Technologia szlifowania powierzchni wewnętrznej rur długich wykorzystywanych do transportu substancji ropopochodnych Objęta Zgłoszeniem patentowym Nr P381698

Jednym z głównych sposobów transportu substancji ropopochodnych jest przetłaczanie ich systemami rurociągów.

Czynnikiem decydującym o sprawności tego rodzaju transportu jest chropowatość wewnętrznej powierzchni rur przesyłowych. Przy dużej chropowatości tych powierzchni nasila się zjawisko obrastania ścianek rurociągów co powoduje zwiększenie oporów przepływu, a tym samym ogranicza (utrudnia) możliwości przesyłowe.

Z w/w względów firmy zajmujące się budową nowych rurociągów przesyłowych dla substancji ropopochodnych, stawiają wysokie wymagania odnośnie chropowatości wewnętrznej powierzchni rur stalowych stosowanych przy ich budowie.

Wymagane chropowatości powierzchni określone wskaźnikami Ra dla stalowych rur przesyłowych wynoszą 0,16 < Ra < 3,2

Jedynym sposobem zapewniającym osiągnięcie w/w parametrów chropowatości dla wewnętrznej powierzchni długich rur stalowych jest szlifowanie tej powierzchni. Zagadnienie to jest skomplikowane pod względem technologicznym z uwagi na znaczną długość odcinków do przeszlifowania (zwykle ok. 12 mb) oraz małą średnicę otworu rur. Długie odcinki rur stosowanych w rurociągach mają na celu maksymalne zmniejszenie ilości spoin łączeniowych.

Dotychczas stosowane sposoby zmniejszenia chropowatości powierzchni rur stalowych stosowanych w budowie rurociągów transportowych:

• Docieranie osełkami (gładzenie- honning)
  Istota procesu polega na działaniu ściernym osełek umieszczonych na obwodzie głowicy równolegle do jej osi. Działania ścierne uzyskuje się przez nadanie głowicy wraz z osełkami ruchów o określonym kierunku i szybkości, przy jednoczesnym docisku narzędzia do docieranej powierzchni. Układ kinematyczny procesu polega na zastosowaniu dwóch jednocześnie ruchów składowych – obrotowego i osiowo - posuwisto-zwrotnego. Metoda ta, chociaż przynosi pożądany efekt (pozwala uzyskać chropowatość powierzchni otworu Ra=0,04) µm jest bardzo czasochłonna, a tym samym bardzo droga.
• Oczyszczanie osadów z wewnętrznych powierzchni przewodów rurowych przy zastosowaniu głowic zamontowanych na uchwycie wiertarki z napędem powietrznym. Sposób – mało skuteczny, nie zapewnia uzyskania żądanych chropowatości w przypadku obróbki rur surowych
• Docieranie oscylacyjne (dogładzanie oscylacyjne) Metoda bardzo czasochłonna, w praktyce nie stosowana do obróbki długich otworów z uwagi na brak urządzeń i wielkie koszty

W/w metody obniżenia chropowatości wewnętrznej powierzchni rur stalowych mają mankamenty natury ekonomicznej (duże koszty) i technicznej Poszukując skutecznego i taniego sposobu szlifowania wewnętrznej powierzchni rur stalowych zbudowano prototyp szlifierki do otworów.

Zgłoszenie patentowe Nr 381698

Te oryginalne rozwiązania konstrukcyjne przeszło pozytywnie próby technologiczne i zostało zgłoszone do Urzędu Patentowego Rzeczpospolitej Polskiej (zgłaszający PUPH Politechnik – Grzegorz Lewicki – Zgłoszenie patentowe Nr 381698).

Na podstawie prototypu wykonano do chwili obecnej n/w nowe oryginalne szlifierki: do otworów (średnica otworu w calach) oraz opracowano (na podstawie prób) instrukcje technologiczne szlifowania z podaniem przykładowych parametrów szlifowania.

Szlifierka do otworów Ø 12

Instrukcja szlifowania wewnętrznych powierzchni rur stalowych o średnicy 12

Wymagana chropowatość powierzchni to – Ra ≤ 1,6 mm

W skład wyposażenia stanowiska wchodzi:

• obrotniki spawalnicze - 2 kpl.
• manipulator spawalniczy ( z bezstopniową regulacją obrotów ) - 1 kpl.
• maszyny do szlifowania rur: Ø 12 - 4 szt.
• rozdzielnia elektryczna 380/ 230V - 1 kpl.
• sprężone powietrze min 6 bar - 1 kpl
• urządzenia do zabezpieczenia wyszlifowanej powierzchni wazeliną techniczną - 1 kpl

Przygotowanie powierzchni do szlifowania :
- Powierzchnie oczyścić metodą strumieniowo-ścierną ( śrutowanie; piaskowanie )
- stopień czystości wg PN-ISO 8501-1 A Sa 2 1/2
- chropowatość wg PN-87/M-04251 Ra 8÷10µm.

Parametry szlifowania :
- prędkość obrotowa tarczy – 6500 obr/min
- posuw 70mm/min

Kolejność czynności:
- ułożyć rury Ø 12 L= 12000mm na rolkach obrotników spawalniczych
- ustawić obroty manipulatora tak aby posuw maszyn szlifujących wynosił 70mm/min
- maszyny uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 100/40/20mm P 60 szlifować na L=7000mm
- wycofać maszyny, uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 100/40/20mm P 80 szlifować na L=7000mm
- wycofać maszyny.
- obrócić rury o 180° w osi pionowej i poziomej, powtórzyć czynności szlifowania.
Kontrolny pomiar chropowatości Ra powinien wynosić 2,8 ÷ 3,2µm
-maszyny uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 100/40/20mm P 120 szlifować na całej długości rury,
- wycofać maszyny.
-obrócić rury o 180° w osi pionowej i poziomej, powtórzyć czynności szlifowania tarczami Ø 100/40/20mm P 120, wybieg wyszlifować ręczną szlifierką z giętkim wałkiem.
Pomiar chropowatości Ra ≤ 1,6µm
- wyszlifowane powierzchnie zabezpieczyć przed korozją wazeliną techniczną.
- końcówki rur zadekować.

Szlifierka do otworów Ø 16

Instrukcja szlifowania wewnętrznych powierzchni rur stalowych o średnicy 16

Wymagana chropowatość powierzchni to – Ra ≤ 1,6 mm

W skład wyposażenia stanowiska wchodzi:

• obrotniki spawalnicze - 1 kpl.
• manipulator spawalniczy ( z bezstopniową regulacją obrotów ) - 1 kpl.
• maszyny do szlifowania rur: Ø 16” - 1 szt.
• rozdzielnia elektryczna 380/ 230V - 1 kpl.
• sprężone powietrze min 6 bar - 1 kpl
• urządzenia do zabezpieczenia wyszlifowanej powierzchni wazeliną techniczną - 1 kpl.

Przygotowanie powierzchni do szlifowania :
- Powierzchnie oczyścić metodą strumieniowo-ścierną ( śrutowanie; piaskowanie )
- stopień czystości wg PN-ISO 8501-1 A Sa 2 1/2
- chropowatość wg PN-87/M-04251 Ra 8÷10µm.

Parametry szlifowania :
- prędkość obrotowa tarczy – 3033 obr/min
- posuw 70mm/min

Kolejność czynności:
- ułożyć rury Ø 16” na rolkach obrotników spawalniczych
- ustawić obroty manipulatora tak aby posuw maszyn szlifujących wynosił 70mm/min
- maszynę uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 150/50/25mm P 60 szlifować na L=1/2 długości rury + 1000mm
- wycofać maszynę.
- uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 150/50/25mm P 80 szlifować na L=1/2 długości rury + 1000mm
- wycofać maszynę.
- obrócić rury o 180° w osi poziomej, powtórzyć czynności szlifowania.
Kontrolny pomiar chropowatości Ra powinien wynosić 2,8 ÷ 3,2µm
- maszynę uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 150/50/25mm P 120 szlifować na całej długości rury, wycofać maszynę.
- obrócić rury o 180° w osi poziomej, powtórzyć czynności szlifowania tarczami Ø 150/50/25mm P 120, wybieg wyszlifować ręczną szlifierką z giętkim wałkiem.
Pomiar chropowatości Ra ≤ 1,6µm
- wyszlifowane powierzchnie zabezpieczyć przed korozją wazeliną techniczną.

Szlifierka do otworów Ø 24

Instrukcja szlifowania wewnętrznych powierzchni rur stalowych o średnicy 24

Wymagana chropowatość powierzchni to – Ra ≤ 3,2 mm

W skład wyposażenia stanowiska wchodzi:

• obrotniki spawalnicze - 2 kpl.
• manipulator spawalniczy ( z bezstopniową regulacją obrotów ) - 1 kpl.
• maszyny do szlifowania rur: Ø 24 - 2 szt.
• rozdzielnia elektryczna 380/ 230V - 1 kpl.
• sprężone powietrze min 6 bar - 1 kpl
• urządzenia do zabezpieczenia wyszlifowanej powierzchni wazeliną techniczną - 1 kpl.

Przygotowanie powierzchni do szlifowania :
- Powierzchnie oczyścić metodą strumieniowo-ścierną ( śrutowanie; piaskowanie )
- stopień czystości wg PN-ISO 8501-1 A Sa 2 1/2
- chropowatość wg PN-87/M-04251 Ra 8÷10µm.

Parametry szlifowania :
- prędkość obrotowa tarczy – 3033 obr/min
- posuw 60mm/min

Kolejność czynności:
- ułożyć rury Ø 24 L= 9000mm na rolkach obrotników spawalniczych
- ustawić obroty manipulatora tak aby posuw maszyn szlifujących wynosił 60mm/min
- maszyny uzbroić w tarcze ścierne listkowe Ø 150/50/25mm P 60 szlifować na L=5000mm, nie przerywając szlifowania zwiększyć obroty manipulatora do maksimum
– szlifować do końca długości rury.
- wycofać maszyny, obrócić rury o 180° w osi poziomej, powtórzyć czynności szlifowania.
- wybieg wyszlifować ręczną szlifierką z giętkim wałkiem.
Pomiar chropowatości Ra ≤ 3,2µm
- wyszlifowane powierzchnie zabezpieczyć przed korozją wazeliną techniczną.