Сварка промышленных водоочистных фильтров сварочной колонной

Одно из ведущих предприятий в области водоподготовки и очистки сточных вод обратилось в компанию "СМД" для автоматизации сварки фильтров для промышленных водоподготовительных установок. Нашими специалистами было предложено одно из самых эффективных решений по сварке цилиндрических резервуаров диаметром от 1000 до 4000 мм, с максимальным весом до 40 тонн на базе сварочной колонны INKZ и роликовых вращателей INZT от производителя INTEGRAL (Китай). Данная колонна предназначена для сварки продольных и кольцевых швов цилиндрических изделий - емкостей как снаружи, так и изнутри. Продольные швы могут быть сварены движением сварочной колонны, кольцевые швы могут быть сварены поворотом заготовки на вращателе. Сварка выполняется автоматической дуговой сваркой под слоем флюса снаружи и изнутри.

Сварочный комплекс на базе сварочной колонны INKZ может использоваться для сварки цилиндрических ёмкостей из низкоуглеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей при производстве энергетического оборудования, котлов, химического и нефтегазоперерабатывающего оборудования. На сварочном комплексе также может быть выполнена сварка прямолинейных стыковых швов листовых деталей (сварка плоских карт), наплавка плоских, кольцевых и круговых деталей. В данном проекте ссуществляемый процесс - SAW сварка (сварка под флюсом) стальных корпусов фильтров для водоподготовки диаметром 1400-4000 мм и толщиной металла 6-20 мм.

Комплектация сварочного комплекса на базе колонны INKZ

Сварочный комплекс для автоматизации сварки фильтров промышленных водоподготовительных установок включает в себя:

1. Сварочная колонна INCZ 5×5 (серия Middle) стационарная
2. Автоматическая подвесная однопроволочная сварочная головка для сварки под флюсом INMZ9
3. Инверторный источник тока INSAW 1000IGBT с комплектом кабелей
4. Система видеонаблюдения 2МП (14’ color) в корпусе
5. Система подачи и рециркуляции флюса для сварочных колонн
   
6. Саморегулирующийся роликовый вращатель INZT-20 на моторизованных рельсовых тележках
7. Тактильная автоматическая система слежения по стыку INED ST10R1 (SAW) двухосевая 200х200 мм
8. Печь для прокалки и сушки сварочного флюса

Сварочная колонна INCZ 5х5 Integral

Сварочная колонна с выдвижной подъёмной консолью, специально разработана для полностью автоматической сварки. Вертикальная поворотная колонна и выдвижная горизонтальная консоль выполнены из стального профильного проката квадратного сечения и обеспечивают высокую прочность и надёжность силовой конструкции колонны. Колонна установлена на опорном подшипнике и имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси, вращение ручное с механической фиксацией в любом положении. На вертикальной колонне крепится прочное стальное седло, в котором располагается выдвижная консоль. Седло с консолью перемещается по направляющим вертикальной колонны вверх и вниз при помощи многозвенной прочной роликовой цепи. Привод вертикального перемещения – зубчатый редуктор с электрическим двигателем переменного тока с инверторным частотным регулятором привода. Он обеспечивает плавный, быстрый и точный подъём консоли на необходимую высоту. Система безопасности предохраняет консоль от падения, делая работу сварочной колонны безопасной.

Все элементы электрического оборудования колонны смонтированы в отдельном электрошкафу со степенью защиты IP 54. Напряжение питания всего электрооборудования колонны – 380 В, 3 фазы, частота 50 Гц. Управление сварочной колонной осуществляется с переносного пульта дистанционного управления, который также может быть беспроводным.

Модель INKZ 5x5 Integral, которая была использована в данном проекте, относится к среднему типу, имеет ограниченную рабочую зону по высоте и вылету консоли величиной до 5 метров. Максимальная нагрузка на конце консоли при полном вылете не более 200 кг. Колонны среднего класса используются для головок для сварки под флюсом. Их грузоподъемности достаточно для крепления на обратном конце консоли системы подбора и рециркуляции флюса.

Технические характеристики колонны INCZ (5х5), INTEGRAL

Автоматическое сварочное оборудование Integral

На торце выдвижной консоли сварочной колонны размещается автоматическая сварочная головка INMZ9 для дуговой сварки под слоем флюса SAW, которая обеспечивает сварку с максимальным током сварки 1000 А при ПВ100% сварочной проволокой диаметром до 5,0 мм. Размоточное устройство для сварочной проволоки рассчитано на бухты проволоки 25 кг и размещается непосредственно на консоли сварочной колонны. Также головка оснащена расходным флюсовым бункером.

Головка INMZ9 установлена на крестовом слайдере (суппорте скольжения) с приводным перемещением 100 мм в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Привод слайдера – два электрических двигателя постоянного тока с ходовыми винтами и шарико-винтовыми парами. Управление крестовым слайдером осуществляется с переносного пульта управления.

Для визуального контроля положения сварочной головки относительно шва в труднодоступных места используется система видеонаблюдения на основе вэб-камер 2МП со светодиодной подсветкой. Устанавливаются на конце консоли на удалении до 1,5 м. от зоны сварки для соблюдения оптимального для работы камеры температурного режима. Изображение выводится на монитор с жидкокристаллическим экраном с диагональю 14-17 дюймов (в зависимости от комплектации набора). Для удобства пользования по желанию Заказчика монитор был интегрирован в общий пульт управления сварочным центром. Применение системы визуального контроля позволяет отказаться от размещения операторов непосредственно на консоли сварочной колонны вблизи зоны сварки.

Технические характеристики сварочной головки INMZ9

Система подачи и рециркуляции флюса Integral

Система подачи и рециркуляции флюса с пневматическим приводом, установлена на консоли сварочной колонны, обеспечивает непрерывную подачу подогретого сварочного флюса в сварочную головку и удаление излишнего флюса со сварного шва посредством инжекционного сопла, установленного на сварочной головке.

Система имеет функцию сбора пыли и блок сепаратора для разделения и фильтрации. Непереплавленный флюс восстанавливается в сепараторе сильным отрицательным давлением воздушного насоса. Полезный флюс возвращают в расходный бункер для флюса (при необходимости флюс будет осушен). Система подачи обеспечивает подачу флюса в резервуар высокого давления в бункер сухим сжатым воздухом, а затем флюс поступает в зону сварки через выпускную трубу бункера для флюса. Для работы системы подачи и рециркуляции флюса необходим сжатый воздух (сухой и без масла) давлением 6 Бар.

Технические характеристики системы подачи и рециркуляции флюса

Инверторный источник питания для сварки INSAW 1000IGBT

В качестве сварочного источника в комплексе с колонной использован инверторный источник питания для сварки на постоянном токе INSAW 1000IGBT от производителя Integral. Источники являются мультифункциональными инверторные источниками питания повышенной мощности с цифровым управлением и плавной регулировкой тока. Источники могут быть использованы для автоматической дуговой сварки под флюсом, электрошлаковой сварки, сварки штучным электродом, воздушно-дуговой строжки угольным электродом, а также имеют хорошую производительность при сварке одной проволокой или наплавке лентой на постоянном токе. Основная схема источников питания – инверторная схема на основе модулей IGBT с высокой надёжностью, высокой скоростью отклика, хорошими динамическими характеристиками, они могут быстро автоматически компенсировать колебания напряжения питания, обеспечивают устойчивое горение дуги и получение сварного шва хорошей формы и высокого качества.

Источники имеют простую и удобная панель управления с возможностью удалённого управления. К преимуществам можно также отнести: высокая степень пыле- и влагозащищённости, индикация перегрева силового блока и ошибок питания, принудительное воздушное охлаждение вентилятором, лучшие массо-габаритные характеристики, отличный дизайн, высокое качество сборки, высокая надёжность.

Технические характеристики источника INSAW 1000IGBT Integral

Автоматическая система слежения по стыку

Автоматические системы слежения по шву INED-ST помогает сделать процесс автоматической сварки комфортным, а получаемый сварной шов идеальным по траектории и качеству соединения. Система предназначена для автоматического слежения за положением сварочной горелки по стыку в процессе сварки с помощью двухосевого щупа тактильного типа. При касании щупом краев шва подаётся управляющий сигнал на моторизованные салазки, на которых закреплена сварочная головка (горелка) и она занимает правильное положение относительно шва. Система позволяет обходить прихватки.

Комплект поставки включает в себя блок управления, два моторизованных слайдера, двухосевой щуп с набором насадок, крепеж и дистанционный пульт управления. Благодаря прилагаемому установочному комплекту систему можно смонтировать на любом сварочном оборудовании, как новом, так и уже работающем. Система может применяться при дуговой сварке в защитном газе или под флюсом. Точность позиционирования системы составляет 0,25 мм, скорость слежения 250 мм/мин. Функции управления: Движение вверх, вниз, влево, вправо, подтягивание, предел хода, слежение по шву, определение конца шва, регулирование скорости слежения, дистанционное управление, выбор режима слежения 1D или 2D.

Самонастраивающийся роликовый вращатель INZT-20 Integral

Чаще всего сварочные колонны используются совместно с роликовыми вращателями или сварочными позиционерами (манипуляторами). В этом случае имеется возможность реализовать управление автоматизированным сварочным комплексом с единого пульта управления. Используемые в проекте сварочные роликовые вращатели серия INZT предназначены для вращения цилиндрических изделий со сварочной скоростью при автоматической сварке внутренних и наружных кольцевых швов, а также для установки изделий в положение, удобное для ручной и полуавтоматической сварки. Самонастраивающиеся роликовые вращатели распашного типа обладают важным преимуществом – ролики расходятся под действием массы свариваемой ёмкости, при этом отпадает необходимость в раздвижении роликов для настройки на диаметр. Роликовые вращатели могут использоваться совместно со сварочными колоннами, сварочными порталами и платформами.

В данном проекте применялись роликовые вращатели из 2-х секций: INZT-20А – приводная и INZT-20B - холостая секция – общей грузоподъёмностью 20 тонн. Каждая секция вращателя имеет две опоры, на оси которых установлены коромысла с четырьмя роликами, покрытыми слоем технического полиуретана. Верхние ролики приводной секции имеют замыкающие устройства, чтобы предотвратить повреждение трансмиссии при погрузке изделий. Приводная секция оборудована двумя двигателями переменного тока с червячными редукторами. Скорость вращения роликов управляется частотным преобразователем, который позволяет устанавливать необходимую скорость вращения. Все электрические элементы установлены в шкафу, закрепленном на кронштейне приводной секции. Управление вращателем осуществляется с дистанционного пульта, на котором потенциометром задается скорость вращения, а также переключатель направления вращения и кнопка аварийного останова. Соединительный кабель пульта ДУ составляет около 8 м.

Роликовый вращатель установлен на рельсовые тележки, которые обеспечивают перемещение секций вращателя вдоль рельсового пути без смещения оси вращения заготовки. Привода смежных секций синхронизируются для совместного вращения заготовки. Направляющий путь для роликовых вращателей специалисты заказчика выполнили самостоятельно, приварив на листе металла профиль размером 60 х 60 мм на расстоянии 1100 мм.

Комплексная стойка управления процессом сварки для оператора

По запросу заказчика для удобства работы оператора специалистами нашей компании была смонтирована специльная комплексная стойка управления процессом сварки . Стойка включила в себя основные пульты управления элементами комплекса:

1. Пульты управления роликовыми вращателями: скорость, перемещение, вращение.
2. Пульт управления сварочным источником - задание параметров сварки: сварочный ток, напряжение.
3. Пульт управления осями колонны: перемещение консоли вверх, низ, лево, право, поворот колонны. Управление системой подачи флюса.
4. Монитор система видеонаблюдения: изображение с камеры сварочного процесса.
5. Выключатели вращателей и видеокамеры с монитором.
6. Пульт управления системой слежения по шву: вверх, вниз, влево, вправо, подтягивание, предел хода, слежение по шву, определение конца шва, регулирование скорости слежения, дистанционное управление, выбор режима слежения 1D или 2D.