Способ обработки внутренней поверхности труб и устройство для его осуществления — SU 1002054 (original) (raw)

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111002054(22) Заявлено 20, 08. 81 (21) 3334828/22-12с присоединением заявки М -И) М. Кп.з В 08 В 9/02 В 24 С 5/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23 Приоритет -Опубликовано 07,03.83. Бюллетень Ио 9 53 УДК 621.7.025,06(088.8) Дата опубликования описания 07, 03 . 83(Всесоюзный научно-исследовательский институт. разработКии эксплуатации нефтепромысловых труб, .,; :.-:ЖЩо,(71) Заявитель(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБп",."4 И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к обработке внутренней поверхности труб, в частности к способам и устройствам для очистки, окраски, нанесения покрытий и т.п., и может найти применение в машиностроительной, нефтяной и других отраслях промышленности.Известен способ обработки внутренней поверхности труб, включающий подачу сжатого воздуха, его закручивание с образованием эоны пониженного давления в центре потока, в которую подают абразивный материал, Абразив смешивается с воздухом в спиралеобраз - ном потоке в смесительной камере, после чего его раскрывают внутри трубы в виде факела воздушно-абразивной сМеси. Указанный способ реализуется. устройством для очистки внутренней поверхности труб, содержащем полый корпус, аппарат для закручивания потока воздуха, насадку для подачи абразивного материала, установленную в центре полого корпуса, и смесительную камеру подачи воздушно-абразив ной смеси внутрь трубы Г 13.Недостатком указанного способа является то, что его использование не позволяет получить требуемую гидродинамическую структуру потоков З 0 сжатого воздуха и абразивного материала. Потенциальная возможность эак" рученного потока и присущая ему пульсация осевых и тангенциальных скоростей не могут быть полностью использованы вследствие того, что закрученныйпоток вначале сужают к центру, подают в него абразивный материал и только после этого смесь воздуха с абразивным материалом подают к, обрабатываемой поверхностираскры" вая его внутри трубы в виде факела 1 воздушно- абразивной смеси. Всу 1 едствие затухания потока воздушно-абразивной смеси по длине трубы указанным способом невозможно очищать трубы длиной более 2 м. Внутренняя поверх" ность смесительной камеры в этом случае также подвергается интенсивному износу.Целью изобретения является повышение эффективности обработки и надежности в работе.. Цель достигается тем, что в спо" собе обработки внутренней поверхности труб, включающем подачу сжатого воздуха, его закрутку с образованием в центре потока области пониженного дав ления, подачу в область пониженногг давления рабочего агента., его сме 1002054шивание с воздухом, воздействие смеси на обрабатываемую поверхность, воздушный поток закручивают со степенью закрутки, равной 0,4-0,6, формируют в виде усеченного конуса, а рабочий агент перед подачей в область 5 пониженного давленияаэрируют воз-: духом при давлении 0,1-0,3 ати.Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим установленные в корпусе средство для закрутки воздуха, воздушное сопло и трубопровод подачи рабочего агента, в котором выходной торец трубопровода подачи рабочего агента выступает эа выходной торец воздушного сопла 15 на расстояние, равное 0,5-2 наружного диаметра трубопровода подачи рабочего агента, а диаметр воздушного сопла составляет 0,3-0,6 внутреннего диаметра обрабатываемой трубы. 20Сущность изобретения поясняется чертежом.Устройство для обработки внутренней поверхности труб содержит полый корпус 1, средство для закрутки воэ духа, выполненное в виде тангенциального патрубка 2 подачи воздуха и выводного воздушного сопла 3, соосно установленный в корпусе 1 трубопровод 4 подачи рабочего агента, пре-З 0 имущественно абразивного материала, выходной торец 5 которого расположен от выходного торца 6 воздушного сопла 3 на расстоянии В, равном 0,5- 2 наружным диаметрам трубопровода 4 . З 5 подачи абразивного материала, котьрйй соединен с источником подачи воздуха низкого давления, (на чертеже не показан). Диаметр воздушного сопла 3 выбран равным 0,3-0,6 внутреннего диаметра обрабатываемой трубы 7, 40Устройство работает следующим образом.Устройство для обработки внутренней поверхности трубы закрепляют на любом подвижном механизме 8 типа штанги,45 кронштейна и т,п. и вводят в обрабатываемую трубу 7. Включает подачу воздуха от компрессора в патрубок 2 и по" дачу абразивного материала с транспортирующим его воздухом низкого давления 0,1-0,3 ати в центральный трубопровод 4. верхности трубы, Причем при 5)0,6в центр закрученного потока начинает подсасываться воздух окружающейсреды и возникающие обратные токивоздуха увлекают частицы абразива,а вершина конуса. смеси садится навыходную кромку устройства для по,дачи воздуха и ведет к его износу.Малая степень закрутки 5(0,4 даетмалые тангенциальные скорости, чтоухудшает качество обработки в круговом поле, Величина 5 определенаэкспериментальнымпутем и зависит Выходя из патрубка 2, воздух закручивается и подается в виде вращательно-поступательного потока в воэ душное сопло 3. У выходного торца 6 сопла 3 поток раскрывается в виде усеченного полого конуса с диаметром меньшего основания, равным 0,3-0,6 внутреннего диаметра трубы и диамет ром большего основания, равным внут" реннему диаметру трубы, при этом в центре конуса образуется разряжение, за счет которого осуществляется по" дача абразивного материала из трубо- у провода 4 внутрь воздушного конуса. Воздушно-абразивная смесь подается к стенкам трубы. Очистка всей внутрен ней поверхности по длине происходит при поступательном перемещении устройства внутри трубы 7. При обрат-ном ходе кронштейна 8 можно продолжить очистку или, отключив подачу абразивного материала, провести обувку поверхности трубы чистым возухом. При таком способе обработки внутренней поверхности труб частицы воздуха в конусе имеют три составляющих скорости: осевую;параллельную оситрубы, радиальную;направленную порадиусу трубы и тангенциальную;направленную по касательной к внутренней поверхности трубы. В результатецентрального разряжения,возникающего под действием центробежных силвоздушного потока, осуществляетсятранспорт абразивного материалавнутрь воздушного конуса. Частицыабразивного материала, имея начальную скорость, близкую к нулю, приобретают необходимую скорость эа счетперепада давлений внутри пустотелогоконуса воздушного потока и.на его периферии. Указанный перепад радиальноперемещает частицы абразивного материала с центра в плотный слой воэдУха, обеспечивая газодинамическоесмешение абразивного материала своздухом, Эа счет выбора определенной степени закрутки (5), представ"ляющей собой отношение осевого им"пульса к тангенциальному импульсу скорости воздушного потока, достигается требуемое соотношение осевых и тангенциальных скоростей смеси абразивного материала с воздухом, что позволит регулировать угол раскрытия факела воздушно-абразивной смеси в широком диапазоне применяемыхтипоразмеров труб, увеличить и удлинить зону обработки внутренней поот физических характеристик абразивного материала, в частности, от его удельного веса. Благодаря интенсивной закрутке частицы абразивного материала многократно подаются к поверхности трубы. Кроме того, вихревым потокам присущи сильные пульсаенциальной так и осевой только из соображений преодолениял ния т бо.составляющей скорости, что о ести что обеспечи- гидравлического сопротивления тру овает не только круговоеое воздействие час- провода подачи абразивного материатиц абразивного материала на загрязне- ла. При давлении более 0,3 ати скония, имеющиеся на тру е,с на т бе но и пульсирую- рость абразивного материала в центральной трубе возрастает, что ведетщее воздействие, что пов аефективность обработки, к износу трубы, ромеДля повышения эффективности обра- воздухом и транспорта из абразивногоботки важно правильно выбрать рас- мат риала последи ла последний можно подаватьстояние между торцами воздушного соп- в потоке воды с пос еду щсле ю ей опе ациейРла и трубопровода подачи абразивно высушивания трубы.го материала. Как показали проведен- Указанным способом осуществляласьные исследования, по мере удаления очистка вн т енней поверхности стальот выходного торца воздушного соп- ной трубы неф рной т бы недтяного сортамента - насосно-комп ессорной, с внутренним дила 3 величина радиальной составляющей сосно-к мпр раметром 104 мм. Устройство для очистскорости воздушного потока вначале 15 аме Равного 0 5 наруж- ки было установлено на штанге, котоо расстояния 0, равного О, наружая с помощью электромеханизма имелавозможность перемещаться внутри тру"т а т боп овода 4, растет РаЯ с помощью э еа затем в промежУтке Р= 0,5-2 тр б, со скоростью 10 мм/с. Внутри штанслегка снижаетсЯ. НачинаЯ с Расстои и б ли Расположены тРУбопРовоДы пония 02 д р, радиальная составляющая 20 ги былитрильно-,дачи воздуха под давлениеммбатиирезко уменьшается вследствие сильноодача песка (электрокоруго .раскрытия угла воздушного потока,транспортирующим его воздухом с.и транспорт абразивного материала издавлением О, 1 ати. Выходно торетрубопровода 4 практически становится невозможным. Пр р 25ы . П и снижении ассто бопровода подачи песка установлен зас о т аб азивного выходным тор оЯниЯ Е 0,5 йтртранспорт ррасстоянии О, равном наружному диаматериала ффмате нала .эффективен, но вследствиеках т бопро- метРу тРУбопровода подачи абразив"рывных ихрй на кромках трубопрвода возникают обратные токи абрапеска подавали поток воздуха, котозива к кромке воздушного са 30 Ро у сообщали степень закрутки, равследовательно, возможен износ иную 0,4, с помощью тангенциальныхаботоспособности устройпатрубков, установленных на периферии камеры закручивания. Вначале форства. Оптимальная величина 8 такжемировали полый усеченный конус с диаабразивного матеРиала, причем чем 35 метром меньшего основания, равнымбольше удельный вес абразивного ма 0,3 диаметра внутренней поверхноститериала, чем меньше должна быть ветрубы, и диаметром большего основания,личина 0 .шо о п равным внутреннему диаметру трубы.Степень раскрытия воздушного поВ центре конуса создавалась эона разрятока выбирается из следующих соо 40 жения и осуществлялся транспорт песражений. Диаметр меньшего основанияка внутрь конуса. В результате гаконуса, т.е. диаметриамет сопла 3 опрезодинамического смещения песка с .деляется из условР воздухом частицы песка приобретаютсловия того что придс( ОЗХ) вн.тр Резко возРастают зат кроме радиальной составляющей ещераты на транспорт воздушно-абразивтангенциальную и осевую составляющиеной смеси к внУтРенней и Р скорости, что позволяет обрабатыватьй пове хности 45Внутреннюю поВерхность трубыет эффективность ее очистки, вследприводя ее во вращение,.Как показалии иведеиные испыТания. предлагаемыйобщают частицам воздушныи . закруче способ позволяет эффективно очищатьный поток, 50внутреннюю поверхность трубы. Преди и увеличении дс 06 Пан,тр ПОЯВ лагаеьый способ можно также применятьри увеляется опасность снижения надежнос- для нанесения покрытий и окраскити оборудования и, в частности, вы- . внутренней поверхности трубы.ходных рто цов сопел устройства,55Предлагаемое решениепозволит по"вследе ствие возможности возникновеб высить эффективность обработки внутния роб атных токов воздуха с а рамеж стенками воз- р нней поверхности трубы за счет инзивом в зазор дуеа и т бы из-за усложне- тенсивно й закрутки абразивного матедушного сопла и руоздухом по длине трубы,ст кт ы потокариала с вония структурб - 60 беспечения газодинамического смешеэ и ование воздуха в трубопрово о еспечете нала 4 ния абразива с воздухом, многократде подачи абразивного материалаоб абатываемой поент полого конуса воздушного по" ной подачи смеси к о ра ав центр полого конуса ва- верхности вследствие пульсационной;тока предотвращает слеживание абра- верхиструктуры воздушного вго вихревого позива, и величина минимального давлеозможности регулирования стения воздуха - 0 1 ати выбирается 65 тока, возможности ре1002054 формула изобретения Составитель У.Рафиажановаитова Техред М.Коштура Корректор А.ферен едак Заказ 1685/4 ВНИИП по д 1.13035, краж 589. ПодписиГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Х(-35, Раушская наб д.4/5 Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 пени раскрытия факела воздушно-абразивной смеси;обеспечить надежную работу оборудования, так как исключается его из - нос абразивным материалом.По сравнению с базовым аналогом, 5 применяемым для очистки труб пескоструйной обработкой, предлагаемый способ позволит повысить надежность оборудования в 2 раза, а производительность процесса очистки внутрен них поверхностей длинномерных деталей в 1,5 раза.Кроме того, вследствие исключения необходимости вращения трубы упн рощается оборудование за счет исклю чения приводных узлов для вращения трубы.Снижаются затраты электроэнергии, связанные с питанием приводных узлов вращения цилиндрических длинномерных иэделий. 251. Способ обработки внутренней поверхности труб, включающий подачу сжатого воздуха, его закрутку с образованием в центре потока области пониженного давления, подачу в область пониженного давления рабочего агента,8смешивание его с воздухом и воздействие смеси на обрабатываемую поверхность, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, обработки, воздушный поток закручивают со степенью закрутки, равной 0,4- 0,6, формируют в виде усеченного конуса, а рабочий агент перед подачей в область пониженного давления аэрируют воздухом при давлении 0,1-0,3 атм. 7, Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее установленна в корпусе средство для закрутки воздуха, воздушное сопло и трубопровод подачи рабочего агента, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки и надежности работы, выходной торец трубопровода подачи рабочего агента выступает за выходной торец воздушного сопла на расстояниеравное 0,5- 2,0 наружного диаметра трубопровода подачи рабочего агента, а диаметр воздушного сопласоставляет 0,3-0,6 внутреннего диаметра обрабатываемой трубы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 449800, кл. В 08 В 5/00, 1973

Смотреть

Способ обработки внутренней поверхности труб и устройство для его осуществления