How a Bucking Unit Works: Main Components of Casing and Tubing Bucking Machines

Pred uvedením spojky do prevádzky má jeden stroj posledné slovo o tom, ako dobre sú závity zmontované: upínacia jednotka. Uťahuje spojku na puzdro alebo hadičku kontrolovaným krútiacim momentom, a keď je tento krútiaci moment nesprávny, porucha sa často objaví až po uvedení spojenia do prevádzky. Hlavné komponenty naklápacej jednotky definujú jej presnosť, životnosť a prevádzkové náklady a každý si pred kúpou zaslúži kontrolu.

Upínacia jednotka je pri každodennej údržbe jednoduchšia ako závitorezný sústruh, ale vynaložené sily sú veľké a prípustná chyba je malá. Jednotka, ktorá dodáva krútiaci moment mimo špecifikácie o niekoľko percent, môže spôsobiť poškodenie, ktoré je v tom čase neviditeľné a neskôr drahé. V tabuľke nižšie sú uvedené hlavné skupiny komponentov; nasledujúce časti vysvetľujú, čo každý robí a ako ovplyvňuje produkciu.

Štruktúra rámu a krútiaceho momentu

Vzpieracia jednotka generuje krútiaci moment a štruktúra, ktorá ju drží, absorbuje rovnakú a opačnú reakciu. Ak rám nie je dostatočne pevný, zarovnanie medzi momentovou hlavou a záložným kliešťom sa počas cyklu mení a krútiaci moment zaznamenaný riadiacim systémom už nezodpovedá tomu, čo závity skutočne zažívajú.

Dobre postavené jednotky používajú ťažkú ​​liatinovú základňu alebo zváranú oceľovú konštrukciu s vnútornými rebrami a profilmi odľahčenými od pnutia. Kritická geometria je os medzi momentovou hlavou a záložným kliešťom: pri maximálnom zaťažení musia zostať sústredné . Skrutkovaný rám, ktorý sa môže časom uvoľniť, sa javí ako klesajúca presnosť krútiaceho momentu, preto je vhodnejšia jednodielna alebo precízne opracovaná konštrukcia. Pri porovnávaní strojov prezrádza hmotnosť a tuhosť rámu viac ako samotný menovitý krútiaci moment.

Momentová hlava: Vreteno, pohon a uchopenie

Momentová hlava zviera jeden člen spojenia a otáča ho. Jeho tri hlavné časti sú vreteno, hnacie ústrojenstvo a upínacie čeľuste.

Vreteno je hriadeľ s veľkým otvorom nesený ložiskami, ktoré zvládajú radiálne a axiálne zaťaženie. Jeho priemer otvoru nastavuje najväčší vonkajší priemer potrubia alebo spojky, ktorý môže prejsť cez hlavu, takže otvor vretena je prvou špecifikáciou na porovnanie s vaším sortimentom. Za hriadeľom hydromotor a redukčná prevodovka znásobujú krútiaci moment na menovitú hodnotu.

Uchopenie je miesto, kde je viditeľná kvalita stroja. Hydraulicky ovládané čeľuste alebo klzné matrice sa približujú k obrobku a prenášajú krútiaci moment do spoja. Vložky čeľustí sú prispôsobené materiálu potrubia; opotrebovaná alebo nevhodná vložka umožňuje skĺznutie a skĺznutie čeľuste je najrýchlejší spôsob, ako získať prémiovú niť. Upínacia sila musí byť tiež obmedzená, aby držadlo nerozdrvilo tenkostennú hadičku.

Záložný kliešť: Pevná kotva

Záložný kliešť drží opačnú stranu spojenia, zatiaľ čo sa momentová hlava otáča. V jednotke vzpery plášťa a rúrok používa celok kruhového alebo segmentového uchopenia poháňaného hydraulickými upínacími valcami.

Záložná rukoväť musí byť aspoň taká silná, ako je maximálny krútiaci moment stroja, pretože akékoľvek skĺznutie tu znamená, že sa potrubie namiesto utiahnutia spojenia otáča . Čeľuste musia tiež rozložiť silu rovnomerne, aby nepoznačili telo rúry alebo neoválizovali tenkostennú hadičku, preto sú balíky čeľustí prispôsobené vonkajšiemu priemeru a hrúbke steny každej veľkosti rúry.

Hydraulická pohonná jednotka

Hydraulická pohonná jednotka dodáva energiu na otáčanie aj upínanie: elektromotor, čerpadlo, zásobník, ovládacie rozdeľovače, pretlakové ventily a akumulátory.

Na akumulátoroch záleží, pretože špičkový krútiaci moment je prerušovaný. Ukladajú energiu počas nečinnosti a uvoľňujú ju počas cyklu dopĺňania, čím umožňujú menšiemu čerpadlu dodávať rovnaký špičkový krútiaci moment. Ladenie ventilov riadi, ako plynulo stúpa krútiaci moment; prudký krok môže viesť k šoku závitov a spôsobiť zadretie.

Tepelné hospodárstvo je výrobná záležitosť. Nepretržitý chod zvyšuje teplotu oleja, čo riedi olej a posúva hodnoty tlaku. Správne dimenzovaný olejový chladič a nádrž udržujú systém v stabilnom teplotnom pásme a vďaka tejto stabilite je slučka riadenia krútiaceho momentu na konci zmeny konzistentnejšia.

Systém merania a riadenia krútiaceho momentu

Meranie krútiaceho momentu oddeľuje výkonný stroj od presného. Priame systémy používajú snímač zaťaženia alebo snímač krútiaceho momentu na hnacom ústrojenstve; nepriame systémy vypočítavajú krútiaci moment z hydraulického tlaku v motore. Priame snímanie je presnejšie, pretože vylučuje vplyv trenia a teploty v hydraulickom okruhu a uprednostňuje sa, keď sa vyžadujú zdokumentované hodnoty krútiaceho momentu.

Riadiaca slučka riadi zostavenie ako postupnosť: kontakt, stúpajúci krútiaci moment, konečné podržanie a uvoľnenie. Niektoré operácie vyžadujú iba ovládanie krútiaceho momentu; iné potrebujú kontrolu krútiaceho momentu a otáčania, kde systém sleduje uhol natočenia a dokáže rozpoznať krížové závitovanie. Dobrá kontrola konzistentne drží horný a dolný limit krútiaceho momentu a zároveň udržiava cyklus dostatočne rýchly pre rýchlosť linky.

V prípade rúr na ropné polia je dokumentovaná výkonnosť súčasťou akceptácie produktu. Obchody s plášťom a hadicou API 5CT zvyčajne kontrolujú Požiadavky na súlad s API 5CT pred prijatím záznamov krútiaceho momentu jednotky.

Keď sa plán presúva medzi veľkosťami puzdra, jednotka je riadenie krútiaceho momentu a správanie pri prepínaní určuje, koľko prestojov stojí každá zmena veľkosti.

Elektrické ovládacie prvky a rozhranie operátora

PLC spustí cyklus: upnutie, polohovanie, rampa krútiaceho momentu, dokončenie a uvoľnenie. HMI zobrazuje cieľový krútiaci moment, dosiahnutý krútiaci moment, počty cyklov a alarmy a ukladá recepty pre rôzne veľkosti potrubí. Zadanie receptúry namiesto otáčania ručného ventilu odstráni väčšinu odchýlok v kvalite pripojenia závislých od operátora.

Elektrický systém má aj bezpečnostnú funkciu: obojručný štart, blokované ochranné kryty, núdzové zastavenie a automatické vypnutie pri prekročení limitu krútiaceho momentu. Záznam údajov a sieťová konektivita umožňujú sledovať parametre každého spoja, čo sa čoraz viac očakáva pri auditoch kvality.

Pomocné systémy, ktoré ovplyvňujú dobu prevádzky

Pomocné komponenty nevytvárajú krútiaci moment, ale rozhodujú o tom, či stroj beží celú zmenu bez prerušenia.

Aplikácia nite

Závitová zmes chráni povrch závitu a kontroluje trenie. Automatické aplikátory odmerajú reprodukovateľné množstvo na kĺb, zatiaľ čo ručná aplikácia sa líši od operátora k operátorovi: príliš veľa zmesi môže spôsobiť nadmerné utiahnutie a príliš málo zvyšuje riziko zadretia.

Mazanie a chladenie

Hlavné ložiská, prevodovka a klzné plochy potrebujú nepretržitý prísun oleja. Strata mazania je najčastejšou príčinou predčasného zlyhania ložísk v týchto strojoch a zvyčajne sa jej dá predísť. Chladiaci systém udržuje teplotu oleja vo vnútri okna tak, ako očakáva regulačná slučka.

Integrácia bezpečnosti a automatizácie

Zablokované ochranné kryty a vypínacie mechanizmy zastavia stroj po abnormálnej udalosti. V závodoch s vyššou priepustnosťou sa zdvíhacia jednotka pripája k dopravníkom a nakladaciemu zariadeniu, takže potrubia sa presúvajú automaticky. V tomto usporiadaní sa stanica stáva jedným prvkom spojovacej inteligentnej výrobnej linky, ktorá koordinuje manipuláciu, kontrolu a uťahovanie a jej PLC handshake a zhoda času cyklu záleží rovnako ako jej menovitý krútiaci moment.

Čo skontrolovať pred nákupom

Skupiny komponentov sa zredukujú na kontrolný zoznam. Menovitý krútiaci moment potrebuje rezervu nad vaším najťažším pripojením. Otvor vretena musí byť voľný od najväčšej spojky. Meranie krútiaceho momentu by malo byť priame a zdokumentované pre prácu riadenú API. Rýchlosť výmeny závisí od čeľustí a uloženia receptov. Prístup údržby určuje, ako dlho budú opravy trvať.

• Maximálny krútiaci moment s bezpečnostnou rezervou nad najvyšším krútiacim momentom vo vašom sortimente.
• Vŕtanie vretena a rozsah uchopenia prispôsobené najmenšej a najväčšej veľkosti rúr, ktoré spracovávate.
• Metóda merania krútiaceho momentu a opakovateľnosť, posúdené podľa vašich požiadaviek na kvalitu a audit.
• Rýchlo vymeniteľné čeľuste a uložené receptúry pre prijateľné časy výmeny.
• Prístupné filtre, ventily a diely podliehajúce opotrebovaniu pre rýchlejšiu údržbu.

Toto sú kritériá, ktoré treba uviesť do akéhokoľvek porovnávania. The Sprievodca výberom sústruhu a spojky plášťa a potrubia vysvetľuje, ako ich priradiť ku konkrétnemu výrobnému programu, takže rozhodnutie je založené skôr na merateľných schopnostiach ako na číslach na typovom štítku.

Jedným z príkladov týchto rozhodnutí aplikovaných v praxi je jednotka na vzpieranie puzdra a spojky potrubia série TYSKNKJ-100, skrutkovací stroj postavený na riadenej rampe krútiaceho momentu, bezpečné uchopenie a rýchla výmena. Je určený pre závody, ktoré spracúvajú obaly a rúrky vo výrobných objemoch a potrebujú, aby jednotka udržala tolerancie počas celej zmeny.

Priradenie napínacej jednotky k zvyšku linky

Napínacia jednotka vykoná jednu jednoducho znejúcu prácu – vytvorí alebo preruší závitové spojenie pri kontrolovanom krútiacom momente – a každý hlavný komponent existuje, aby bola táto úloha opakovateľná. Rám absorbuje sily, momentová hlava a záložné kliešte sa uchopia a otáčajú, hydraulická jednotka dodáva energiu, riadiaci systém zabezpečuje presnosť a elektrické a pomocné systémy zabezpečujú bezpečnú prevádzku. Slabosť ktorejkoľvek súčasti sa nakoniec prejaví ako šrot, prepracovanie alebo neplánovaná údržba.

Vo väčšine obchodov je napínacia jednotka plánovaná spolu so závitorezným strojom: sústruh odreže závit a napínacia jednotka dokazuje, že diely sú správne zostavené. Sústruh so spojkou vŕtacej rúrky pokrýva reznú stranu rovnakého sortimentu a tieto dva stroje by mali byť špecifikované okolo rovnakého vonkajšieho priemeru rúrky, typu pripojenia a výrobnej rýchlosti.