Сварка магистральных трубопроводов

Сварка стыков трубопроводов – требования к сварщику и этапы подготовки труб для сварки

При производстве строительных и ремонтных работ, а также при прокладке коммуникаций рабочим приходится прокладывать километры трубопроводов. Все трубопроводы можно разделить на несколько категорий:

• магистральные трубопроводы;
• трубопроводы, по которым передается горячая вода (пар);
• трубопроводы, по которым передается газ;
• трубопроводы, предназначенные для устройства систем водоснабжения и канализации;
• промышленные и технологические трубопроводы.

К каждому конкретному виду трубопровода предъявляются определенные требования, касающиеся материала, используемого для монтажа труб, а также способа их соединения. Наиболее распространенным способом соединения трубопроводов является сварка. При этом выбор способа и условий, которыми характеризуется сварка стыков трубопроводов, регламентируют существующие правила и нормы Гостехнадзора.

Способы сварки труб

Различают три способа сварки трубопроводов, это:

• Термические;
• Термомеханические;
• Механические.

К термическим видам отнесены все способы соединения кромок плавлением. Это дуговая, газовая, лазерная, плазменная сварки труб и другие аналогичные способы. Термомеханические методы включают в себя стыковую контактную сварку и сварку при помощи магнитоуправляемой дуги. К механическому классу относят сварку взрывами и трением.

Кроме того, способы сварки можно классифицировать по следующим параметрам:

Читайте также:

• По условиям формирования шва (принудительное или свободное формирование);
• По типу носителя энергии (газовая, лазерная, дуговая и пр.)
• По методу защиты зоны формирования шва (в защитных газах, под флюсом и пр.)
• По степени автоматизации (ручная, автоматическая, роботизированная и пр.).

При строительстве магистральных трубопроводов в большинстве случаев используется автоматическая дуговая сварка под флюсом. Однако возможности применения этого метода ограничены условием необходимости вращения стыка.

Если возникает необходимость сваривать трубы в неповоротном состоянии, применяется ручная дуговая сварка. Этот метод позволяет производить сварку в самых разных пространственных положениях, в том числе и потолочном, которое считается наиболее сложным.

При использовании сварки в защитных газах, выделяют разновидности в зависимости от типа используемого газа. Это может быть сварка в инертной среде (гелий, аргон), в активной среде (азот, углекислый газ), или в смеси активного и инертного газов.

При применении сварочных электродов принято выделять сварку при помощи плавящихся и неплавящихся (вольфрамовых) расходных материалов.

Перспективным способом является лазерная сварка, при которой в качестве носителя энергии выступает луч лазера. Этот способ сварки отличается высокой скоростью до 300 м/ч. Контактные способы сварки осуществляются за счет разогрева кромок свариваемые деталей.

Например, при дугоконтактной сварке разогрев происходит за счет воздействия дуги, которая вращается магнитным полем с большой скоростью. Это способ применяется для соединения труб небольшого диаметра.

Способы укладки трубопровода.

Сама укладка трубопровода может выполняться двумя способами:

• секционным;
• непрерывным.

При использовании непрерывного способа укладки выполняют постепенное наращивание трубопровода, при этом соединение производится без вращения труб. Секционный способ укладки предполагает сварку отдельных секций трубопровода с вращением труб в промышленных условиях, после чего готовые секции доставляются непосредственно на место прокладки трубопровода, где и соединяются в единое целое уже без вращения труб.

Требования, предъявляемые к качеству сварных швов при строительстве трубопроводов

Основными документами, которые регулируют правила работы при строительстве трубопроводов различного назначения, являются СНиПы, на основе которых были созданы «Сводные правила, регламентирующие порядок выполнения сварных работ и качество сварных швов» СП 105-34-96.

В этих документах зафиксированы требования к квалификационным испытаниям сварщиков, правила подготовки труб к проведению работ, задачи контроля качества выполненных соединений и условия проведения ремонта и исправления дефектов, допущенных при сварке.

Кроме того, существуют технологические инструкции по проведению сварочных работ на трубопроводах (ВБН А.3.1.-36-3-96 и ВСН 006-89) и по методам осуществления контроля качества сварки (ВСН 012-88).

В этих нормативных документах отражены основные положения технологий, используемых при проведении ручной и автоматической сварки при строительстве трубопроводов различного назначения.

Положения приведенных инструкций не затрагивают вопросов сооружения трубопроводов для транспортировки агрессивных и коррозионноактивных продуктов.

В списке документов, регламентирующих такой процесс, как сварка труб – гост, в котором зафиксированы требования к применяемым материалам.

В странах СНГ стальные трубы для сооружения трубопроводов подбираются в соответствии с ГОСТ 8731-8734 группы B.

Читайте также: Бизнес с нуля: производство гвоздей

Сварочные материалы, необходимые для строительства трубопроводов, выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 9466 –9467, а контроль выполненных соединений должен осуществляться по правилам, зафиксированным в ГОСТ 7512 и ГОСТ 14782.

За рубежом в качестве нормативных документов при выполнении сварочных работ на трубопроводах используются международные и национальные стандарты. В числе наиболее распространенных, используемых в США и развитых странах Европы – API 1104, BS 4515 и API 5D.

Контроль качества соединений осуществляется в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 8517 или его европейского аналога EN 25817.

Подготовка кромок труб для проведения сварки

Сварка труб с применением газовой сварки

Перед началом проведения работ необходимо удостовериться, что трубы и остальные детали трубопроводов полностью соответствуют требованиям, зафиксированным в нормативных документах. Концы труб и деталей должны иметь форму, которая соответствует выбранному процессу сварки.

Поэтому подготовка труб под сварку, в большинстве случаев, заключается в механической обработке кромок.

Для труб небольшого диаметра рекомендуется использование фаскоснимателей, торцевателей, труборезов. Для обработки кромок трубы диаметром более 520 мм, следует использовать шлифмашинки или орбитальные фрезерные машины.

В некоторых случаях требуется проведение термической подготовки кромок, например, газокислородной или воздушно-плазменной резки.

Совет! Перед началом сборки необходимо тщательно очистить внутренние полости от попавшей туда грязи и влаги и провести зачистку кромок до появления металлического блеска.

При необходимости допускается сваривание труб, имеющих разную толщину стенки, однако у этого допущения имеются ограничения.

• При использовании труб с толщиной стенки менее 12,5 мм, допустимая разница составляет 2 мм;
• При использовании труб с толщиной стенки более1 2,5 мм, допустимая разница составляет 3 мм, при условии исключения смещения стыкуемых кромок.

При включении в трубопровод дополнительных элементов, сильно отличающихся по толщине стенке, необходима установка переходников заводского изготовления с промежуточной толщиной.

Особенности газовой сварки

При выполнении газовой сварки трубы соединяют стыковым способом с образованием выпуклого шва. Размер выпуклости шва, как правило, зависит от диаметра трубы, а также от толщины стенок.

При сваривании труб с толщиной стенки до 3 миллиметров, швы выполняют без скоса кромок, оставляя стыковой зазор в размере половины толщины стенки свариваемого изделия.

Если толщина свариваемых труб больше указанного значения, то необходима предварительная операция по выполнению скоса с углом до 45 градусов. Во время работы необходимо следить, чтобы расплавленный металл не попадал внутрь, чтобы не сократить диаметр трубопровода.

Как правило, газовая сварка труб осуществляется поворотным методом, при этом необходимо придерживаться нижнего положения шва.

Читайте также: Приварить гофру глушителя электродом

Однако выполнение данного условия возможно не всегда, поэтому допустимо проведение сварки в потолочном и вертикальном положениях.

Основными инструментами для проведения газовой сварки являются горелка и резак. В конструкции горелки предусмотрено устройство для подведения газов – кислорода и ацетилена.

Эти два газа поступают в камеру смешения, а затем в сопло горелки. При помощи регуляторов сварщик имеет возможность регулировать количество поступления того или иного газа.

Процесс сварки осуществляется за счет нагрева соединяемых кромок до температуры плавления. В этом же пламени, которое разогревает кромки, расплавляется присадочная проволока, металл которой заполняет зазор между свариваемыми элементами.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Как правило, большая часть работ при строительстве трубопроводов, проводится с использованием ручного метода дуговой сварки. Применяя этот способ, можно соединить отдельные детали в секции, выполнять переходы через преграды, производить сварку захлестов, сварку различных деталей и пр.

Технология выполнения сварочных работ этим методом зависит, прежде всего, от материала данного вида труб.

В зависимости от того, какой марки применялась при изготовлении труб, а также от условий, в которых будет использоваться трубопровод, выбираются приспособления для сварки труб и вид сварочных материалов.

После этого устанавливается технология сварочных работ, которая зависит от толщины стенки свариваемых деталей и от их диаметра.

Основным правилом, при выполнении сварочных работ методом дуговой сварки, является требование к минимально возможному количеству слоев в шве. Так, если нужно сварить трубы с толщиной стенки не более 6 мм, то необходимо выполнять двухслойный шов. При большей толщине трубы допускается выполнение трехслойных швов.

Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, в результате которого должен образоваться равномерный по высоте валик.

Наружная поверхность этого шва должна иметь мелкочешуйчатую структуру и отличаться плавностью сопряжения с боковой поверхностью разделки.

Заполняющие слои сварного шва должны надежно проплавлять кромки деталей и сплавляться между собой. После выполнения каждого слоя необходимо проведения тщательной зачистки шва от образованного шлака.

В зависимости от типа используемых электродов, можно выделить три наиболее часто применяемые схемы сварки.

• Сварка, выполненная с использованием электродов, имеющих основное покрытие;
• Сварка, выполненная с использованием электродов, относящихся к типу газозащитных;
• Сваривание корневого шва с использованием электродов газозащитного типа, дополненное выполнением заполняющих и облицовочных слоев с применением электродов, имеющих основное покрытие.

Таким образом, ответ на вопрос, как правильно сваривать трубы, используя ручную дуговую сварку, зависит от выбранной технологии.

Так, при использовании электродов основного типа, как правило, швы выполняются по направлению снизу вверх с применением поперечных колебаний, размах которых зависит от ширины стыка. При выполнении работ на трубах большого диаметра одновременно работают до четырех сварщиков.

Сварка производится от надира по направлению вверх, при этом, в верхней части стыка необходимо обеспечить смещение замка примерно на50 мм от точки, расположенной в нижней части.

Если работает два человека, то работа первого ведется направлению (ориентируясь на циферблат часов) 6-9-12, а второго – 6-3-12. При работе вчетвером первая пара осуществляет сварку по направлению 6-9 и 6-3, а вторая, соответственно, 9-12 и 3-12.

При применении электродов, относящихся к газозащитному типу, коренной шов выполняется по направлению сверху вниз, при этом колебательные движения исключаются. Сварка труб электросваркой производится при постоянном токе, с опорой конца электрода на кромки труб.

Сборка магистральных трубопроводов

9.3.1. Подготовка труб и деталей к сборке

Перед сборкой и сваркой труб необходимо: убедиться в том, что используемые трубы, соединительные детали, запорная и распределительная арматура имеют сертификаты качества и соответствуют проекту, ТУ на поставку. Трубы и детали должны пройти входной контроль.

Необходимо выполнить визуальный осмотр труб, соединительных деталей и арматуры. При этом должны отсутствовать недопустимые эффекты. На поверхности труб или деталей не допускаются:

• трещины, плёны, рванины, закаты любых размеров;
• царапины, риски и задиры глубиной более 0,2 мм;
• местные перегибы, гофры и вмятины;
• расслоения на концах труб.

Допускается правка плавных вмятин на торцах труб глубиной до 3,5 % диаметра труб. Правка должна осуществляться безударными разжимными устройствами. При этом на трубах сталей с в < 539 МПа (К-55 — класс прочности) допускается правка вмятин и деформирования концов труб при положительных Т без подогрева. При отрицательных температурах окружающего воздуха необходим подогрев на 100-150 оС.

Читайте также: Марка электродов при сварке — важное условие качества

На трубах из сталей с нормативным в55 кг/см2 с местным подогревом на 150-200оС при любых температурах окружающего воздуха.

Участки и торцы труб с вмятиной более 3,5 % диаметра трубы или имеющие надрывы необходимо вырезать.

Допускается ремонт сваркой дефектов кромок труб(забоин, задиров) глубиной не более 5 мм с последующей механической зачисткой мест исправления дефектов до восстановления необходимого скоса кромок.

Концы с дефектами глубиной более 5 мм должны быть отрезаны.

Забоины на кромках глубиной до 5 мм можно ремонтировать сваркой с применением электродов основного типа. При этом в зависимости от марки стали может потребоваться предварительный подогрев.

Царапины, риски и задиры глубиной 0,2 мм и менее на теле трубы следует зашлифовать. Если глубина названных дефектов превышает 0,2 мм, то такие трубы ремонту не подлежат и не должны быть использованы для трубопроводов.

Концы труб и соединяемых деталей должны иметь форму и размеры скоса кромок, соответствующие применяемым процессам сварки. При их несоответствии допускается механическая обработка кромок непосредственно в трассовых условиях. В отдельных случаях, например при выполнении захлёстов, допускается применять газокислородную резку с последующей механической зачисткой кромок абразивным кругом.

Перед сборкой труб необходимо очистить внутреннюю и наружную поверхность труб и соединительных деталей на ширину не менее 10 мм.

Участки усиления наружных заводских швов, прилегающих к свариваемому стыку рекомендуется удалить до высоты 00,5 мм на расстоянии от торца не менее 10 мм.

Газокислородную резку труб можно выполнять механизированным или ручным способом.

Перед резкой необходимо зачистить проволочной щеткой зону реза шириной 50100 мм от изоляции, окалины, ржавчины, пыли, масляных и жирных пятен.

При отрицательных Т окружающего воздуха машинную резку рекомендуется выполнять с подогревом до 50100 оС.

Правку концов труб после резки при отрицательных Т можно выполнять только после подогрева до 150200 оС.

9.3.2. Сборка труб и деталей трубопровода

Сборка труб и деталей и их сварка должны выполняться в соответствии с требованиями технологических инструкций и технологических карт.

Сборка стыков труб должна гарантировать:

• перпендикулярность стыка оси трубопровода. Отклонение от перпендикуляра не должно превышать 2 мм;
• равномерность технологического зазора, находящегося в пределах значений, регламентированных технологической инструкцией и технологической картой;
• минимально возможную величину смещения кромок, измеряемую уни­версальными шаблонами, не превышающую допустимых значений.

Смещение кромок труб при сборке должно быть равномерно распреде­ленным по периметру стыка. Максимальная величина распределенного сме­щения не должна превышать 2 мм. Допускается локальное смещение кромок труб до 20 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм. Общая длина таких смещений не должна превышать 1/6 (15,7 %) периметра трубы. Измерение ве­личины смещения труб допускается производить по наружным поверхно­стям.

При разнотолщинности до 1,5 толщины (а в некоторых случаях до 2) до­пускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной разделке кромок более толстой стенки трубы или детали.

Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра, или труб с деталями (тройниками, переходами, днищами, отводами) допускается при следующих условиях:

• если разность толщин стенок стыкуемых труб, или труб с деталями (максимальная из которых менее 12 мм) не превышает 2,53,0 мм;
• если разность толщин стенок (максимальная из которых более 12 мм) не превышает 3 мм.

Соединение труб или труб с деталями, с большей разностью толщин стенок, осуществляется путем варки между стыкуемыми трубами переходни­ков или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.

Смещение кромок при сварке розностенных труб, измеряемых по на­ружной поверхности, не должно превышать величины до 20% толщины стенки трубы, но не более 3 мм, при дуговых методах сварки, и не более 2 мм, при стыковой сварке оплавлением.

Монтаж трубопроводов в непрерывную нитку из отдельных труб или секций труб, при дуговой сварке следует осуществлять на инвентарных опо­рах, исключающих повреждение изоляции труб. При контактной стыковой сварке трубопроводов в непрерывную нитку свободный конец трубы или секции труб необходимо поддерживать трубоукладчиком.

Сборку труб при дуговой сварке секций трубопроводов диаметром более 500 мм в непрерывную нитку, следует производить с применением внутрен­них центраторов.

При ликвидации технологических разрывов (захлестов), а также при сварке других стыков, где применение внутренних центраторов невозможно, разрешается производить сборку с использованием наружных центраторов.

При сборке запрещается ударная правка концов труб, в том числе с на­гревом.

При сборке расстояние между продольными швами смежных труб должно быть не менее 100 мм. Рекомендуется располагать продольные швы в верхней половине свариваемых труб.

Зазор между свариваемыми кромками труб и допуск на его изменение зависят от применяемых способов сварки, типа сварочных материалов, тех­нологических параметров сварки (табл. 11.3) и должны быть указаны в технологической инструкции и технологической карте.

Зазор между кромками при сборке труб

Сварка магистральных трубопроводов

К термическим видам отнесены все способы соединения кромок плавлением. Это дуговая, газовая, лазерная, плазменная сварки труб и другие аналогичные способы. Термомеханические методы включают в себя стыковую контактную сварку и сварку при помощи магнитоуправляемой дуги. К механическому классу относят сварку взрывами и трением.

Кроме того, способы сварки можно классифицировать по следующим параметрам:

• По условиям формирования шва (принудительное или свободное формирование);
• По типу носителя энергии (газовая, лазерная, дуговая и пр.)
• По методу защиты зоны формирования шва (в защитных газах, под флюсом и пр.)
• По степени автоматизации (ручная, автоматическая, роботизированная и пр.).

При строительстве магистральных трубопроводов в большинстве случаев используется автоматическая дуговая сварка под флюсом. Однако возможности применения этого метода ограничены условием необходимости вращения стыка.

Если возникает необходимость сваривать трубы в неповоротном состоянии, применяется ручная дуговая сварка. Этот метод позволяет производить сварку в самых разных пространственных положениях, в том числе и потолочном, которое считается наиболее сложным.

Читайте также: Сварка тонкого металла инвертором

При использовании сварки в защитных газах, выделяют разновидности в зависимости от типа используемого газа. Это может быть сварка в инертной среде (гелий, аргон), в активной среде (азот, углекислый газ), или в смеси активного и инертного газов.

При применении сварочных электродов принято выделять сварку при помощи плавящихся и неплавящихся (вольфрамовых) расходных материалов.

Перспективным способом является лазерная сварка, при которой в качестве носителя энергии выступает луч лазера. Этот способ сварки отличается высокой скоростью до 300 м/ч. Контактные способы сварки осуществляются за счет разогрева кромок свариваемые деталей.

Например, при дугоконтактной сварке разогрев происходит за счет воздействия дуги, которая вращается магнитным полем с большой скоростью. Это способ применяется для соединения труб небольшого диаметра.

Подготовка труб к сварке.

Большое значение для получения качественного сварного соединения имеет подготовка концов труб к сварке. Такая подготовка включает в себя:

• правку подвергающихся сварке концов;
• очистку кромок труб от загрязнений, масла или появившейся на них оксидной пленки;
• сборку труб.

Правка

Правка концов труб представляет собой придание месту стыка абсолютно круглой формы. Дело в том, что во время транспортировки труб их концы могут деформироваться, и в этом случае добиться качественного сварного соединения не представляется возможным.

Для того чтобы выправить концы труб, как правило, применяют различное механическое, гидравлическое или пневматическое оборудование. Например, во многих случаях для правки используют гидравлический домкрат и специальные радиальные колодки, которые вставляются внутрь трубы. При помощи домкрата колодки расширяются и, упираясь в стенки концов труб изнутри, придают им нужную форму.

Очистка

Свариваемые концы труб должны быть идеально чистыми. Способы очистки, в данном случае, выбираются в зависимости от того, какие именно загрязнения наблюдаются. Если, например, необходимо очистить концы труб от масла или органического налета, используют бензин или специальные растворители, обезжиривающие поверхность кромок. А для того чтобы избавиться от ржавчины, в большинстве случаев применяют специальные стальные щетки или абразивные круги.

Сборка

Сборка стыков труб представляет собой совмещение свариваемых концов труб. При этом должно соблюдаться три основных правила:

• поверхности подготавливаемых труб должны полностью совпадать;
• ось трубопровода не должна нарушаться;
• зазор между свариваемыми поверхностями труб должен быть одинаковым по всему диаметру труб.

Такая сборка может производиться и вручную, но стоит отметить, что это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого внимания и аккуратности и не всегда дающий нужное качество сборки. Поэтому в большинстве случаев на этом этапе работ применяются специальные приспособления – центраторы, которые могут быть внутренними и наружными.

После того, как все подготовительные операции будут выполнены, сварщик может приступать к основным этапам работы. Что касается применяемых в данном случае способов сварки, то здесь, в зависимости от материала труб, требований к трубопроводу и условий работы, могут применяться различные способы сварки:

• по типу применяемой энергии – дуговая, газовая, плазменная, лучевая;
• по типу защиты – сварка под флюсом или сварка в защитных газах;
• по степени автоматизации – ручная, полуавтоматическая или автоматическая.

Что касается самого распространенного способа сварки, то более чем в половине случаев при сварке магистральных трубопроводов применяется автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Требования, предъявляемые к качеству сварных швов при строительстве трубопроводов

Основными документами, которые регулируют правила работы при строительстве трубопроводов различного назначения, являются СНиПы, на основе которых были созданы «Сводные правила, регламентирующие порядок выполнения сварных работ и качество сварных швов» СП 105-34-96.

В этих документах зафиксированы требования к квалификационным испытаниям сварщиков, правила подготовки труб к проведению работ, задачи контроля качества выполненных соединений и условия проведения ремонта и исправления дефектов, допущенных при сварке.

Читайте также: Особенности и применение MIG сварки

Кроме того, существуют технологические инструкции по проведению сварочных работ на трубопроводах (ВБН А.3.1.-36-3-96 и ВСН 006-89) и по методам осуществления контроля качества сварки (ВСН 012-88).

В этих нормативных документах отражены основные положения технологий, используемых при проведении ручной и автоматической сварки при строительстве трубопроводов различного назначения.

Положения приведенных инструкций не затрагивают вопросов сооружения трубопроводов для транспортировки агрессивных и коррозионноактивных продуктов.

В списке документов, регламентирующих такой процесс, как сварка труб – гост, в котором зафиксированы требования к применяемым материалам.

В странах СНГ стальные трубы для сооружения трубопроводов подбираются в соответствии с ГОСТ 8731-8734 группы B.

Сварочные материалы, необходимые для строительства трубопроводов, выбираются в соответствии с требованиями ГОСТ 9466 –9467, а контроль выполненных соединений должен осуществляться по правилам, зафиксированным в ГОСТ 7512 и ГОСТ 14782.

За рубежом в качестве нормативных документов при выполнении сварочных работ на трубопроводах используются международные и национальные стандарты. В числе наиболее распространенных, используемых в США и развитых странах Европы – API 1104, BS 4515 и API 5D.

Контроль качества соединений осуществляется в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 8517 или его европейского аналога EN 25817.

Виды трубопроводов.

Мы уже отмечали, что от вида трубопровода зависит выбор способа сварки этих металлоизделий. Классификация трубопроводов основывается на ряде показателей – это назначение, материал и пр.

Так, по назначению выделяют следующие виды трубопроводов:

• промышленные;
• технологические;
• магистральные;
• для горячей воды и пара;
• распределительные (для газоснабжения);
• канализационные.

В зависимости от используемых в производстве труб металлов можно выделить трубопроводы из низколегированных, низкоуглеродистых и прочих сталей.

Подготовка кромок труб для проведения сварки

Сварка труб с применением газовой сварки

Перед началом проведения работ необходимо удостовериться, что трубы и остальные детали трубопроводов полностью соответствуют требованиям, зафиксированным в нормативных документах. Концы труб и деталей должны иметь форму, которая соответствует выбранному процессу сварки.

Поэтому подготовка труб под сварку, в большинстве случаев, заключается в механической обработке кромок.

Для труб небольшого диаметра рекомендуется использование фаскоснимателей, торцевателей, труборезов. Для обработки кромок трубы диаметром более 520 мм, следует использовать шлифмашинки или орбитальные фрезерные машины.

Читайте также: Все, что нужно знать о ленточных хомутах

В некоторых случаях требуется проведение термической подготовки кромок, например, газокислородной или воздушно-плазменной резки.

Совет! Перед началом сборки необходимо тщательно очистить внутренние полости от попавшей туда грязи и влаги и провести зачистку кромок до появления металлического блеска.

При необходимости допускается сваривание труб, имеющих разную толщину стенки, однако у этого допущения имеются ограничения.

• При использовании труб с толщиной стенки менее 12,5 мм, допустимая разница составляет 2 мм;
• При использовании труб с толщиной стенки более1 2,5 мм, допустимая разница составляет 3 мм, при условии исключения смещения стыкуемых кромок.

При включении в трубопровод дополнительных элементов, сильно отличающихся по толщине стенке, необходима установка переходников заводского изготовления с промежуточной толщиной.

Особенности газовой сварки

При выполнении газовой сварки трубы соединяют стыковым способом с образованием выпуклого шва. Размер выпуклости шва, как правило, зависит от диаметра трубы, а также от толщины стенок.

При сваривании труб с толщиной стенки до 3 миллиметров, швы выполняют без скоса кромок, оставляя стыковой зазор в размере половины толщины стенки свариваемого изделия.

Если толщина свариваемых труб больше указанного значения, то необходима предварительная операция по выполнению скоса с углом до 45 градусов. Во время работы необходимо следить, чтобы расплавленный металл не попадал внутрь, чтобы не сократить диаметр трубопровода.

Как правило, газовая сварка труб осуществляется поворотным методом, при этом необходимо придерживаться нижнего положения шва.

Однако выполнение данного условия возможно не всегда, поэтому допустимо проведение сварки в потолочном и вертикальном положениях.

Основными инструментами для проведения газовой сварки являются горелка и резак. В конструкции горелки предусмотрено устройство для подведения газов – кислорода и ацетилена.

Эти два газа поступают в камеру смешения, а затем в сопло горелки. При помощи регуляторов сварщик имеет возможность регулировать количество поступления того или иного газа.

Процесс сварки осуществляется за счет нагрева соединяемых кромок до температуры плавления. В этом же пламени, которое разогревает кромки, расплавляется присадочная проволока, металл которой заполняет зазор между свариваемыми элементами.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Как правило, большая часть работ при строительстве трубопроводов, проводится с использованием ручного метода дуговой сварки. Применяя этот способ, можно соединить отдельные детали в секции, выполнять переходы через преграды, производить сварку захлестов, сварку различных деталей и пр.

Технология выполнения сварочных работ этим методом зависит, прежде всего, от материала данного вида труб.

В зависимости от того, какой марки применялась при изготовлении труб, а также от условий, в которых будет использоваться трубопровод, выбираются приспособления для сварки труб и вид сварочных материалов.

После этого устанавливается технология сварочных работ, которая зависит от толщины стенки свариваемых деталей и от их диаметра.

Основным правилом, при выполнении сварочных работ методом дуговой сварки, является требование к минимально возможному количеству слоев в шве. Так, если нужно сварить трубы с толщиной стенки не более 6 мм, то необходимо выполнять двухслойный шов. При большей толщине трубы допускается выполнение трехслойных швов.

Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, в результате которого должен образоваться равномерный по высоте валик.

Наружная поверхность этого шва должна иметь мелкочешуйчатую структуру и отличаться плавностью сопряжения с боковой поверхностью разделки.

Заполняющие слои сварного шва должны надежно проплавлять кромки деталей и сплавляться между собой. После выполнения каждого слоя необходимо проведения тщательной зачистки шва от образованного шлака.

В зависимости от типа используемых электродов, можно выделить три наиболее часто применяемые схемы сварки.

• Сварка, выполненная с использованием электродов, имеющих основное покрытие;
• Сварка, выполненная с использованием электродов, относящихся к типу газозащитных;
• Сваривание корневого шва с использованием электродов газозащитного типа, дополненное выполнением заполняющих и облицовочных слоев с применением электродов, имеющих основное покрытие.

Таким образом, ответ на вопрос, как правильно сваривать трубы, используя ручную дуговую сварку, зависит от выбранной технологии.

Так, при использовании электродов основного типа, как правило, швы выполняются по направлению снизу вверх с применением поперечных колебаний, размах которых зависит от ширины стыка. При выполнении работ на трубах большого диаметра одновременно работают до четырех сварщиков.

Сварка производится от надира по направлению вверх, при этом, в верхней части стыка необходимо обеспечить смещение замка примерно на50 мм от точки, расположенной в нижней части.

Читайте также: Выбор маски “хамелеон”

Если работает два человека, то работа первого ведется направлению (ориентируясь на циферблат часов) 6-9-12, а второго – 6-3-12. При работе вчетвером первая пара осуществляет сварку по направлению 6-9 и 6-3, а вторая, соответственно, 9-12 и 3-12.

При применении электродов, относящихся к газозащитному типу, коренной шов выполняется по направлению сверху вниз, при этом колебательные движения исключаются. Сварка труб электросваркой производится при постоянном токе, с опорой конца электрода на кромки труб.

Особенности труб.

Трубы бывают бесшовные, изготовленные на специальных станках из заготовок путем специальной прокатки или сварные, сделанные на специальных прессах из листовых заготовок.

Химический состав и геометрическая форма труб имеет большое значение для правильного соединения труб в трубопроводе. Сварка туб является основным технологическим процессом прокладывания трубопровода. Трубопровод обычно сваривают из двух или трех труб, которые соединяют стационарно на специальных трубосварочных станциях.

В строительстве трубопроводов уже непосредственно на месте соединения обычно пользуются различными видами дуговой сварки, такими, например, как ручная дуговая сварка, различные автоматические дуговые сварки под флюсом или в защитных газах, а также контактной стыковой сваркой оплавления.

Для трубопроводов привозят трубы уже с подготовленными для сварки кромками. В зависимости от конструкции трубопровода, кромку делают в различной геометрической формы (под углом или с зазором для стыка) Подготовка кромок включает в себя не только правку приготовленных к свариванию концов, но и очистку от грязи, влаги и шлаков

Основной особенностью сварки трубопроводов является послойная сварка трубы, сначала нижний слой , затем вертикальный, а потом потолочный. Потому что невозможно сварной дугой прогреть сразу всю толщину трубы.

Применение автоматической сварки при строительстве трубопроводов

В последнее время при строительстве трубопроводов все чаще применяется автоматическая сварка труб под флюсом.

Осуществление этого процесса сопровождается рядом сложностей:

• В процессе происходит затекание металла образующегося шва вовнутрь трубы, поэтому необходимо либо применять технологические подкладки, либо проводить сваривание корневого шва ручной сваркой;
• Возможно растекание расплавленного металла по поверхности детали, особенно если производится заваривание стыков у труб небольшого диаметра.

Невозможность контроля процесса формирования шва в процессе осуществления сварки.

Для того чтобы избежать названных негативных моментов, разработаны особые технологии сваривания поворотных стыков с использованием сварочных автоматов.

Для обеспечения высокого качества сварного соединения используют:

• Сварку с использованием подкладного кольца;
• Сварку, допускающую свободное формирование корневого шва с внутренней стороны трубопровода и принудительное формирования наружного шва.
• Двустороннюю сварку под флюсом;
• Сварку, проводимую в среде углекислого газа.

На практике, чаще всего, используется метод автоматической сварки с применением подкладного кольца. Перед проведением сварки разрезное кольцо шириной 25-40 мм вставляют одну трубу, добиваясь плотного соединения и производя прихватку ручной сваркой.

Затем на выступ свободной части кольца надевают вторую трубу и прихватывают ее конец, следя, чтобы зазор между деталями не превышал 1 мм.

Так может быть собрано несколько подобных секций, которые потом подаются на установку автоматической сварки. Сварка каждого из стыков осуществляется в два слоя.

После того, как будет заварен первый слой, сварочный автомат передвигается к следующему стыку, а первый тем временем проходит подготовку под сварку вторым слоем, которая заключается в очищении шва от шлаков.

Все большее распространение приобретает и технология сваривания поворотных стыков в среде углекислого газа.

Автоматизированная сварка.

При автоматической сварке дугой подача электрода и перемещение дуги вдоль шва происходит автоматизировано. Автоматическую дуговую сварку под флюсом выполняют автоматически подаваемым электродом, который подается в зону сварки. Флюс призван защищать дугу и сварочную ванну от воздействия окружающей среды, кроме того препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Автоматическая сварка под флюсом, несомненно, имеет преимущество перед ручной дуговой сваркой. Она имеет большую производительность, весь процесс механизирован. Но есть и определенные недостатки, например, то, что сварку можно производить только в нижнем положении.

Для всех разновидностей дуговой сварки существует общий недостаток, это низкая производительность, так как мощность дуги приходиться ограничивать из-за опасности сквозного расплавления шва.

Более высокую производительность получают при контактной стыковой сварке оплавлением. Где место стыка нагревается электрическим током и сдавливается.

Технология сварки технического трубопровода

Технологические трубопроводы изготавливаются и монтируются разными способами. Однако самым распространенным и самым приемлемым из них является сварка. Данная операция проводится промышленным методом, где активно используется автоматическая или же полуавтоматическая сварка.

Технологические трубопроводы монтируются и изготавливаются разными способами, но самым распространенным является сварка.

Тут нами будет рассмотрена технология сварки труб. Промышленным способом можно сваривать трубопроводы как из металлического материала, так и из неметаллического.

Существует два основных способа промышленной сварки труб: давлением и плавлением.

Каждый из этих способов делится на ряд методов. Например, сварка давлением подразделяется на:

• Холодную;
• Газопрессовую;
• Прессовую;
• Трением;
• Термитную;
• Контактную;
• Ультразвуком.

Если говорить про сварку плавлением, то тут существуют следующие разновидности:

• Электродуговая в среде защитных газов;
• Электродуговая под флюсом;
• Электродуговая ручная;
• Электрошлакова;
• Газовая.

В эти списки не вошли еще несколько довольно успешно использующихся способов. Дело в том, что они начали внедряться только недавно. Речь идет о сварке электродными проволоками (порошковой и голой), а также о стыковой сварке, которая производится при высокочастотном нагреве. Данные способы весьма современны, и их технологические показатели выше, чем у других способов.

Нужно сказать, что самыми распространенными на сегодняшний день способами сварки являются те, которые производятся плавлением. Это ручная газовая и электродуговая, автоматическая и полуавтоматическая, электроконтактная стыковая и электродуговая виды сварки.

Виды соединений

При сваривании трубы используются следующие виды соединений: стыковые, угловые, нахлесточные.

Для разного вида труб, имеющих различное назначение, используются разные виды сварки. Однако практически всегда используется электрический переменный ток. Это связано с тем, что использование именно этого вида электроэнергии является более выгодным с точки зрения экономии, чем запитка от источника постоянного электрического тока.

При сваривании трубы используются следующие виды соединений:

• Стыковые;
• Угловые (под углом);
• Нахлесточные.

Каждый из них делится еще на ряд подвидов, различающихся такими параметрами, как количество швов, наличие или же отсутствие скоса кромок, способ состыковки и т. д.

Стыковое и угловое соединение

Самым прочным видом сварки является стыковая. Технология такого сваривания позволяет делать различные соединения под многими углами, что незначительным образом влияет на прочность соединения.

При стыковом соединении выделяются два вида стыков: продольные и поперечные. Для сварки трубопроводов обычно используются поперечные стыки, позволяющие заварить всю окружность диаметра труб.

Продольные же нужны для сварки деталей труб.

Схема стыкового и углового соединения.

Стыковая сварка может производиться с использованием одинарного или же двойного шва. Последний вариант увеличивает прочность соединения. Таким образом одинарный шов используется в трубах с условным проходом диаметром до 500 мм, а двойной – в трубах с диаметром условного прохода свыше 600 мм.

Стыковая сварка подразумевает и использование подкладных колец для увеличения прочности. Однако технология производства труб такова, что использование подкладных колец неразумно, так как они будут уменьшать собою условный проход, создавая уменьшение диаметра, и создавать повышенное сопротивление при эксплуатации трубы.

Еще один подвид стыковой сварки – сваривание под углом – используется при соединении трубы с какими-либо дополнительными деталями. Сварка под углом может быть как со скосом кромки, так и без скоса. Прочность такого вида соединения чуть ниже, чем у представленного выше.

Нахлесточное соединение

Схема нахлесточного соединения.

Последним видом сварочного соединения является стыковка внахлест. Данный вид соединения самый непрочный из представленных. Однако в некоторых случаях его применение является обоснованным.

Его никогда не применяют для соединения металлических труб, а только для приварки некоторых деталей. Для соединения этот способ применяют только в случае, если материалом труб является пластик или же прочие неметаллические материалы.

В некоторых случаях сварку внахлест используют для труб из цветных металлов.

Технология сварки внахлест предполагает три разновидности этой операции: в нижнем положении сварочного шва, в верхнем и в вертикальном. Нахлесточные стыки бывают поворотными и неповоротными. Говоря о последнем, надо отметить его сложность и затратность.

Самым простым швом является шов в нижнем положении. Изготавливая стандартные трубы, используют именно этот вид шва, который создает поворотный стык. Для того чтобы изготовить технологически более сложные трубопроводы, используют неповоротный стык и шов в вертикальном или же верхнем положении.

Требования к материалам и сварщикам

Каждый рабочий вне зависимости от категории сварочных работ, обязан ставить особое клеймо на расстоянии 3-5 см от шва.

Для того чтобы начать сваривать трубопроводы, нужно знать некоторые требования, которые предъявляются к материалам. Также для совершения данной операции нужно иметь соответствующую подготовку и квалификацию. Немаловажным фактором является опыт и состояние здоровья.

Так, для того чтобы произвести сварку того или иного трубопровода, нужно знать некоторые параметры как самого трубопровода, так и материала шва. Металл шва должен иметь пластичность и прочность не ниже аналогичных показателей основного металла трубопровода.

Сварщики, которые приступают к сварке металлов категорий 1-4, должны пройти инструктаж по технике безопасности. К тому же данные рабочие обязаны иметь удостоверение, которое подтверждает сдачу испытаний. Данные пункты прописаны в основных нормативных документах.

Касательно сварочных работ 5 категории, надо сказать следующее. К ним допускаются рабочие, которые не проходили испытаний. Достаточным условием для допуска к подобным работам является небольшое испытание, которое заключается в успешном исполнении пробных стыков 5 категории. Вне зависимости от категории сварочных работ, каждый рабочий обязан ставить особое клеймо на расстоянии 3-5 см от шва.

Основные правила подготовки труб для сварки

Для того чтобы произвести сварку технологических трубопроводов, нужно их сперва к этой операции подготовить. От данного процесса во многом зависит конечное качество работ. Пренебрежение этим процессом может стоить не только качества готового продукта, но и здоровья рабочего.

Для того чтобы правильно подготовить трубопроводы под сварку, нужно точно следовать всем предписаниям и имеющимся чертежам. Первым этапом подготовки труб к сварке является их нарезка согласно чертежам. Делать это следует осторожно, следя за соблюдением изначально утвержденных размеров.

Далее производится обработка стыковых кромок, которые будут свариваться. Данная процедура включает создание скоса (обработка), окончательную зачистку и центровку кромок. Производя данные операции, нужно соблюдать точность и хорошо разбираться в технологическом процессе.

Подготовка к сварке

Угол скоса должен иметь значение, которое указано в чертежных документах. Здесь нужно быть очень осторожным и внимательным. Для контроля соответствия угла скоса заданным параметрам существует специальный инструмент – шаблон. Именно с помощью него нужно проверять правильность значения угла.

Согласно технологическим требованиям, торцы труб обязательно должны быть перпендикулярны продольной горизонтали. Для проверки этих параметров используют такие инструменты, как угольник и линейка. Грамотное определение данных параметров влияет на точность состыковки составляющих труб.

Конечная очистка подразумевает избавление стыков труб от всех веществ, которые могут ухудшить качества сварки. К таким веществам относятся: масло, ржавчина, окисления, грязь и т. д. Очистка должна охватывать пространства 20-15 миллиметров от стыка по всем направлениям. Производится данная операция при помощи металлических щеток. Также можно использовать шлифовальные машинки или же шарошки.

Последней процедурой, после которой отрезки труб будут полностью готовы к сварке, является центровка стыков. От этой операции зависит точность соединения. Правильно исполненная центровка обеспечивают точное совпадение стыков труб и их элементов. Данную операцию должен производить только опытный рабочий

Сварка под давлением

Как уже говорилось ранее, существует множество видов сварок, которые позволяют соединить трубопроводы. Технологические отличия каждого из этих способов позволяют использовать их относительно разных материалов и согласно различным целям. Мы же разберем здесь такой вид соединения труб, как сварка под давлением.

Читайте также: Технология крепления траншей трубами

Схема сварки под давлением.

Технологические особенности такого способа соединения трубопроводов заключаются в следующем. Для сварки используется высокая температура, которая нагревает поверхности соединяемых деталей.

Нагревание это происходит посредством нагревательного элемента, который вставляется между элементами. Нагреваемый материал доводится до температуры текучести, после чего нагревательный элемент извлекается.

Нагретые же части соединяются под сильным давлением и охлаждаются. Это приводит к стыковке и схватыванию.

Сварка под давлением имеет ряд преимуществ, в числе которых и технологические. Однако основным преимуществом сварки под давлением являются ее физические показатели. Так, главнейший параметр, такой как прочность, у сварки под давлением намного выше, чем у прутковой или же еще какой. Нужно отметить, что такой вид сварки как нельзя лучше подходит для соединения трубопроводов большого диаметра.

Для того чтобы произвести сварку под давлением, вам понадобится нагревательный элемент. Этот инструмент имеет плоскую поверхность, что является обязательным условием для соединения трубопроводов. Данное приспособление может изменять значение диаметра, нужного для тех или иных трубопроводов.

Для того чтобы произвести качественную сварку под давлением, вам нужно учитывать несколько параметров. Главнейшим из них является температура нагрева. Она должна быть достаточно высокой. Сварка под давлением должна производиться в состоянии доведения металла до температуры текучести.

Другим параметром, влияющим на качество соединения при сварке под давлением, является продолжительность нагрева. Чем больше этот показатель, тем более качественным и приспособленным к стыку будет металл трубопроводов. Это состояние металла должно соответствовать усилиям, которые прилагаются давлением.

И последним параметром является усилие, которое создается давлением. Это усилие должно быть довольно высоким, чтобы обеспечить качественную, прочную и надежную стыковку трубопроводов. Усилие, создаваемое давлением, должно прилагаться с обеих сторон, и обязательно равномерно.

Сварка плавлением

Схема сварки плавлением.

Теперь же мы поговорим о сварке плавлением. Несмотря на то что данный вид сварки менее прочен, он все же более распространен на производстве, чем сварка под давлением. Это объясняется тем, что рассматриваемый тут способ, его технологические характеристики проще, чем у сварки под давлением.

В отличие от сварки под давлением, рассматриваемая тут операция производится за счет нагрева поверхности и соединения ее посредством сварочного шва. Рассмотрим самый простой способ, для которого не требуются сложные технологические предписания. Этот способ подходит для сварки трубопроводов небольшого диаметра.

Речь пойдет о ручной сварке посредством электродуги. Для того чтобы произвести сварку трубопроводов таким способом, вам понадобится:

• Набор электродов;
• Сварочный аппарат, желательно питаемый от переменного тока;
• Сварочная маска и иная защитная спецодежда.

Сварка предполагает соединение труб, где происходит запайка всего диаметра трубопровода.

Процесс представляет собой запайку всего диаметра стыка трубопровода, который производит сварщик. Запайка осуществляется посредством электрической дуги, создаваемой электродом. Специальная обмазка электрода создает слой по шву, который защищает место сварки от внешних воздействий.

Сварка труб под давлением — Трубы и сантехника

При изготовлении и монтаже трубопроводов высокого давления применяют все промышленные способы сварки. Учитывая особую ответственность сварки труб высокого давления, к выполнению этих работ допускаются только сварщики, имеющие удостоверение о сдаче испытаний в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

Трубы высокого давления требуют выполнения некоторых особых условий сварки и контроля качества. Особые условия сварки вызваны технологическими затруднениями вследствие больших толщин стенок труб при сравнительно небольших диаметрах.

При этом необходимо обеспечивать получение высоких механических свойств сварного шва при нормальных, отрицательных и повышенных температурах транспортируемой по трубопроводу среды, а также шва, стойкого против коррозии. Трубопроводы из сталей 20 и 30ХМА сваривают электродуговой или газовой сваркой в зависимости от их диаметра и толщины.

Применение газовой сварки допускается только для углеродистых труб с условным проходом от 6 до 25 мм.

Автоматическую и полуавтоматическую сварку под слоем флюса при ручной подварке корня шва применяют для труб с условным проходом 100 мм и выше. Трубы меньшего диаметра сваривают ручной электродуговой сваркой. Трубы с условным проходом от 25 до 40мм сваривают обычным швом с V-образной разделкой кромок, а более 60мм — с подкладными кольцами или без них.

При ручной сварке труб из стали 20 применяют электроды типа Э42А марки УОНИ13/45, а из сталей ЗОХМА, 20ХЗМВФ — электроды типа ЭП60 марок ЦЛ19ХМ и ВСН2. Перед прихваткой « еваркой стыки труб всех диаметров из легированных сталей (ЗОХМА, 20ХЗМВФ и др.

) предварительно подогревают до 300—350° С, а из стали 20 при толщине стенки более 27 мм — до 150—200° С. Температуру подогрева поддерживают в течение всего периода прихватки и сварки.

Количество слоев сварки зависит от толщины стенки и составляет от 4 до 10.

Полуавтоматическую сварку под флюсом осуществляют с помощью полуавтомата ПШ5 с удлиненным мундштуком и специальной воронкой. Сварку выполняют в несколько слоев в зависимости от толщины стенки трубы. Усиление шва должно быть в пределах 2—4 мм и обязательно с плавным переходом к основному металлу.

После любого вида сварки для снятия возникающих внутренних термических напряжений стыки на участке длиной не менее 200 мм (по 100 мм с обеих сторон шва) подвергают термической обработке. Стыки из стали 20 при толщине стенок труб более 27 мм подвергают отпуску при температуре 560—580° С с выдержкой 2,5—3 ч.

Технология сварки трубопроводов высокого давления
На сайте Вы можете найти информацию о сварных работах, технологии сварки и пайки различных материалов, требованиях и оборудовании.

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Трубопроводы (газовые или водяные) находятся под давлением, поэтому их сварка – особенно серьезное дело, которое требует очень высокой классификации и большого опыта от исполнителей.

Сварка труб под давлением предполагает непростые условия работы, так как толщина стенок у труб большая, а диаметры – меньше. Важно обеспечить надежность шва, стойкость против коррозии.

Причем вещества, которые находятся в трубах, могут быть разной температуры – как нормальной, так и повышенной или отрицательной.

Для сварки труб под давлением можно применять разные виды сварки, известные на сегодня.

Вид применяемой сварки зависит от параметров металла

Для стальных трубопроводов, выходя из их толщины и диаметра металла, применяют газовую сварку, а также электродугу. Если условный проход труб от 6 до 25 мм, можно применять газовую сварку.

• Что касается труб, у которых условный проход от 100 мм, более предпочтительна автоматическая и автоматическая сварка под слоем флюса.
• Для труб небольшого диаметра подходит работа электродуговой ручной сваркой.
• Если у труб условный проход от 25 до 40 миллиметров, для их сварки применяют обычный шов и v-образную разделку кромок, а в случае условного прохода от 60 мм – с подкладными кольцами.

Особенности сварки труб под давлением

При ручной сварки стали с маркировкой 20 применяются электроды типа Э42А диаметром до трех миллиметров с рутиловым или втористо-кальциевым покрытием. Перед свариванием стыки труб нужно разогреть до 300 градусов. Если труба из более тонкой стали – до двухсот.

Для сварки водопроводных труб из оцинкованной стали используется самозащитная проволока, диаметр которой от 0,8 до 1.2 миллиметра. Сварка труб из обычной стали производится внахлест.

Читайте также: Назначение и виды сварочных вращателей

Чем больше толщина стенки трубы, тем больше слоев сварки накладывают: наименьшее – 4, наибольшее – 10.

Если сварка производится полуавтоматом под флюсом, то делают это с помощью удлиненного мундштука, а также специальной воронки. Варят в этом случае также в несколько слоев, выходя из толщины стенки трубы. Шов усиливают не более, чем на 4 мм, плавно переходя к основному металлу.

Важно после любого вида сварки снять внутренние термические напряжения. Для этого стыки на расстоянии 10 см с каждой стороны шва термически обрабатывают.

Проводим работы

У сваривания трубопровода есть особенность – трубу невозможно повернуть так, чтобы было удобно сварщику. Особенно усложняется задача, если труба расположена вплотную около стенки. Некоторые сварщики используют зеркало, чтобы выполнить все максимально точно.

Обычно на трубе вырезается отверстие и сваривается ее внутренняя поверхность, а потом внешняя часть.

Трубы варятся, начиная с середины. Чаще всего используют потолочный шов. Электрод располагают перпендикулярно к месту сварки и плотно прижимают к металлу. Следующий шов – вертикальный.

Электрод теперь расположен под углом, чтобы расплавленный металл не стекал. Точечная сварка приемлема на вертикальном участке. Далее – горизонтальная сварка.

Это простой этап, главное, хорошо проварить место соединения и при этом не прожечь металл.

После отбивания шлака нужно проварить с другой стороны, стараясь не попадать на ранее наложенный сварной шов. Все остальные манипуляции повторяются как при первом этапе сварки.

Сварка труб под давлением требует особо тщательного соблюдения техники безопасности.

Технология и оборудование для сварки трубопроводов

Соединение элементов промышленных и бытовых трубопроводов может выполняться различными способами. Существующие технологии позволяют сваривать отрезки труб любой длины, тип материала при этом не имеет значения. Для успешного производства работ нужно разобраться в том, и какие методы соединений используются.

Виды трубопроводов

Трубопроводы предназначены для перемещения под давлением жидких или газообразных сред. По назначению разделяются на:

• магистральные;
• водо- и газопроводы;
• промышленные;
• технологические;
• канализационные.

Для сборки используется множество материалов – от пластиков и керамики до бетона и металлов.

Типы сварки и их отличия

Сварка технологических и бытовых трубопроводов осуществляется двумя способами: плавлением либо давлением.

Первый тип разделяется еще на несколько методов, к наиболее распространенным относятся:

• холодный;
• прессовой;
• термитный;
• контактный;
• ультразвуковой.

Сварка трубопровода плавлением разделяется на такие виды:

Электросварка

Электросварка выполняется контактным либо дуговым методами. Для сварочных работ применяется трансформатор или инвертор, подающий ток на электрод.

При электросварке труб между частями магистрали образуется дуга с выделением высоких температур. Электрод оплавляется, нагревая кромки трубы.

Преимуществами метода являются:

• минимальная себестоимость;
• высокая функциональность;
• возможность работы в любых положениях.

К недостаткам относятся более высокие затраты труда и времени, чем на производство тех же работ по ГОСТ газовой горелкой.

Выбор электродов

Электроды изготавливаются с различными покрытиями, предназначенными для отдельных методов соединения.

По технологии для сварки труб предназначены стержни с рутилово-кислотной либо целлюлозной, основной обмазкой. Норма расхода электродов на 1 стык трубопровода у них самая низкая. Рутилово-целлюлозная обмазка позволяет выполнять работы даже в вертикальном направлении.

При сварке электродом с основным покрытием образуется шов с повышенным параметром вязкости, не растрескивающийся под воздействием экстремально низких температур. Такими стержнями можно сваривать толстостенные трубы, эксплуатируемые в экстремальных условиях.

Холодная

Холодная сварка труб эпоксидными составами применяется в экстренных случаях для систем отопления или водоснабжения, если они собраны из труб ПНД или полипропиленовых элементов.

Принцип соединения прост: перемешанная масса материала наносится на кромки. При химической реакции образуется твердая корка, обладающая высокими герметизирующими свойствами.

Газовая

Метод предназначен для сопряжения элементов технологических и водопроводных магистралей с использованием газовой горелки, нагревающей присадочную проволоку до расплавления. Разжиженный металл на краях соединяемых труб смешивается и формирует шов.

Газовый способ сварки стальных трубопроводов обладает такими преимуществами:

• эффективность;
• высокое качество рубца;
• простота применения.

• необходимость использования присадочной проволоки;
• высокая стоимость расходных материалов;
• наличие у сварщика специальной квалификации.

Диффузная

Предназначена для соединения пластиковых труб, в том числе отопительной сети.

Для сварки необходимо применение специальных нагревающих аппаратов, в которые устанавливаются насадки требуемого размера. Внутрь насадок устанавливаются подлежащие соединению трубы.

Пластик под воздействием высокой температуры расплавляется, стыковочный шов образуется при сдавливании элементов с обеих сторон. После непродолжительного охлаждения труба вынимается может использоваться по назначению.

• возможность соединения ПВХ-труб, пластиковых, полиэтиленовых;
• высокая производительность оборудования;
• устойчивость шва к механическим деформациям.

Недостаток – необходимость подбора насадок и аппаратуры для конкретных образцов в зависимости от их диаметров.

Как состыковать?

Типы швов при сварке магистральных или бытовых трубопроводов по расположению в пространстве разделяются на несколько групп:

• низовые;
• потолочные;
• горизонтальные;
• вертикальные.

По протяжению на трубопроводе швы могут устраиваться сплошными либо обрывистыми.

Особенности

[stextbox сварки труб во много отличается от соединения листового металла, также различия имеют сварка газопровода и систем для горячего водоснабжения.[/stextbox]

Основные аспекты заключаются в следующем:

• Режим настройки оборудования. Выбор сварочного тока по результатам специальных расчетов.
• Сваривание труб небольшого диаметра (до 100 мм) требует предварительной ручной сборки либо соединения коротких отрезков в отдельные участки.
• При устройстве поворотов и сваривании труб значительного диаметра.
• Скорость разворота принимается равной скорости смещения проводника.
• Наиболее благоприятное размещение сварочной ванны – под 30° относительно верховой точки.
• При необходимости разворота участка на 180° назначется несколько стадий – сваривание верхних четвертей трубы по направлению друг к другу, поворот элемента и проваривание оставшейся линии, поворот на полный угол и доваривание шва.
• Сложность сваривания неповоротных стыков.
• Устройство вертикально расположенных стыков осуществляется в две стадии. По периметру стык разделяется на два участка, размещающиеся в низовой, потолочной и горизонтальной позиции. Сваривание начинается с потолочного участка, электрод проводится по направлению к нижнему. Участки соединяются короткими дугами.
• Располагающиеся горизонтально стыки соединяются углом назад, электрод размещается к оси под ушлом 80°. Работа производится на средней дуге.

Требования к материалам и сварщикам

Перед свариванием трубопроводных элементов необходимо правильно определить свойства материалов, подобрать необходимое оборудование и расходники. Не менее важны сведения о назначении магистрали, предъявляемых к качеству шва требованиям. Металл в месте соединения должен обладать прочностью и пластичностью на уровне показателей основного материала трубопровода.

Сварщики, работающие с соединениями 1-4 категории, должны обладать требуемой квалификацией и опытом, пройти специальную подготовку и инструктаж по охране труда. Рабочим выдается удостоверение с записью о проверке знаний.

На сопряжения участков 5 категории назначаются сварщики без прохождения испытаний, по результатам тестовой сварки.

[stextbox После проверки и контроля качества сварного шва трубопровода независимо от сложности на удалении от рубца 3-5 см каждый сварщик ставит собственное клеймо.[/stextbox]

Подготовка перед работами

В первую очередь следует внимательно изучить чертежи, выполнить нарезку труб по указанным в них размерами и схемой расположения сварных стыков газопровода либо магистрали иного предназначения.

Предварительно следует произвести обработку кромок стыков, которые необходимо сварить. Процесс заключается в создании скоса, очистке и центрированию краев.

Разновидности сварных соединений

Соединение труб может выполняться:

Читайте также: Технология производства изоляционных работ полиэтиленовых труб

Вид стыковки выбирается по роду металла, методу сварки и назначению трубопровода. К примеру, элементы отопительных систем сопрягаются встык. Для труб толстостенных требуются двойные швы – внутренние и внешние. Во избежание наплыва металла электрод следует устанавливать под углом 45° к оси элемента.

Установка прихваток

При сопряжении элементов трубопроводов технологического либо промышленного назначения необходима установка прихваток. Для их устройства подбирается электрод, посредством которого будет производиться выполнение основного шва. Работа выполняется звеном из двух сварщиков.

Для труб размером до 300 мм выполняется 4 прихватки, равномерно распределенных по кругу. При сопряжении труб большего сечения прихватки протяжением 50 мм следует размещать на удалении 250 мм друг от друга. Ширина их должна составлять не менее 4 мм.

Особенности электросварки

При выполнении электросварки отдельное внимание уделяется стыкам на поворотах. В сложных ситуациях применяется зеркало, кончик электрода допускается подгибать и варить неповрежденной частью.

При сварке под наклоном 30° к поверхности наложение сварного рубца выполняется по окружности. Для низколегированных марок стали шов разрешается выполнять однослойным. Двойной шов обеспечивает дополнительную прочность соединения. Чем большей толщины стенка, тем большее количество проходов производится.

Трубы значительного диаметра свариваются до половины шва, участки затем очищаются от шлака, выполняется следующий шов на удалении 15 мм от предыдущего.

[stextbox Расстояние между сварными швами трубопровода регламентируется ГОСТ 32569-2013 для конкретных случаев расположения. К примеру, для элементов с толщиной стенок до 3 мм принимается интервал не менее чем в 3 толщины. При размере стенки до 3 мм швы можно располагать на удалении 2 толщин.[/stextbox]

C поворотом и без поворота стыка

Сварка трубопроводов выполняется одним из следующих способов:

• с поворотом стыка;
• без поворота.

Для сопряжений с поворотом вначале делают три прихватки с расположением на 4, 8 и 12 часов по условному круговому циферблату. Затем устраивается пара основных шва – с 1 по 5 час и с 11 до 7. Трубу разворачивают на 90° и заваривают до конца, герметизируя участок.

Сварка без поворота используется для трубопроводов, повернуть которые нельзя. Начальный шов производится строго от низа к верху, последующие допускается производить в любом направлении.

[stextbox труднодоступных мест, расположенных у стены либо бетонной опоры выполняется через врезку – специальное отверстие в верху трубы. По завершении работ врезка наглухо герметизируется.[/stextbox]

Автоматическая

На заводах для сопряжения элементов применяются специальные сварочные устройства, процесс производится в автоматическом режиме.

Сварка выполняется присадочными прутками, сматывающимися с катушки и подающимися в зону работ. В ней организуется защита от окисления с помощью технических газов. При невозможности полной автоматизации работа применяется полуавтоматическая сварка.

Альтернативные способы

Соединение труб и установка на них арматуры производится также индукционной либо газовой сваркой.

Сваривание газом выполняется с применением кислородо-ацетиленовой смеси, основные инструменты –резак и горелка. Кромки нагреваются до расплавления совместно с присадочной проволокой для наполнения шва.

Индукционный способ подразумевает применение для разогрева элементов индукционного тока. Соединение краев выполняется с помощью нажимных роликов.

Технология для толстостенных труб

Сварку труб из углеродистых и низколегированных марок стали с толстыми стенками (свыше 20 мм) рекомендуется производить слоями повышенной толщины.

Сначала производится сварка в потолочном положении с постепенным наращиванием слоя. При проходе в полувертикальное положение специальным приемом создается горизонтальная площадка.

Затем сваривание осуществляется в своеобразном низовом положении, при этом возможно использования электродов сечением свыше 5 мм. Размеры ванны велики, потому сварщик должен обладать высокой квалификацией чтобы удерживать ее в стабильно жидком состоянии.

[stextbox По завершении работы производится контроль качества сварного соединения трубопровода. Шов обстукивается молотком для удаления шлака, выполняется визуальный осмотр. Для проверки наличия протечек, трубопровод испытывается путем пробной подачи воды, газа или пара[/stextbox]

На просвет

«На просвет» — это сварка элементов трубопровода со сквозным зазором. Таким способом сваривают трубы диаметром не более 12 мм.

Сначала наносятся несколько прихваток, их количество определяется на глаз по сечению трубы. Затем стык очищается для обнаружения возможных дефектов, подлежащих вырезке. Получившийся шов равномерно заполняется.

На заключительном этапе выполняется облицовочный слой. В результате получается красивый ровный рубец с плотно проваренным корнем. Выступ рубца на поверхности допускается до 1 мм.

В зимних условия

Под влиянием пониженных температур остывание сварочной зоны происходит за короткое время, затрудняется выведение газов из оплавленного металла. По этой причине сталь делается хрупкой, возможно ее термическое разрушение, образование направленных от шва трещин.

Во избежание образования таких дефектов следует:

• как можно более плотно сжимать элементы;
• раскаливать кромки до обретения ими светло-красного оттенка;
• повышать силу тока на 10-20%.

Принятие таких мер позволяет создать пластичный и мягкий сварной, герметичный рубец.

Ремонт

Участок с дефектом предварительно зачищается пескоструем либо шлифмашиной. Способ ремонта предполагает наплавление дефектного места.

Используется ручная сварка с основными электродами. Первый слой наплавляется стержнями сечением до 3,2 мм. Заполнительный и облицовочные слои выполняются электродами сечением 3-4 мм. До наплавки участок рекомендуется прогреть каким-либо электронагревательным прибором.

Зажигание дуги осуществляется на краях участка. Заполняющие слои округлой либо прямой формы выполняются узким валиком по встречно-симметричной схеме. Ширину первых слоев рекомендуется принимать в интервале 4-6 мм. Каждый последующий слой устраивается шириной 8-10 мм.

[stextbox Ремонтная сварка на действующих газопроводах производится с использованием специальных полуцилиндрических футляров. Выполнять ремонт сваркой допускается только при невозможности применения иного метода.[/stextbox]

Методы проверки качества сварных соединений

Для обнаружения дефектов сварных швов и неразрушающего контроля качества сварных соединений трубопровода применяются следующие методы:

• визуальный осмотр с использованием увеличительных приборов;
• цветовая дефектоскопия;
• магнитный;
• ультразвуковой;
• рентгенографический – просвечивание швов рентгеном с получением снимка.

Проведенный успешно контроль сварных соединений трубопроводов подтверждается нанесением специальной маркировки и клейма на каждом участке.

Дефекты швов

Дефекты разделяются на:

• внутренние;
• внешние;
• сквозные.

К внешним дефектам, обнаруживаемым визуально, относятся:

• Трещины – Возникают из-за снижения прочностных характеристик материала, повышенных напряжений, наличия в сварочной ванне атомов водорода.
• Подрез – заглубление между основным материалом и оплавленным. Появляется из-за утончения стали в месте соединения при увеличенном напряжении дуги. Устраняются переваркой после очистки.
• Наплыв. Образуется при натекании расплавленного металла на поверхность основной. Причины – малое напряжение дуги, медленная сварка, присутствие окалин.
• Кратеры. Образуется при резком отрыве дуги. Устраняются повторным свариванием после зачистки.
• Свищи – воронки в теле рубца. Появляются из раковин либо крупных пор при некачественно выполненной подготовке или дефектов присадочных прутков.

Внутренние недостатки определяются специальной аппаратурой. К ним относятся:

• Непровар, образующийся при слишком малом взаимном сплавлении частей шва.
• Пористость – полые участки внутри рубца, заполненные газом. Появляются по причине наличия в материале свариваемых элементов посторонних примесей, сырости, низкой защищенности ванны.

К сквозным относятся дефекты, проходящие через всю толщу сварочного рубца, обнаруживаемые визуально. К ним относятся:

• прожоги, возникающие в результате медленной сварки при чрезмерно высокой силе тока.
• трещины.

Сварка элементов трубопровода – дело ответственное и достаточно сложное, требующее соблюдение технологии от подготовительных работ до заключительных.

При сомнениях в своих способностях и отсутствии навыков лучше пригласить профессионалов, дающих гарантию на выполненную работу».[/stextbox]

• Главная
• Правила и безопасность

Источник https://technorama.ru/raboty/svarka-tehnologicheskih-truboprovodov.html

Источник https://b2b-instrument.ru/svarka/trebovaniya-k-svarnym-shvam-truboprovodov.html

Источник https://fgpip.ru/pravila-i-bezopasnost/tehnologiya-svarki-tehnicheskogo-truboprovoda.html