|
|
|
Крутить, не закручиваяЛ. ВЛАДИМИРОВ, инженерГнуть подковы и завязывать в узел стальные прутья-старые цирковые номера. А нельзя ли закрутить пропеллером стальную трубу? Такой фокус помог бы при сварке трубопроводов. Б. Ф Калашников, заместитель главного металлурга одного из предприятий г. Кургана, рассказал такую интересную историю. Однажды его вызвали на монтаж трубопровода, оказавшегося в безвыходном положении. Трубопровод уже опустили в узкий бетонный канал, а проварены были только верхние половины стыков. Видимо, неопытный сварщик не решился варить потолочные швы, а сказать об этом постеснялся. Так, не заметив, и опустили нитку трубопровода в канал. Что теперь делать? Подобраться к стыкам с электродом совершенно невозможно. Повернуть трубопровод на сто восемьдесят градусов тоже нельзя, потому что в нескольких десятках метров от непроверенных стыков он коленом уходил в сторону. Тут у Калашникова и возникла впервые идея использовать при сварке неповоротных стыков труб упругую деформацию кручения. В тот раз проверить идею не удалось - трубы были толстостенными и вся плеть очень жесткой. Но случай вскоре представился. В одном из заводских корпусов монтажники пробросили трубы почти вплотную к стене, и сварщики мучились, не могли подлезть к половинкам стыков, что у стены Трубы были тонкие, водопроводные, а плети достаточно длинные, метров по десять - пятнадцать. Тут и попробовали. Ухватились за конец плети газовым ключом, повернули ближайший стык на девяносто градусов по часовой стрелке и проварили участок, который до поворота был у стены. Затем перенесли ключ поближе к следующему стыку и проделали то же самое. Без особых хлопот заварили и третий. Такой способ можно применить и при сварке труб большого диаметра. Разумеется, чем больше будет диаметр труб и толще их стенки, тем на большем расстоянии от защемления надо прикладывать крутящий момент и тем мощнее должен быть механизм для закручивания. Так, для закручивания стальной трубы диаметром 500 миллиметров с толщиной стенки 10, необходимая длина плети труб увеличится до 268 метров и понадобится двигатель, развивающий крутящий момент 12 тонн на метр, что эквивалентно, например электродвигателю в 110 киловатт, или, если выразить в старинных единицах, 149,5 лошадиной силы, т. е такую установку можно смонтировать, например, на базе трактора К-701.  Изобретатель теперь стал опытным (несомненная заслуга экспертов ВНИИГПЭ) и не бросается стремглав оформлять заявку при первом озарении. Калашников тщательно изучил патентные материалы, и пришлось ему сильно огорчиться. Еще в 1972 году изобретателям из Киевского политехнического института было выдано авторское свидетельство № 340495. Формула изобретения гласила: «Способ сварки кольцевых стыков трубопроводов, при котором вращение свариваемого стыка осуществляют со скоростью, равной скорости образования сварного шва, отличающийся тем, что с целью упрощения сварки труб в монтажных условиях вращение стыка осуществляют путем закручивания свободного конца неподвижной трубы вокруг ее продольной оси в пределах упругой деформации». Словом, один к одному! Киевские изобретатели имели в виду автоматическую сварку под слоем флюса не¬подвижной сварочной головкой, находящейся над верхней половиной стыка. Но в таком случае, чтобы проварить весь стык, нужно трубу закрутить дважды - в одну и в другую сторону, - и каждый раз на угол больше ста восьмидесяти градусов, чтобы получить перекрытие сварных швов. Естественно, что, чем больше угол, тем большие напряжения возникают в металле трубы и тем мощнее должен быть механизм для закручивания. У читателя может возникнуть вопрос не проще ли вращать вокруг трубы сварочную головку? Можно, и таких автоматов напроектировано много. Но до опытной проверки в монтажных условиях из них дошли единицы. Большинство пылится на полках НИИ и КБ. Дело в том, что в каждой четверти неповоротного стыка свои условия сварки и автомат должен быть умным, как высококвалифицированный сварщик, в зависимости от пространственного положения должен уметь на ходу менять и скорость сварки и амплитуду колебания электрода и длину сварочной дуги, учитывать изменение зазора... Такого автомата пока не существует. Другое дело, когда сварочная головка действует в одной определенной четверти стыка. Тогда можно подобрать оптимальный сварочный режим, и все упрощается. Такие автоматы есть, работают и прекрасно себя зарекомендовали.  Б. Ф Калашников придумал, как «превратить» половину стыка в четвертушку. Нужно трубу поворачивать в одном направлении, а сварочную головку в противоположном. Тогда трубу можно закручивать на девяносто градусов, а сварена будет половина стыка. Тогда же и проверили идею на сварке стальных цельнотянутых труб, медных, латунных, пластмассовых, в частности, из полиэтилена. Получилось. Правда, пока на тонких трубах небольшого диаметра. Изобретатель на этом не успокоился. Ему не нравилось, что нужно перемещать и сварочную горелку. Для этого требуется специальное оборудование... Лучше бы горелка была неподвижной. Решил и эту задачу. Посмотрим на трубу с торца и нанесем мысленно на стальное кольцо деления, как на циферблате часов. Трубу будем сваривать не одной, а двумя горелками одновременно, первую расположив там, где три часа, а вторую там, где девять часов. Теперь, если трубу закрутить на девяносто градусов против часовой стрелки, первая горелка сварит участок стыка от трех часов до шести, а вторая от девяти до двенадцати. При последующем закручивании трубы на девяносто градусов в противоположном направлении (по часовой стрелке) те же горелки проварят остальные две четвертушки стыка, полностью замкнув кольцевой шов.  Но не вредны ли для металла трубы такие знакопеременные повороты? При сварке трубопровода каждый раз с наращиванием очередной трубы закручивается пропеллером вся ранее сваренная плеть. Не появились бы в металле трещины! Калашников и тут нашел простой выход. К уже сваренному участку трубопровода нужно пристыковывать не по одной трубе, а сразу несколько, например четыре, присоединив их друг к другу прихватками, и закручивать их все сразу, ухватившись за конец уже сваренной плети. При этом в стыках, собранных на прихватках, напряжения кручения практически не будет, а сваренный участок трубопровода вместо восьми раз будет закручен лишь дважды. |
  |