книги из ГПНТБ / Монтаж оборудования тепловых электростанций

Рис. 6-7. Сварочный автомат АТА-ЗМ.

Автомат для сварки корневых швов АТА-ЗМ (рис. 6-7) от­ личается простотой конструкции и удобством в эксплуатации, поэтому для его обслуживания не требуется операторов высо­ кой квалификации.

Сварочная головка состоит из каретки, механизма враще­ ния, механизма натяжения цепи и копирующего устройства; закрепляется на трубе с помощью разъемной цепи, что позво­ ляет одной головкой охватить широкий диапазон размеров сва­ риваемых труб. Постоянство положения каретки относительно реи стыка достигается с помощью опорных колес. Передние колеса имеют бурты, которые при перемещении каретки в за­ данном направлении прижимаются к обработанной фаске сва­ риваемой трубы. Это позволяет сваривать вертикальные и на­ клонные трубы без предварительной установки направляющих

210

хомутов. Постоянство длины дуги и заданного положения электрода относительно оси стыка обеспечивается копиром, же­ стко связанным с горелкой плавающего типа, опорный ■ролик которого перемещается по наружной поверхности усов раз­ делки.

Переносный пульт управления должен находиться непосред­ ственно на рабочем месте. Он обеспечивает дистанционное включение электродвигателя сварочного преобразователя, вклю­ чение и реверсирование электродвигателя механизма вращения головки и плавную регулировку скорости вращения головки и

провара при изменении параметров режима, а также по допу­ скаемым отклонениям при сборке были получены при использо­ вании ступенчатой разделки (см. рис. 6-6,а).

При аргонодуговой сварке труб из малоуглеродистой стали

ют с применением плоской расплавляемой вставки, изготавли­ ваемой из сварочной проволоки Св-08Г2С 0 3 мм (см. рис. 6-6,0).

Для сборки труб под автоматическую аргонодуговую свар­ ку используются сборочные приспособления и стенды, указан­ ные выше. Сварка выполняется за один' оборот автомата на

Предварительный подогрев труб перед автоматической сваркой выполняется в тех же случаях, что и при ручной аргонодуговой сварке.

аргонодуговая сварка при ступенчатой разделке кромок обес­ печивает получение стабильного качества сварных соединений, а при заводской поставке труб с обработанными концами со­ кращает примерно на 30% трудозатраты (по сравнению со сты­ ками, свариваемыми на подкладных кольцах) на сборочных работах и предварительном подогреве.

Однако, как уже отмечалось, заводы-изготовители пока не обеспечивают поставки трубопроводов с качественно обработан­ ной ступенчатой разделкой концов труб. В связи с этим ступен­ чатая разделка применяется в тех случаях, когда обработка концов труб под сварку производится непосредственно на мон­ тажной площадке.

Для возможности применения автоматической сварки при поставке трубопроводов со стандартной двухскосной разделкой

Р и с . 6-8. С в ар оч н ы й а в т о м а т A T - 1 5 9 - II IM .

в Центроэнергомонтаже разработана технология сварки, кото­ рая была внедрена на Конаковской, Костромской и Лукомльской ГРЭС. Однако ввиду необходимости значительно более точной сборки под автоматическую сварку по сравнению с руч­ ной аргонодуговой сваркой эта технология не получила широ­ кого применения.

Наряду с созданием оборудования- и разработкой техноло­ гии автоматической аргонодуговой сварки корневых швов не­ поворотных стыков трубопроводов Центроэнергомонтаж в те­ чение длительного времени занимается решением чрезвычайно сложной проблемы — автоматизацией сварки всего сечения не­ поворотных стыков трубопроводов высокого давления в мон­ тажных условиях. Работы по автоматической аргонодуговой сварке неплавящимся электродом всего сечения неповоротных стыков трубопроводов велись по двум направлениям:

разработка технологии и оборудования для сварки пульсиру­

ющей дугой; разработка технологии и оборудования для сварки синхрони­

зированной дугой.

Первые положительные результаты по автоматической свар­ ке пульсирующей дугой были получены в 1966 г. на. Белоярской АЭС на сравнительно тонкостенных трубопроводах из нержаве­ ющей аустенитной стали марки 0Х18Н1ОТ 0 219X14 мм.

Созданный в Центроэнергомонтаже позднее сварочный авто­ мат АТ-159-1ИМ (рис. 6-8) имеет значительно большие техно­ логические возможности и позволяет производить сварку тол-

212

стостенных труб непрерывной, пульсирующей и синхронизиро­ ванной дугой.

Сварочная головка состоит из каретки, механизма передви­ жения головки, механизма натяжения цепи, механизма подачи присадочной проволоки, горелки и механизма поперечных коле­ баний проволоки с горелкой.

Во избежание незапланированных смещений электрода от оси стыка при вращении автомата на свариваемую трубу до установки автомата устанавливают специальный направ­

Механизм подачи присадочной проволоки имеет оригиналь­ ную конструкцию, обеспечивающую при одном подающем ме­ ханизме возможность сварки как по часовой, так и против ча­ совой стрелки. ' Для обеспечения качественной защиты электрода и расплав­ ленного металла при вылете электрода до 80 мм была приме­ нена г-орелка с газопроницаемыми вкладышами, обеспечиваю­

щая ламинарное истечение потока на значительной длине. Шкаф управления позволяет производить все операции, не­

обходимые для выбора метода сварки, а также для настройки, контроля и коооектировки режима сварки.

213

ния активного сопротивления обмотки возбуждения стандартно­ го сварочного-преобразователя). Частота пульсации, а также время паузы в пределах каждого цикла задаются специальным мультивибратором, собранным на полупроводниковых элемен­ тах. Отсутствие поперечных колебаний в процессе сварки опре­ деляет выбор для этого способа сварки узкой щелевидной раз­ делки кромок (рис. 6-9,а ).

Сварка осуществляется без предварительного подогрева с выполнением проходов за полный оборот сварочной головки или за два полуоборота «на подъем». Корневой шов сваривает­

исследований позволили тресту в 1968 г. успешно осуществить на ТЭЦ № 23 Мосэнерго первую в теплоэнергетике опытноцроизводственную автоматическую аргонодуговую сварку всего

мени на выполнение одного стыка, включая установку автома­ та, настроечные операции и машинное время сварки, состави­ ли: для труб 0 159X18 м м — 1 ч 40 мин, для труб 0 325Х Х43 мм — 7 ч 30 мин.

214

Опытно-производственная сварка показала, что разработан­ ная технология автоматической аргонодуговой сварки пульси­ рующей дугой труб со щелевидной разделкой кромок позволяет примерно в 3 раза сократить (по сравнению с ручной электро­ дуговой сваркой) объем наплавленного металла; при этом исключаются трудоемкие операции по предварительному и со­ путствующему подогреву свариваемых труб. Вместе с тем бы­ ло установлено, что при сварке толстостенных трубопроводов е такой разделкой затрудняется наблюдение за процессом свар­ ки, особенно при сварке корневых проходов, а главное, необхо­ дима высокая точность обработки кромок и сборки труб под сварку, что создает определенные трудности при широком вне­ дрении этого способа в монтажных условиях.

В этом отношении разработанный в Центроэнергомонтаже способ сварки синхронизированной дугой расширяет технологи­ ческие возможности метода, так как введение поперечных ко­ лебаний электрода с регулируемой амплитудой позволяет су­ щественно снизить требования к точности изготовления фасок и сборки стыков под сварку. Вместе с тем положительный эф­ фект, создаваемый циклически изменяющейся тепловой мощно­ стью дуги, остается, так как в крайних точках амплитуды по­ перечных колебаний электрода (при подходе к кромкам раз­ делки) сварочный ток увеличивается до пикового значения.

Разделка кромок при сварке синхронизированной дугой при­ ведена на рис. 6-9,6.

сварка неповоротных стыков трубопроводов обеспечивает ис­ ключительно высокое качество сварных соединений, но по про­ изводительности труда не превосходит ручную электродуговую сварку, которая в настоящее время обеспечивает возможность

мат АТ-159-ІІІМ изготавливается небольшими партиями только

215

Опытным экспериментальным заводом монтажной техники треста ЦентіроэнергомО'Нтаж), а также более высокой культуры выполнения монтажных работ. Поэтому автоматическая аргоно­ дуговая сварка всего сечения неповоротных стыков трубопро­ водов высокого давления на тепловых электростанциях до на­ стоящего времени не получила широкого применения.

В целях определения области рационального применения автоматической сварки трубопроводов на монтаже тепловых электростанций трестом Центроэнергомонтаж совместно с ВТИ проведено исследование свойств сварных соединений труб из стали 12X1МФ с толщиной стенки до 20 мм, выполненных авто­ матической аргонодуговой сваркой синхронизированной и пуль­ сирующей дугой без последующей термической обработки. Эти исследования показали, что сварные соединения, выполненные автоматической сваркой без последующей термообработки, удов­ летворяют всем предъявляемым требованиям и не уступают по качеству термообработанным сварным соединениям, выполнен­ ным ручной электродуговой сваркой. На основании полученных

аргонодуговой сваркой без последующей термической обра­ ботки.

Учитывая применение в современных крупных котлоагрега­ тах большого количества труб с толщиной стенки до 20 мм (около 1000 стыков на один котлоагрегат) и значительные трудозатраты на выполнение термообработки сварных стыков, эта область применения автоматической аргонодуговой сварки является весьма перспективной. Успешно применяется автома­ тическая аргонодуговая сварка и при монтаже ответственных трубопроводов атомных электростанций.

МЕХАНИЗАЦИЯ СВАРКИ КОТЕЛЬНО-ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОБШИВЫ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

В последние годы изготовление котельно-вспомога­ тельного и нестандартного оборудования производится в подав­ ляющем большинстве случаев на заводах, поэтому механизиро­ ванная сварка под слоем флюса на монтажных участках треста

в этих случаях применяются стандартное оборудование и обще­ принятая технология, подробно описанные в литературе, опыт

216

выполнения механизированной сварки под слоем флюса на теп­ ломонтажных участках треста не представляет особого инте­ реса.

Метод полуавтоматической сварки тонкой проволокой в среде углекислого газа, считавшийся долгое время перспек­ тивным для монтажных работ, в настоящее время Центроэнергомонтажем практически не применяется, так как дополнитель­ ные затраты времени на перетаскивание полуавтомата, чистку и намотку проволоки в кассеты и изготовление быстро изнаши­ вающихся деталей (мундштуков, сопл, роликов) не компенсиру­ ются некоторым увеличением скорости сварки вертикальных швов; к тому же при работе на сквозняке в главном корпусе и на открытых площадках в сварных швах часто образуются по­ ры. Необходимо отметить, однако, что в заводских условиях на стационарно оборудованных рабочих местах этот метод успеш­ но применяется при изготовлении котельно-вспомогательного оборудования и трубопроводов низкого давления. Так, на Но­ вомосковском котельно-механическом заводе треста успешно работают более 20 полуавтоматов А-929С, А-537 и А-825.

Одним из наиболее перспективных способов механизации сварочных работ при монтаже КВО, обшивы котлов и других металлоконструкций является полуавтоматическая сварка по­ рошковой проволокой, применение которой обеспечивает высо­ кую производительность, хорошее качество сварных швов и воз­ можность качественной сварки в условиях сильного движения воздуха при простоте технологического процесса и применяе­ мого оборудования. При этом целесообразно применять прово­ локу с сердечником рутилового типа диаметром до 2,2 мм, по­ зволяющую проводить сварку тонколистового металла в ниж­ нем и вертикальном положениях и малочувствительную к увлажнению свариваемых кромок и ржавчине (к сожалению, такая проволока пока еще крайне дефицитна).

Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой успеш­ но внедрена на ряде монтажных участках Центроэнергомонта­

Режимы полуавтоматической св ар ки порошковой проволокой

2 1 7

А-1114М (последние после модернизации) и порошковая про­ волока рутилового типа ПВС-1Л, ПП-АН-1 и основного типа — ПП-АН-3.

Опыт применения полуавтоматической сварки порошковой проволокой вместо ручной электродуговой показал, что при свар­

ке коробов КВО и обшивы котлов производительность труда

Учитывая экономические преимущества этого способа свар­ ки намечено применить его в дальнейшем для сварки каркас­ ных конструкций котла с использованием порошковой прово­ локи основного типа.

6-5. УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА СВАРЩИКОВ

В монтажных условиях сварка, как правило, выпол­ няется не на стационарном рабочем месте, и сварочное обору­ дование располагается на значительном расстоянии от места

балластного реостата МРБ-2М, значительно меньшего по массе и габаритам стандартного балластного реостата РБ-300. Такой балластный реостат (рис. 6-10) сварщик может располагать не­ посредственно на рабочем месте.

218

Малогабаритный балластный реостат МРБ-2М в течение по­ следних лет серийно изготавливается в Центроэнергомонтаже и широко применяется на монтажных участках. В настоящее вре­ мя разработана конструкция еще менее габаритного переносно­ го балластного реостата УМРБ-1 (рис. 6-11), служащего как для регулировки тока, так и для переноски электродов и хранения их на рабочем месте в подогретом состоянии, что положительно

влияет на качество сварочных работ.

Представляется перспективной и разработанная в Центро­ энергомонтаже конструкция дистанционного регулятора свароч­ ного тока к сварочному преобразователю ПСО-500, основанного

на принципедистанционного ступенчатого изменения положе­ ния движка шунтового реостата сварочного преобразователя. Конструкция регулятора со снятой крышкой корпуса показана на рис. 6-12, регулятор монтируется непосредственно на корпусе сварочного преобразователя, а на рабочем месте находится кно­ почный пульт.

При нажатии кнопки «меньше» запитывается катушка элек­ тромагнита и происходит перемещение тяги. Храповик, шарнир­ но связанный тягой, входит в зацепление с храповым колесом и обеспечивает его перемещение на определенную величину в на­ правлении против часовой стрелки. При этом соответствующееперемещение получает и движок шунтового реостата машины, оськоторого жестко связана с храповым колесом.

При отпускании кнопки «меньше» отпадает сердечник элек­ тромагнита и храповик выходит из зацепления с колесом, при этом электрическая схема и механическая часть регулятора под­ готовлены к новым шаговым изменениям сварочного тока. Цикл

21»