不銹鋼管對(duì)接焊縫試樣自動(dòng)切割平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
針對(duì)不銹鋼管焊接工藝評(píng)定時(shí)常用的手工火焰切割對(duì)接焊縫試件進(jìn)行取樣方式存在的問題,設(shè)計(jì)了不銹鋼管對(duì)接焊縫試樣自動(dòng)切割平臺(tái)。該切割平臺(tái)可進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)與圓周旋轉(zhuǎn),便于裝卸不銹鋼管試件及不同位置取樣,各項(xiàng)動(dòng)作采用PLC控制,通過觸摸屏設(shè)置取樣參數(shù),可實(shí)現(xiàn)鋼管對(duì)接焊縫試樣的自動(dòng)切割。應(yīng)用證明,試樣自動(dòng)切割平臺(tái)效率高、取樣規(guī)則,且可降低勞動(dòng)強(qiáng)度。焊接工藝評(píng)定是長(zhǎng)輸油氣管道現(xiàn)場(chǎng)焊接施工前的必要工作,也是施工單位編制焊接工藝規(guī)程的重要依據(jù)。焊接工藝評(píng)定所用的鋼管試件是通過整根鋼管分段切割而來,坡口加工后進(jìn)行組對(duì)焊接,外觀檢查和無損檢測(cè)合格的不銹鋼管對(duì)接焊縫試件可用于焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)試樣的制取。拉伸、彎曲、沖擊韌性等力學(xué)性能試驗(yàn),需對(duì)不銹鋼管對(duì)接焊縫試件圓周方向的不同位置進(jìn)行取樣,目前常用的手工火焰切割取樣方式效率低、取樣不規(guī)則而導(dǎo)致后期試樣加工難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、綜合成本高。針對(duì)以上問題,設(shè)計(jì)了鋼管對(duì)接焊縫試樣自動(dòng)切割平臺(tái),可進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)與圓周旋轉(zhuǎn),便于裝卸鋼管試件及不同位置取樣,各項(xiàng)動(dòng)作采用PLC控制,通過觸摸屏設(shè)置取樣參數(shù),可實(shí)現(xiàn)鋼管對(duì)接焊縫試樣的自動(dòng)切割。
一、結(jié)構(gòu)組成與設(shè)計(jì)
1.切割系統(tǒng)整體組成
試樣自動(dòng)切割平臺(tái)系統(tǒng)由電源、控制系統(tǒng)、切割平臺(tái)、切割源及液壓泵組成,如圖所示。其中,電源為整個(gè)系統(tǒng)供電;控制系統(tǒng)用于控制切割平臺(tái)、切割源及液壓泵的各項(xiàng)動(dòng)作;切割源為切割平臺(tái)提供源介質(zhì);液壓泵為切割平臺(tái)提供液壓動(dòng)力。
2.切割平臺(tái)設(shè)計(jì)
切割平臺(tái)主要由轉(zhuǎn)臺(tái)、滑塊、六連體液壓缸、電動(dòng)推桿、后立板、側(cè)立板、底座、支架、割槍連接塊、支撐桿連接塊、支撐桿、割槍、小齒輪、大齒輪、翻轉(zhuǎn)支撐體、電機(jī)等構(gòu)成,如圖所示。其中,轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置6個(gè)長(zhǎng)槽,其上對(duì)應(yīng)安裝滑塊,六連體液壓缸安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上方中心位置,活塞桿分別與滑塊相連,大齒輪安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)下方中心位置,轉(zhuǎn)臺(tái)通過軸、軸承連接于翻轉(zhuǎn)支撐體上;電機(jī)通過螺栓與翻轉(zhuǎn)支撐體連接,輸出軸上安裝小齒輪,與大齒輪良好嚙合;翻轉(zhuǎn)支撐體通過軸承、螺栓連接于側(cè)立板;側(cè)立板上設(shè)置支架,其上安裝電動(dòng)推桿,電動(dòng)推桿上通過連接塊裝有支撐桿與割槍,連接塊可旋轉(zhuǎn)角度,以便于調(diào)節(jié)割槍的位置與角度;用于轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)的電動(dòng)推桿兩端分別連接于翻轉(zhuǎn)支撐體與后立板;后立板、側(cè)立板與底座焊接。
3.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)以PLC(可編程邏輯編輯器)為核心元件,通過觸摸屏進(jìn)行工作參數(shù)的調(diào)整與修改,繼而控制轉(zhuǎn)臺(tái)電動(dòng)推桿、割槍電動(dòng)推桿、電機(jī)及切割源的各項(xiàng)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)鋼管對(duì)接焊縫試樣的程控切割,如圖所示。
二、工作原理及應(yīng)用
1. 工作原理
按要求連接電源、控制系統(tǒng)、切割平臺(tái)及切割源等,通過觸摸屏設(shè)置工作參數(shù)。電動(dòng)推桿縮回時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài),此時(shí)在六連體液壓缸的作用下進(jìn)行待加工鋼管試件的裝卡,如圖所示。鋼管試件裝卡完成后,電動(dòng)推桿伸出,轉(zhuǎn)臺(tái)回到水平位置,如圖所示。通過割槍電動(dòng)推桿、支撐桿、連接塊進(jìn)行割槍位置與角度的調(diào)節(jié)。以上工作完成后,通過控制系統(tǒng)開啟切割源及電機(jī),電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行鋼管對(duì)接焊縫切割加工,轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度可根據(jù)鋼管壁厚具體調(diào)整。
2. 應(yīng)用
切割平臺(tái)已應(yīng)用于焊接工藝評(píng)定中鋼管對(duì)接焊縫試樣的自動(dòng)切割。應(yīng)用表明,該切割平臺(tái)性能穩(wěn)定,可依照控制程序進(jìn)行不銹鋼管焊縫不同位置試樣的切割加工,切割效率高、取樣規(guī)則、后期加工難度小、綜合成本低,且可降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
切割平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了焊接工藝評(píng)定用不銹鋼管對(duì)接焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)所需試樣的自動(dòng)切割,與手工火焰切割相比,切割平臺(tái)的工作效率高、取樣規(guī)則、后期加工難度小、綜合成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果分析可知,交流干擾越強(qiáng),對(duì)應(yīng)管地電位的波動(dòng)越大;建議對(duì)因交流干擾而導(dǎo)致陰極保護(hù)失效的地區(qū)采取填埋裝有二極管的犧牲陽極等措施,降低交流的干擾。針對(duì)交流高壓線干擾問題的研究,對(duì)埋地管道陰極保護(hù)影響具有借鑒意義。
本文標(biāo)簽:不銹鋼管
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