ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

■ВНИИСТ-

ПО ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ ТРУБ

ДИАМЕТРОМ 1020-1420 мм В ТРАССОВЫХ УСЛОВИЯХ

ВСН 168-84

Миннефтегазстрой

Москва 1985

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

-вниист-

ПО ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ ТРУБ

ДИАМЕТРОМ 1020-1420 мм В ТРАССОВЫХ УСЛОВИЯХ

ВСН 168-84

Миннефтегазстрой

Москва 1985

л?////////;////я//;;/////////;//;//////////;//;;;я?////try// //;/>/v///?// v/    //^7//

РИс.4. Схема установки "Орбита Пл-I" для воздушно-плазменной резки:

I - ходовая часть машина "Орбита"; 2 - блок питания машина "Орбита"; 3 - коробка переходная; 4 - автоматический выключатель; 5 - направляющий пояс; 6 - пояс-копир; 7 - источник питания

дуги; 8 - компреооор; 9 - контейнер

3*7* Электропитание воех устройств установки осуществляется через автоматический выключатель A37I25.

3.8* Коробка переходная предназначена для соединения блока питания машины "Орбита" с источником питания дуги.

3.9.    Направляющий пояс крепится на трубе.вокруг которой перемещается машина "Орбита". Направляющий пояс предотавляет собой металлическую ленту с опорами и специальным натяжным устройством для его фиксации.

3.10.    Пояс-копир предназначен для косых резов и имеет такую же конструкцию, что и направляющий пояс.

3.XI• Источником питания "Орбита Пл-I" является выпрямитель. входящий в состав серийно выпускаемой промышленностью установки УПР-201 для ручной плазменной резки. Полупроводниковый выпрямитель имеет крутопадающие внешние характеристики.

3.11.1.    Схема выпрямителя приведена на рис*5*

3.11.2.    Силовой трехфазный трансформатор ТрС предназначен для снижения напряжения сети. Трансформатор выполнен на стержневом магнитопроводе и имеет три цилиндрические катушки, первичные и вторичные обмотки которых намотаны концентрически.

3.11.3.    Сглаживающий дроосель Др предназначен для снижения пульсации выпрямленного напряжения.

3.11.4.    Передний блок аппаратуры состоит из возбудителя дуги (ооциллятора); блока аппаратуры (резисторов и конденсаторов); двух блоков тиристоров; реле контроля вентиляции, шунта.

3.II.4.1. Блок аппаратуры (резяоторов и конденсаторов) предназначен для создания системы импульсов дежурной дуги.

3*11.4.2* Блоки тиристоров предназначены для выпрямления и создания крутопадающих внешних характеристик.

3.И.4.3. Реле контроля вентиляции служит для контроля работы вентилятора и выключает источник питания при уменьшении потоков воздуха через радиаторы охлаждения тиристоров.

3.11.4.4.    Шунт служит для измерения тока основной дуги.

3.II.5. Вентилятор предназначен для принудительного воз-

д^лного охлаждения блока тиристоров, силового трансформатора, сглаживающего дросселя и приводится во вращение трехфазным асинхронным двигателем.

3*11.6• Задний блок аппаратуры включает в свой состав блок подогревателя, автоматический выключатель, силовой пускатель*

II

i 3 i

Рио.5. Компоновка источника питания:

I - передний блок аппаратуры; 2 - сглаживающий дроссель; 3 -задний блок аппаратуры; 4 - силовой трехфаэный трансформатор;

5 - блок трансформаторов; 6 - вентилятор

3.11.6.1.    Блок подогревателя предназначен для поддержания температуры регулятора давления выше 0°С при низкой температуре окружающего воздуха.

3.11.6.2.    Автоматический выключатель осуществляет включение установки в сеть и защиту от аварийных режимов.

3.11.6.3.    Силовой пускатель служит для включения силовой цепи установки.

3.11.7. Блок трансформаторов служит датчиком в цепи обратной связи источника питания.

12

3.11.8.    С лицевой отрроны выпрямителя расположена панель управления, на котором расположены:

амперметр рабочего тока; вольтметр рабочего напряжения; резистор регулирования рабочего тока; кнопка "пуск" и “стоп" вентилятора;

сигнальная лампа, указывающая наличие напряжения на источнике питания;

аварийная кнопка.

3.11.9.    В нижней части лицевой стороны выпрямителя закреплена панель для подключения плазмотрона, на которой расположены:

гнездо для подключения кабеля V к изделию; гнездо для подключения воздухотокоподвода плазмотрона; колодка штопоельного разъема для подключения кнопочного замыкателя;

гнездо для подключения высоковольтного провода вспомогательной дуги.

3.11.10.    Со отороны задней стенки выпрямителя смонтированы:

ручка автоматического выключателя; манометр;

ручка регулятора давления; ниппель для подвода воздуха;

скоба для закрепления подходящих к источнику питания сетевых проводов.

3.12.    Выпрямитель установлен в контейнере на специальную раму, представляющую собой сваренную из швеллеров конструкцию, снабженную специальными опорами, которыми рама опирается на площадку, где устанавливается контейнер. Зо избежание передачи вибрации при работе компрессоров на источник питания рама, на которую опирается источник питания, устроена так, что в рабочем состоянии она не связана с нижней рамой каркаса, на которой установлены компрессоры.

3.13.    Для обеспечения процесса воздушно-плазменной резки воздухом применены два воздушных компрессора С0-7А-8 производительностью 30 м³/ч каждый. Компрессоры подключены к автоматическому выключателю.

13

3.14* Управление движением ходовой части машины "Орбита" и ьажигание дежурной дуги плазмотрона осуществляется с ручного выносного пульта через переходную коробку.

3.15. Обслуживание установки следует производить в соответствии о инструкцией по эксплуатации установки "Орбита Пл-1".

4. ПОДГОТОВКА УСТАНОВКИ ВОЗДШО-ПЛАЗШШОК РЕЯИ К РАБОТЕ

4.1.    Контейнер с установкой должен быть расположен на расстояния не менее 1,5-2 м от разрезаемой трубы.

4.2.    На обрабатываемую трубу монтируют направляющий пояс, соответствующий ее диаметру.

4.3.    Ходовую часть машины "Орбита" вынимают из контейнера и устанавливают на направляющий пояс. Сцепление ведущих и прижимных роликов с направляющим поясом создается при помощи пружины. Для обеспечения точности резки необходимо произвести тщательную выверку установки направляющего пояса.

4.4.    Поверхность трубы в месте, где начинается рез и где должно произойти возбуждение основной дуги, очищают от окалины, грязи, масла, ржавчины и краски, а полость трубы должна быть очищена от грязи, снега и др.

4.5.    Для подготовки источника питания к работе необходимо проверить:

состояние электрических проводов и контактов;

соответствие напряжения сети напряжению, указанному на маркировке источника питания;

подключение источника питания к компрессору.

4.6.    Чтобы соединить плазмотрон с источником питания,необходимо подключать по порядку:

воздухотокоподвод;

вилку высоковольтного провода вспомогательной дуги;

вставку штепсельного разъема провода управления к колодке.

4-7. Один конец кабеля подключают к клемме "+" источника Писания, а другой - к обрабатываемой трубе.

4.8. Плазмотрон закрегляют в державке суппорта ходовой части машины "Орбита".

14

4.8.1.    Расстояние между плазмотроном и поверхностью разрезаемой труба должно быть 10-12 мм,и его положение не должно изменяться в процессе резки.

4.8.2.    Угол наклона плазмотрона, установленного в плоскости, перпендикулярной торцовой плоскости трубы, к образующей трубы должен соответствовать требуемому углу скоса кромок.

4.9.    Электрический кабель привода ходовой части машины "Орбита" присоединяют к блоку питания через переходную коробку.

4.10.    Для обеспечения безопасности работы проверяют двойную или усиленную изоляцию кабеля, соединяющего от выпрямителя с плазмотроном, двойную изоляцию места подключения этого кабеля к выпрямителю и к плазмотрону, корпус выпрямителя должен быть изолирован от всех частей установки. Сопротивление изоляции должно быть не менее 2 МОм для основной изоляции и 7 МОм для усиленной изоляции. Для безопасности работы обслуживающего персонала на выпрямитель ставится реле безопасности персонала РБП-2 (ТУ 16.523.616-81) и автоматический выключатель Ф-419.

4.11.    Выпрямитель подключают к сети переменного тока 3x380+0 через автоматический выключатель.

4.12.    При отрицательных температурах воздуха перед началом работы ходовую часть машины "Орбита” включают при повышенных скоростях вхолостую в течение 2-3 мин для того, чтобы разогреть смазку в механическом редукторе.

4.13.    Шланги, кабель, ведущие от источника питания к плазмотрону, располагают таким образом, чтобы в процессе движения машины вокруг трубы они не мешали работе плазмотрона.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ ТРУБ В ТРАССОВЫХ УСЛОВИЯХ

5.1.    Для подачи напряжения на все устройства установки ручку автоматического выключателя устанавливают в положение "включено".

5.2.    Включают компрессоры, и на источнике питания УПР-201 с помощью регулятора давления устанавливают необходимое давление воздуха 4 кгс/см~.

15

(3.3. На источнике пит линя по указателю при помощи резистора регулирования рабочего тока устанавливают требуемую оиду тока в соответствии с режимами воздушно-плазменной резки, приведенными в таблице.

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Напряжение» В	Скорость резки, м/мин
Э-15	I50-170	II5-120	1,2-0,8
IG-25	170-200	II0-II5	1,0-0,6

5.4.    Прежде чем приступить непосредственно к резке, необходимо проверить зажигание дежурной дуги. Для этого плазмотрон в державке поднимают на расстояние 150-200 мм от поверхности разрезаемой трубы, нажимают кнопку "пуск" на выносном пульте, при этом из сопла должен пскаэатьоя видимый прерывистый факел вспомогательной дуги. Вспомогательная дуга может не возбудиться по следующим причинам: неисправен источник питания, давление воздуха выше допустимого, нарушена изоляция пластмассовой втулки в плазмотроне, неправильно собран плазмотрон.

5.5.    3 том случае, если вспомогательная дуга возбуждается, ее отключают, нажав кнопку "стоп", а плазмотрон устанавливают над точкой начала резки на высоте 10-15 мм от поверхности трубы.

5.6.    Включают движение машины "Орбита" в выбранном направлении (направление движения должно быть таким, чтобы поток плазмы сдувал расплавленный металл с кромки, предназначенной для сварки) тумблером на выносном пульте.

5.7.    Нажимают кнопку "пуск" на выносном пульте. При этом между электродом и соплом плазмотрона с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга, которая выдувается из сопла в виде плазменного факела длиной 10-15 мм. При касании факела вспомогательной дуги металла трубы между электродом плазмотрона и металлом трубы возникает режущая дуга. Вспомогательная дуга при этом автоматически отключается.

5.8.    Для того чтобы окончательно отрегулировать скорость движения машины "Орбита", вращают регулятор скорости на выносном пульте, при этом отклонение факела дуги от оси резака должно составлять 20-30°.

16

5.9.    При воздушно-плазменной резне следует соблюдать: установленный режим резки (обращая внимание на правильную

форму и постоянство отклонения факела дуги); стабильность горения дуги; непрерывность процесса резки; постоянное рабочее давление воздуха по манометру; постоянное расстояние между резаком и поверхностью разрезаемой трубы (в пределах 10-15 мм).

5.10.    После окончания резки обрывают дугу, нажав кнопку "стоп".

5.И. При износе пленочного катода в результате испарения материала вставки на глубину более 3,5 мм катод следует заменить.

5.12.    После остывания кромки с поверхности реза проволочной щеткой и зубилом удаляют шлак и грат.

5.13.    Поверхность реза подвергают внешнему осмотру для проверки качества поверхности реза.

5.I3.I. Несовмещение начала и конца кольцевого реза не должно превышать 2 мм (рис.6). При сварке захлеотов (для уменьшения погрешности реза при обрезке торца второй трубы) плазмотрон устанавливают в точке, диаметрально противоположной началу реза первой трубы.

Рис.6. Несовмещение начала и конца реза

5.13.2. Шероховатость поверхности R_z измеряют по фактической высоте микронеровностей на поверхности реза. Она опре-

17

деляетоя на базовой длине не менее 8 мм по 10 точкам в середине толщины реареааемой трубы и не должна превышать 1,0 мм при толщине металла трубы 5-12 мм и 1,2 мм при толщине 13-30 мм (ГОСТ 14792-80) (рио.7).

Рис.7. Шероховатость поверхности реэа

5.14.    Кооина реэа (отклонение от перпендикулярности по отношению к продольной оси трубы) не должна превышать 2 мм.

5.15.    В том случае, если качество поверхности реэа не соответствует требованиям п.5.13, то его следует исправить, зашлифовывая шероховатооть и ступеньки на поверхности до заданных значений.

5.16.    Во избежание образования пор при оварке (возможно насыщение азетом поверхности реза) поверхность реэа необходимо зачистить абразивным кругом (шлифовальной машинкой) до металлического блеска (на глубину 0,3-0,5мм) с образованием в нижней части притупления величиной 1,5-2 мм.

5.17.    При скорости ветра более 5 м/с и атмосферных осадках выполнять резку без укрытия рабочего места не рекомендуется.

18

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ

РЕЗКЕ

Электробезопаояость при воздушно-плазменной резке

6.1.    При выполнении воздушно-плазменной резки обслуживающему персоналу следует особое внимание уделять соблюдению правил электробезопасности.

6.2.    Электропитание всех устройств установки осуществляется через автоматический выключатель A37I25. Запрещается выполнять наладку, профилактическое обслуживание и ремонт деталей и узлов установки при включенном автоматическом выключателе.

6.3.    Для обеспечения безопасности работы меото подключения кабеля к выпрямителю и плазмотрону необходимо изолировать двойной или усиленной изоляцией, а корпус выпрямителя - от всех частей установки.

6.4.    Для своевременного выявления повреждения изоляции источник питания установки (выпрямитель) должен быть включен в оеть через автоматический выключатель ф-419, а в цепь выпрямитель - плазмотрон должно быть включено реле безопасности персонала РБП-2. Указанные устройства автоматически разрывают электричеокую цепь при снижения сопротивления изоляции ниже установленных значений. Повторное включение выпрямителя в работу возможно только при восстановленной изоляции.

6.5.    Запрещается работа яа установке с незакрепленными мехаяичеокими, электрическими узлами и их элементами, опятыми или открытыми крышками для доступа к токоведущим чаотям.

6.6.    Во время перерывов в работе аппаратура должна быть отключена от источника питания. Запрещается оставлять без присмотра рабочее место при включенном напряжении.

6.7.    Вышедшую из строя электроаппаратуру разрешается ремонтировать только электромонтерам и электроолеоарям. Оператору без соответствующего удостоверения выполнять эту работу запрещается.

6.8.    При выполнении воздушно-плазменной резки следует руководствоваться следующими нормативными документами:

СНцП НМ-80 "Техника безопасности в строительстве";

19

УДК 621.791.94

Настоящая Инструкция регламентирует технологию воздушно-плазменной резки труб диаметром 1020-1420 мм в трассовых условиях.

Настоящая Инструкция разработана впервые на основе исследовательских работ» проведенных ВНИИСТом и ВНИИавтогенмашем, обобщения данных» опубликованных в печати» и опыта использования воздушно-плазменной резки труб в трассовых условиях.

Инструкцию разработали канд.техн.наук К.И.Зайцев, д-р техн.наук А.Г.Мазель, канд.техн.наук Л.А.Шмелева» инженер 0.А.Ариденнова.

Инструкция согласована с отделом охраны труда и техники безопасности Министерства строительства предприятий нефтяной и газовой промышленности.

Замечания и предложения направлять по адресу: Москва, 105058, Окружной проезд, 19, отдел технологии свайки промысловых и магистральных трубопроводов

(5) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (ВНИИСТ), 1985

"Правилами техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов". М., Недра, 1982;

"Правилами техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах". М., Машгиз, 1966;

"Санитарными правилами при сварке, наплавке и резке металлов". М., Медицина, 1973;

"Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей". Днепропетровск, Проминь, 1977;

ГОСТ 12.3.004-75. ССБТ. "Работы электросварочные. Общие требования безопасности”;

ГОСТ 12.2.007.8-75. "Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопаонооти”.

6.9.    К работам по плазменной резке могут быть допущены лица не молохе 18 лет, прошедшие надлежащее техническое обучение, обученные технике безопасности и имеющие удостоверение оператора.

6.10.    Рабочее место должно находиться на расстоянии не менее 2 м от торца разрезаемой трубы. Оператора следует снабдить противошумными наушниками, снижающими уровень звукового давления до допустимого.

6.XI. Оператора необходимо обеопечить удобной спецодеждой и опепобувью, не стесняющими движения, а также индивидуальными средствами защиты в соответствии с действующими "Типовыми отраслевыми нормами беоплатной выдачи опецодежды, опецобуви и предохранит ельными присное облениями".

6.12.    Оператор во время резки должен защищать глаза специальной маской или щитком со светофильтрами Э-2.

6.13.    При перерывах в работе установки для обслуживания и ремонта необходимо выставлять ограждения и вывешивать предупредительные знаки.

6.14.    Замену плазмотрона разрешается производить только при отключении источника питания автоматическим выключателем.

6.15.    При перемещении установки от стыка к стыку обслуживающему персоналу необходимо принимать меры против повреждения изоляции токоведущих проводов, а также соприкосновения проводов с водой, маслом, стальными канатами, шлангами от ацетиле-

Ведомственные строительные ! ВСН 168-84 нормы    |

Инструкция по технологии воздушно-плазменной резки труб диаметром 1020-1420 мм в трасоовых условиях

I. ОЕЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящая Инструкция распространяется на воздушноплазменную резку труб диаметром 1020-1420 мм с толщиной стенки 9-40 мм установкой "Орбита Пл-I". В Инструкции дано описание процесса и оборудования, регламентированы основные положения технологии воздушно-плазменной резки труб и техники безопасности при выполнении указанного способа резки.

1.2.    Воздушно-плазменную резку труб в трассовых условиях применяют при вырезке дефектных стыков и катушек из трубопроводов, при обрезке дефектных концов труб и концов трубопровода для сварки захлестов, при подготовке кромок под сварку.

1.3.    Процесс воздушно-плазменной резки разрешается применять при обработке труб с нормативным (регламентируемым ТУ на поставку труб) значением временного сопротивления разрушению до 590 МПа (60 кгс/мм²) из низкоуглеродистых, низколегированных горячекатаных, в том числе с контролируемым концом проката и нормализованных сталей, легированных марганцем, кремнием и хромом, микролегированных хотя бы одним из следующих элементов: ванадием, молибденом, ниобием, титаном, азотом или алюминием; из термически упрочненных низколегированных сталей, а также многослойных труб.

1.4.    При отсутствии других ограничивающих условий воздушно-плазменную резку труб разрешается производить при температуре окружающего воздуха не ниже минус 40°С.

'    '    - " Г ■"    '■ ¹ ■ --------■■ПИ    t     ■    .......

Внесена ;    Утверждена    j    Срок введения

ВНИИСТом ;    Миннефтегазстроем    j    1 апреля 1985 г.

,    I июня 1984 г.    j

2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ВОЗДШЮ-ПЛА^ЕННОЙ РЕЗКИ

2.1.    Воздушно-плазменная резка является высокопроизводительным процессом, обеопечивающим хорошее качество поверхности реэа.

2.2.    Преимуществом воздушно-плазменной резки при строительстве трубопроводов являетоя то, что процесс, в отличие от газо-кислородной резки, не требует применения баллонного газа, следовательно, в условиях трассы не требуется транспортировки и хранения баллонов.

2.3.    Сущность способа состоит в сквозном проплавлении металла обрабатываемого изделия сжатой плазменной дугой и удалении раоплава струей плазмы.

2.4.    Сжатая (стабилизированная) дуга, образующаяся в плазмотроне, характеризуется развитым столбом разряда и происходящим в нем интенсифицированным плаэмообраэованием. Это достигается продуванием газа (воздуха) сквозь столб дуги, где газ нагревается до температуры образования плазмы. Дуга сжимается интенсивным обдувом дугового столба, концентричным к его оси потоком рабочей ореды (воздуха), что приводит к повышению температуры плазмы до 20 000-30 000°С. При этих температурах электрическая проводимость плазмы приближается к электропроводности металлического проводника.

2.5.    При плазменно-дуговой резке наиболее эффективно используется энергия режущей дуги постоянного тока прямой полярности (анод на металле).

2.6.    Типовой плазмотрон с воздушным охлаждением для воздушно-плазменной резки труб представлен на рис.1.

2.6.1. В плазмотронах для воздушно-плазменной резки применяют тангенциальную подачу воздуха* при которой воздух вводят в зону катода и столба дуги по каналам, расположенным по касательной к стенкам дуговой камеры. Из камеры воздух выходит в виде вихревого потока, который окружает столб дуги. Для такого тангенциального ввода воздуха плазмотроны снабжают завих-рительяым устройством. Вихревая система стабилизации дуги обеспечивает более жесткую локализацию столба дуги вдоль оси плазмотрона и образование на внутренней отенке сопла более ус-

4

Рис.I. Плазмотрон с воздушным охлаждением:

I - циркониевая катодная вставка; 2 - медная обойма катода;

3 - внутреннее оопло; 4 - фиксирующее наружное сопло; 5 - корпус плазмотрона; 6 - трубка о воздухом для охлаждения катода и сопла; 7 - трубка о плазмообразующим воздухом

5

тойчивой и плотной газовой оболочки. Кроме того, иоклвчаетоя возможность случайного смещения принят одной чаоти дуги и ее столба от осевого их расположения, в результате катодная область размещается в центральной точке рабочего торца катодной вотавки.

2.6.2.    Особенноотьп дейотвия вихревой оистемы стабилизации при воздушно-плазменной резке является сдувание расплавленного металла с одной кромки раза на другую; в результате под сварку может быть попользована только одна из двух кромок раза. Плазмотрон установки "Орбита Пл-I" имеет систему, закручивающую вихрь слева направо; при этом чиотовой являетоя левая кромка по отношению к направлению раза. Правильность выбора направления резки подтверждается тем, что на чиотовой яромке в результате резки происходит меньшее гратообразование, чем на противоположной (гратовой) кромке .

2.6.3.    Для воздушно-плазменной резки в плазмотроне применяют пленочные катоды, в которых в качеотве материала катодной вотавки используют такие материалы, которые под действием высоких температур образуют на нагреваемой поверхности тонкую тугоплавкую пленку окислов и аэотиотых соединений - нитридов. При высоких температурах окисно-нитридная пленка электропроводка и образует активную поверхность катода. Эта пленка защищает материал катода от испарения и дальнейшего окисления. В результате такой катод может продолжительное время работать в окиолительной газовой среде, какой являетоя сжатый воздух.

2.6.4.    Пленочный катод представляет собой медный катодо-держатель с выполненным по его оои цилиндрическим гнездом, в который запреооовываетоя катодная вотавка из циркония или гафния (рио.2).

2.6.5.    Рабочему торцу электрода придают форму плоскооти. Хвоотовик катододервателя, как правило, выполняют о развитой поверхностью, улучшающей условия теплоотдачи от катода в охлаждающую ореду.

2.6.6.    Пленочный катод изнашивается в результате испарения материала вставки в месте воздействия катодного пятна. Из-ноо электродных вставок носит своеобразный характер и заключается в образовании под активным пятном дуги цилиндрической полости малого диаметра, постепенно углубляющейся по оои вотав-

6

Рис.З. Характер износа катодной вставки

циркониевая или гафниевая катодная вставка; 3-рабочий торец катодной вставки; 4-хвоотовик (охлаждаемая поверхность катододеркателя)

ки (рис.З). Бели глубина образующейся полости достигает 3,5-4,0 мм, дальнейшая работа катода ухудшается - затрудняется повторное зажигание дуги, цилиндрическая полость принимает форму конуса, наблвдавтоя смещения катодного пятна, приводящие к выводу из строя корпуса вставки и нередко к аварийному разрушению завихрительного устройства, сопла и других частей плазмотрона.

2.6.7.    Регулярный износ катодных вотавок при прочих равных уоловиях увеличивается с увеличением силы тока. При непрерывном горении дуги лунка на поверхности катодной вставки медленно углубляется, приобретая форму параболоида вращения. Эрозия материала вставки неравномерна. Вначале глубина лунки увеличивается относительно быстро, затем скорость износа вставки стабилизируется.

2.6.8.    Наряду с регулярным износом в процеоое резки большое значение имеет износ катодной вставки во время зажигания

7

дуги. При прекращении горения дуги окисно-нитридная пленка на поверхности катода затвердевает и охлаждается. Ввиду различия коэффициентов температурного расширения металла вставки и покрывающего торец окисно-нитридного слоя сцепление между ними нарушается. При последующем зажигании дуги пленка частично отслаивается, расплавляется и испаряетоя, при этом происходит разбрызгивание материала пленки и циркония. Такой разовый износ наблюдается при обрыве и зажигании дуги. Чем больше зажиганий испытывает катод, тем больше его износ.

2.7. При воздушно-плазменной резке тепловое влияние режущей дуги на обрабатываемый металл меньше, чем при газо-кисло-родном методе резки, что способствует уменьшению зоны термического влияния, уменьшению тепловых деформаций вырезаемых заготовок и возникающих у кромки термических напряжений. Однако наиболее неблагоприятные изменения происходят в так называемом "литом" участке зоны термического влияния, расположенном чаще всего в нижней части кромки реза и содержащем не полностью удаленный с кромки расплавленный металл, существенно насыщенный азотом. При последующей сварке это приводит к возникновению пориотости. В связи с этим кромки реза перед сваркой требуют зашлифовки.

3. УСТАНОВКА ДЛЯ ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ "ОРБИТА Пл-1"

3.1. Для механизированной воздушно-плазменной резки труб при строительстве магистральных трубопроводов предназначена установка "Орбита Пл-1".

Техническая характеристика

Размеры разрезаемых труб, мм:

диаметр ................

толщина ................

Скорооть резки, м/о (мм/мин)

Напряжение холоотого хода, В Номинальный рабочий ток, А .

8

Рекчм работы ИЗ, %....................... 100

Потребляемая мощность, кВ*А.............. 44,5

Охлаждение плазменного резака ............ Воздушное

Плаэмообразующий газ ..................... Воздух

Расход воздоа, м³/ч ..................... 50

Давление воздуха, кгс/см^ ................ 4

Габаритные размеры, мм:

ширина.............................. 1500

длина............................... 3000

высота .............................. 1800

Масса, кг ................................ 1825

Напряжение питающей сети трехфазного

тока частоты 50 Гц, В.................... 220    или    380

Точность резки, мм....................... +1

3.2.    Схема установки для воздушно-плазменной резки труб приведена на рис.4.

3.3.    Все элементы установки размещены в контейнере для удобства транспортировки ее на место работы. Контейнер представляет собой сваренную из профилей конструкцию, состоящую из каркаса, двух внутренних рам, крыши и дверц.

3.3.1.    Для удобства транспортировки установки вдоль трассы нижняя рама контейнера выполнена в виде салазок.

3.3.2.    Для свободного доступа к элементам установки контейнер имеет восемь дверц, которые закрываются специальными запорами с ручками.

3.3.3.    Для поднятия и переноса установки в собранном виде к каркасу контейнера приварены специальные крюки.

3.4.    Ходовая часть машины "Орбита" предназначена для перемещения резака-плазмотрона вокруг трубы. Движение машины вокруг трубы обеопечиваетоя обкаткой ведущих роликов по стальному направляющему поясу.

3.5.    Блок питания машины "Орбита" предназначен для питания электродвигателя машины напряжением постоянного тока.

3.6.    В контейнере ходовая часть машины "Орбита" вместе со своим блоком питания, ящиком ЗИП, коробкой переходной, автоматическим выключателем крепится на раме каркаса, которая находится над компрессорами.

9