводах из полимерных материалов применяют концентрические конусные переходы, которые изготавливают из предварительно нагретых патрубков методом формования.

Изготовление переходов пластмассовых труб формованием осуществляется с помощью специальной оснастки (рис. 18), а приводным устройством может служить механический или гидравлический пресс с рабочим ходом 300…500 мм. Оснастка состоит из пуансона, матрицы с рубашкой для водяного охлаждения. Разогрев заготовки осуществляется так же, как и ра- 1 зогрев для формования утолщенных буртов. Затем заготовка вставляется в оснастку и формуется переход.

После полного охлаждения с помощью выталкивателя и втулки переход извлекается из матрицы.

Киевским филиалом ВНИИмонтажспецстроя разработана установка для формования переходов из полимерных труб с наружным диаметром 40…225 мм. В комплект устройства входит набор формующей оснастки и устройство для электронагрева заготовок под переходы. Нагрев может производиться и в глицериновых ваннах.

Формование горловин является самой трудоемкой работой при изготовлении деталей трубопроводов из полимерных материалов, а также изготовлении тройников и коллекторов. В монтажных организациях тройники изготавливаются, как правило, сварными, а также способом вытяжки горловины на трубах. Формование горловин допускается производить на пластмассовых трубах при соотношении наружных диаметров горловины ответвления и основной трубы не более.

Различают два способа формования горловин в трубах: с помощью пуансона; с помощью пуансона и матрицы. Технология образования горловин включает следующие операции: резка труб на заготовки; измерение толщины стенки трубы; разметка и сверление отверстий в трубе в месте формования горловины; нагрев трубы-заготовки в зоне формования; ввод пуансона внутрь трубы; соединение пуансона с тянущим устройством; формование горловины; охлаждение горловины, извлечение пуансона из горловины и торцовка полученной горловины.

Перед разметкой отверстия в заготовке измеряют толщину стенки в четырех диаметрально противоположных точках. Отверстие под формование горловины размечается в месте наибольшего утолщения стенки. Высота горловины и толщина ее стенки зависят от формы и размеров отверстия в трубе. Для получения горловины с равномерной толщиной стенки по периметру в трубах вырезают отверстия эллипсовидной или овальной формы, большая ось которых расположена вдоль оси трубы. Расстояние от центра горловины До торца трубы должно быть не менее Двух наружных Диаметров трубы.

Отношение величин осей отверстий в заготовке уменьшается с уменьшением отношения диаметра ответвления к наружному диаметру основной трубы (dJDH). При dH<0,2DH допускается сверлить в трубах круглые отверстия. Вырезку отверстий в трубах необходимо осуществлять только механическим способом — фрезерованием или сверлением.

Перед формованием горловины зону вокруг отверстия нагревают в глицериновой ванне нагретым воздухом или инфракрасным излучением с помощью специальных электрических устройств для местного нагрева труб. Диаметр нагреваемого участка должен быть больше наружного диаметра горловины на 30… 40 мм. Зона вокруг отверстия в трубе, нагретая до заданной температуры, не должна терять устойчивости.

Температура нагрева глицерина в ванне при формовании горловины без изменения толщины стенки трубы должна быть для труб из ПВД — 105… 110 °С; ПНД— 135…140°С; ПП — 165…170 °С. В случае формования горловин с изменением толщины стенки трубы температура нагрева глицерина в ванне увеличивается и составляет для труб из ПВД — 200…210 °С; ПНД — 220…230 °С; ПП — 260…270 °С.

При местном нагреве труб горячим воздухом температура теплоносителя должна на 25…35°С превышать температуру жидкости в глицериновой ванне. Продолжительность нагрева труб увеличивается при увеличении диаметра и толщины стенки обрабатываемых пластмассовых труб.

Торец пуансона может иметь коническую или сферическую форму. Высота цилиндрической части /гц, а также высота цилиндрического ответвления в матрице не должна быть менее высоты горловины. Для компенсации усадки горловин после формования диаметр формующего инструмента должен превышать размеры внутреннего диаметра горловины на 2%. На торец пуансона и поверхность матрицы наносится маркировка, содержащая сведения о размерах формуемой горловины.

Киевским филиалом ВНИИмонтажспецстроя разработаны для монтажных организаций установки для вытяжки горловин. В комплект входит печь для местного нагрева труб воздухом и станок для труб диаметром до 225 мм при формировании горловин с наружным диаметром 63… 160 мм.

Устройство для местного нагрева труб горячим воздухом (рис. 20) состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого по окружности размещены U-образные ТЭНы, нагревательной камеры с уплотнителями, устанавливаемой непосредственно на трубу, крышки и сменных воздухорассекателей. Внутрь корпуса подают сжатый воздух. Благодаря спиральным ребрам воздух движется по каналам вокруг трубчатых нагревательных элементов, в результате чего обеспечивается равномерный и эффективный нагрев воздуха. Для замера температуры воздуха в камере вставляется термометр в специально предусмотренный патрубок. Время между нагревом трубы и формованием горловины не должно превышать 1 минуты.

Станок для формования горловин (рис. 21) состоит из стола, механизма для формования горловины и комплекта сменного формующего инструмента. На столе размещена штанга, обеспечивающая фиксированное положение пуансона внутри трубы. Механизм для формования состоит из сварной стойки и кронштейна, которые перемещаются по направляющим. В стойке размещен полый винт с тягой для зацепления пуансона. Привод винта — ручной и осуществляется с помощью штурвала. Сменные матрицы крепятся к стойке с помощью двух болтов. В конструкции матрицы предусмотрен плавающий нож, позволяющий в процессе вытяжки горловины одновременно производить торцовку ее вершины.

Перед формованием горловины заготовка с нагретой вокруг отверстия зоной устанавливается и закрепляется таким образом, чтобы тяга, предназначенная Для зацепления пуансона, находилась точно по центру отверстия в трубе, а отверстие в трубе должно располагаться концентрично отверстию в матрице. С торца заготовки внутрь трубы вставляют пуансон, который затем соединяют с механизмом вытяжки. Вращением штурвала пуансон вытягивают в отверстие в трубе до тех пор, пока образующаяся горловина не охватит всю цилиндрическую часть пуансона. Движение пуансона в отверстии осуществляется до выхода его цилиндрической части из образовавшейся горловины. В таком положении пуансон фиксируется и извлекается из горловины после ее охлаждения до температуры ниже 30 °С. Отформованную горловину вместе с оснасткой охлаждают проточной водой, сжатым воздухом или естественным путем до температуры окружающего воздуха. Затем горловину торцуют, установив заготовку в зажим станка для механической обработки или с помощью переносного устройства для торцовки и снятия фаски на концах труб.

Для обеспечения высокого качества переходных тройников и коллекторов при изготовлении горловин необходимо проводить жесткий пооперационный контроль: проверять размеры отверстий в трубе, расстояние между отверстиями (в коллекторах), температуру нагрева зоны вытяжки в заготовке, размеры отформованной горловины, ее поверхность. Поверхность трубы и горловины должна быть ровной и гладкой. Допускаются незначительные следы от формующего инструмента, не уменьшающие толщину стенки ниже допускаемых отклонений от толщины стенки привариваемого к горловине ответвления. Диаметр горловины, овальность и толщина ее стенки должны быть в пределах допусков на пластмассовые трубы, привариваемые к вытянутым горловинам.

Калибровка концов труб и формование раструбов необходимы для подготовки концов труб под раструбные соединения, выполняемые контактной сваркой или склеиванием. Раструбы формуют на трубах из полиэтилена и полипропилена, а калибруют только концы винипластовых труб. Предварительную калибровку концов труб из ПНД, ПВД и ПП не производят, так как эта операция автоматически выполняется при оплавлении конца трубы в гильзе нагревательного инструмента при сварке враструб. Раструбы формуют пуансонами, а калибровку осуществляют калибровочными гильзами (рис. 22).

При формовании раструба или калибровке труба с разогретым концом закрепляется в зажимном устройстве приспособления или станка. В разогретый конец вводится пуансон или надевается калибрующая гильза до упора или ограничительного хомута, который предохраняет от деформации участок трубы за формуемым концом.

Внутренний диаметр раструба на трубах из ПНД, ПВД и ПП уменьшается после остывания в результате усадки материала. Во избежание этого в отформованный раструб вставляют распорную металлическую или деревянную втулку. Диаметр втулки должен быть равен рабочему диаметру пуансона. Втулку вынимают из раструба непосредственно перед сваркой или склеиванием. Чтобы калибруемый конец трубы не сминался в процессе калибровки, внутрь трубы также вставляют втулку, наружный диаметр которой равен внутреннему диаметру трубы.

Гнутье труб диаметром 25… 160 мм применяют для изготовления соединительных деталей трубопроводов— отводов, уток, калачей, компенсаторов, а также для изготовления элементов или узлов, состоящих из одного или нескольких отводов и прямых участков труб. Гибка позволяет значительно сократить число сварных стыков. К недостаткам гибки относятся большие (по сравнению с литыми или сварными деталями) размеры изогнутых участков, а также деформации стенок и поперечного сечения трубы в месте изгиба.

При гибке трубы на внешней стороне изогнутой ее части материал стенки трубы растягивается, что приводит к уменьшению ее толщины, а на внутренней стороне — сжимается. Поперечное сечение трубы в месте изгиба приобретает овальность. Величина этих деформаций зависит от радиуса изгиба, толщины стенки и ее отношения к наружному диаметру трубы (б/£>н), от способа гибки, а также от оборудования и оснастки, применяемых для гнутья труб.

Для обеспечения необходимого качества изогнутых участков труб применяют различные способы ограничения деформации стенок и поперечного сечения этих участков в зависимости от величины б/DH:
— использование для гнутья труб только полимеров среднего и тяжелого типов;
— выбор радиуса изгиба и применение станков, на которых внутрь изгибаемой трубы вводится специальная оправка (дорн), препятствующая смятию стенок трубы;
— применение с этой же целью различного рода наполнителей.

При гнутье пластмассовых труб выполняют следующие операции: разметку и резку труб на заготовки измерение толщины стенки трубы, нагрев заготовки, гнутье, охлаждение детали после гнутья, торцовка концов детали.

При гнутье труб из полимерных материалов необходимо учитывать их пружинение. Величина пружинения выражается в градусах дополнительного угла, на который трубу следует перегнуть по сравнению с заданным углом, и зависит от материала трубы, а также от угла изгиба.

При гибке труб из ПВД на 90° величину угла пружинения принимают равной 6°, при гибке труб из

ПНД и ПП—10°, из фторопласта-4— 15°. Для определения величины пружинения при гибке труб на любой заданный угол его величину для труб из ПВД увеличивают в 1,07 раза, для труб из ПНД и ПП — в 1,1 раза, а труб из фторопласта — в 1,2 раза. Трубы из ПВХ при гнутье не пружинят.

Размеры гнутых отводов, изготавливаемых из полиэтиленовых и полипропиленовых труб, в качестве отдельных деталей регламентированы ОСТ 36—55—81.

Заготовку для гнутья отводов или кольцевых участков труб нагревают в вертикальных жидкостных (глицериновых) ваннах, а для выполнения местных гибов на длинных трубах применяют воздушные тоннельные электропечи.

При нагреве в вертикальных жидкостных ваннах заготовка должна быть погружена в ванну так, чтобы ее конец длиной не менее 2 Ь„ выступал над уровнем жидкости и оставался холодным. Если размеры нагревательного устройства не позволяют нагреть заготовку по всей длине, то ее следует гнуть в несколько приемов. При этом повторный нагрев согнутого участка не допускается Время, необходимое для нагрева труб перед гнутьем, зависит от материала трубы и толщины стенки.

Температуру нагрева регулируют терморегуляторами, а при их отсутствии — по показанию термометров. Прогрев должен быть равномерным по всей толщине стенки и длине сгибаемого участка. Заготовка, нагретая до требуемой температуры, должна, не теряя устойчивости, находиться в высокоэластичном состоянии. Чтобы предотвратить чрезмерное охлаждение нагретой заготовки, время между окончанием нагрева и началом гнутья не должно превышать 1 мин для D„ = = 110…160 мм и 40 с для D„ менее 90 мм. За это время заготовка должна быть снята с нагревательного устройства и перенесена к трубогибочному станку и закреплена холодным концом в зажиме в соответствии с разметкой. Гибку нужно выполнять плавно, без рывков и резких движений.

Трубы из полиэтилена, полипропилена и поливи-нилхлорида гнут на специальных трубогибочных станках одним из следующих трех способов:

1-й способ. Обкатка нагретой трубы роликом вокруг гибочного шаблона без применения наполнителя (рис. 23).

2-й способ. Обкатка вокруг гибочного шаблона разогретой трубы с внутренней оправкой дорнем (рис. 24). Этот способ применяется при 6/DH<0,065. Нагретая труба холодным концом закрепляется в зажиме гибочного шаблона и внутрь трубы вводится формующая текстолитовая оправка — составной или ложкообразный дорн, наружный диаметр которого на 3 % меньше внутреннего диаметра изгибаемой трубы. Труба прижимается к гибочному шаблону специальной планкой. При повороте шаблона труба как бы «наматывается» на него и изгибается под тем углом, на который поворачивается шаблон. Дорн при этом препятствует смятию стенок трубы.

3-й способ. По шаблонам с применением наполнителей для того, чтобы избежать смятия стенок трубы. В качестве наполнителей для труб из полиэтилена и поливинилхлорида служат резиновый жгут, гибкий металлический шланг или толстостенный резиновый шланг, набитые песком или раздуваемые сжатым воздухом. Наружный диаметр жгута или шланга должен быть на 1…2 мм меньше внутреннего диаметра изгибаемой трубы. Для труб с DH свыше 50 мм применяют резиновый шланг, набитый песком. В отдельных случаях наполнителем служит чистый речной песок или соль, предварительно нагретые до 100°С. При этом горячим песком заполняют только ту часть трубы, которая подвергается нагреву для гибки. Концевые участки трубы заполняют чистым холодным песком.

Концы труб после заполнения песком закрывают пробками. Этот способ малопроизводителен, требует последующей очистки внутренней поверхности трубы. Сыпучие наполнители делают внутреннюю поверхность трубы шероховатой. Гибкие наполнители также имеют недостаток — их трудно точно подобрать по внутреннему диаметру трубы, а зазоры отрицательно влияют на качество гибки.

Трубы из фторопласта гнут только по третьему способу — по шаблону с наполнителем, в качестве которого применяют песок, нагретый до температуры 220…250°С. До набивки нагретым песком фторопластовые трубы отбортовывают, затем набивают трубу песком и закрывают деревянными пробками. Подготовленную таким образом заготовку устанавливают на трубогибочный станок. Участок, подлежащий изгибу, нагревают паяльной лампой или пламенем газовой горелки до температуры 300 °С, а затем гнут на требуемый угол. Согнутую трубу охлаждают непосредственно на станке. Качество изгиба проверяют наружным осмотром, а также замером длин, углов и овальности сечения в месте изгиба.

Все перечисленные выше заготовительные операции при изготовлении деталей и узлов трубопроводов выполняют в заготовительных мастерских монтажных организаций. Оборудование, которым оснащается мастерская, выбирают в зависимости от принятой техно-логин изготовления деталей и узлов трубопроводов и объема работ, а также от возможностей приобретения станков, приспособлений и инструментов.

Следует отметить, что в настоящее время большинство станков, приспособлений выпускают небольшими партиями некоторые заводы (Полтавский литейно-ме-ханический завод Минмонтажспецстроя УССР, Кропоткинский завод монтажных специальных строительных приспособлений Минмонтажспецстроя СССР и др.) и изготавливают отдельные монтажные организации (СМСЛ треста «Востокметаллургмонтаж», трест «Металлургпрокатмонтаж», трест «Центротех-монтаж» и др.). В большинстве же случаев оборудование изготавливают сами монтажные организации по чертежам проектных и конструкторских организаций— СКВ Киевского филиала ВНИИмонтажспец-строя, Гипромонтажиндустрии, ВНИИСТа и др.).

При определении мощности участка изготовления узлов и потребности в оборудовании необходимо учитывать, что для технологических трубопроводов средний объем узлов составляет 50…70 % общего объема пластмассовых труб на объекте.

Для централизованного изготовления деталей, узлов и блоков пластмассовых трубопроводов в настоящее время разработаны типовые проекты и создан по ним ряд специализированных трубопроводных участков (рис. 25), отличающихся производительностью и номенклатурой продукции, что обусловлено объемами монтажных работ и характеристиками строящихся трубопроводов.

При строительстве объектов с небольшими объемами трубопроводных работ (до 1…2 км на одном объекте), удаленных от основных баз на большие расстояния (св. 100 км), для изготовления узлов и деталей применяют передвижные мастерские на автоприцепах с набором универсального оборудования. Технологическая последовательность изготовления деталей в передвижной мастерской аналогична технологии трубозаготовительного участка.

1. Интересует изготовление коллектора для системы отопления Д 160 с шагом между врезками 500мм

   — Сергей · фев 19, 09:04 · #

Ваш отзыв