автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка технологии сварки оплавлением подводных трубопроводов

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

Орденов Ленина, Октябрьской Революция и Трудового Красного Знамена Институт электросварки ии. Е. О. Пагона

Для служебного пользования экз 000020 #

I»'

На правах рукописи

МОСЕНДЗ Игорь Николаевич

УДК 621.791.762.5.03.(204,1):621.643.1 /.2

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

05.03.06 —

технология и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев 1991

Работа, выполнена в Институте электросварки им. Е.О.Патона АН Украмны.

Научный руководитель: .академик АН УССР Кучук-Яценко С.И. Научный консультант: доктор технических наук Чередничок В.Г. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Россо-

Ведущее предприятие: специализированный строительный трест."Чер-

Наяравляем Вам для ознакомления автореферат диссертации тж. Мо-сендза И.Н. и просим Вас и сотрудников Вашего'учреждения, интересующихся темой диссертации, принять участие в заседании специализированного совета иго: прислать свои отзывы (1 экз., заверенный гербовой печатью) по адресу: 252650 Киев 5, ГСП, ул.Боженко, И, ученому секретарю специализированного совета.

Залита состоится (2.1991 г. на заседании специализиро-

ванного совета по защите диссертаций (шифр К 016.08.01) при Институте электросварки ии. Е.О.Патона АН Украины.

.С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ин~"' <'тм''1*п '

ПИНСКИЙ А. А.;

кандидат технических наук, доцент Корж В. Н.

ношрнефтегазпромсгрой", пгт. Черноморское.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук Л

НЕСТЕРЕНКОВ В. М.

»

ССЩАЯ ХАРАКТЕРИСТ ША РАБОТЫ

Актуальность работ». Вое возрастающая потребность человечества в энергоресурсах обусловливает поиск и эксплуатацию новых месторождений нефти и газа, п том числе и морских.

Транспортировка энергоносителей от места добычи к потребителю осуществляется по трубопроводам, в процессе строительства и эксплуатации которых возникает необходимость сварки труб под водой.

Сунествуюшда в СССР и за рубежом технология соединения труб под водой ориентирована на дуговые способы сварки: ручную дуговую сварку, полуавтоматическую сварку плавящимся электродом и сварку неплавяшимся электродом в занятных газах. Эти способы связаны с очень -сложной и уникальной работой водолаэов-свзрдаков. Трудности при выполнении работ существенно возрастают с увеличением глубины. В связи о этим ведутся поиски безлюдных технологий. Созданные системы автоматизированной дуговой сварки очень сложны,, связаны с многомиллионными затратами и не снимают необходимости присутствия родолаэа в непосредственной близости от места выполнения швов. Поэтому представляет интерес изыскание более простых и надежных технологий, что особенно важно для сварки на больших глубинах. Одним из таких направлений является кон тачтная стыковая сварка непрерывным оплавлением.

Как известно, этот способ в большой степени лишен недостатков, присущих дуговым способам. Он находит широкое применение при строи тельстве различных трубопроводов на'суше как я стационарных, так и в полевых условиях. Ему-.присуща высокая сгоняй, м^тшзаши работ, процесс сварки протекает в автоматическом режим» без-" непосредственного участия оператора-сваргаика. Поятом;.' создание технологии контактной стыковой сварки труб поп водой является актуальной задачей, решение которой позволит на качественно новом уронн« подходить "к, проблемам обустройства морских месторождений.

Я,ель работы - разработка технологии контактной птмюрой сварки оплавлением подводных трубопроводов.

Яля достижения этой цели были поставлены и решены следуттпид я яг.

дачи:

определена оптимальная технологическая схема применения контактной стыковой сварки оплавлением пол водой;

исследованы особенности нагрева труб при сварке оплавлением в замкнутых камерах;

изучено влияние состава годовой среды при сварке'под водой в локальном гипромюлирпрянном-рньснц № отчество соединений;' ..-.'■

- исследовано влияние повышенного д>шк иии па процесс оплавления и свойства сварных соединений;

- определены основные технический решении, обеспечивающие проведение контактной стыковой сварки пол водой и рглотоспособность оборудование в новых условиях. '

М-толи исследования. Поставлинии« иадачи решали акспериментапь-ними методами с применением прикладных математических расчетов. Экспериментальные методы включали регистрации) основных параметров режима сварки, осциллографическое наблюдение? процесса оплавления. Структуру и свойства сварных . соединений изучили методами металлографического анализа с применением специальных мь-тодик, механическими испытаниями и другими методами. Состав структурных составлявших сварного шва определялся методами локального мас.-с'снекгрального и рентгенослектраль-ного анализа. Обработка экспериментальных данных проводилась с применением IDBM. _ ,

Научная новизна. Оптимальной схемой КССО под водой является сварка с зашитой зоны соединения локальной камерой. Исследована роль и влияние газовой среды в искровом промежутке при оплавлении на процесс формирования соединений. Показано, что в отдельные периоды сварочного цикла давление среды в локальной камере более чем в 2 раза превышает исходное. Установлено, что при малом исходном содержании кислорода в среде локальной камеры (ниже 2...3 %) с течением сварочного цикла подавляются экзотермические реакции окисления расплава на поверхности оплавления, оказывающие положительное влияние на качество . соединений. Для получения оптимальных свойств сварных соединений содержание влаги в среде, окружающей поверхность оплавления, следует поддерживать на минимальном уровне. Установлено, что при контактной сварке оплавлением под водой разогрев труб определяется припуском на оплавление и размерами локальной камеры. При сварке труб диаметром 114...325 мм с толщиной стенки 12...26 мм и ширине локальной камеры 120 мм и более линейные размеры зоны пластической деформации не изменяются по сравнению со сваркой в обычных условиях. Исследованиями влияния избыточного давления (до 1 Ша) на процесс оплавления и качество соединений показано, что повышение давления не изменяет основные закономерности процесса оплавления, наблюдаемые при атмосферном давлении. Воздух в качестве среды в локальной камере целесообразно применять на глубинах до 20 м, а при большей глубине производства работ следует применять нейтральные газы.

Практическая ценность. На основе проведенных исследований и предложенных способов сварки разработана новая технология сварки труб

1 V. Г-;:"'

год водой. Итуч'-нн особенности процесса сварки в новых условиях и разработаны тоупмчг-екие решения, которые могут быть полезными при проектировании сварочного оборудования. Разработаны рекомендации по определению основных параметров технологических режимов сварки под водой.

На запщту выносятся:

- технолог'ичес!сая схема контактной стыковой сварки оплавлением под водой в локальном гидроизолированном объеме;

- исследования температурных циклов при сварке труб под водой;

- исследования качества соединений, выполненных в локальной гидроизолированном объеме с различными газовыми средами;

■ исследования влияния повышенного давления на процесс оплавления и свойства сварных соединений;

■ технология сварки труб из сталей 20 и ХбО на глубинах до 100 м.

Реализация в промышленности. Результаты диссертационной работы

использованы в'НИР и ОКР, проводимых в ИЭС ш. Е.О. Патона АН Украины. Разработанная технология сварки труб под водой прошла опытно-промышленную проверку при ремонте трубопровода, в акватории Черного моря в ССТ "Черноморнефтегаэпромстрой" ПО "Черноморнефтегаппром". Ожидаемый экономический эффект от полной реализации разработанной технологии сварки труб под водой составит 1570 тыс. р. Результаты проведенных в данной работе исследований, в частности определение роли защитной газовой среды, влияние содержания влаги на качество соединений, основные принципы программирования сварочного цикла использованы при разработке новых технологий сварки сухопутны трубопроводов для трансу портировки сред, содержащих сероводород, при сварке немерных отходов трубопрокатного производства в мерную продукцию. Данные технологии внедрены в тресте "Оренбургмонтаадобыча" с годовым экономическим эффектом 107 тыс. р. и на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе им. К.Либкнехта с годовым экономическим эффектом 1506,6 тыс. р. Долевое участие автора 25.. .30 %.

В настоящее время в ИЭС им. Е. О. Патона закончено проектирование подводной стькосзарочной машины для труб диаметром 325. . .530 мм.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной конференции молодых ученых в области сварки и смежных технологий /Киев, 1989/, на Молодежной научно-технической конференции "ЗА8АРЯВАНЕ-89" /11РБ, Елените, 1989/, а также на объединенном семинаре ИЭС им. Е.О.Патона АН Украины /Киев, 1991/.

Публикации. Основные положения работы и полученные результаты опубликованы о 1 печатной работе и защищены 12 авторскими свидетель-

з

ствами.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и приложений, содержит 173 страница, машинописного текста, 85 рисунков, 5 таблиц, список литературы из 111 наименований и 3 приложений. * '

Во введении обоснована актуальность теш, сформулирована основная научная концепция, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ существующих технологических схем и способов сварки трубопроводов под водой, показаны основные тенденции развития работ в данной области. Приведены основные требования , которым должен отвечать современный спосйб сварки трубопроводов под водой. Показано, что контактная стыковая сварка, в случае реализации данного способа для соединения труб под водой, позволит решить многие проблемы, связанные с использованием существующих дуговых способов. Определены цель и задачи исследований.

Во второй глав е приведены данные по контактной стыковой сварке оплавлением под водой. Показано, что оптимальной технологической схемой применения контактной стыковой сварки под водой является сварка в локальном гидроиэолированном объеме. Установлены основные факторы, определяющие разогрев труб при оплавлении. Показано, что при оплавлении под водой в локальном гидроизолированном объеме сохраняются основные закономерности разогрева деталей, наблюдаемые в обычных условиях на воздухе, если выдержаны определенные размеры локальной камеры.

Третья глава лосвяшрна изучению условий получения качественных соединений при сварке в локальной камере. Исследовано влияние различных газовых сред, повышенного давления, расхода и влажности среды на качество соединений. Показано, что свойства соединений в значительной мере определяются содержанием кислорода в среде локальной камеры. Установлено, что повышенное давление среды не нарушает основные характеристики процесса оплавления, наблюдаемые при атмосферном давлении.

В четвертой г лаве показаны основные принципы лрог-раммироватя процесса сварки, обеспечивающие получение стабильного качества соединений. Определены технологические режимы контактной стыковой свар(ш труб из сталей 20 и Х80 под водой. Приведены способы и устройства для снятия внутреннего грата при сварке длинномерных плетей труб. Определены основные технические решения, обеспечивающие проведение оплавления под водой и работоспособность сварочного оборудования. 4

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАВОТи

О процесс«? освоения морс!ШХ месторождений .нефти и газа возникает необходимость в сварке трубопроводов под водой. Существующие технологи ориентированы на применение' дуговых способов, что сопряжено с '(остаточными трудностями и связано с непосредственным участием водо-иязя сварщика при выполнении швов. Поэтому постоянно идет разработка альтернативных решений проблемы, основная цель которых состоит в соз-гпнии безлюдных технологий.

Преимущества контактной стыковой сварки оплавлением при реализации способа поп водой позволят соэдац> дистанционно управляемые сварочные комплексы и на качественно новом уровне подходить к проблемам обустройства морских месторождений.

Стыковая сварка непрерывным оплавлением под водой. Проведенными исследованиями была определена оптимальная технологическая схема контактной стыковой сварки оплавлением под водой.

При сварке по "мокрой" технологической схеме, когда свариваемые детали находятся непосредственно в воде, на режимах, принятых в обычных условиях, оплавление протекает неустойчиво и постоянно прерывается короткими замыканиями. Это связано с тем, что процесс оплавления прерывист по своей природе, а образование нового контакта на месте старого происходит через какое-то время. В условиях интенсивного теп-лоотвода в воду, это приводит к тому, что процесс оплавления постоянно происходит на холодных торцах. Уменьшить длительность пауэ на каждом элементарном участке сечения можно э« счет увеличения скорости сближения деталей. Для этого потребуете« мощность как минимум в 8 -10 раз выше, чем при сварке в обычных условиях. Однако даке при таких высоких удельных мощностях, достигнутых в лабораторных условиях, качественное соединение получено не было. Это объясняется тем, что в искровом зазоре при оплавлении существует паровая рубашка, происходит интенсивное окисление расплава на поверхности оплавления, что приводит к образованию дефектов по линии сплавления. В такой ситуации наиболее рациональны?/ является зашита зоны соединения от непосредственного контакта с водой.

Для этого целесообразно использовать локальные' камеры (рис.1), которые в условиях автоматического управления процессом оплавления технелогичнее и намного дешевле крупногабаритных. 'V

Вместе с тем, применение локальных камер связано с омыванием тела трубы водой на малом расстоянии от поверхности оплавления. Поэтому, рааогрев труб при оплавлении был подвергнут детальным исследованиям.

вода

Рис. 1. Схематическое изображение сварки труб под водой в локальной камере: 1 -свариваемые трубы; 2 - локальная камера; 3 - токоподводяшие зажимы сварочной машины; 4 - устройство для герметизации внутренней полости труб.

Установлено, что при сварке в обычных условиях и скоростях сближения 0,1... 0,25 мм/с (обычно принятые в практике сварки оплавлением на начальной стадии сварочного цикла) температурное поле определяется припуском на оплавление и практически не зависит от скорости сближения. При этом кваэистационар-ное тепловое состояние, разогрев выше которого невозможен, наступает при припусках на оплавление, близких к 30 мм (рис.2). Экспериментальное изучение разогрева труб при сварке под водой показало, что температурное поле в деталях определяется шириной локальной камеры или расстоянием от поверхности оплавления до участка трубы, омываемого водой. Расчетным путем показа-то, что при ширине локальной камеры 120 мы и более линейные размеры участка пластической деформации в зоне термического влияния рассмотренных в работе типоразмеров труб при сварке под водой и в обычных условиях идентичны.

Условия получения качественного соединения при сварке под водой. Для вытеснения чводы из локальной камеры перед сваркой используется газовая среда. 6

Ма„ -015 т/с Ч&.-О. Ч т/с

Рис. 2. Зависимость разогрева деталей от припуска на оплавление: 4, 10, 15,. 20 -расстояние от поверхности оплавления, им.'

/

Исследования качества соединений, полученных при вытеснении воды юздухом и давлении, близком атмосферному, показали, что снижение в фоцессе сварочного цикла содержания кислорода в среде локальной камеры благоприятно сказывается на свойствах соединений и позволяет по-пучать сварные швы со стабильны!-! качеством при уменьшении конечной скорости сближения деталей на 20 % по сравнению со сваркой на воэду-ко.

Изучение влияния влаги на качество соединений, проводившееся пу~ г<у/ принудительного внесения воды в локальную камеру, показало, что повышенное содержание влаги в среде снижает пластические свойства соединений. Это объясняется тем, что происходит интенсивное окисление поверхности оплавления водяным паром, в результате чего по линии соединения образуются оксиды, приводящие к снижению угла загиба " сварных ювов. Следовательно, влажность среды следует поддерживать при оплавлении на минимальном уровне.

При заполнении локальной ¡талеры инертные для сварки оплавлением газами (исследовались азот и аргон) было установлено, что угол загиба образцов снижается до 30...80'(средне© 52,5') при сварке в азоте и до 45...65*(среднее 55*) при сварке в аргоне, против 180®.у соединений, полученных с воздушной средой о локальной камере. Металлографически по линии сплавления этих соединений были выявлена шлкие включения, равномерно распределенные по феррито-перлитной полосе шва. Исследова--ния этих включений методе?! локального рентгеноспектрального анализа показали, что они практически одинаковы по размера« при сварив в азоте и аргоне,, и состоят из Мп, Б1, 0. и Рс Сравнительной изучение осциллограф процесса при свар!«? в воздушой среде, езоте и аргоне показало, что при одинаковых количестве периодов протекания тока в цепи свар:« и их длительности количество перешчек, разрушавшихся при наибольшей. величине м-но- яу.

для разрушения перекичек Рис. 3. Величина мгновенных значений то-

венных значений тек приблизительно в 2 ре Б те при СВ8рг!0 в- сро. нейтральных газов, ч при сварке. в воэдуш среда-.(рис.3). Следов телько, при сварке среде нейтральных ггз^л

«Сх-Сс»

I || Я»

ш« £с

0,7 I.»

Рис. 4. Распределение углерода но линии соединения: -о- - сварка *в обычных условиях; - сварка в локальной камере с .воздухом; - сварка в локальной камере с азотом; -л- - сварка в локальной камере с аргоном.

что при оплавлении в средах с малым исходным содержанием кислорода с течением сварочного цикла происходит подавление экзотермических реакций окисления расплава на поверхности оплавления, и результате чего снижается его (расплава) средняя температура, что и приводит к ухудшению качества соединений. Это подтверждается более высоким содержанием углерода (элемента, который с повышением температуры наиболее активно вэаимо-, действуете кислородом)

по линии сплавления при сварке в нейтральных средах по сравнению с воздушной средой (рис.4). Поддержание содержания кислорода в среде локальной камеры на всем протяжении сварочного цикла на постоянном уровне, достигаемое путем непрерывной продувки нейтрального газа через локальную камору, приводит к стабилизации фиэико-хц/кических реакций взаимодействия расплава на поверхности оплавления с окружаюшэй средой и позволяет получать сварные соединения со свойствами не низке, чем в воздушной среде.

Избыточное давление (исследовалось давление до 1 МПл> при сварке оплавлением, в отличие от дуговых способов, не оказывает существенного влияний на основные характеристики процесса оплавления. С увеличением давления газовой среды происходит некоторой сгшышвание поверхности оплавления, обусловленное воздействием избыточного давления на перемычки в момент возникновения жидкой фазы. В результате количество периодов протекания тока в цепи сварки и их длительность в конечной стадии сварочного цикла возрастает по сравнению с атмосферным давлением в 1,6 - 2 раза. Это показывает, что при сварке в условиях избыточного давления отсутствуют условия для возникновения крупных контактов, являющихся причиной наиболее глубоких кратеров на поверхности оплавления.

Исследования влияния избыточного давления на качество соединений

показали,- что оно зависит от содержания кислорода в используемой сре-дь\ При этом стабильные свойства соединений достигаются при избыточном давлении воздуха 0,2 МПа, а при больших-давлениях следует применять нейтральные газы.

В процессе сварки, когда имеют место утечки газовой среды из локальной камеры, их приходится компенсировать путем задания непрерывного расхода газа от внешнего источника. Вместе с тем, в процессе оплавления в локальной камере давление газовой среды в ней возрастает вследствие разогрева и испарения металла. В отдельные периоды сварочного цикла давление среды в локальной (самере, вследствие оплавления, более чем в 2 раза превышает исходное (рис.5). Это позволяет, зная закон возрастания давления, снижать в процессе сварочного цикла подачу газа от внешнего источника на величину, обусловленную оплав'лением, и обеспечить таким образом уменьшение поступления влаги; которую со-.''

Технология контактной стыковой сварки оплавлением труб и особенности оборудования для сварки под водой. Необходимость ведения сварки в локальных камерах накладывает повышенные требования к выбору схеш; программирования сварочным цяклом. В такиа условиях полностью исключен визуальный контрешь. точности сборки втыков,- величины и косины аа-*.," ьора. Зги параметры счел¡ь критичны для получения качественного, соеди-;

иония, особенно при ограниченной величине припуска на оплавление, что имеет "место при сварке в камерах ыалых размеров, а тага при ремонте трубопроводов, когда требуется заменить поврежденный "участок вставкой определенной длины.

Проведенными исследованиями установлено, что включение программирующего устройства, задающего программу сварки, следует производить в момент, когда производная от текущего значения сварочного тока по времени примет отрицательное значение, т.к. этот момент соответствует выходу оплавления на полное сечение деталей.

При программировании сварочного цикла во времени в процессе оплавления на низкой скорости сближения деталей, когда в условиях удаленности сварочной машины от источника питания имеет место интенсив- ' пая .работа корректора скорости сближения.для поддержания устойчивого оплавления, происходит отклонение фактического припуска на оплавление от заданного. Для исключения этого необходимо на данной стадии сварочного цикла измерять величину реального припуска на оплавление и средних, скорость сближения деталей, а команду на выполнение следующей стадии подавать только при соответствии контролируемых параметров заданным. Применение данного способа позволяет получать стабильный разогрев деталей при дистанционном управлении оборудованием

На стадии повышения скорости сближения следует контролировать устойчивость оплавления и, при возникновении в цепи сваргги недопустимого по длительности короэтюго зашкания, развести детали до прекращения замыкания, Возбудить процесс оплавления на низкой скорости сближения и повторить повышение скорости.

Описанный комплекс мероприятий позволяет осуществлять программирование сварочного цикла от начала до конца и обеспечивает стабильное качество соединений при автоматическом управлении процессом свар:»!.

Как показали исследования, сварку труб диаметром 114.'. .325 мм из сталей 20 и Х60 под водой можно производить на режимах, близких к рекомендованным в обычных условиях. Применений воздуха в качестве среда в локальной камере следует ограничить глубиной погружения 20 м. При больших глубинах следует ориентироваться на нейтральные газы, подаваемые в локальную камеру с расходом 20...70 л/мин.

Подготовка оборудования для работы под водой делится на два основных момента - создание устройств, обеспечивзивих проведение оплавления под водой, и вопросы, связанные с работой самой сварочной шши-ны. '' ■ .'

В диссертации разработаны различные оригинальные конструкции локальных камер, проведен их сравнительный анализ и выбран оптимальный

вариант локальной камеры, устанавливаемой на трубы сварочной машиной в момент зажатия и центровки деталей.

Трансформаторы сварочной машины и электроуправляемые узлы (работы проводились на серийно выпускаемой машине К 584М) были установлены в герметичные кожуха. Пульт управления сварочной машины был выполнен выносным и располагался на поверхности. Правильность принятых' технических решений подтверждена в процессе испытаний оборудования в условиях Черного моря при погружении на различные глубины.

Наряду с обеспечением работоспособности сварочного оборудования необходимо было решить вопросы снятия внутреннего грата при сварке труб. В работе приведены разработанные способ и устройство для снятия внутреннего грата на длинномерных плетях труб; способ получения соединения, усилие снятия грата на котором приблизительно в 2 раза ниже, чем у обычных соединений, а также способ получения соединения, не требующего снятия внутреннего грата и не уменьшавшего проходное сечение трубопровода.

. Результаты проведенных исследований легли в основу технологии, контактной стыковой сварки труб в сбычных условиях и под водой. Разработанная технология сварки труб под водой прошла опытно-лрои:Елеи-нук> проверку при ремонте трубопровода, в акватории Черного моря п^ССТ "Черноморнефгегазлромсгрой" ПО "Черноморнефгегазпром". Исследования роли защитной газовой среды, влияния содержания влаги на качество соединений, основные принципы программирования сварочного цикла использованы при разработке новых .технологий сварки сухопутных трубопроводов для транспортировки сред, содержащих сероводород, при сварке не-■ыерныя отходов трубопрокатного производства.в мерную продукцию. Данные технологии внедрейы в тресте "Оренбургмонтаждобыча" и на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе им. К. Либкнехта.

сешиз вывода ■

1. Оптимальной схемой контактной стыковой сварки оплавлением под водой является сварка с защитой зоны соединения, для чего наиболее рационально использовать локальные камеры, исключающие попадание влаги в зону сварки.

2. При контактной стыковой сварке оплавлением под водой с локальной защитой зоны соединения сохраняются основные закономерности рааогрева деталей, наблюдаемые при сварке в сбычнцх условиях на воя-/

' духе, если выдерживается определенные оптимальные разори камер. Шм--рина зоны разогрева при этом зависит от размеров локальной камеры.

При сварке труб диаметром 114.. .325 мм с толщиной стенки 12.. .26 мм и ширине локальной камеры 120 мм и более линейные размеры зоны пластической деформации не изменяются по сравнению со сваркой в обычных условиях.

3. При контактной, стыковой сварке оплавлением под водой в локальном гидроизолированном объеме процессы, протекающие на поверхности оплавления, зависят от состава среды и ее давления. Содержание влаги в "среде, окружахицей поверхность оплавления, следует поддерживать на минимальном уровне. При малом исходном содержании кислорода в среде локальной камеры (ниже 2...3 %) с течением сварочного цикла происходит подавление экзотермических реакций окисления на поверхности оплавления, что приводит к снижению средней температуры расплава на торцах и ухудшению свойств сварных соединений. При повышенном дан лении среды в локальном гидроизолированном объеме свойства онприих соединений определяются концентрацией кислорода в составе средн. При наличии продувки газа через локальную камеру качество соединений он ределяется типом используемого газа и глубиной пог ружения. Рогщух в качестве среды в локальной камере целесообразно применять при глубинах до 20 м, а при большей глубине производства работ следует применять нейтральные газы.

4. Разработана технология контактной стыковой сварки омлэпл^нкем труб из сталей 20 и Х60 под водой на глубине лл 100 м. включая способы управления процессом сварки, позволяющие моинсить ст^ильнооть свойств сварных соединений.

Б. Разработаю* способы и устройства для снятия внутреннего грятз при сварке длинномерных секций труб РпярпПотпна сх^ма получения сварного соединения, не уменьшающего прокопчу сечение труб^пропода при отсутствии операции по снятию грата.

6. Разработаны и апробированы в лабораторных и прочыишгнннх условиях технические решения, обоспечипаюмие проведение процесса контактной стыковой сварки оплавлением под водой, которые использованы при проектировании опытно-промышленного образца оборудования, созданного в ЮС им. Е.О.Патона.

7. Результаты проведенных исследований использованы при разработке технологии контактной стыковой сварки оплавлением труб диаметром 86...325 мм с толщиной стенки 10...26 мм в обычных условиях (на воздухе) и под водой. Опытно-промышленная технология подводной сварки труб диаметром 219 мм с толщиной стенки 12...22 мм прошла апробаци» в условиях Черного моря. Ожидаемый экономический.эффект от полной реализации этой технологии составляет 1570 тир. р. Для сварки п обычных 12 '

'условиях рааработана технология контактной отыксвой сварки сплетшей ом трубопроводов диаметром Сб...219x10.. .26 мм из стали 20 для транспортировка! сред, содеряашдх сероводород, внедренная в тресте "Орен-бургмонтаждобыча" с годовым эконошчестм о>Мектсм 107 тыс. р., и технология сварки немерных отходов трубопрокатного производства диаметром 245.. .325x10... 14 мм в мерную продукции, внедренная нз Итошед-непровском трубопро1сатном заводе им. К. Либкнэхта с экономическим эффектом 1506,б тыо. р. Долевое участие автора 25. ..30 У..

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А. с. 1355394 СССР, ШК В23К 11/04. Способ контактной стыковой сварки оплавлением/ С. И. Кучук-Яценко, В. И. Казымов, И.Н. Мэ-сендз. Опубл. 30.11.1987. - Б.И. N44.

2. Л. с. 1411108 СССР, MTK В23К 11/04. Способ удаления внутреннего грата и устройство для его осуществления/ С.и. Кучук-Яценко, Б.И. Казымов, A.C. Никитин, И.Н. Мосендэ. Опубл. 23.07.1988. - В.И. N 27.

3. А. с. 1557835 СССР, МПК В23К 11/04. Способ стыковой контактной сварки труб/ С.И- Кучук-Яценко, В.И. Казымов, Е. В. Сахаров и др. Не публ.

Л. Кучук-Яценко С. И., Мосендэ И. Н., Казымов Б. И. Программирование режимов контактной сварки оплавлением деталей с большими развитыми сечениями //Автомат, сварка. - 1987. - Мб. - С. 14-18.

5. Положительное решение на заявку 4058256. Способ контактной стыковой сварки оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, A.C. Никитин, В.И. Казымов, И.Н. Мосендз. - Принято 12.12.1986.

6. Положительное решение на заявку 4464150. Способ упргизления процессом контактной стыковой сварки оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, И.Н. Мосендэ, А.Н. Миронец и др. - Принято 27.11.1989.

7. Положительное решение на заявку 4606802. Способ контактной стыковой сварки под водой/ С.И. Кучук-Яценко, Б.И. Казымов, И.Н. Мэ-сендз, И.В. Зяхор. - Принято 11.10.1989.

8. Положительное решение на заявку 4621842. Машина для контактной стыковой сварки под водой/ С.И. Кучук-Яценко, Б.И. Казымов, И.Н. Мосендз. - Принято 28.06.1989. . .

9. Положительное решение на заявку 4660020. Устройство для автоматического управления процессом контактной стыковой сваоки оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, А.Н. Миронец, И.Н. Мосендэ и др. - Принято .П. 03.1990.

10. Положительное решение на заявку 4681832. Защитная камера для сварки под водой/ С.И. Кучук-Яценко, И.Н. Мосендэ, В.И. Казымов, И.В. Зяхор. - Принято 20.11.90. . _________.......................

11. Положительное решение на заявку 4689224. Itawepa для контактной стыковой сварки оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, И.Н. Мосендз., В И. Казымов, И.В. Зяхор. - Принято 23.05.1390.

12. Положительное решение на заявку 4708433. Способ контактной стыковой сварки оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, И.Н. МэсендЪ, А.Н. . Миронец и др. - Принято 19.12.1989. ■ -

13. Положительное решение на заявку 4922115. Cr¡особ управления процессом контактной стыковой сварю: оплавлением/ С.И. Кучук-Яценко, И.Н. Мэсендз, Б.И. Казымов и др. - Принято 25.06.1991.

Личный вглзд автора. В [1,2,3] автором исследованы геометрические размеры грата, образующегося в соединениях, выполненных свпркой оплавление». Раэрабсшин способ й устройство для снятия внутреннего грата на длинномерных плетях труб. Предложен способ получения соеди"; нения, усидие сняткя грата.на котором приблизительно в 2 раза

1й .

чем у обычных соединений, а также способ получен;«/ соединения, не требующего снятия внутреннего грата к не уменьшающего проходное сечение трубопровода.

В [4.5,6,9,12,133 исследованы условия получения высококачественного соединения и определены объективные критерии для автоматического управления сварочным циклом. Разработаны способ определения момента включения программирующего устройства, задающего программу сварки; способ и устройство для управления процессом сварки на стадии оплавления на низкой скорости сближения деталей; способ, позволяющий оперативно реагировать на недопустимые отклонения устойчивости оплавления на стадии повышения скорости сближения.

В С7] доказано, что из всех способов сварки давлением наиболее приемлимой для использования под водой является контактная стыковая. сварка непрерывным оплавлением.

В С8,10,11] разработаны различные конструкции локальных камер, используемых для защиты зоны Соединения от непосредственного контакта с водой, а также основные технические решения, обеспечивающие работоспособность сварочного оборудования под водой.

Подп. в печ, М.11.91. Формат 60х8<|/1б. бум. офс. Р 2. Офе. печ. Усл.печ.л. 0,53. Усл. кр.-отт. 1,16. Уч.-иэя.л. 0,86. Тирая 100

ак». Зак. 21. бесплатно. ___ . . ' ; ' ■ _ -

ИЭС им.Е.О.Патона. 252690 Киеа 5, ГСП, ул. Горького, 69. ПОП ИЗС им.Е.О.Патона, 252650 Киеа 5, ГСП, ул. Горького, 69.