Современные самоходные сварочные агрегаты для строительства трубопроводов

Самоходные сварочные агрегаты (ошибочно их называют передвижными сварочными агрегатами) как класс специальной техники были спроектированы для строительства магистральных, межпромысловых трубопроводов в условиях сложной пересеченной, болотистой или горной местности, где применение буксируемых или передвижных сварочных агрегатов экономически не оправдано по причинам:

• низкой эффективности (для перемещения требуется буксировщик);
• невысокой проходимости передвижных агрегатов на колесном шасси;
• недостаточной скорости перемещения агрегатов на полозьях.

Этих недостатков лишены самоходные сварочные агрегаты, которые обладают:

• высокой проходимостью за счет применения гусеничного шасси, в том числе и болотоходных шасси для слабонесущих грунтов, обводненных грунтов;
• высокой мобильностью — за счет собственного привода на движение, который обеспечивает самостоятельное перемещение сварочного агрегата на участке работ в широком диапазоном скоростей;
• автономностью;
• низкими эксплуатационными издержками.

Современные многопостовые сварочные агрегаты, оснащенные современными источниками сварочного тока для ручной сварки или автоматической сварки типа Lincoln Electric Idealarc DC400, Invertec V350 pro, Power Wave S350 и д.р. предназначены для проведения сварочных работ:

• ручная сварка покрытыми электродами с основным и целлюлозным типом покрытия;
• ручная сварка корневого шва и сварка заполняющих и облицовочных слоев порошковыми самозащитными проволоками;
• автоматическая сварка заполняющего и облицовочного слоев и т.п.

В 80-х и 90-х годах прошлого века самоходные сварочные агрегаты представляли собой смонтированные сварочные генераторы и отсеки для сварочных инверторов на шасси сельскохозяйственных колесных или гусеничных тракторов, трелевочных тракторов.

Подобные сварочные агрегаты так же не лишены недостатков:

• шасси имело нехарактерные эксплуатационные нагрузки: например шасси трелевочного трактора или трактора сельскохозяйственного назначения рассчитаны на большее тяговое усилие - избыточное для сварочного агрегата, их вес почти вдвое превышал вес современных сварочных агрегатов, приближаясь к 20 т и выше, сельхоз трактора не имеют возможности, для оптимального размещения крановой установки грузоподъемностью 3 тонны и более;
• силовая установка трелевочных тракторов типа ТТ-4М не отвечала требуемым параметрам мощности и стабильности по току, что приводило к необходимости комплектовать сварочный агрегат на шасси трелевочного трактора АСТ или УЭТ дополнительной силовой установкой, это приводит к дополнительному до 25% удорожанию сварочного агрегата;
• имеют место высокие издержки на эксплуатацию и обслуживание сварочных агрегатов на шасси трелевочных тракторов, так как двигатель на движение и отдельный двигатель на генерацию тока, конструктивно различны, что приводит к удвоению номенклатуры расходных материалов и запасных частей, кроме того ресурс и надежность архаичных двигателей крайне низок;
• шасси сельскохозяйственных тракторов не имело возможности для транспортировки дополнительного оборудования, необходимого при строительстве трубопроводов;
• возникали сложности с размещением подъемного оборудования (кранов-манипуляторов) на неприспособленном для этого шасси. В середине 90-х годов четко обозначилась новая тенденция: конструкторы перешли к разработке универсальных самоходных сварочных агрегатов на оригинальных шасси, которые бы могли сочетать как генерацию тока для сварочных работ, так и осуществлять вспомогательные операции: перемещение, подъем различного оборудования и сварочных палаток, транспортировка оборудования для нагрева кромок труб (газобаллонного оборудования или аппаратов индукционного нагрева кромок труб).

Работа по усовершенствованию конструкции самоходных сварочных агрегатов на протяжении 15-20 лет привела к следующим основным тенденциям:

1. Конструкция современного самоходного сварочного агрегата представляет собой универсальный модуль (платформу), обычно на гусеничном ходу.
2. Современные сварочные агрегаты с одним двигателем (единой силовой установкой) комплектуются дизельными двигателями CUMMINS, смонтированными на отдельном подрамнике совместно с генератором и гидравлическим насосом хода, подобная компоновка устраняет скачки напряжения от нагрузки, что позволяет получать стабильное высокое качество сварного шва на трубе.
3. Вместо механической трансмиссии, современные сварочные агрегаты оснащены гидравлическим приводом с открытым контуром (по типу привода гусеничного экскаватора) — недорогим, надежным и с высоким ресурсом.
4. Модульная компоновка позволяет комплектовать самоходный сварочный агрегат в зависимости от предпочтения заказчика. Например, в зависимости оттого как будет эксплуатироваться установка — расположение управления крана-манипулятора можно заказать слева или справа. Изменить расположение двигателя, топливного бака, отсеков для инверторов и т.п. Обычно шасси сварочного агрегата обладает возможностью установки и подключения печи для сушки электродов, пневматического компрессора для питания пневматического инструмента (например, для современных самоходных пневматических центраторов), рампы для газовых баллонов и т.п.
5. Ввиду применения более тяжелых сварочных палаток, наблюдается рост грузового момента (грузоподъемности) и увеличения вылета стрелы устанавливаемых кранов-манипуляторов. Практически вышли из применения раскладные манипуляторы грузоподъемностью 2–2,5 тонны. Наибольшее применение нашли манипуляторы телескопические (вылет стрелы 6–8 м) с тросовой подвеской крюка и лебедкой грузоподъемностью 3 тонны, практика показывает, что они наиболее удобны при зимней эксплуатации и позволяют применять парк существующих ныне сварочных палаток, в том числе тяжелых. Можно отметить, последние годы встречаются комплектации сварочных агрегатов кранами-манипуляторами грузоподъемностью 5 и даже 8 тонн, оснащенные аутригерами для дополнительной устойчивости.

Характерная комплектация для современного сварочного агрегата:

▪ единая силовая установка для движения и генерации тока — дизельный двигатель с турбонаддувом обладающий высоким ресурсом наработки, около 30000 моточасов до капитального ремонта;
▪ генератор 80–100 кВт для питания 2–4 постов сварочного оборудования, предназначенных для ручной сварки или полуавтоматической сварки самозащитными проволоками;
▪ телескопическая крановая установка повышенной грузоподъемности (3 тонны) и высоким грузовым моментом для подъема и перемещения тяжелых сварочных палаток, центраторов;
▪ воздушный компрессор, для питания пневматического оборудования (например, внутренних самоходных пневматических центраторов) — обычно комплектуется один сварочный агрегат в бригаде из 4–6 установок;
▪ оборудование для индукционного нагрева кромок трубы или газобаллонное оборудование (в зависимости от применяемой технологии разогрева кромок под сварку);
▪ кабина оператора, укомплектованная для соответствующих климатических районов.

Современные самоходные сварочные агрегаты так же имеют возможность для транспортировки различного оборудования: сварочных палаток, газовых баллонов, индукционных нагревателей кромок трубы, и т.п.

Современные самоходные сварочные агрегаты можно условно разделить по следующим классам:

По количеству сварочных постов:
▪ 2-х постовые;
▪ 4-х постовые (получили наибольшее распространение);
▪ 6-ти и более постовые.

Как правило, установки с одним сварочным постом практически не встречаются из-за своей низкой производительности, установки более чем с 4 постами тоже достаточно редки, поскольку более 4-х сварщиков достаточно трудно разместить в одной сварочной палатке. Поэтому на сегодняшний день более 70% самоходных сварочных агрегатов это двух и четырех постовые агрегаты.

По грузоподъемному оборудованию:

▪ с телескопическими кранами манипуляторами грузоподъемностью 2,5–3,2 тонны;
▪ с Z-образными складными манипуляторами от 1,5 до 3 тонн;
▪ с крановыми установками 3,5–5 тонн грузоподъемностью (с дополнительным обеспечением устойчивости посредством аутригеров).

По применению:

▪ стандартные (линейные) самоходные сварочные агрегаты;
▪ узкоспециализированные самоходные сварочные агрегаты (например, горные сварочные агрегаты, болотоходные сварочные агрегаты).

Горные сварочные агрегаты, как и следует из их названия, предназначены для использования в горной местности на склонах 40–45 градусов. Они имеют сниженный центр тяжести, что препятствует их опрокидыванию. Эффективно работают на высотах до 3500 метров над уровнем моря.
Болотоходные самоходные сварочные агрегаты (например, тип TWM-180 LGP), по сравнению со стандартными самоходными сварочными агрегатами, имеют расширенную колею и башмаки шириной 800 мм и более. Обладают низким удельным давлением на грунт. Предназначены для эксплуатации на слабонесущих, обводненных грунтах.

По итогам первого десятилетия XXI века можно сделать вывод:

▪ Наибольшее распространение получили самоходные сварочные агрегаты с двух и четырех постовой компоновкой сварочных инверторов и телескопическими полноповоротными кранами грузоподъемностью до 3 тонн, с тросовой подвеской крюка и лебедкой;
▪ Практика применения показала, что телескопические краны-манипуляторы с тросовой подвеской крюка наиболее удобны для работы, как со сварочными палатками, с центраторами, так и со сварочным оборудованием;
▪ Прослеживается дальнейшая тенденция к росту грузоподъемности крановых манипуляторов от 2,5 до 3,2 тонн, поскольку сохраняется тенденция увеличения массы сварочных палаток и дополнительного сварочного оборудования.

Конструкторы-машиностроители идут по пути использования удачной платформы современных самоходных сварочных агрегатов для других работ. Например, немецкие инженеры на базе шасси сварочного агрегата создали ряд вспомогательных машин: гусеничный труботранспортер может транспортировать до 2-х труб среднего диаметра. Шасси сварочного агрегата применяется для создания гусеничных самосвалов, гусеничных транспортных платформ для транспортировки грузов при строительстве нефте-газопроводов в условиях бездорожья.

Подведем итог развития самоходных сварочных агрегатов за полтора десятилетия:

▪ сокращение стоимости сварочного агрегата и сокращение вдвое расходов на содержание и техническое обслуживание сварочных агрегатов за счет применения одного двигателя (единой силовой установки) на движение агрегата и генерацию тока;
▪ высокая производительность, благодаря применению 2-х или 4-х сварочных постов одновременно;
▪ топливная экономичность, расход топлива в пределах 206 грамм/кВт час, что составляет до 22% экономии по сравнению с морально и технически устаревшими двухдвигательными сварочными агрегатами на шасси трелевочных, сельскохозяйственных или промышленных тракторов;
▪ крановая установка с высоким грузовым моментом для работы с тяжелыми сварочными палатками с вылетом стрелы до 7–8 метров;
▪ высокая тяговооруженность: способность преодолевать уклон +25 градусов (уклон до 40–45 градусов для самоходных сварочных агрегатов в горном исполнении);
▪ обеспечивает стабильные параметры тока за счет применения гидравлической муфты между двигателем и генератором (отсутствия жесткой связи ДВС-генератор, что позволяет избегать скачков напряжения и достигать высокого качества сварного соединения;
▪ простое управление, несложное техническое обслуживание;
▪ высокая надежность за счет применения узлов и комплектующих известных мировых производителей;

▪ малый вес (10–12 тонн) и небольшие габариты (соответствующие разрешенным для транспортировке по дорогам общего пользования) облегчают и удешевляют транспортировку современных самоходных сварочных агрегатов: на 11-метровый трал или на ж/д платформу, помещается 2 современных самоходных сварочных агрегата (типа TRYBERG TWM-180), погрузка/разгрузка самоходного сварочного агрегата производится своим ходом или краном грузоподъемностью от 14 тонн.

Итак, общая тенденция развития современных самоходных сварочных агрегатов — применение гидравлического привода, единой силовой установки, КМУ с высоким грузовым моментом с телескопической, реже с локтевой стрелой, грузоподъемностью достаточной для работы с современными "тяжелыми" сварочными палатками. Тенденция уменьшение размеров, за счет отказа от негабаритных отсеков под сварочное оборудование, что положительно сказывается на уменьшении массы и габаритов, облегчает оперативную транспортировку современных самоходных сварочных агрегатов.

Ефременков Д.В., 2012 год.
Правообладатель: ООО «Предприятие Спектр».
Данный материал защищен авторским правом.
Условием перепечатки и коммерческого использования информации, является ссылка на первоисточник www.tryberg.ru