Оборудование для сварки шаровых кранов

Для сварки шарового крана нужны специализированные станки. Обычный сварочный вращатель с горелкой не справится: у каждой операции своя трудность, и под каждую нужна своя установка.

• Приварка горловины. Шов идёт не по кругу, а по линии пересечения двух цилиндров.
• Сборка и прихватка фланцев. Фланцы надо выставить строго соосно и повернуть отверстиями точно, иначе кран не встанет в трубопровод.
• Сварка фланцев. Наружный и внутренний шов варят сразу двумя горелками.
• Сварка патрубков. Внутри крана уже стоят шар и фторопластовые уплотнения, перегреть корпус нельзя.

Мы делаем все четыре установки. Вместе они складываются в линию для серийного выпуска кранов ДУ 25-150 и ДУ 150-300.

Приварка горловины к корпусу крана

Горловина стоит сверху на круглом корпусе, поэтому шов вокруг неё то поднимается, то опускается. Сварщику вручную приходится всё время менять вылет и наклон горелки, и от крана к крану шов выходит разным, случаются непровары.

На установке для приварки корпуса штока оператор выбирает на панели типоразмер крана, ставит корпус на оправку, вставляет горловину и нажимает педаль. Пневматика фиксирует горловину и разворачивает её лыской в нужную сторону. По кнопке «Пуск» горелка сама проходит весь шов с перекрытием и отходит, кран снимают.

Режим сварки установка настраивает сама под выбранный кран и считает сваренные изделия. Ось вращения можно наклонить на 5, 10, 15 или 20 градусов. Модель ТОМ-46 рассчитана на ДУ 25-150, ТОМ-47 на ДУ 150-300. Вместе они берут корпус штока диаметром от 22 до 85 мм, корпус крана от 38 до 480 мм и стенку от 4 до 12 мм.

Сборка и прихватка фланцев

Ошибку сборки потом не исправит никакая сварка. Если фланец встал с перекосом или отверстия повёрнуты не так, кран не прикрутить к трубопроводу. Поэтому сборку и прихватку мы вынесли на отдельную установку ТОМ-32.

Два фланца зажимают параллельно в трёхкулачковых патронах. Корпус ставят между ними, и пневматика по упору выводит его на строительный размер с зазором под шов. Отверстия фланцев разворачивают относительно горловины ловителем на отдельной стойке, а оси фланцев и корпуса совмещает пневматика с центрирующей пружиной. После этого ставят прихватки.

Для ДУ 25-150 стоят патроны диаметром 250 мм, для ДУ 150-300 диаметром 400 мм. Сборку можно повернуть на 90 градусов.

Сварка фланцев с корпусом

Прихваченную сборку переносят на установку для сварки фланцев. Две горелки одновременно варят наружный и внутренний шов с перекрытием. Потом сборку переворачивают и так же варят вторую сторону.

Ось вращения наклонена на 20-60 градусов, чтобы шов был в удобном для сварки положении. Модель ТОМ-53 рассчитана на ДУ 25-150 и краны диаметром до 560 мм, ТОМ-54 на ДУ 150-300 и краны до 620 мм.

Сварка патрубков без порчи уплотнений

Это самый трудный шов. Патрубки приваривают к крану, который уже собран: внутри стоят шар и фторопластовые уплотнения. Если корпус перегреть, уплотнение поведёт, и кран перестанет держать давление. Снаружи такой брак не видно, он вылезет на испытаниях или уже у заказчика.

Поэтому на установке для сварки патрубков кран сначала сжимают гидроцилиндром с заданным усилием, до 1000 кгс, а прибор следит, чтобы усилие держалось. От нагрева сборка не расходится, уплотнения остаются прижатыми. Потом две горелки варят оба шва одновременно, чтобы кран грелся как можно меньше. Сразу после сварки кран охлаждают в ванне: небольшие краны вручную, крупные автоматически.

Почему так важны секунды. Сёдла шаровых кранов обычно делают из фторопласта, чистого Ф-4 или наполненного, например Ф-4К20. Фторопласт не плавится от сварки, но когда он нагрет и сжат, он начинает течь и меняет форму задолго до 260 °C, которые обычно называют его пределом. По нашим тепловым расчётам, которые мы проверили на практике, у уплотнений есть 25-45 секунд после сварки, пока они не начали деформироваться. Охлаждение укладывается в это время.

Ванна бывает водяной или масляной. Вода снимает тепло быстрее. Масло охлаждает мягче, перепад температуры не такой резкий, и корпус меньше рискует покоробиться. Что лучше для вашего крана, зависит от стали корпуса и требований завода, поэтому ванну подбираем вместе с оснасткой.

Установка работает с кранами ДУ 50-150 и ДУ 150-300 и сама считает сваренные краны. Сбросить счётчик можно только по специальному коду.

Что даёт линия

По нашим данным, выпуск готовых кранов вырастает на 200-300%. Шов получается одинаковым на каждом кране, и брака становится меньше. Сварщик высокой квалификации не нужен: оператор ставит деталь и нажимает кнопку. Чтобы перейти на другой кран, достаточно выбрать его номер на панели.

Брать всю линию сразу не обязательно. Можно начать с одной установки на самом узком месте, например только с горловины или только с патрубков. Для остальных кольцевых швов на производстве подойдёт универсальный сварочный вращатель ТОМ-16А.

Какие краны варят на этом оборудовании

Цельносварные стальные шаровые краны. Их корпус не разбирается: шар и уплотнения ставят внутрь до сварки, а потом корпус заваривают. Поэтому нагрев при сварке такого крана всегда нужно держать под контролем.

По присоединению: фланцевые, под приварку и комбинированные, когда с одной стороны фланец, а с другой патрубок.

По проходу: полнопроходные и стандартнопроходные. Для сварки это разная геометрия корпуса и патрубков, поэтому оправки делаем по вашим чертежам.

По среде: газовые краны, краны для тепловых сетей и водоснабжения, для нефти и нефтепродуктов, для пара и сжатого воздуха.

Серийно делаем установки на ДУ 25-150 и ДУ 150-300. Краны от ДУ 15 до ДУ 500 делаем по техзаданию.

Частые вопросы

Как приварить горловину к корпусу шарового крана автоматически?
Корпус ставят на оправку, горловину фиксирует пневматика, а горелка сама проходит шов по линии пересечения двух цилиндров, пока корпус вращается.

Как не повредить уплотнения при сварке шарового крана?
Сжать кран с заданным усилием, варить оба шва одновременно двумя горелками и сразу охладить кран в водяной или масляной ванне. По нашим расчётам, проверенным на практике, фторопластовые уплотнения выдерживают 25-45 секунд после сварки.

Как выставить фланцы, чтобы отверстия совпали?
На установке сборки фланцы зажимают параллельно, корпус выходит на строительный размер по упору, а отверстия разворачивают относительно горловины ловителем.

Какие размеры кранов?
Серийно ДУ 25-150 и ДУ 150-300. Под каждый диапазон своя модификация, так проще держать качество шва. Другие размеры по техзаданию.

Можно ли варить газовые краны и краны для теплосетей на одной линии?
Да, если они в одном диапазоне ДУ. Меняются оправки и режим сварки, а режим выбирают на панели номером крана.

Сколько стоит оборудование для сварки шаровых кранов?
Зависит от состава: одна установка или линия, какие размеры кранов. В стоимость входят пусконаладка и отработка техпроцесса, гарантия 1 год. Пришлите чертежи кранов, и мы подготовим предложение.